1、基本知識講課內容：1、二次回路基礎知識（二次回路內容、二次回路圖分類、常用符號及元器件表示方式，變配電所二次設備布置）2、繼電保護的基礎知識（繼電保護的基本任務、對繼電保護的基本要球、繼電保護的基本工作原理及構成、 繼電器的基本原理及分類、 互感器的極性、方向、誤差、接線）3、結合公司裝置及技術說明書講解公司裝置是如何實現繼電保護的基本任務，滿足繼電保護的基本要求的； 公司裝置中使用的繼電器的類型； 互感器的各種接線方式如何在公司裝置上實現講課要求： 1、了解二次回路的基本知識2 、掌握繼電保護的基礎知識3、針對講課內容出相應的習題，10 道左右二次回路基本知識一、二次回路內容變配電所的二次部

2、分對于實現變配電所安全、 優質和經濟的電能分配具有極為重要的作用。變配電所的電氣設備按其作用的不同可分為一次設備和二次設備， 其控制保護接線回路又可分為一次回路和二次回路。一次設備是指直接輸送和分配電能的高電壓、大電流設備，包括電力母線、電力線路、高壓斷路器、高壓隔離開關、電流互感器、電壓互感器等。由變配電所一次設備組成的整體稱為變配電所一次部分。二次設備是指對一次設備進行監察、控制、測量、調節和保護的低電壓、小電流設備，包括繼電保護及安全自動裝置、操作電源、熔斷器等。由變配電所二次設備組成的整體稱為變配電所二次部分。一次回路又稱為一次接線是將一次設備相互連接而形成的電路。二次回路又稱為二次接

3、線是將二次設備相互連接而形成的電路。 包括電氣設備的測量回路、控制操作回路、信號回路、保護回路等。二次回路的工作任務是反映一次設備的工作狀態及控制一次設備， 即在一次設備發生故障時， 能迅速反應故障， 并使故障設備退出工作， 保證變配電所處于安全的運行狀態。二次回路的主要內容是高壓電氣設備和電力線路的控制、信號、測量及監察、繼電保護及自動裝置、操作電源等系統。a、控制系統控制系統是由控制器具、控制對象及控制網絡構成控制系統的作用是對變電站的開關設備進行就地或遠方跳、合閘操作，以滿足改變主系統運行方式及處理故障的要求。b、信號系統信號系統是由信號發送機構、信號接受顯示元件及其網絡構成。信號系統的

4、作用是準確及時的顯示出相應一次設備的運行工作狀態，為運行人員提供操作、調節和處理故障的可靠依據。c、測量及監察系統測量及監察系統是由各種電氣測量儀表、 監測裝置、切換開關及其網絡構成。測量及監察系統的作用是指示或記錄電氣設備和輸電線路的運行參數， 作為運行人員掌握主系統運行情況、故障處理及經濟核算的依據。d、調節系統調節系統是由測量機構、傳送設備、自控裝置、執行元件及其網絡構成。調節系統的作用是調節某些主設備的工作參數，以保證主設備的電力系統的安全、經濟、穩定運行。e、繼電保護及自動裝置系統繼電保護及自動裝置系統是由電壓、 電流互感器的二次繞組， 繼電器，繼電保護及自動裝置，斷路器及其網絡構成

5、。自動裝置：備用電源自動投入裝置、 自動重合閘裝置、 按頻率自動減負荷裝置。繼電保護及自動裝置系統的作用是當電力系統發生故障時，能自動、迅速、有選擇地切除故障設備， 減小設備的損壞程度， 保證電力系統的穩定， 增加供電的可靠性，及時反映主設備的不正常工作狀態，提示運行人員關注和處理，保證主設備的完好及系統的安全。f 、操作電源系統操作電源系統是由直流電源或交流電源供電。操作電源系統的作用是供給上述各二次系統的工作電源， 斷路器的跳、合閘電源，及其他設備的事故電源等。二、二次回路圖分類一般分為原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖。1、原理接線圖原理接線圖是用來表示二次回路各元件的電氣連接及工作原理

