第7章工厂供电系统的继电保护本章首先讲述工厂供电系统的继电保护的基本知识，常用的几种保护继电器，接着简单介绍继电保护的接线方式和操作电源等知识，最后重点讲述工厂高压线路的继电保护和电力变压器的继电保护。
7.17.27.37.4
7.5
7.1 继电保护的基本知识
7.1.1继电保护装置的任务
（1）当发生故障时，保护装置动作，迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，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）与工厂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，缩短事故的停电时间，及时恢复正常供电，从而提高供电系统的运行可靠性。
7.1.2 对保护装置的要求
基本要求：选择性、速动性、可靠性、灵敏度
7.1.3 继电保护的基本工作原理
1、测量部分
测量被保护设备的某物理量，和保护装置的整定值进行比较，判断被保护设备是否发生故障，保护装置是否应该起动。
2、逻辑部分
根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序，使保护装置按一定的逻辑关系工作，输出信号到执行部分。
3、执行部分
根据逻辑部分的输出信号驱动保护装置动作，使断路器跳闸或发出信号。
7.2 常用的保护继电器
继电器：输入物理量达到规定值时，电气输出电路被接通或分断。输入量：电气继电器
非电气继电器
物理量：电流
电压
功率用途：控制继电器保护继电器继电器按组成元件分：机电型：电磁式、感应式晶体管型微机型
如下图为过电流保护框图
KA电流继电器，KT时间
继电器，Ks信号继电器，
KM中间继电器
7.2.1 电磁式电流继电器（KA）和电压继电器（KV）
1、DL—10系列电磁式电流继电器结构
1线圈，2电磁铁，3钢舌片，4静触点，
5动触点，6起动电流调节转杆，7标度
盘(铭牌)，8轴承，9反作用弹簧，10轴
调节：平滑调节拨动杆6
级进调节线圈1串联（动作电流小）或并联（动作电流大）
I
re返回系数：Kre?IopDL-10系列接线和图形符号一般为0.8，越接近1越灵敏。
a)DL—11型b)DL—12型c)DL—13型d)集中表示的图形e)分开表示的图形
欠电压继电器
Kre?Ure/Uop?1一般为1.25
2、电磁式时间继电器（KT）
使保护装置获得所需要的延时，延时时间可根据需要进行调节。DS—110、120
系列时间继电器的内部接线和图形符号
3、电磁式中间继电器（KM）
4、电磁式信号继电器（KS）有信号指示牌←DZ—10中间继电器内部接线和图形符号
7.2.2 感应式电流继电器（过载及短路保护）1、基本结构及原理(右下图) 速断倍数nIqb
qb?I?2~8
op
1线圈，2电磁铁，3短路环，4铝盘，5钢片，6铝框架，7调节弹簧，8制动永久磁铁，9扇形齿轮，10蜗杆，11扁杆，12继电器触点，13时限调节螺杆，14速断电流调节螺钉，15衔铁，16动作电流调节插销。GL-10、20系列感应式电流继电器的内部结构
2、接线图
GL系列电流继电器“先合后断转换触点”的动作说明a)正常位置b)动作后常开触点先闭合c)接着常闭触点断开
GL
系列电流继电器的内部接线和图形符号
7.3 继电保护装置的接线方式和操作电源
7.3.1继电保护装置的接线方式
继电保护装置的接线方式是指继电保护中的电流继电器与电流互感器二次绕组的连接方式。为了便于分析和整定计算，引入接线系数，它是流入继电器的电流与电流互感器二次绕组电流的比值，即
Kw?IKA/I2
继电保护装置的接线方式有三相三继电器式完全星形接线、两相两继电器式不完全星形接线、两相三继电器式不完全星形接线和两相一继电器电流差式接线等几种。
7.3.2 保护装置的操作电源
保护装置的操作电源是指供电给继电保护装置及其所作用的断路器操动机构的电源。它应能在正常或故障情况下向这些装置不间断地供电。操作电源分直流和交流两大类。
1、直流操作电源
（1）铅酸蓄电池
采用铅酸蓄电池组作操作电源，工作可靠；但由于它充电时要排出氢和氧的混合气体，有爆炸危险，而且随着气体带出硫酸蒸气，有强腐蚀性，一般工厂供电系统中不予采用。
（2）镉镍蓄电池
采用镉镍蓄电池组作操作电源，除了工作可靠外，还有其大电流放电性能好，比功率大，机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小，无需专用房间来装设，应用比较普遍。
（3）硅整流电容储能式直流电源
单独采用硅整流器来作直流操作电源，在交流供电系统电压降低或电压消失时，将严重影响直流系统的正常工作，因此宜采用有电容储能的硅整流电源，在交流供电系统电压降低或消失时，由储能电容器对继电保护和跳闸回路供电，使其正常动作，如下图所示。
（4）复式整流的直流操作电源
复式整流是指提供直流操作电压的整流装置有两个：电压源由变压器或电压互感器供电，经硅整流器供电给控制等二次回路；电流源由电流互感器及硅整流器供电给控制等二次回路。
当稳压要求较高时装设铁磁谐振稳压器→
复式整流装置有电压源和电流源，因此能保证
供电系统在正常和短路故障情况下直流系统均能可
靠地供电。与上述电容储能式相比，复式整流装置
的输出功率更大，电压稳定性更好。
2、交流操作电源
对采用交流操作的断路器，应采用交流操作
电源，所有保护继电器、控制设备、信号装置及
其他二次元件均应采用交流型式。
采用交流操作电源，可使二次回路简化，投资减少，维护方便，但是它不适于比较复杂的继电保护、自动装置及其他二次回路。交流操作电源广泛用于中小工厂变配电所中断路器采用手动操作或弹簧操作及继电保护采用交流操作的场合。
7.4 工厂高压线路的继电保护装置规定3-66KV线路：单相接地保护、相间短路保护、过负荷保护、两相两继电器式接线系数KIKAW?
I
?1
22、两相一继电器式（差接式）（主要用于高压电动机保护）K(3)W?3接线系数K(A.C)W?2
K(A.B)?K(B.C)
WW?1一、继电保护的接线方式1
二、继电保护装置的操作方式
操作电源：直流电源、交流电源
1、直接动作式2、“去分流跳闸”的操作方式
7.4.1带时限的过电流保护
带时限的过电流保护，按其动作时限特性分，有定时限过电流保护和反时限过电流保护两种。定时限就是保护装置的动作时限是按预先整定的动作时间固定不变的，与短路电流大小无关；而反时限就是保护装置的动作时限原先是按10倍动作电流来整定的，而实际的动作时间则与短路电流呈反比关系变化，短路电流越大，动
作时间越短。
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