电气工程基础第七章

电力工程根底合肥工业大学电气与自动化工程学院第七章电气设备的控制与维护7.1概述合肥工业大学.电气与自动化工程学院7.2操作电源7.3高压断路器的控制7.4电气设备的维护第七章电气设备的控制与维护7.1概述合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气设备在运转中能够会发生各种缺点和不正常的运转形状。电力系统继电维护就是一门研讨这种自动识别缺点并排除缺点元件的自动安装的技术学科。其根本义务有：自动、迅速、有选择地将缺点元件从电力系统中切除，使缺点元件免于继续遭到破坏并保证非缺点元件迅速恢复正常运转；反响电气元件的不正常任务形状并根据实践运转条件作出不同的反响。7.2操作电源合肥工业大学.电气与自动化工程学院供应电力系统二次回路的任务电源，称为操作电源。交流操作电源保证供电可靠性；具有足够的容量；一、对操作电源的根本要求和分类1、根本要求电压纹波系数小于5%；运用寿命、维护任务量、设备投资、布置面积等应合理。2、分类直流操作电源独立操作电源非独立操作电源蓄电池式电源变换式复式整流式硅整流电容储能式纹波是指直流电压中的交流成分。直流电压本该是一个固定的值，但是普通它是经过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即使是用电池供电也会因负载的动摇而产生波纹。如某个电源任务在稳压形状，其输出为100V/5A，测得纹波的有效值为10mV，这10mV就是纹波的绝对量，而相对量即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/100V=0.01%，即等于万分之一。

