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1、第一節(jié) 二次系統(tǒng)概述 一、二次回路的功用、分類 二次設(shè)備凡對一次電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測量、操縱、控制及起保護(hù)作用的輔助性電氣設(shè)備。 二次回路由二次設(shè)備連接成的回路稱為二次回路或二次系統(tǒng)。 按二次設(shè)備各種不同的用途可分為： 繼電保護(hù)二次回路、自動裝置二次回路、控制系統(tǒng)二次回路、測量儀表二次回路、信號裝置二次回路等。,自動重合閘裝置斷路器的控制回路變電所的信號裝置回路位置信號：指示斷路器的跳合閘位置和隔離開關(guān)的分、合閘位置。中央信號裝置。 事故信號:在斷路器事故跳閘時，發(fā)出音響信號 預(yù)告信號:設(shè)備發(fā)生異常現(xiàn)象發(fā)出音響信號,例：電氣設(shè)備的控制、信號回路,變電站綜合自動化系統(tǒng) 指變電站的二次設(shè)備（包括控

2、制、信號、測量、保護(hù)、自動裝置、運(yùn)動裝置），利用微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)控、測量、運(yùn)行操作及其協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。,二、二次接線圖中常用的圖形符號（部分）,三、二次回路原理圖、展開圖及安裝接線圖1、原理圖 在圖上所有儀表和繼電器都是以整體形式的設(shè)備圖形符號表示，不畫出內(nèi)部拉線，而只畫出接點的連接。并將二次部分的電流回路、電壓回路、直流回路和一次回路圖繪制在一起。 特點：能使看圖人對整個裝置的構(gòu)成有一個整體概念，可清楚了解二次回路各設(shè)備間的電氣聯(lián)系和動作原理。,原理圖,2、展開圖 實際應(yīng)用中，大多采用展開圖。 展開圖中，電流回路、電壓回路、直流回

3、路是分開的。彌補(bǔ)了原理圖沒有元件內(nèi)部接線、沒有元件端子號碼和回路標(biāo)號等缺陷。 。,由于二次設(shè)備布置分散，需要用控制電纜將它們互相連接起來，因此單憑原理圖和展開圖來安裝是困難的。為此在二次接線安裝時，須繪制安裝接線圖。包括： 屏面布置圖、屏背面接線圖和端于排圖。,安裝接線圖是制造廠加工制造屏（屏盤）和現(xiàn)場施工安裝所必不可少的圖，也是運(yùn)行試驗、檢修和事故處理等的主要參考圖。,3、安裝接線圖,屏面布置圖：說明屏上各個元件及設(shè)備的排列位置和其相互間距離尺寸的圖，要求按照一定的比例尺繪制。屏背面接線圖：在屏上配線所必需的圖，其中應(yīng)標(biāo)明屏上各設(shè)備在屏背面的引出端子之間的連接情況，以及屏上設(shè)備與端子排的連接

4、情況。端子排圖：表示屏上需要裝設(shè)的端子數(shù)目、類型及排列次序以及它與屏外設(shè)備連接情況的圖。,3、安裝接線圖,屏背面接線圖和端子排圖必須說明導(dǎo)線從何處來，到何處去，以防接錯導(dǎo)線。我國廣泛采用“相對編號法”，例如甲、乙兩個端子需用導(dǎo)線連接起來，則在甲端子旁邊標(biāo)上乙端子的編號，而在乙端子旁邊標(biāo)上甲端子的編號；如果一個端子需引出兩根導(dǎo)線，那么，在它旁邊就標(biāo)出所要連接的兩個端子編號。,第二節(jié) 繼電保護(hù)的基本知識,故障:包括各種短路和斷線不正常運(yùn)行狀態(tài):電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài)。如：過負(fù)荷、頻率降低、過電壓、電力系統(tǒng)振蕩等。 事故：系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并

5、造成對用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。,一、繼電保護(hù)的作用 電力系統(tǒng)的經(jīng)常出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。,繼電保護(hù)裝置：是指能反映電力系統(tǒng)中電器元件發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置的任務(wù)：,為了保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，一旦發(fā)生故障后必須迅速地、有選擇地將故障原件切除，以縮小故障范圍。因此每個原件必須配備保護(hù)裝置。,(1)自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(例如有無經(jīng)常值班人員)，而動作

6、于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。,繼電保護(hù)裝置的任務(wù)：,1、選擇性； 2、快速性； 3、靈敏性； 4、可靠性。,對繼電保護(hù)的要求,繼電保護(hù)動作的選擇性是指保護(hù)裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電的范圍盡量小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)工作 。,1、選擇性,當(dāng)k1短路時，保護(hù)1、2動跳1QF、2QF，有選擇性； 當(dāng)k2短路時，保護(hù)5、6動跳5QF、6QF，有選擇性； 當(dāng)k3短路時，保護(hù)7、8動跳7QF、8QF，有選擇性；,快速地切除故障可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度。,2、速動性,故障切除的總時間等于保護(hù)裝置動作時間

