1、單元2 繼 電 保 護 基 礎 元 件,5.1 繼 電 器,分類,一、繼電器作用及分類,是一種當輸入量達到規定值時，其輸出電路被接通或斷開的自動動作的電器。 在超過（或小于）某一規定值時動 作，而在小于（或超過）某數值時又自動返回,KA： I正=20A I動=30A I返=25A,KV： V正=220V V動=110V V返=150V,一）分 類,按 用 途,控制繼電器,保護繼電器,保護繼電器,C、按用途： 測量繼電器和輔助繼電器等,A、按構成原理： 電磁型、感應型、整流型、晶體管型等繼電器,B、按反應的物理量： 電流、電壓、功率方向、阻抗等繼電器,型 號,二）型號,國產的型號一般用漢語拼音字

2、母表示 第一位字母-繼電器的工作原理 第二(或第三)位字母-繼電器的用途,設計序號,特征代號,二、常用電磁型繼電器,一）工作原理,轉動舌片式,螺管線圈式,吸引銜鐵式,1電磁鐵；2可動銜鐵；3線圖；4觸點；5反作用彈簧；6止檔,作用在繼電器上的電磁力（或電磁力矩）與線圈中電流的平方成正比，而與繞組中電流的方向無關,思考：交、直流繼電器能夠混用嗎,交流繼電器：鐵心是疊片式，繞組數少，實際阻抗小 直流繼電器：鐵心是整體式，繞組數多，阻抗大,電流繼電器,二）電磁型電流繼電器（符號：KA,1、在電流保護中作測量和起動元件 2、當反應電流超過某一整定值而動作,DL系列,動作電流、返回電流及返回系數,1、電

3、流繼電器動作電流、返回電流及返回系數,彈簧力矩,摩擦力矩,電磁力矩,使繼電器動作（常閉斷開，常開閉合）的最小電流稱為動作電流Iop.r,1)動作電流,動作條件,2）返回電流,要動作就滿足,返回條件,彈簧力矩,摩擦力矩,電磁力矩,能使繼電器返回到原來位置（常閉閉合，常開斷開）的最大電流，稱為返回電流Ire.r,返回系數,思考：返回系數是大于1還是小于1,3）返回系數,過量繼電器的返回系數小于1,DL-10系列電流繼電器，一般不小于0.85 DL-20、DL-30系列電流繼電器，一般不小于0.8,一般規定,思考：返回系數是大好或小好,返回系數太大或太小都不好 返回系數太大會使觸點宜抖動 返回系數太

4、小會降低保護的靈敏度,思考：返回系數是大好或小好,電流繼電器的繼電特性,4)電流繼電器的繼電特性,如何改電流繼電器動作電流,2、電流繼電器動作電流的調整方法,1）改變繼電器線圈的連接方法粗調,線圈串聯,線圈并聯,兩個線圈并聯的動作電流為串聯的2倍,2）改變彈簧的反作用力矩，即改變動作電流調整把手的位置-精調,把手從左向右移-彈簧旋緊-動作電流變大,把手從右向左移-彈簧旋松-動作電流調小,粗調精調后可使最大整定電流值為最小整定電流值的4倍,電磁型電壓繼電器,線圈并聯整定值范圍,DL11/10,最大電流整定值為10A,整定值調整范圍,2.510A,線圈串聯整定值范圍,2.55A,510A,作用在繼

5、電器上的電磁力（或電磁力矩），與繼電器線圈上電壓的平方成正比,三)電磁型電壓繼電器 （符號：KV,電壓繼電器在電壓保護中作測量和起動元件,DY系列,電壓繼電器和電流繼電器區別,1、電壓繼電器和電流繼電器區別,測量物理量不同： 電壓（線圈匝數多、導線細阻抗大） 電流（線圈匝數少、導線粗阻抗小,刻度盤標注不同： 電壓線圈并聯時的動作電壓 電流線圈串聯時的動作電流,接法不同： 電壓線圈并聯在電壓互感器二次側 電流線圈串聯在電流互感器二次側,如何改變電壓繼電器動作電壓,兩個線圈串聯的動作電壓為并聯時的2倍,如何改變電壓繼電器動作電壓,改變電壓繼電器線圈連接方法（串聯、并聯,電壓繼電器類型,2、類型,過

