继电保护与二次回路培训教材

继电保护与二次回路第一节继电保护任务及基本要求

一.继电保护任务1.什么是继电保护装置继电保护装置，是一种能反映电气设备的故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置。2.继电保护的任务当电气设备发生短路故障时，能自动迅速地将故障设备从电力系统切除，将事故尽可能限制在最小范围内。当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置还可以迅速投入备用电源，使重要设备能继续获得供电。二、继电保护基本要求1.选择性(1)什么是选择性当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小。(2)选择性举例当k3点故障时，由QF6处的保护动作断开QF6切除故障，称为有选择性的动作；若由QF5处的保护动作断开QF5，则称为无选择性动作；若由于QF6处的保护拒动或QF6失灵，由QF5处的保护动作断开QF5，则仍然称为有选择性的动作。2.快速性快速切除故障，可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态;减少系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。

3.灵敏性(1)什么是灵敏性：灵敏性是指保护对其保护范围的故障或其不正常运行状态的反映能力(2)灵敏性的衡量：保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量。上、下级保护之间灵敏性必须配合，这是保证选择性的条件之一。4.可靠性继电保护动作的可靠性是指需要动作时不拒动不需要动作时不误动，这是继电保护装置正确工作的基础。继电保护与二次回路常用电气符号电流继电器:KA电压继电器：KV时间继电器：KT中间继电器：KM信号继电器：KS差动继电器：KD气体继电器：KG第二节变压器保护

一.电力变压器保护设置要求

1、3－10kV配电变压器的继电保护主要有过电流保护、电流速断保护。变电所单台油浸变压器容量在800KVA及以上，或车间内装设的容量在400KVA及以上的油浸变压器还应装设气体保护。2、大容量变压器，单台容量10000KVA及以上，或者单台容量在6300KVA及以上的并列运行变压器，应装设电流差动保护，以代替电流速断保护。对于大容量、高电压的降压变压器，为了提高灵敏度，常采用复合电压闭锁的过电流保护。二.变压器过电流保护电流保护是利用短路时产生很大的短路电流这一特点构成的。1.过电流保护的动作电流：按照避开被保护设备的最大工作电流来整定的。2.过电流保护的动作时限：为满足选择性要求，各级保护在动作时限上要配合，电源侧的上级保护时限要比下级保护时限长。3.过流保护动作时限的实现

有两种实现办法，一种是采用时间继电器，其动作时间一经整定后就固定不变，即构成定时限过电流保护。另一种方式是动作时间随电流的大小而变化，电流越大动作时间越短。由这种继电器构成的过电流保护装置称为反时限过电流保护。4.定时限过电流保护：动作过程：当变压器故障时，KA1、KA2动作，KA1、KA2的触点闭合。＋BM→KA1→KT线圈→

－BM。时间继电器KT励磁，KT接点延时闭合。＋BM→KT接点→中间继电器KOM→－KM。KOM励磁，接点闭合。＋BM→KOM→KS→QF1→Y→

－BM。KS励磁发出信号；Y励磁跳开断路器。5.反时限过电流保护：动作过程：当变压器故障时Ia从TAu

→KA1常闭→KA1线圈→回TAu。KA励磁。KA1常开闭合，常闭打开。Ia从TAu(改道)→KA1常开→

跳闸线圈YT1→KA1线圈→回TAu。(动作过程中KA常开先闭合，常闭后打开。)KA1线圈经KA1常开接点自保持，YT1励磁跳开断路器，断路器跳开后，短路电流消失，KA1返回。三.常用继电器1.电磁型电流继电器(1)动作电流和返回电流能使过电流继电器开始动作的最小电流称为电流继电器的动作电流；在继电器动作之后，使继电器可动触点开始返回原位的最大电流称为电流继电器的返回电流。(3)返回系数电流继电器的返回电流除以动作电流，得返回系数。Kf=If/IDZ对返回系数要求：在0.85—0.9之间，如低于0.85，则返回电流太小，容易引起误动作；如大于0.9，触点压力不够，接触不良，影响工作可靠性。2.电磁型电压继电器它的工作原理和结构与电磁型电流继电器完全相似，外形也一样，只是将电流线圈更换成电压线圈。型号为DJ，它有过电压继电器和低电压继电器之分。过电压(1)：DJ—111、DJ—121、DJ—131；低电压(2)：DJ—112、DJ—122、DJ—132。3.GL系列感应型过电流继电器

GL型继电器包括电磁元件和感应元件两部分。电磁元件构成电流速断保护。感应元件为带时限过电流保护。电磁型时间继电器：建立动作的延时。DS-110电磁型中间继电器：增加触点数量和触点容量。DZ-10电磁型信号继电器：发出保护动作信号。DX-11为保证信号继电器可靠动作，在保护装置动作时，流过继电器的电流必须不小于信号继电器额定工作电流的1.5倍四.变压器电流速断保护

1.作用反应变压器内部相间短路故障，作变压器的主保护。2.动作电流按变压器出口处短路时流过保护的最大短路电流整定。3.原理接线图五.变压器电流差动保护

1.差动保护的作用由于电流速断保护的动作电流大，灵敏度差，因此在大容量变压器上装设差动保护，作为变压器的主保护，反应变压器油箱内、套管及高低压侧引出线上的短路故障。2.接线：将变压器高低压侧电流互感器的二次侧接成环流接线，再将继电器跨接在两连线上。3.工作原理正常工作或外部故障时：流入继电器的电流为两侧电流之差，继电器中电流为零，保护不动作。内部短路时：流入继电器的电流为两侧电流之和反应了短路点的短路电流，保护动作跳闸。六、变压器气体保护1.什么是气体保护反应油箱内气体变化而动作的保护称为气体保护。2.气体继电器的安装安装于变压器油箱和油枕的通道上。为了便于气体的排放，安装时需要有一定的倾斜度：变压器顶盖与水平面间应有1％－1.5％的坡度；连接管道应有2％－4％的坡度。