6、的電氣回路圖。特點：a、二次回路和一次回路中的相關部分畫在一起，各元件以整體形式表示。并能表示二次設備的構成及電氣連接情況。b、按動作的順序畫出，便于分析動作原理。c、其缺點是沒有表明各元件的內部接線、端子標號及導線連接方法，不能作為施工圖紙使用。2、展開接線圖是將二次設備的線圈和觸點的接線回路展開分別畫出，組成多個獨立回路。特點：a、按回路性質的不同可劃分為多個獨立回路。b、回路的動作順序是自上而下，自左往右。c、回路右邊有對應文字說明，便于分析與閱讀。3、安裝接線圖包括屏面布置圖、屏背面接線圖和端子排圖。三、二次回路圖符號1、圖形符號、文字符號和回路標號二次回路圖是以國家標準規定的圖形符號

7、和文字符號來表示的。圖形符號是用于表示電氣圖中的電氣設備、裝置、元器件的一種圖形符號。 文字符號是表示圖中的電氣設備、 裝置、元器件的一種文字代碼。 回路標號的兩個辦法是文字標號的原則和導線的文字標號實施辦法。二次回路圖常用的圖形符號序名稱圖形符號序名稱圖形符號號號1電流繼電I7反時限繼I/t器電器2電壓繼電U8動合觸點器3功率方向P9動斷觸點繼電器4差動繼電I-I12隔離開關器5時間繼電t13熔斷器器6中間繼電14信號燈器序文字符號名稱序文字符號名稱號號二次回路圖常用的文字符號設備、元件符號（括號內為舊符號）1T（B）變壓器9TVB（YB）電壓變換器2QF（DL）斷路器10PWJ（Wh）有功

8、電度表3QS（G）隔離開關11PVJ(varh)無功電度表4SA（KK）控制開關12V(T)晶體三極管5FU（RD）熔斷器13V(D)二極管6TA（LH）電流互感器14V(WY)穩壓管7TV（YH）電壓互感器15k1 、 k2故障點（d）8TAS（LB）電流變換器16L電感線圈電流、電壓、電抗符號（括號內為舊符號）1EA、EB、EC電源三相電8I k·max勢(Id ·max )2UA、UB、UC三相電壓9I k·min(Id ·min)3UKA、UKB、UKC短路點三相10I unp(I bp )電壓4N額定電壓11IL·maxU(I fh

9、· max )5I N額定電流12R6I A、I B、I C三相電流13Z7UPP (U X-X)相間電壓14ZL· min2、元器件表示方法最大短路電流最小短路電流不平衡電流最大負荷電流電阻總阻抗最小負荷阻抗a、具有可動部分的元器件表示方法如：二次回路中的繼電器、斷路器、隔離開關等具有可動部分元器件的動作方向，在水平布置的電路中， 元件可動部分的動作方向一律向上，而在垂直布置的電路中，元件可動部分的動作方向一律向右。b、元器件集中表示法是把一個元件各組成部分的圖形符號，在圖上繪制在一起的方法。c、元器件分開表示法是把一個元件各組成部分的圖形符號，在圖上分開布置， 并用相同

10、的文字符號表示它們之間關系的方法，其目的是得到清晰的電路布局。四、閱讀二次回路圖的基本方法現場變電運行人員和二次設備的維護人員，一些初學者閱讀和使用二次回路接線圖時，往往感到比較困難。1、熟悉一次主接線圖和一次設備2、熟悉電氣二次回路的圖形符號、文字符號、回路標號及小母線編號3、了解二次設備的工作原理4、二次回路接線圖的識圖方法5、變電站綜合自動化二次回路的特點五、變配電所的二次設備布置變配電所的二次設備集中裝設在主變壓器和線路的控制屏和保護屏上， 以及操作電源系統的直流屏上。操作電源設置， 供一級負荷的或者大型的變配電所， 若裝有電磁操作機構的斷路器時，常采用蓄電池組作為合、 分閘直流操作電