7、和斷路器動作時間之和。一般的快速保護(hù)的動作時間為0.040.08s，最快的可達(dá)0.010.02s；一般的斷路器的動作時間為0.060.15s，最快的可達(dá)0.020.06s。,繼電保護(hù)的靈敏性，是指對于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何，都能靈敏地正確反應(yīng)。,3、靈敏性,通過用靈敏系數(shù)Klm來衡量。1、對于反應(yīng)故障時參數(shù)量增加的保護(hù)裝置：靈敏系數(shù)=2、對于反應(yīng)故障時參數(shù)量降低的保護(hù)裝置：靈敏系數(shù)=,其中故障參數(shù)的最小、最大計算值是根據(jù)實際可能的最不利運(yùn)行方式、故障類型和短路點來計算的.,3、靈敏性,4、可靠性,

8、保護(hù)裝置的可靠性是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作(拒動），而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動作的情況下，則不應(yīng)該錯誤動作（誤動）。,影響可靠性的因素： 內(nèi)在的：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造工藝水平、內(nèi)外接線簡明，； 外在的：運(yùn)行維護(hù)水平、調(diào)試是否正確、正確安裝。,二、繼電保護(hù)的基本原理及分類：原理： 電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓間相位角改變等特征。利用這些基本參數(shù)在故障與正常運(yùn)行時的差別，就可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護(hù)裝置。例如： 反應(yīng)電流增大構(gòu)成的過電流保護(hù)； 反應(yīng)電壓降低構(gòu)成的低電壓保護(hù)； 反應(yīng)

9、電壓與電流的比值變化構(gòu)成的距離保護(hù)； 同時反應(yīng)被保護(hù)元件兩端電氣量的差動保護(hù)， 反應(yīng)非電氣量的保護(hù)，如瓦斯保護(hù),繼電保護(hù)的分類 （1）按被保護(hù)的對象分類： 輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等；（2）按保護(hù)原理分類： 電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等；,（3）按保護(hù)所反應(yīng)故障類型分類：（4）按繼電保護(hù)裝置的實現(xiàn)技術(shù)分類：（5）按保護(hù)所起的作用分類： 主保護(hù)、后備保護(hù)等； 主保護(hù)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。 后備保護(hù) 主保護(hù)或斷路器拒動時用來切除故障的保護(hù),三、繼電保護(hù)裝置的組成 一般由測量部

10、分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。,（1）測量部分 測量部分是測量從被保護(hù)對象輸入的有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動。,（2）邏輯部分 邏輯部分是根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分。繼電保護(hù)中常用的邏輯回路有“或”、“與”、“否”、“延時起動”、“延時返回”以及“記憶”等回路。 （3）執(zhí)行部分 執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分輸出的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如故障時，動作于跳閘；不正常運(yùn)行時，發(fā)出信號；正常運(yùn)行時，不動作等。,四、繼電器的作用、分類,1、作用：繼電器是組成繼電保護(hù)

11、裝置的基本元件，當(dāng)其輸入達(dá)到或低于一定值時它便動作，并通過執(zhí)行元件發(fā)出信號或動作于跳閘。 2、分類：按結(jié)構(gòu)原理可分為 按用途可分為,電流繼電器時間繼電器信號繼電器中間繼電器,3.常用繼電器的作用、電流繼電器 它反應(yīng)電流的增加而動作，當(dāng)通過繼電器的電流增加到一定數(shù)值時，繼電器動作。其動合觸點閉合（舊稱常開接點）、動斷觸點（常閉接點）斷開。,例：電磁型電流繼電器,1）動作電流：能使電流繼電器動作的最小電流， 以Iact表示；2）返回電流：能使電流繼電器返回的最大電流， 以Ire表示 。3）返回系數(shù)：繼電器返回電流與動作電流之比叫返回系數(shù)。返回系數(shù)一般不小于0.85。3.電流繼電器特性： 當(dāng)輸入電流

12、IKIact時，繼電器動作，動合觸點閉合；若IKIre，繼電器返回，觸點又?jǐn)嚅_。,（2）、時間繼電器 時間繼電器在保護(hù)裝置中作為時間元件，用來建立必要的動作延時。時間繼電器除了延時觸點外，有的還有一對瞬時切換觸點，或一對滑動延時觸點。時間繼電器斷電時，繼電器瞬時返回，觸點全部恢復(fù)原始態(tài)。 （3）、中間繼電器 中間繼電器是保護(hù)裝置不可缺少的，它的作用是： 增加觸點數(shù)量，以便控制不同的回路； 增加觸點容量，以便斷開或接通較大電流的回路； 提供必要的延時,以便滿足保護(hù)及自動裝置的要求。,（4）、信號繼電器 信號繼電器在繼電保護(hù)及自動裝置中作為動作指示器。信號繼電器動作時，一方面有掉牌指示或燈光指示，