独立、直流电压不能低于一定的值合肥工业大学.电气与自动化工程学院交流操作电源的可靠性不如直流电源。普通有220、110、48、24V等几种，其容量决议于直流负荷和放电时间；蓄电池是一种化学电源，可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池〔运用较少〕；二、直流操作电源1、蓄电池直流操作电源蓄电池组可以按“充放电〞方式任务，也可以按照“浮充电〞方式任务。由硅整流器替代电池组的操作电源称为整流操作电源。2、整流操作电源三、交流操作电源7.3高压断路器的控制合肥工业大学.电气与自动化工程学院一、控制开关和操动机构二、对断路器控制回路的普通要求三、断路器控制回路7.3高压断路器的控制合肥工业大学.电气与自动化工程学院LW2系列封锁式万能转换开关在电力系统运用广泛，它制成旋转式，从一种位置切换到另一种位置是经过将手柄向左或右旋转一定的角度来实现的。集中控制就地控制一、控制开关和操动机构1、控制开关跳、合闸操作分两步进展，手柄上有两个固定位置和两个操作位置的控制开关。用于火力发电厂和有人值班的变电站。跳、合闸操作只用一步进展，手柄上有一个固定位置和两个操作位置的控制开关。用于遥控及无人值班的变电站中。合肥工业大学.电气与自动化工程学院型式F81a48a40206a触点号-1-32-45-86-79-109-1210-1113-1414-1513-1617-1917-1818-2021-2221-2422-23触点位置跳闸后-X----X-X---X--X预备合闸X---X--X---X-X--合闸--X--X---XX---X-合闸后X---X----XX--X--预备跳闸-X----XX---X---X跳闸---X--X-X---X--XLW2-Z-1a、4、6a、40、20、6a/F8控制开关触点图表合闸操作时，先顺时针将手柄转动90度至“预备合闸〞位置。再顺时针将手柄用力转动45度至“合闸〞位置。合闸操作完成后，手柄在复位弹簧的作用下自动前往到原来的垂直位置。跳闸操作时，先逆时针将手柄转动90度至“预备跳闸〞位置。再逆时针将手柄用力转动45度至“跳闸〞位置。合肥工业大学.电气与自动化工程学院2、操动机构指断路器本身附带的跳、合闸的传动安装。有电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、气压操动机构等。各种型式的操动机构的跳闸电流普通都不很大，而合闸电流那么相差很大，如利用弹簧、液压、气压等操作，那么合闸电流较小，如利用电磁操动机构合闸，那么合闸电流很大。运用最广设计电路时会有所反映合肥工业大学.电气与自动化工程学院二、对断路器控制回路的普通要求〔1〕分合闸回路按短时通电设计。操作完成后，应自动断开跳合闸回路。〔2〕既能手动跳合闸，又能自动跳合闸。〔3〕应具有“防跳〞闭锁安装。〔4〕应能指示断路器的合闸与分闸位置信号。〔5〕自动跳闸或合闸应有不同的显示信号。〔6〕应能监视熔断器的任务形状及跳、合闸回路的完好性。〔7〕对于分相操作的断路器，应有监视三相位置能否一致的措施。〔8〕接线简单可靠，运用电缆芯数应尽量少。合肥工业大学.电气与自动化工程学院三、断路器控制回路断路器的辅助触点，与断路器的传动轴联动，一种是动合〔常开〕触点，其位置与断路器主触头的位置是一致的；另一种是动断〔常闭〕触点，其位置与断路器主触头的位置正好相反。1、断路器的跳、合闸回路手动自动合闸回路手动自动跳闸回路合闸线圈回路合闸接触器线圈SAQF1KOSAQF2YRKM1KM0KO1KO2YO控制开关常闭触点自动安装触点合闸接触器触点合闸线圈继电维护出口继电器点跳闸线圈可以手动跳、合闸，还能由继电维护和自动安装实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，可以自动切断跳、合闸脉冲电流。Why？合肥工业大学.电气与自动化工程学院2、防止“腾跃〞的闭锁安装SAQF1KOSAQF2YRKM1KM0当断路器合闸后，假设由于某种缘由使开关的触点或自动安装的触点没有复归，此时恰好发生短路缺点，继电维护动作使断路器自动跳闸，那么会出现多次的“跳-合〞景象，称为断路器的“腾跃〞景象。在二次接线图中，一切继电器的接点和开关电器的辅助接地都是按照它们的正常形状来表示，即不通电的形状。所以说当继电器线圈和开关电器不通电时，常开接点是断开的，常闭接点是闭合的。电压自坚持线圈SAQF1KOSAQF2YRKM1KM0KLB1KLB2KLBKLB腾跃闭锁继电器电流启动线圈具有防止断路器多次延续跳、合闸的“腾跃〞闭锁安装。怎样指示分合闸位置？合肥工业大学.电气与自动化工程学院3、断路器的分合闸位置指示灯回路SAQF1KOSAQF2YRKM1KM0KLB1KLB2KLBKLB怎样指示分合闸位置？GNQF1KORDQF2YRRR利用灯光可以指示断路器的合闸与分闸的位置。绿灯平光表示断路器分闸；红灯平光表示断路器处于合闸。有没有闪光呢？合肥工业大学.电气与自动化工程学院怎样指示分合闸位置？GNQF1KORDQF2YRRR闪光电源是一种延续的脉冲电源。有没有闪光呢？GNQF1KORDQF2YRRRWF闪光电源小母线经过手柄手动跳闸后，10-11接通、14-15接通，发绿色平光；假设经过自动安装自动合闸后，手柄位置仍处于“跳闸后〞形状，但是QF1断开，QF2接通，红灯会发出闪光。经过手柄手动合闸后，9-10接通、13-16接通，发红色平光；假设经过继电维护安装自动跳闸后，手柄位置仍处于“合闸后〞形状，但是QF1接通，QF2断开，绿灯会发出闪光。合肥工业大学.电气与自动化工程学院闪光电源是一种延续的脉冲电源。GNQF1KORDQF2YRRRWF闪光电源小母线经过手柄手动跳闸后，10-11接通、14-15接通，发绿色平光；假设经过自动安装自动合闸后，手柄位置仍处于“跳闸后〞形状，但是QF1断开，QF2接通，红灯会发出闪光。经过手柄手动合闸后，9-10接通、13-16接通，发红色平光；假设经过继电维护安装自动跳闸后，手柄位置仍处于“合闸后〞形状，但是QF1接通，QF2断开，绿灯会发出闪光。4、断路器自动跳闸或自动合闸的信号自动跳闸或合闸具有不同的显示信号。