11、源， 需裝設專用蓄電池組室，其直流系統屏安裝在控制室； 若裝有彈簧操作機構的斷路器時， 宜采用小容量鎘鎳電池裝置作為合、 分閘直流操作電源， 其鎘鎳電池屏和直流系統屏可安裝在控制室。對于中、小型變配電所，其直流系統屏、鎘鎳電池屏、電容器屏均安裝在控制室。控制室是整個變配電所的控制中心， 控制室的布置應便于運行維護和操作巡視。一般的，保護屏、計量屏、電容器屏和遠動通訊屏常安裝在控制室后排，直流系統屏和控制屏安裝在前排， 便于運行監視和操作； 控制屏的排列次序與配電間隔的次序盡可能對應， 便于值班人員記憶， 縮短判別和處理時間， 減少誤操作。根據 35-110KV 變電所設計規范（GB 50059

12、-92）規定：主變壓器，母線分段、旁路和母聯斷路器， 110KV屋內外配電裝置的線路， 35KV屋外配電裝置的線路，他們的控制應該設在控制室； 6-35KV 屋內配電裝置饋電線路，一般采用就地控制，即線路的保護和控制設備一同安裝在開關柜上， 不另設保護屏和控制屏。六 、簡述二次回路的重要性二次回路的故障常會破壞或影響電力生產的正常運行。例如： 1、如果某變電所差動保護的二次回路接線有錯誤，則當電動機帶的負荷較大或發生穿越性相間短路時，就會發生誤跳閘，2 、如果線路保護有錯誤時， 一旦系統發生故障， 則可能會使斷路器該跳閘的不跳閘，不該跳閘的卻跳閘了，就會造成設備損壞、電力系統瓦解的大事故。3

13、、如果測量回路有問題，就將影響計量，少收或多收用戶的電費，同時也難以判定電能的質量是否合格。因此，二次回路雖非主體， 但它在保證電力生產的安全， 向用戶提供合格的電能等方面都起著極其重要的作用。繼電保護基礎知識一、繼電保護的基本任務繼電保護是保證電力系統安全運行和提高供電可靠性的重要工具。電力系統的組成：發電機、變壓器、母線、輸配電線路以及用電設備等。電力系統中可能出現的故障主要是相間短路、接地短路和斷線。常見的不正常運行狀態主要是過負荷、系統振蕩和頻率降低等。故障的危害：（1）由于短路電流比正常運行電流大很多倍， 當短路電流通過電器設備時，使電器設備發熱，燒毀電器設備，并造成系統部分用戶停電

14、；（2）由于短路使電力系統電壓和頻率下降，影響用戶正常生產；（3）由于系統震蕩、同期遭到破壞時候，引起系統解列（電壓頻率下降） ，造成大面積停電。引發故障、異常運行狀態事故事故：少送電、停止送電、電能質量降低、設備損壞、危害到人身安全等。為避免或減少事故的發生， 提高電力系統運行的可靠性， 就必須采取預防事故的措施，盡可能消除事故發生的可能性，電氣設備或輸電線路一旦發生故障，就必須采取措施盡快將故障設備或線路從系統中切除，保證故障部分繼續運行，避免事故的發生或縮小事故的范圍和影響。電力系統是一個整體，每個元件之間都有電或磁的聯系， 任一元件發生故障，都可能立即影響到正個系統的正常運行。在短短時

15、間內， 值班人員發現故障并去切除故障是不能的， 繼電保護裝置就是由一個或若干個繼電器連接而成， 能反應電力系統中電氣設備故障或不正常運行狀態，以實現某個（些）繼電保護功能的裝置。繼電保護裝置的任務是：（1）當被保護線路或電氣元件發生故障時，保護裝置迅速動作，有選擇性地把有鼓掌的輸電線路或電氣元件從電力系統中切除，以消除或減小故障所引起的嚴重后果。（2）當輸電線路或電氣元件出現不正常運行狀態或發生不太嚴重的故障時（如非直接接地電網中發生單相接地） ，保護裝置動作，發生警告信號，通知運行值班人員采取相形措施。二、繼電保護的基本要求為使繼電保護裝置能及時、 正確地完成它所擔負的任務， 對繼電保護有以

