企业供电系统的保护及其二次回路.ppt
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1、第六章 企业供电系统的保护及其二次回路 6-1 保护装置的作用及对其要求一、保护装置的作用(1)当发生故障时,保护装置动作,并借助于断路器自动地、有选择地将故障元件迅速地从供电系统中切除,避免事故的扩大,保证其它电气设备继续正常运行。(2)当出现不正常工作状态时,保护装置动作,及时发出报警信号,以便引起运行人员注意并及时处理。(3)保护装置还可以与供电系统的其它自动装置,如备用电源自动投入装置(APD)、自动重合闸装置(ARD)等配合,大大缩短了短路事故的停电时间,及时恢复正常供电,从而提高了供电系统的运行可靠性。二、对保护装置的要求(1)选择性 当供电系统发生故障时,只让离故障点最近的保护装
2、置动作,切除故障元件,保证其它电气设备的正常运行。把这种有选择的切除故障元件的性能称为选择性。(2)快速性 当供电系统发生故障时,快速切除故障可以减轻短路电流对电气设备的破坏程度,尽快恢复供电系统的正常运行。因此,保护装置应力求动作迅速。对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求(3)可靠性 保护装置必须经常处于准备状态,一旦在本保护区内发生短路或出现不正常工作状态时,它都不应该拒绝动作或误动作,而必须可靠地动作。(4)灵敏性 保护装置对本保护区内发生的故障或不正常运行状态,无论其位置如何,程度轻重,均应有足够的反应能力,保证动作,这种性能称为灵敏性。各种保护装置的灵敏性是用“灵敏度”来衡量的。
3、对过电流保护装置,其灵敏度的定义为:为系统在最小运行方式下,在保护区末端发生短路时的最小短路电流;为保护装置的一次侧(主电路)动作电流。返回6-2 常用的保护继电器一、电磁式电流继电器电流继电器在继电保护装置中作为启动元件1内部结构DL-10系列电磁式电流继系列电磁式电流继 电器内部结构图电器内部结构图1-线圈 2-电磁铁 3-钢舌片 4-轴 5-反作用力弹簧 6-轴承 7-静触点 8-动触点 9-启动电流调节转杆 10-标度盘(铭盘)2动作电流、返回电流及返回系数 当继电器线圈1通过电流时,电磁铁2中产生磁通,使Z形衔铁(钢舌片)3向磁极偏转,而轴4上的反作用力弹簧5则阻止衔铁偏转。当继电器
4、线圈中的电流增大到使衔铁所受转矩大于弹簧的反作用力矩时,衔铁被吸近磁极,使常开触点7、8闭合,此时称为继电器的动作。能使电流继电器动作的最小电流,称为电流继电器的动作电流,用Iop.KA表示。继电器动作后,若线圈中电流减小到一定数值时,衔铁由于电磁力矩小于弹簧的反作用力矩而返回起始位置,常开触点7、8打开,此时称为继电器返回。能使电流继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流,称为电流继电器的返回电流,用Ire.KA表示。继电器的返回电流与动作电流之比,称为电流继电器的返回系数,用Kre表示,即3动作电流的调节 继电器动作电流有两种调节方法:一种粗调,即改变两个线圈的连接方式(串联或并联),线圈
5、并联时动作电流比串联时增大一倍;二是细调,是转动调节转杆9,改变弹簧5的反作用力矩。电流继电器的图形电流继电器的图形符号和文字符号符号和文字符号a)集中表示的图形 b)分开表示的图形二、电磁式时间继电器1内部结构DS-100,120系列时间继电器的系列时间继电器的内部结构内部结构1-线圈 2-电磁铁 3-可动铁心 4-返回弹簧 5、6-瞬时静触点 7-绝缘件 8-瞬时动触点 9-压杠 10-平衡锤 11-摆动卡板 12-扇形齿轮 13-传动齿轮 14-主动触点 15-主静触点 16-标度盘 17-拉引弹簧 18-弹簧拉力调节器 19-摩擦离合器 20-主齿轮 21-小齿轮 22-掣轮 23、2
6、4-钟表机构 2动作原理 在继电器线圈1中加上动作电压后,可动铁心(衔铁)3即被瞬时吸入电磁线圈中,扇形齿轮的压杆9被释放,在拉引弹簧17的作用下使扇形齿轮12按顺时针方向转动,并带动传动齿轮13,经摩擦离合器19,使同轴的主齿轮20转动,并传动钟表机构。因钟表机构中摆动卡板和平衡锤的作用,使动触点14恒速运动,经过一定时间后与静触点15相接触,完成了时间继电器的动作过程。当加在线圈上的电压消失后,在返回弹簧4的作用下,衔铁被顶回原来位置,同时扇形齿轮的压杆也立即被顶回原处,使扇形齿轮复原。3时限调节通过改变静触点的位置。也就是改变动触点的行程,即可调整时间继电器的动作时间。时间继电器的图形符
7、号和文字符号时间继电器的图形符号和文字符号a)时间继电器的缓吸线圈及延时闭合触点 b)时间继电器的缓放线圈及延时断开触点三、电磁式中间继电器 中间继电器的作用,是在继电保护装置和自动装置中用以增加触点数量和触点容量的。所以,这类继电器有触点数多、触点的容量较大特点,一般用于保护装置的出口处。DZ系列电磁式中间继电器内部结构系列电磁式中间继电器内部结构 1-电磁铁 2-线圈 3-衔铁 4-触点当电压加在线圈上时,衔铁被电磁铁吸向闭合位置,并带动触点转换,常开触点闭合,常闭触点断开。当断开电源时,衔铁被快速释放,触点全部返回到起始位置。中间继电器的图形符号和文字符号四、电磁式信号继电器 信号继电器