6、電壓繼電器,低電壓繼電器,低電壓繼電器的動作電壓、返回電壓,正常情況下，繼電器的常閉觸點斷開，常開觸點閉合 ，當電壓下降到某一值（動作電壓）后，觸點才復位,當電壓從低電壓升高，使常閉觸點重新斷開的最小電壓為繼電器返回電壓Ure.r,欠量繼電器的返回系數大于1,1）低電壓繼電器的動作電壓、返回電壓,正常情況下，繼電器的常閉觸點斷開，當電壓下降到某一值，繼電器動作，使觸點復位，使繼電器動作最大電壓為動作電壓Uop.r,返回系數是大于1或小于1,電磁型時間繼電器,四）電磁型時間繼電器（符號：KT,是一種輔助繼電器，在繼電保護裝置中作為時限元件，用于動作延時，實現保護的選擇性,1、作 用,DS系列,工

7、作原理,2、工作原理,利用改變主、靜觸頭位置（即改變主動觸點的行程）來調整時間繼電器動作時間,注意事項,時間繼電器線圈一般按短時（小于30秒）通電設計。當需長期（大于30秒）加電壓時，必須在繼電器線圈中串一個附加的電阻，以提高繼電器的熱穩定,3、注意事項,長期通電時間繼電器其型號后加“C”表示,電磁型中間繼電器,五）電磁型中間繼電器（符號：KM,1、作用與特點,1）觸頭數目多-可同時控制幾個不同回路； （2）觸頭容量大-可接通或斷開電流較大的回路； （3）可實現時間繼電器難以實現延時,DZ系列,型 號,2、型 號,DZ型-一般用途 DZJ型-交流操作 DZS型-延時動作 DZB型-帶自保持線圈

8、 DZK型-快速動作,電磁型信號繼電器,六）電磁型信號繼電器（符號：KS,1、作用,指示繼電保護裝置動作狀態,用以發出光信號和聲信號,自保持繼電器，需手動或電動復位,DX系列,工作原理,2、工作原理,類型,3、類型,電流型信號繼電器（串聯型信號繼電器） 阻抗小，多用此類型。 電壓型信號繼電器（并聯型信號繼電器） 阻抗大,極化繼電器,七）極化繼電器（符號：KP,一般電磁型繼電器的磁通由繞組中電流產生,極化繼電器磁通有二種： A、工作磁通-線圈中電流產生 B、極化磁通-永久磁鐵產生,工作原理,銜鐵被吸向右邊磁極，繼電器的動觸點與左側靜接點閉合,1、工作原理,若改變電流方向，左（+）右（,銜鐵被吸向

9、左邊磁極，繼電器的動觸點與右側靜接點閉合,結 論,極化繼電器不僅反應線圈中電流大小，還能反應電流方向。只有當一定方向的電流達到一定值時，繼電器才能動作,結 論,注意事項,極化繼電器接入電路時，電流應從標有“”端子流入，繼電器才動作，從不帶“”的端子流入，繼電器不動作,極化繼電器不適用交流電源，只適用直流電源,3、注意事項,5.2 電流互感器和電壓互感器,一、電流互感器（TA,將大電流變成小電流，TA二次側額定電流為1A或5A,電流互感器極性,一）電流互感器極性,1、用L1 和K1、L2和K2分別表示一、二次繞組同極性端 ，標以“”或“*”,2、減極性原則： 當一次電流從L1流入，L2流出，二次

10、感應電流從K2流入，K1流出，它們產生磁通的方向是相反的，合成磁通相減,電流變化關系,TA二次側不允許開路，且二次側應可靠接地,電流互感器的誤差,二）電流互感器的誤差與選擇,1、誤差產生原因,誤差分類,電流誤差又稱變比誤差,角度誤差 表示一、二次電流相位的誤差i,2、誤差分類,分電流誤差和角度誤差,誤差大小的相關因素,勵磁電流是產生誤差根本原因。 （）與TA結構、鐵心質量、一次電流的大小和二次回路阻抗有關,3、誤差大小的相關因素,電流互感器的二次負載阻抗ZL 一次電流倍數n,當nn10,時 TA的變比誤差fi=10,n10越大 TA過電流性能越好,電流互感器的10%誤差曲線,3）重要參數-飽和