16、下四個要求：1、選擇性當電力系統某部分發生故障時， 保護裝置應能首先斷開離故障點最近的斷路器，切除故障設備，從而使停電范圍盡量縮小。對相鄰下一級線路起后備作用稱遠后備。對本線路主保護起后備作用稱近后備。包括：主保護、后備保護總之，選擇性是提高供電可靠性的基本條件。2、快速性作用：（1）快速切除故障可以減小短路電流對電氣設備所引起的損害；（2）可以加速系統電壓的恢復，為電動機自啟動創造有利條件；（3）可以提高發電機并列運行的穩定性。故障切除時間 =保護裝置動作時間 +斷路器跳閘時電弧熄滅為止的時間現代電網中快速保護裝置最小動作時限一般達 0.02 0.04S ，斷路器最小動作時間約為 0.05

17、0.06S。 ( 公司所有裝置跳閘出口的時間大約為 50ms)3、靈敏性靈敏性是指保護區間內發生的任何故障，保護裝置是否都能反應出來。一般是用被保護電氣設備故障時通過保護裝置的故障參數（如Ik ）與保護裝置的動作參數（如動作電流）的比較倆判斷，兩比值，稱靈敏系數，Ksen。反應故障時參量升高而動作的保護裝置Ksen=保護區末端金屬性短路時故障參量的最小計算值保護裝置的動作值反應故障時參量降低而動作的保護裝置Ksen=保護裝置的動作值保護區末端金屬性短路時故障參量的最大計算值最大運行方式： 被保護線路末端發生故障時， 系統等效阻抗最小， 通過保護裝置的短路電流最大的運行方式。最小運行方式： 被保

18、護線路末端發生故障時， 系統等效阻抗最大， 通過保護裝置的短路電流最小的運行方式。4、可靠性投入運行的保護裝置應經常處于準備動作狀態， 當被保護設備發生故障和不正常工作狀態時，保護裝置應正確動作， 不拒動；其他設備的保護裝置不應誤動。若不滿足可靠性，則保護裝置本身便成為擴大事故或直接造成事故的根源。三、繼電保護的基本原理及構成為實現繼電保護功能， 必須能夠讓保護裝置區分系統正常運行與發生發故障或不正常運行狀態。基本原理：1、利用故障前、后電氣量的顯著變化，如I 、U；、同時反應電壓與電力之間數值或相位的變化，如Z=UI ，Arg U；2I3、被保護設備兩端電流相位（或功率方向）或大小的變化；4

19、、故障時才出現的某些對稱分量，如U、I 、 P；5、非電氣量的差別，如溫度、氣體；6、電氣量波形和時域、頻域分析上的特點。利用以上這些差別可以構成各種不同原理的繼電保護。構成：測量部分、邏輯部分、執行部分三部分組成。運行參數跳閘或發信號測量部分邏輯部分執行部分整定值測量部分：判斷是否發生故障邏輯部分：判斷保護裝置是否跳閘執行部分：動作斷路器跳閘或發信號注：公司的繼電保護裝置微機保護裝置對以上各種保護的實現方式主要是：1、數據采集部分，采集二次側的電壓和電流，經過精度很高的電壓互感器和電流互感器變換成弱電信號，經阻容濾波送入單片機采集； 還有就是接入的開入量，經光電隔離送入CPU；2、邏輯部分，

20、主要計算采集的數據，換算成一次側數據，與各種保護的定值進行比較，檢查是否達到動作條件， 是執行閉合跳閘出口還是僅發發警告信號；3、執行部分，主要由繼電器組成， CPU 發信號使繼電器動作，觸點的閉合或者斷開老實現對外部裝置的控制，如合閘、跳閘、備用電源的投入等；裝置采用高速單片機， 數據處理能力很強， 很短的時間對各種故障定值與采集數據進行比較， 只要達到整定值就會動作， 不會出現拒動的情況， 裝置的抗干擾能力很強，不會因為干擾出現誤動； 絕大部分的保護都可以選擇投跳閘或告警，具體的情況視現場工作狀況而定。對于繼電保護的選擇性， 可以視現場運行的具體情況， 在定值的整定時采取一定的順序來實現，

