1、第六章第六章 过流保护与自动化装置过流保护与自动化装置 2 第六章第六章 过流保护与自动化装置过流保护与自动化装置 学习目的：是使学生了解供电系统继电保护装置学习目的：是使学生了解供电系统继电保护装置，掌握继电保护的工作原理和整定动作值掌握继电保护的工作原理和整定动作值。重点：重点：电流速断保护电流速断保护 ；限时电流速断保护限时电流速断保护 ；定时限过电流保护定时限过电流保护 ；三段式电流保护装置三段式电流保护装置 3 第六章第六章 过流保护与自动化装置过流保护与自动化装置 在工厂供电系统中发生故障时，必须有在工厂供电系统中发生故障时，必须有相应的保护相应的保护装置将故障部分及时地从系统中切
2、除装置将故障部分及时地从系统中切除，以保证非故，以保证非故障部分的继续工作，障部分的继续工作，或发出报警信号或发出报警信号，以便值班人，以便值班人员检查并采取消除故障的措施。员检查并采取消除故障的措施。工厂供电系统的工厂供电系统的高压配电网高压配电网保护装置采用保护装置采用继电保护继电保护装置或高压熔断器装置或高压熔断器；车间低压配电系统保护装置车间低压配电系统保护装置采用采用低压断路器和低压低压断路器和低压熔断器。熔断器。4 6.1 6.1 继电保护基础继电保护基础 一、一、继电保护装置的任务继电保护装置的任务 1、继电保护装置的概念、继电保护装置的概念 指能反应电力系统中电气元件发生故障或
3、指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。信号的一种自动装置。为了保证安全可靠地供电，电力系统中主为了保证安全可靠地供电，电力系统中主要电气设备及线路都要装设继电保护装置要电气设备及线路都要装设继电保护装置。5 6.1 6.1 继电保护基础继电保护基础 2 2、继电保护装置的任务、继电保护装置的任务 （1 1）当被保护设备或线路发生）当被保护设备或线路发生故障时故障时，保护装置，保护装置迅速动作迅速动作，有，有选择地将故障部分断开，以减轻故障危害，防止事故蔓延。选择地将故障部分断开，以减轻故障危害，防
4、止事故蔓延。（2 2）当）当设备出现设备出现不正常运行状态不正常运行状态时，保护装置一般时，保护装置一般作用于信号作用于信号，以便及时采取措施，防止事故发生。以便及时采取措施，防止事故发生。在供电系统中，为了提高可靠性，除了装设继电保护装在供电系统中，为了提高可靠性，除了装设继电保护装置外，还设有各种自动装置，如置外，还设有各种自动装置，如自动重合闸、备用电源自动重合闸、备用电源自动投入装置自动投入装置等。等。6 二、二、继电保护装置的组成继电保护装置的组成 保护装置保护装置由测量由测量、逻辑逻辑、执行三种功能部分组成执行三种功能部分组成：测量单元：测量单元：测量被保护对象输入的有关电气量测量
5、被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较并与已给定的整定值进行比较。逻辑单元：逻辑单元：对测量单元送来的信号进行综合判对测量单元送来的信号进行综合判 断断，决定保护装置是否需要动作决定保护装置是否需要动作。执行单元执行单元：根据逻辑单元的决定：根据逻辑单元的决定，发出信号或发出信号或 跳闸命令跳闸命令。被测被测 电气量电气量 测量测量 回路回路 逻辑逻辑 回路回路 执行执行 回路回路 跳闸或发跳闸或发出信号出信号 7 三、继电器的分类三、继电器的分类 目前继电器按用途可分为目前继电器按用途可分为控制继电器控制继电器（control control relayrelay）和）和保护
6、继电器保护继电器（protection relayprotection relay）两大类。）两大类。保护继电器保护继电器的分类：的分类：按其按其反应的物理量不同，反应的物理量不同，可可分为分为电流、电压、功率电流、电压、功率方向、阻抗方向、阻抗等继电器。等继电器。按按其其作用原理作用原理不同，可不同，可分为分为电磁型、感应型、整流电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型和微机型型、晶体管型、集成电路型和微机型等。等。8 三、继电器的分类三、继电器的分类 根据测量元件与主回路联接方式不同，又分为根据测量元件与主回路联接方式不同，又分为 一次作用式一次作用式（直接与主回路连接）（直接与主回路
