1、1一、一、 二次回路基本概念二次回路基本概念（一）（一） 二次設備：二次設備： 對一次設備和系統的狀態進行測量、控制、監視對一次設備和系統的狀態進行測量、控制、監視和保護的設備，稱為二次設備。和保護的設備，稱為二次設備。如：測量儀表、錄波裝置；如：測量儀表、錄波裝置； 控制開關、同期裝置、自動勵磁裝置；控制開關、同期裝置、自動勵磁裝置； 信號裝置、繼電保護、絕緣監察裝置；信號裝置、繼電保護、絕緣監察裝置； 控制電源、小母線連接線控制電源、小母線連接線第第6章章 發電廠變電所二次接線圖發電廠變電所二次接線圖 及繼電保護基礎知識及繼電保護基礎知識2（二）（二） 二次回路二次回路: 二次設備經導線或

2、控制電纜以一定的方式相互二次設備經導線或控制電纜以一定的方式相互 連接所構成的電路。連接所構成的電路。（三）（三） 種類：種類： 原理接線圖原理接線圖 展開接線圖展開接線圖 安裝接線圖安裝接線圖3二、原理接線圖二、原理接線圖（一）原理接線圖定義：（一）原理接線圖定義： 原理接線圖是用來表示二次接線各元件（儀表、原理接線圖是用來表示二次接線各元件（儀表、繼電器、信號裝置、自動裝置及控制開關等設備）繼電器、信號裝置、自動裝置及控制開關等設備）的電氣聯系及工作原理的電氣回路圖。的電氣聯系及工作原理的電氣回路圖。（二）原理接線圖特點：（二）原理接線圖特點： 所有回路元件以整體形式繪在一張圖上，體現所有

3、回路元件以整體形式繪在一張圖上，體現工作工作原理。原理。4圖圖6-1 定時限過電流保護的原理圖定時限過電流保護的原理圖5特點：特點： 1) 二次接線和一次接線的相關部分畫在一起，且電氣二次接線和一次接線的相關部分畫在一起，且電氣元件以整體的形式表示（線圈與觸點畫在一起），能表元件以整體的形式表示（線圈與觸點畫在一起），能表明各二次設備的構成、數量及電氣連接情況，圖形直觀明各二次設備的構成、數量及電氣連接情況，圖形直觀形象，便于設計構思和記憶。形象，便于設計構思和記憶。 2) 接線圖中的全部儀表、繼電器等設備以整體的形式接線圖中的全部儀表、繼電器等設備以整體的形式來表示。來表示。 3) 接線圖將

4、交流電壓、電流回路和直流電源之間的聯接線圖將交流電壓、電流回路和直流電源之間的聯系綜合的表達在一起。系綜合的表達在一起。6（三）繪制說明：（三）繪制說明： 1) 不用畫出內部接線、引出線端子的編號；回路的編號不用畫出內部接線、引出線端子的編號；回路的編號 2) 直流僅標明電源的極性，不用標出從哪一熔斷器引出直流僅標明電源的極性，不用標出從哪一熔斷器引出 3) 信號部分在圖中僅標出信號部分在圖中僅標出“信號信號”。（四）缺點：（四）缺點： 不能表明元件的內部接線、端子標號及導線連接方法等，不能表明元件的內部接線、端子標號及導線連接方法等，不便于現場查找、調試。因此不能作為施工圖紙。不便于現場查找

5、、調試。因此不能作為施工圖紙。7三、三、 展開接線圖展開接線圖（一）定義：（一）定義： 展開接線圖是將二次設備按其線圈和觸點的接線回路展開接線圖是將二次設備按其線圈和觸點的接線回路展開分別畫出，組成多個獨立回路，是安裝、調試和檢修展開分別畫出，組成多個獨立回路，是安裝、調試和檢修的重要技術圖紙，也是繪制安裝接線圖的主要依據。的重要技術圖紙，也是繪制安裝接線圖的主要依據。（二）特點：（二）特點：（以回路為基礎繪制以回路為基礎繪制） 將二次交流電流回路，交流電壓回路，直流控制回路、將二次交流電流回路，交流電壓回路，直流控制回路、信號回路分開繪制。信號回路分開繪制。（三）讀圖方法：（三）讀圖方法：