21、對于快速性，裝置對故障的反應時間僅為 50ms左右，滿足繼電保護的要求， 并且動作的延遲時間可以由用戶自己設定， 可依據現場情況整定；對于靈敏性，裝置的各種動作精度為正負 3%，達到了很高的靈敏度。公司裝置的現場運行情況良好， 多年的經營使公司產品遍布大江南北， 但是返修很少，以上都可說明裝置的可靠性達到很高的要求。四、繼電器的基本原理及分類（一）原理繼電器是繼電保護裝置的基本組成元件之一， 它是當輸入量的變化達到規定的要求時，在其輸出電路中被控量發生預定階躍變化的一種自動器件。 二次部分 P42圖 33繼電特性：當控制量（通入線圈的電流）變化到某一定值時，被控量（觸點兩端的電壓）發生突變。（

22、二）分類按組成原理分：電磁型、感應型、整流型、晶體管型（靜態）等繼電器；按其反應的物理量分： 電流、電壓、功率方向、 阻抗、頻率、氣體等繼電器；按其用途分：測量繼電器、輔助繼電器等；按觸點分： 1、D 型，動斷型； 2、H 型，動合型； 3、Z 型，轉換型（組合型）五、互感器的極性、方向、誤差、接線互感器的作用：1、 將一次設備的高電壓、 大電流線性變換成適用與二次設備的低電壓、小電流設備；2、將一次、二次設備安全隔離，使高、低壓回路不存在電的聯系；3、降低保護裝置及測量儀表的造價；4、便于運行維護和調試。繼電保護裝置一般是通過電力系統中的電壓互感器 （PT）、電流互感器（ CT）接入的。 P

23、T的二次額定電壓為 100V，CT的二次額定電流為 5A 或 1A。互感器的二次側都應有可靠的保護接地， 以防互感器的一、 二次繞組間絕緣損壞時，高電壓對二次設備及人身安全的危害。在運行中， CT 的二次側不允許開路，以防數值很大的二次繞組感應電勢，造成設備和人身安全； PT的二次側不允許短路。（一）極性和方向通常用 L1 與 K1、L2 與 K2 分別表示一、二次繞組的同極性端子， 也可用“* ” 號標示。繼電保護用互感器一次電壓 （或電流）的正方向規定為從 “* ”端指向無“* ”端。電壓互感器二次電壓的正方向規定為從“ * ”端指向無“ * ”，電流互感器二次電流的正方向規定為從無“ *

24、 ”端指向“ * ”端。確定互感器一、 二次側電流正方向可采取減極性原則， 即：一次側電流從同極性端流入，二次側從同極性端流出。（二）誤差與選擇1、CT誤差CT誤差分：電流誤差、角誤差兩部分。電流誤差為由二次繞組測得的一次繞組電流值 （折算值）與一次電流實際值之差，對一次電流實際值的百分比。角誤差：二次電流相量旋轉 180o與一次電流相量之間的夾角 。規定旋轉的二次電流相量超前一次電流相量時，角誤差為正。CT的誤差決定與結構、鐵心質量、一次電流的大小和二次回路的阻抗。根本原因：勵磁電流的存在。根本措施：減少勵磁電流。反激磁補償發、分路補償法。2、CT的選擇及 10%誤差曲線規定：在實際運行條件

25、下，保護裝置用 CT 的電流誤差不超過 10%，而角度誤差不應超過 7o。為保證繼保正確、可靠的運行， CT的二次側負載阻抗應滿足 CT的 10%誤差曲線。電流倍數 =發生短路時，一次側實際短路電流 CT一次側額定電流 m=Ik IN滿足電流誤差為 10%時的一次電流倍數 m10與負載阻抗 ZL 之間的曲線，就是 CT的 10%誤差曲線。二次部分 P48 圖 314若大于 10%誤差曲線，保護不能按照預設的條件來動作，影響保護裝置的可靠性。3、PT 的接線方式 二次部分 P48圖 315當線路或設備的額定電壓比較高時， 儀器儀表和繼電保護裝置不能直接檢測，所以一般都采用 PT，將被測電壓變換為