7、连接）二次作用式二次作用式（经互感器连接）。（经互感器连接）。根据执行元件作用于跳闸的方式不同分为根据执行元件作用于跳闸的方式不同分为 直接动作式直接动作式由执行元件的电磁机构直接作用使开关由执行元件的电磁机构直接作用使开关跳闸）跳闸）间接作用式间接作用式（经继电器接点接通跳闸线圈）。（经继电器接点接通跳闸线圈）。按其在保护装置中的功能分，有按其在保护装置中的功能分，有起动继电器、时间起动继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器继电器、信号继电器、中间继电器等。等。（一）电磁式电流继电器和电压继电器（一）电磁式电流继电器和电压继电器 1 1、电磁式电流继电器、电磁式电流继电器 （KA)KA)
8、起测量保护作用起测量保护作用 10（二）电磁式电流继电器和电压继电器（二）电磁式电流继电器和电压继电器 1 1、作用：、作用：电磁式电流继电器（电磁式电流继电器（electromagnetic current relayelectromagnetic current relay）和）和电压继电器电压继电器(voltage relay)(voltage relay)在继电保护装置中均为起动元在继电保护装置中均为起动元件，属于测量继电器。件，属于测量继电器。2 2、文字符号：、文字符号：电流继电器的文字符号为电流继电器的文字符号为KAKA，电压继电器的文字符号为电压继电器的文字符号为KVKV。3
9、3、电磁式电流继电器结构、电磁式电流继电器结构 当前常用的当前常用的DLDL-1010系列电磁式电流继电器的基本结构如图系列电磁式电流继电器的基本结构如图6 6-2 2所示。所示。11 1-线圈线圈，2电磁铁，电磁铁，3钢舌片，钢舌片，4静触点，静触点，5动触点，动触点，6起动电流调节螺杆，起动电流调节螺杆，7标度盘，标度盘，8轴承，轴承，9反作用弹簧，反作用弹簧，10轴轴 当继电器线圈当继电器线圈1通过电流时，电磁铁通过电流时，电磁铁2中产生磁通，力图使中产生磁通，力图使Z形钢舌片形钢舌片3向凸出磁极向凸出磁极偏转。与此同时，轴偏转。与此同时，轴10上的反作用弹簧上的反作用弹簧9又力图阻止钢
10、舌片偏转。当继电器线圈中又力图阻止钢舌片偏转。当继电器线圈中的电流增大到使钢舌片所受的转矩大于弹簧的反作用力矩时，钢舌片便被吸近磁极，的电流增大到使钢舌片所受的转矩大于弹簧的反作用力矩时，钢舌片便被吸近磁极，使常开触点闭合，常闭触点断开，这就叫做继电器动作。使常开触点闭合，常闭触点断开，这就叫做继电器动作。图图6-5 DL-10系列电磁式电流继电器的基本结构系列电磁式电流继电器的基本结构 12 图图6 6-6 6 DLDL-1010系列电磁式电流继电器的内部接线和图形系列电磁式电流继电器的内部接线和图形符号符号 继电器图形符号继电器图形符号：13（1 1）继电器的动作电流继电器的动作电流 过电
11、流继电器线圈中能够使继电器动作的过电流继电器线圈中能够使继电器动作的最小电流最小电流，称为，称为继电器的动作电流。继电器的动作电流。（2 2）继电器的返回电流继电器的返回电流 过电流继电器线圈中能够使继电器由动作状态返回的过电流继电器线圈中能够使继电器由动作状态返回的最大最大电流电流，称为继电器的返回电流。，称为继电器的返回电流。（3 3）继电器的返回系数继电器的返回系数 继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继电器的返回继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继电器的返回系数（系数（resetting ratioresetting ratio），即），即 opIreIreKrereopIKI4