3.气体(瓦斯)继电器的作用：气体继电器包括轻瓦斯和重瓦斯两种，轻瓦斯反应油箱内油面下降和轻微故障，发信号；重瓦斯反应油箱内严重故障，作用于跳闸，作变压器的主保护。第三节电力线路及设备保护

一、过电流保护和电流速断保护1.6-10KV线路保护的设置一般装设电流速断保护和定时限过电流保护：(1)电流速断保护动作电流:根据线路末端短路时流过保护的最大短路电流整定。动作时限：0″。保护范围：本线路的一部分。作线路的主保护。(2)定时限过电流保护：动作电流：根据本线路的最大负荷电流整定；动作时限：根据阶梯形时限特性整定(从负荷侧向电源侧逐级增长ΔtΔt=0.5″)；保护范围：本线路及下线路全部乃至更远。作线路的后备保护。二.限时电流速断保护

1.限时电流速断保护

装设的原因：由于电流速断保护不能保护全线路，过电流保护能保护全线路，但达不到快速性的要求，这时可以加一套限时电流速断保护。

(1)动作电流：根据下线路电流速断动作电流整定。

(2)动作时限：一般取0.5″。若电流速断保护的保护范围很小，可以不装它。2.线路保护特例并不是每条线路都要装设三套保护(1)在线路－变压器组上，电流速断保护可以伸进变压器内部，因此可以不装限时电流速断保护；(2)在运行方式变化大的电网中，或短线路上，可能电流速断保护的保护范围很小甚至为零，这种线路可以取消电流速断保护。三.低电压保护和电流方向保护在双侧电源或环形电网的线路上，为了保证选择性，保护必须带方向。四.高压电动机保护高压电动机常用保护为电流速断保护(或电流纵差保护)和过负荷保护。过负荷保护根据需要可动作于跳闸或作用于信号。高压电动机有时还装设零序电流保护、低电压保护和同步电动机的失步保护等。五.3KV-10KV电力电容器组保护

中小容量的高压电容器组普遍采用电流速断或限时电流速断作为相间短路保护

七.继电保护动作与故障判断1.电流速断保护动作，断路器跳闸时的故障判断如果变压器电流速断保护动作，则说明变压器内部或变压器电源侧引线出现了短路事故。如果出线线路发生电流速断保护动作断路器跳闸，则说明出线线路上存在短路故障。

对于线路，若是架空线，则可试送一次；若是电缆出线则不能试送。发生差动保护动作跳闸,其原因可能有：1）电力变压器内部发生事故，例如相间短路或匝间短路2）电力变压器一、二次连接线发生相间短路3）电流互感器发生匝间短路或者二次回路出现断线、短路。第四节电力系统自动装置

一、自动重合闸装置1.什么是自动重合闸装置：当断路器自动跳闸后，能使断路器自动合闸的装置称为自动重合闸装置。

2.自动重合闸装置的作用：为了提高线路对用户供电的可靠性。二.备用电源自动投入装置1.什么是备用电源自动投入装置当工作电源因故障自动跳闸后，能将备用电源自动投入或将用户切换到备用电源上去的一种自动装置。2.作用提高对用户供电的可靠性。

第五节二次回路基本知识

一、二次回路概述1.一次设备直接生产和输配电能有关的设备称为一次设备。2.二次设备对一次电气设备进行监视、测量、操纵、控制和起保护作用的辅助设备，称为二次设备。其中互感器是属于二次设备。

3.二次回路由二次设备按一定顺序和要求相互连接构成的电气回路称为二次回路。

二.二次回路接线图二次回路接线图包括原理接线图、展开接线图和安装接线图。

1.原理接线图将各种电器以集合整体的形式表示，用直线画出它们之间的相互联系，因而清楚、形象地表明了接线方式和动作原理。特点一、二次回路画在一起，对所有设备具有一个完整的概念。动作顺序很直观，所以二次回路原理图能清楚地了解二次设备的电气连接和动作原理，

缺点：对复杂的二次图和查找二次回路施工现场的故障等工作，有一定的困难。

2.展开接线图展开图的特点(1)把二次设备用分开表示，即分成交流电流回路、交流电压回路、直流回路、信号回路。(2)属于同一回路的线圈和触点，按照电流通过的顺序依次从左到右(或从上到下)连接。

(3)对同一设备的线圈和触点采用相同的文字符号表示。

3.安装接线图安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图。(1)屏面布置图表示屏上设备的布置情况，按实际尺寸照一定的比例绘制。(2)屏背面接线图标明屏上各设备在屏背面引出端子间以及与端子排间的连接情况。(3)端子排图是表示屏上设备与屏顶设备、屏外设备连接情况的图纸。三.二次回路编号1.一般要求安装图上对二次设备、端子排等进行标志的内容有：1)与屏面布置图一致的安装单位编号及设备顺序号。2)与展开接线图相一致的设备文字符号。3)与设备表相一致的设备型号。2.展开接线图回路编号交直流回路在展开图中采用不同方法编号。直流回路编号是从正电源出发，以奇数序号编号，直到最后一个有压降的元件为止。

下一步应从负极开始以偶数顺序编号至上述已有编号的回路为止。

3.安装接线图设备标志和编号

在设备图形符号上方画一个小圆，该圆分为上、下两个部分，上部分标出安装单位编号，用罗马字母I、Ⅱ、Ⅲ等来表示；在安装单位编号右下脚标出设备的顺序号，如1、2、3……小圆下部标出设备的文