13、另一方面又閉合其機(jī)械自保持觸點，接通燈光或音響回路，這些信號均由運(yùn)行人員手動加以復(fù)歸。,五、繼電保護(hù)的發(fā)展 繼電保護(hù)的原理和結(jié)構(gòu)形式發(fā)展如下,第三節(jié) 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù),電流保護(hù),電流速斷保護(hù) （I段保護(hù)）限時電流速斷保護(hù)（II段保護(hù)）過電流保護(hù) （III段保護(hù)）,一、定時限過流保護(hù)（又稱電流III段保護(hù)）,整定原則： 過電流保護(hù)通常是指其動作電流按躲開此線路最大負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)。它在正常運(yùn)行時不應(yīng)起動，而在電網(wǎng)發(fā)生故障時，由于電流的增大而動作，在一般情況下，它不僅能保護(hù)本線路的全長，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長，以起到后備保護(hù)的作用。,原理圖,1、工作原理 如圖所示。在每一

14、線路的電源端均裝設(shè)斷路器和保護(hù)裝置，在正常運(yùn)行全線路最大負(fù)荷電流情況下，此電流小于保護(hù)的動作電流，定時限過電流保護(hù)不動作。 當(dāng)線路L3上D1點發(fā)生短路故障時，短路電流ID由電源經(jīng)線路L1、L2至L3短路點。由于短路電流ID經(jīng)過保護(hù)裝置1、2、3，且ID大于各保護(hù)電流繼電器的動作電流，所以上述各保護(hù)裝置的電流繼電器均起動。,但按選擇性的要求，此時只應(yīng)由保護(hù)裝置3動作，使斷路器3DL跳閘。3DL跳開后，短路電流消失，于是保護(hù)裝置1和2的電流繼電器還來不及使斷路器1DL和2DL跳閘，就都返回到原來位置。過電流保護(hù)的選擇性是由各保護(hù)裝置具有不同的動作時間來保證的。 為此，必須保證： tl t2 t3或

15、 tl = t2+t = t3+2t、t2 = t3+t式中的t1、 t2、t3分別為保護(hù)裝置1、2、3的動作時間，t稱為時間級差，一般取0.5s；,圖還給出了各保護(hù)裝置動作時間特性圖。由圖可見，各保護(hù)裝置的動作時間大小是從用戶到電源逐級增加的，越靠近電源側(cè)，過電流保護(hù)的動作時間越長，好似一個階梯，故稱選擇時間的階梯時限特性，由于各保護(hù)裝置動作時間都是分別固定的，而與短路電流的大小無關(guān)，所以這樣的電流保護(hù)裝置稱為定時限過電流保護(hù) 。,2、電流保護(hù)的接線形式,1)兩相不完全星形接線,用于35kV及以下電壓等級小電流接地系統(tǒng) ?？梢垣@得A、C相電流。,2、電流保護(hù)的接線形式,2) 三相完全星形接線

16、,用于110kV及以上電壓等級大電流接地系統(tǒng)，可以獲得三相相電流。,3、過電流保護(hù)的動作電流整定為保證在正常運(yùn)行情況下過電流保護(hù)不動作，保護(hù)裝置的起動電流IQD必須大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流Imax。2)外部短路時如電流繼電器已起動，則在外部切除后電流降到最大負(fù)荷電流時應(yīng)能可靠返回。其返回電流應(yīng)大于外部短路故障切除后流過保護(hù)的最大自起動電流.,圖中線路L2上K點短路，保護(hù)1、2都將起動，由于保護(hù)2的時限短，所以保護(hù)2先動作，使斷路器2QF跳閘。這時短路電流消失，但在變電所B母線上仍接有負(fù)荷，并且由于故障切除后電壓恢復(fù)，負(fù)荷中的電動機(jī)自起動，可能出現(xiàn)最大負(fù)荷電流，為使保護(hù)1的電流繼電器返回，它的返回電流應(yīng)大于故障切除后的最大負(fù)荷電流。確定最大負(fù)荷電流時，必須考慮到實際可能的最嚴(yán)重情況，例如平行線供電、雙回線備自投等情況。,3)過電流保護(hù)靈敏系數(shù)校驗 在整定保護(hù)1的動作電流時，還要考慮與保護(hù)2靈敏度的配合問題。如圖所示，當(dāng)D2點短路時，流過保護(hù)2的短路電流可能接近于它的動作電流，而流過保護(hù)1的電流為短路電流與變電站的負(fù)荷電流之和，比保護(hù)2中流過的電流還大，可能越級動作，故必須考慮增