8、在继电保护和自动装置中用来作为信号指示的。DX-11型信号继电器的内部结构型信号继电器的内部结构1-线圈 2-电磁铁 3-弹簧 4-衔铁 5-信号牌 6-玻璃窗孔 7-复位旋钮 8-动触点 9-静触点 10-接线端子在正常情况下,继电器线圈1中没有电流通过,衔铁4被弹簧3拉住,信号牌5由衔铁的边缘支持着保护在水平位置。当线圈1中有电流流过时,电磁力吸引衔铁而释放信号牌。信号牌由于自重而下落,并且停留在垂直位置(机械自保持)。这时在继电器外壳上面的玻璃孔上可以看到带有颜色的信号标志。在信号牌落下时,固定信号牌的轴同时转动90,固定在这轴上的动触点8与静触点9接通,使灯光或音响信号回路接通。复归时
9、,用手转动复归旋钮7,由它再次把信号牌抬到水平位置,让衔铁4支持住,并保持在这个位置准备下次动作。信号继电器的图形符号和文字符号 返回6-3 高压电力线路继电保护 高压配电线路常用的保护装置保护装置有:定时限的过流保护、电流速断保护、过负荷保护、单相接地保护等。610kV电力线路的继电保护电力线路的继电保护一、定时限过电流保护1原理接线图线路的定时限过电流保护原理接线图线路的定时限过电流保护原理接线图a)集中表示(归总式)电路图 b)分开表示(展开式)电路图QF-断路器 KA-电流继电器 KS-信号继电器 KT-时间继电器 KM-中间继电器 TA-电流互感器 YR-跳闸线圈 QF1,2-断路器
10、辅助触头2工作原理 当一次电路发生相间短路时,短路电流流过电流互感器的一次侧,其二次电流成比例增大,此电流使电流继电器KA1、KA2至少有一个瞬时动作,常开触点闭合,启动时间继电器KT。KT经延时后,其延时触点闭合,接通信号继电器KS和中间继电器KM。KM动作后,其常开触点接通跳闸线圈YR,使断路器QF跳闸,切除短路故障。与此同时,KS动作,常开触点接通信号回路,发出声、光指示信号。断路器QF跳闸时,其辅助触头QF1,2随之断开跳闸回路,以减轻中间继电器触点和跳闸线圈的负担。在短路故障被切除后,KS需要手动复归,而其他各继电器均自动返回初始状态。二、电流速断保护 上述的带时限的过流保护,是靠牺
11、牲时间来靠牺牲时间来满足选择性满足选择性的。而对单侧电源来说,越靠近电源,短路电流越大,动作时限也越长。当定时限的过流保护的动作时限大于0.7s时应装设电流速断保护,作为快速动作的主保护。这种保护装置实际上是一种瞬时动作的过流保护。1原理接线图KA1、KA2、KT、KS1和KM是定时限的过流保护元件。而KA3、KA4、KS2和KM是电流速断保护元件 线路的定时限过电流保护和电流速断保护原理接线图 2工作原理 当一次电路在速断保护区发生相间短路时,反应到电流互感器的二次电流使电流继电器KA3、KA4至少有一个瞬时动作,常开触点闭合,直接接通信号继电器KS2和中间继电器KM。KM动作后,其常开触点
12、接通跳闸线圈YR,使断路器QF跳闸,切除短路故障。与此同时,KS2动作,接通速断信号回路。为了满足选择性,电流速断保护的动作电流整定值较大,因此电流速断保护是不能保护全部线路的,也就是说存在不动作区(一般叫“死区”)。应该与定时限保护装置配合使用。返回一、变压器故障类型 6-4 变压器继电保护 变压器的故障可分为内部故障和外部故障两大类。内部故障主要有:相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路。发生内部故障是很危险的,因为短路电流产生的电弧不仅会破坏绕组的绝缘,烧毁铁心,而且由于绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体,还可能引起变压器油箱爆炸。变压器的不正常工作状态主要有:由于外部短路和过负荷
13、引起过电流,油面的极度降低和温度升高等。变压器最常见的外部故障是引出线上绝缘套管的故障,这种故障可能导致引出线的相间短路和接地(对变压器外壳)短路。二、变压器继电保护措施1气体保护变压器气体保护的原理接线图T-电力变压器 KG-气体继电器 KS-信号继电器 KM-中间继电器 QF-断路器 YR-跳闸线圈 XB-切换片 气体保护的装设原则;气体保护的核心元件气体继电器工作原理;若变压器内部发生轻微故障、严重故障以及变压器漏油时,气体保护装置是怎样动作的;气体保护装置的突出优点和明显不足是什么等。电力变压器的气体保护电力变压器的气体保护2差动保护 差动保护用以防御变压器绕组内部以及两侧绝缘套管和引
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- 企业 供电系统 保护 及其 二次 回路
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