26、基準的額定電壓等級， 以便于選用基準額定電壓的儀表、儀器或其他監控電器。常用接線主要有 YN，YN， V、V ， vYN，yn610KV配電裝置常用三相五柱式 PT，它有兩個邊柱貼心， 可作為零序磁通的通路。如圖 3-15 （a）（1）YN，YN，V 接線610KV配電裝置常用三相五柱式 PT，它有兩個邊柱貼心， 可作為零序磁通的通路。如圖 3-15（a）所示。 YN，YN，V 接線的 PT有兩個繞組， 一個接成星形，可以測量相電壓、線電壓， ；供測量和繼保專用；一個接成開口三角形（叫附加繞組）做接地保護用。在我國 366KV的電力供電系統一般都采用中性點不接地的三相三線制運行方式。在這種運行

27、方式中，若只有一相接地，不會發生單相短路故障，其線路以及接在線路上的變壓器和其他用電設備還可繼續運行。 但是非接地的那兩相對地的電壓升高為線電壓， 增加了人身、設備的危險性，所以單相接地發出報警信號。絕緣監視。 PT星形接發繞組輸出 a、b、c 與 n 之間分別接如三個電壓表 V，用與測量各相電壓。 當線路工作正常是， 三個電壓表的讀數相同或接近 （以線電壓 10KV為例），電壓表指示在 5700V左右；當 10KV線路中有一相絕緣對地擊穿造成單相接地故障時，該故障相電壓表讀數明顯下降，甚至為 0，而其余兩相電壓表的讀數明顯升高，甚至達到線電壓 10KV，從而實現了線路的絕緣監視。雖然絕緣監視

28、的電壓表是接在相電壓上的， 但是發生接地故障時， 非故障相對地的電壓可升高為線電壓，因此它的量程應按線路的線電壓來選擇。變壓器高壓側線路接地保護。 PT 開口三角形繞組的引出線之間接的有一個KV。如果沒有發生單相接地，三個繞組輸出電壓大小相同，相位相差 120o，相加的矢量和為 0。三角形繞組的引出線為 a1 和 x1，即 a1 和 x1 之間的電壓為 0， KV 不動作。當發生單相接地時，三繞組輸出的電壓大小不一，相加的矢量和約為 100V，使 KV動作，接通事故預告小母線 WFS，同時信號繼電器 KS有電，接通光字牌，給出接地信號。a1x1KV（2）V，v 接線主要用在三相電路中，測量線電

29、壓，廣泛用于小電流接地系統中。（ 3）YN，yn 接線三只電相 PT接成星形，并將一次繞組的中性點接地，用來監視電網對地的絕緣狀況，并可接入要求測量準確不高的電壓表和繼電器等。在中性點不接地的電網， 發生單相接地時允許繼續運行， 而無故障相的相電壓可升高為線電壓， 此接線方法所采用的單相 PT的額定電壓 =裝置的線電壓。 正常狀態下， PT 的一次繞組處在相電壓下，即為額定電壓的1/3 ，誤差超出正常值，故不能接功率表和電能表。4、CT的接線方式 二次部分 P48圖 316當線路或設備的工作電流很大 （即超過儀表的量程） 時，就得采用變壓器的變換電流的功能，把大電流變換為小電流。（1）三相三繼電器完全星形接線三只 CT分別反應各相電流特點：任何故障情況下，流入繼電器中的電流 =互感器的二次電流；保護能反應各類型的短路故障電流；廣泛用于常用于負載不論平衡與否的三相四線制電路中，多用于中性點直接接地系統中，供測量或保護用。（2）兩相兩繼電器不完全星形接線它是電力系統常用