11、電流倍數n10,4、電流互感器的10%誤差曲線,規定：電流誤差不超過10%，角度誤差不超過7,10%誤差曲線： 指TA的電流誤差為10%，角度誤差不超過7時，允許的飽和電流倍數n10與允許的負載阻抗間的關系曲線,10%誤差曲線使用方法,計算TA的一次側短路電流,在曲線上找出與之相對應阻抗ZL,只要實際ZL ZL即可,思考：若誤差過大如何,可將兩個變比相等的電流互感器串聯使用,三）電流保護的接線方式,三相三繼電器完全星形接線,1、基本接線方式接線,兩相兩繼電器不完全星形接線,兩相一繼電器電流差接線,三相三繼電器完全星形接線,反映各種相間短路；中性點直接接地的單相接地短路,思考：中心線上電流為多少

12、,P81,兩相兩繼電器不完全星形接線,兩相兩繼電器不完全星形接線,中心線上電流為多少,反映各種相間短路,兩相一繼電器電流差接線,i)正常運行,故障時,A、C兩相短路,A、B相短路,B、C相短路,各種接線方式的工作性能,完全星形接線 不完全星形接線,兩相電流差,2 、各種接線方式的工作性能,1）并聯線路兩點接地短路,中性點非直接接地電網中，不同線路不同相別的兩點同時發生接地而形成兩點接地短路時，希望只切除一個接地點，以提高供電的可靠性,不適合中性點非直接接地電網,三相三繼電器完全星形接線適合,兩相兩繼電器不完全星形接線 ,A)電流互感器裝在同名相上,B)電流互感器不裝在同名相上,這種結果是不允許

13、的，必須同相安裝（A C,1#-A、C （B） 2#-A、B （C,串聯：只希望切除離電源較遠的線路,2）串聯接線電網,A）采用兩相不完全星形接線，且裝在同名相,只需在整定值和時限上都按要求配合整定，可100保證只切除線路2WL,B)采用三相完全星形接線,3）Y、d11接線的變壓器后發生兩相短路時,Y、d11,線路過流保護為變壓器遠后備保護,線路中電流分布和Y側電流分布相同,分析Y側電流分布,Y側有一相短路電流等于其它兩相電流的兩倍,結 論,最大相電流的方向與其它兩相的電流方向相反,若采用三相完全星形接線,若采用三相三繼電器完全星形接線，總有一個繼電器流過最大相的短路電流，保護裝置的靈敏系數較

14、高,采用兩相不完全星形接線,保護裝置的靈敏系數會降低一半,提高靈敏系數辦法,在兩相不完全星形接線中性線上加一個繼電器,該接線方式靈敏系數等同三相三繼電器完全星形接線方式,保護不動作,采用兩相一繼電器流差接線,兩相一繼電器電流差接線方式不能用在接有Y、d11接線變壓器的線路上,3、 各種接線方式適用場合,廣泛應用于發電機、變壓器等大型貴重電氣設備保護,1）三相完全星形接線方式-可靠性、靈敏性高,2）兩相不完全星形接線-方式較為簡單、經濟,廣泛用于中性點直接接地和中性點非直接接地電網的相間短路保護中,3）兩相一繼電器電流差接線方式,用于容量小的電動機、10kV及以下的線路的電流保護和并聯電容器的橫

15、差動保護等,二、電壓互感器TV,一）電壓互感器的極性,按照減極性原則標注,1、星形接線,這種接線方式能獲得相電壓和線電壓,二）電壓互感器的接線,思考：1-9KV分別測量是什么電壓,2、不完全星形接線,又稱V-V接線,不能測量相電壓,缺點,一次繞組不允許接地，二次繞組采用b相接地，作為保護接地,優點,用兩只電壓互感器可得到三個線電壓，比較經濟,3,接線,由一個三相五柱式電壓互感器或三個單相三繞組電壓互感器構成,它既能測量線電壓、相電壓，又能組成絕緣監視裝置。 主二次繞組-接繼電器和絕緣監視電壓表；開口三角形繞組-絕緣監視用的電壓繼電器,5.3 測量變換器,將互感器二次側的電流、電壓進一步變小，以適應弱電元件的要求,作 用,3、定值的調整,一、作 用,1、電路的隔離和電磁屏蔽,2、電量的變換,將TV的100V和TA的5A轉換為弱電壓,用變換器進行交直流隔離和減少干擾,改變一或二次側繞組抽頭，調整保護整定值,種類,二、類 型,電壓變換器UV,電流變換器UA,電抗變換器UR,三、電壓變換器UV,接TV二次側，把TV輸出電壓降低或使之可以調節,TV,電壓變換器UV的一次側電壓和二次側的電