控制开关的位置与断路器的分合闸位置不一致，称为不对应原那么。凡属于自动跳、合闸都将出现这种景象，断路器的控制回路也正是利用这一特征来发出自动跳、合闸信号的。能否对电源及线路监视？合肥工业大学.电气与自动化工程学院GNQF1KORDQF2YRRRWF5、熔断器与跳、合闸回路完好性的监视能否对电源及线路监视？WFWCFU1FU2FU3FU4QF3+WAS+WO合肥工业大学.电气与自动化工程学院5、熔断器与跳、合闸回路完好性的监视能否对电源及线路监视？WFWCFU1FU2FU3FU4QF3+WAS+WO利用在跳、合闸线圈回路中串联信号指示灯的方法来对跳、合闸回路完好性进展监视，也是对熔断器FU1、FU2的监视。留意R1与KLB回路的作用：防止维护安装出口继电器KM0的触点先于断路器的辅助触点QF2断开而烧毁其触点。R1KLBKSQF2可以监视熔断器的任务形状及跳、合闸回路的完好性。KS为信号继电器，+WAS为事故音响小母线，+WO为合闸小母线，+WF为闪光信号小母线，+WC是直流电源小母线。KM0合肥工业大学.电气与自动化工程学院WFWCFU1FU2FU3FU4QF3+WAS+WOR1KLBKSQF2可以监视熔断器的任务形状及跳、合闸回路的完好性。自动跳闸或合闸具有不同的显示信号。利用灯光可以指示断路器的合闸与分闸的位置。具有防止断路器多次延续跳、合闸的“腾跃〞闭锁安装。可以手动跳、合闸，还能由继电维护和自动安装实现自动跳、合闸，当跳、合闸操作完成后，可以自动切断跳、合闸脉冲电流。KM01QF3QF2QF线路合肥工业大学.电气与自动化工程学院7.4电气设备的维护一、概述合肥工业大学.电气与自动化工程学院二、输电线路的继电维护线路所谓继电维护安装，就是指能反响电力系统中电气设备发生的各种缺点或不正常运转形状，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动安装。7.4电气设备的维护一、概述1、继电维护的根本原理和构成合肥工业大学.电气与自动化工程学院线路继电维护安装输入部分丈量部分逻辑部分输出部分执行部分电气量电气量的给定值逻辑信号判别开关量信号跳闸或发信号1、继电维护的根本原理和构成继电维护安装电力系统将维护所需丈量的物理量从一次电力系统中取出来进展相关的处置；丈量部分对输入的信号进展量测或计算；丈量值与给定的维护整定值进展比较；根据比较的结果确定能否启动维护的逻辑部分；经过开关量的输出把逻辑判别结果传送到执行部分；执行上一级的命令以完成继电维护所担负的义务。物理量合肥工业大学.电气与自动化工程学院1QF3QF2QF速动性选择性灵敏性可靠性不拒动、不误动2、对继电维护安装的根本要求所谓有选择性是指电力系统发生缺点时，维护安装仅切除其缺点元件，尽能够地减少停电范围，保证电力系统中的非缺点部分继续运转。灵敏性指维护安装对其维护范围内发生的缺点和不正常运转形状的反响才干。反响物理量上升而动作的维护反响物理量下降而动作的维护Ksen=维护范围内金属短路时缺点参数的最小计算值/维护的整定值〔动作值〕Ksen=维护的整定值/维护范围内金属短路时缺点参数的最大计算值合肥工业大学.电气与自动化工程学院合肥工业大学.电气与自动化工程学院3、电力系统继电维护的配置原那么配置原那么：对于电力设备和线路，应装设维护安装；应有主维护和后备维护甚至辅助维护；相邻维护区域须重叠；应有反响异常运转的维护。满足系统稳定和设备平安要求，能以最快速度有选择地切除被维护设备和线路缺点的维护。在主维护或断路器拒动时，用以切除缺点的维护。QF1QF3QF2QF4QF5QF6QF7QF8QF9k2k3k1在主维护拒动时用以切除缺点的维护称为近后备维护。在断路器拒动时用以切除缺点的维护称为远后备维护。为补充主维护和后备维护的性能缺乏或者主、后备维护退出运转时而增设的简单维护。合肥工业大学.电气与自动化工程学院合肥工业大学.电气与自动化工程学院4、继电器的简介继电器是一种根本的电气设备，用它来翻开或封锁相应的电路。当输入量到达一定值时，输出量将发生腾跃式变化的自动控制器件。当输入量延续变化到一定量时，输出量发生跃变,由0添加到值，当输入量继续添加的时候，输出坚持不变。同理，当输入量减少到时，输出量又忽然由减少到0。输入量和输出量在变化过程中的这种相互关系称为继电特征。合肥工业大学.电气与自动化工程学院D——电磁型L——整流型B——半导体型J——极化型或晶体管型第一个字母L——电流继电器Z——阻抗继电器Y——电压继电器G——功率方向继电器X——信号继电器ZB——中间继电器CD——差动继电器FY——负序电压继电器第二、三个字母4、继电器的简介合肥工业大学.电气与自动化工程学院1、电磁型电流继电器的任务原理图1图3图2二、输电线路的继电维护合肥工业大学.电气与自动化工程学院1、电磁型电流继电器的任务原理铁心线圈可动衔铁固定接点可动接点弹簧继电器动作的条件：电磁转矩>弹簧转矩+摩擦力转矩继电器前往的条件：弹簧转矩>电磁转矩+摩擦力转矩能使继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流Iop。能使继电器前往的最大电流称为继电器的前往电流Ire。电流继电器动作的条件是什么？电流继电器前往的条件是什么？课后思索题：哪些继电器的前往系数大于1？合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕合肥工业大学.电气与自动化工程学院2、输电线路的相间短路的电流维护2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕2.3定时限过电流维护〔电流维护III段〕2.4电流维护的接线方式2.5三段式电流维护的原理图及延时特性2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕合肥工业大学.电气与自动化工程学院2、输电线路的相间短路的电流维护对继电维护而言，在一样地点发生一样类型短路时，流过维护安装处的电流最大，称为最大运转方式，对应系统等值阻抗最小Xsmin;反之，流过维护安装处的电流最小，那么称为最小运转方式，对应系统等值阻抗最大Xsmax.