12、、几个重要的概念：、几个重要的概念：14 对于反应参数增加的继电器，如电磁式过电流继电器，返对于反应参数增加的继电器，如电磁式过电流继电器，返回系数恒小于回系数恒小于1；对于反应参数减少的继电器，如低电压继电器，其返回对于反应参数减少的继电器，如低电压继电器，其返回系数总大于系数总大于1 1。而在实际应用中，常常要求过电流继电器有较高的返回系而在实际应用中，常常要求过电流继电器有较高的返回系数，希望越接近数，希望越接近1 1越好。越好。对于过电流继电器，应不小于对于过电流继电器，应不小于0.850.85；对于低电压继电器，应不大于对于低电压继电器，应不大于1.251.25。为使接近为使接近1
13、1，应尽量减少继电器运动系统的，应尽量减少继电器运动系统的 摩擦，并使电磁力矩与反作用力矩适当配合。摩擦，并使电磁力矩与反作用力矩适当配合。15 5、电磁式电压继电器、电磁式电压继电器 电磁式电电磁式电压压继电器继电器 （KV)KV)起测量保护作用起测量保护作用 电磁式电压继电器的结构和原理，与电磁式电电磁式电压继电器的结构和原理，与电磁式电 流继电器极为类似，只是电压继电器的线圈为电流继电器极为类似，只是电压继电器的线圈为电 压线圈并多做成低电压（欠电压）继电器。压线圈并多做成低电压（欠电压）继电器。低电压继电器的动作电压低电压继电器的动作电压 为其线圈上能够为其线圈上能够 使继电器动作的最
14、高电压使继电器动作的最高电压；返回电压返回电压 为能够使继电器由动作状态返回到为能够使继电器由动作状态返回到起始位置的最低电压。起始位置的最低电压。opUreU16（二）电磁式时间继电器（二）电磁式时间继电器 1、作用：、作用：电磁式时间继电器（电磁式时间继电器（time delay relay）在继电保护装置）在继电保护装置中，用来使保护装置获得所要求的延时（时限）。中，用来使保护装置获得所要求的延时（时限）。2、文字符号：、文字符号：时间继电器的文字符号为时间继电器的文字符号为KT。3、结构、结构 在供电系统中常用的在供电系统中常用的DSDS-110110、120120系列电磁式时间继电器
15、的基本系列电磁式时间继电器的基本结构如图结构如图6 6-4 4所示，所示，4、图形符号：、图形符号：其内部接线和图形符号如图其内部接线和图形符号如图6-5所示。所示。电磁式电磁式时间继电器时间继电器 图图6-4 DS-110、120系列时间继电器的基本结构系列时间继电器的基本结构 线圈，电磁铁，可动铁心，返回弹簧，、线圈，电磁铁，可动铁心，返回弹簧，、6瞬时静触点，瞬时静触点，7绝缘件，瞬时动触点，压杆菌，绝缘件，瞬时动触点，压杆菌，10平衡锤，平衡锤，11摆动卡板，摆动卡板，12扇形齿扇形齿轮，轮，13传动齿轮，传动齿轮，14主动触点，主动触点，15主静触点，主静触点，16标度盘，标度盘，1
16、7拉引弹簧，拉引弹簧，18弹簧拉力调节器，弹簧拉力调节器，19摩擦离合器，摩擦离合器，20主齿轮，主齿轮，21小齿轮，小齿轮，22掣轮，掣轮，23、24-钟表机构传动齿轮钟表机构传动齿轮 电磁式电磁式时间继电器图形符号时间继电器图形符号 (d)时间继电器的缓吸线圈及延时闭合触点；时间继电器的缓吸线圈及延时闭合触点；(e)时间继电器的缓放线圈及延时断开触点时间继电器的缓放线圈及延时断开触点 19（三）电磁式（三）电磁式信号继电器信号继电器 1、作用：、作用：电磁式信号继电器在继电保护装置中用来发出指示信号。电磁式信号继电器在继电保护装置中用来发出指示信号。2、文字符号、文字符号：KS。3、分类：、分类：在供电系统中常用的在供电系统中常用的DX-11型电磁式信号继电器，有电流型型电磁式信号继电器，有电流型和电压型两种。和电压型两种。电流型信号继电器线圈的特点是阻抗小，串联在二次回路内，电流型信号继电器线圈的特点是阻抗小，串联在二次回路内，不影响其他二次元件的动作；不影响其他二次元件的动作；电压型信号继电器线圈的特点是阻抗大，必须并联使用。电压型信号继电器线圈的特点是阻抗大，必须并联使用。4