合肥工业大学.电气与自动化工程学院维护的动作电流如何计算？2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕最大运转方式下三相短路最小运转方式下两相短路

合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕维护动作电流整定计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕动作时间计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕灵敏度计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕第I段整定计算总结：优点：动作迅速，接线简单缺陷：无法维护线路全长〔〕

合肥工业大学.电气与自动化工程学院&KTAIOP.r1234跳闸I>KSIrIKA当上述无时限电流速断维护灵敏度不满足要求时，即维护范围小于线路长度15%时，该维护不宜运用。2.1无时限电流速断维护〔电流维护I段〕无时限电流速断维护构成：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕电流维护I段维护范围〔〕

合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕电流整定计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕时间计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕灵敏度计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕灵敏度不满足要求时电流、时间计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.2带时限电流速断维护〔电流维护II段〕第II段整定计算总结：特点：维护范围大于本线路全长；经过电流值和动作时间共同保证选择性；与I段共同构成线路主维护，兼作I段的近后备维护。优点：可维护本线路全长；可作为I段的近后备维护。缺陷：存在延时，速动性差。优缺陷：2.3定时限过电流维护〔电流维护III段〕合肥工业大学.电气与自动化工程学院作用：作本线路主维护的后备维护〔近后备维护〕；作相邻下一线路〔或元件〕的后备维护〔远后备维护〕。整定电流计算：灵敏度校验计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.3定时限过电流维护〔电流维护III段〕0tIIIop0tIIIop1tIIIop2tIIIop3tIIIop4l~0QF1QF2QF3QF4QFM5QFBC阶梯原那么tIIIop1>tIIIop2>tIIIop3>tIIIop4即：tIIIop3＝tIIIop4＋△ttIIIop2＝tIIIop3＋△ttIIIop1＝tIIIop2＋△t动作时间整定：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.3定时限过电流维护〔电流维护III段〕第III段电流整定计算总结：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.3定时限过电流维护〔电流维护III段〕III段电流整定计算步骤：合肥工业大学.电气与自动化工程学院2.3定时限过电流维护〔电流维护III段〕III段电流整定计算计算：合肥工业大学.电气与自动化工程学院例题：

合肥工业大学.电气与自动化工程学院二、第I段电流维护整定解：一、最大最小电流计算合肥工业大学.电气与自动化工程学院三、第II段电流维护整定四、第III段电流维护整定合肥工业大学.电气与自动化工程学院接线方式：指电流互感器和电流丈量元件间的衔接方式。分类：完全星形接线：普通用于大接地电流系统。不完全星形接线：普通用于小接地电流系统。特点：投资不同；均能反响一切的相间短路；在大接地电流系统中，完全星形接线能反响一切单相接地缺点，不完全星形接线不能反响B相接地缺点；在小接地电流系统中，当在不同线路上发生两点接地时，普通情况下只需求切除一个接地点而允许带一个接地点继续运转一段时间。 对在维护动作时间一样的并行线路，不完全星形接线的