6、先交流后直流，由上而下，從左到右。先交流后直流，由上而下，從左到右。8圖圖6-2 定時限過電流保護的展開圖定時限過電流保護的展開圖9圖圖6-3 定時限過電流保護的展開圖定時限過電流保護的展開圖10圖圖6-4 定時限過電流保護的原理圖和展開圖定時限過電流保護的原理圖和展開圖a）原理圖）原理圖 b）展開圖）展開圖11（四）特點：（四）特點： 1) 按不同電源回路劃分成多個獨立回路。例如：交流回路，按不同電源回路劃分成多個獨立回路。例如：交流回路，又分電流回路和電壓回路，都是按又分電流回路和電壓回路，都是按A、B、C、N相序分行排列相序分行排列的；直流回路，又分控制回路、合閘回路、測量回路、保護回的

7、；直流回路，又分控制回路、合閘回路、測量回路、保護回路和信號回路等；在這些回路中，各繼電器（裝置）的動作順路和信號回路等；在這些回路中，各繼電器（裝置）的動作順序是自上而下、自左至右排列的。序是自上而下、自左至右排列的。 2) 在圖形的上方有對應的文字說明（回路名稱、用途等），在圖形的上方有對應的文字說明（回路名稱、用途等），便于讀圖和分析。便于讀圖和分析。 3) 各導線、端子都有統一規定的回路編號和標號，便于分類各導線、端子都有統一規定的回路編號和標號，便于分類查線、施工和維修。查線、施工和維修。 4) 同一設備的部件在展開圖中同字母符號（文字）。同一設備的部件在展開圖中同字母符號（文字）。

8、12（五）繪制步驟：（五）繪制步驟： 1) 繪制解釋性原理圖繪制解釋性原理圖 2) 繪制交流電流回路繪制交流電流回路 3) 繪制交流電壓回路繪制交流電壓回路 4) 繪制直流回路（按保護動作順序自上而下，從左到右）繪制直流回路（按保護動作順序自上而下，從左到右） 5) 繪制信號回路繪制信號回路 在圖幅右邊配上相應的文字說明在圖幅右邊配上相應的文字說明 6) 其他：列設備表其他：列設備表 回路編號回路編號 (教材教材p330原理圖，原理圖，p331展開圖展開圖)13u反時限過電流保護的動作原理和組成（反時限過電流保護的動作原理和組成（p179）圖圖6-5 反時限過電流保護的原理圖和展開圖反時限過電

9、流保護的原理圖和展開圖a）原理圖）原理圖 b）展開圖）展開圖14（六）二次回路編號：（六）二次回路編號： 1) 目的：目的：便于施工、檢修及運行后的維護。便于施工、檢修及運行后的維護。 2) 定義：定義：指二次設備之間直接連接的導線的編號。指二次設備之間直接連接的導線的編號。 3) 特點：特點：可以根據編號表示回路的作用；可以根據編號表示回路的作用； 可以根據編號表示回路的性質；可以根據編號表示回路的性質； 可以根據編號進行正確的連線。可以根據編號進行正確的連線。 4) 回路編號的原則：回路編號的原則：采用數字和文字結合的方式，按照采用數字和文字結合的方式，按照“等等電位原則電位原則”進行編號

10、。進行編號。 所謂等電位原則，就是在電氣回路中，連接于一個點所謂等電位原則，就是在電氣回路中，連接于一個點上的所有連線均給以相同的回路編號。上的所有連線均給以相同的回路編號。15直流回路從正電源出發以奇數編號，負極按偶數編號；直流回路從正電源出發以奇數編號，負極按偶數編號；交流回路由電源起依次編號，并加相序；交流回路由電源起依次編號，并加相序；重要回路固定編號：重要回路固定編號： （1）合閘回路：）合閘回路：3、103、203、303 （2）跳閘回路：）跳閘回路：33、133、233、333 （3）合閘紅燈回路：）合閘紅燈回路：35、135、235、335 （4）跳閘綠燈回路：）跳閘綠燈回路：

11、5、105、205、305同電位點（直接用導線連接一起的點），采用相同編號。同電位點（直接用導線連接一起的點），采用相同編號。165) 回路編號的方法：回路編號的方法： （1）交流電流回路：由數字和表示相別的字母組成，使用時，）交流電流回路：由數字和表示相別的字母組成，使用時，按規定的編號范圍依次編寫即可，不分單雙號。每組電流互感按規定的編號范圍依次編寫即可，不分單雙號。每組電流互感器分配器分配10個號，分配方法是：電流互感器個號，分配方法是：電流互感器1TA用用A411A419、B411B419、C411C419、N411N419、L411L419；6TA用用A461A469、B461B46

12、9 、C461C469 。 （2）交流電壓回路：由數字和表示相別的字母組成，使用時，）交流電壓回路：由數字和表示相別的字母組成，使用時，按規定的編號范圍依次編寫即可，不分單雙號。每組電壓互感按規定的編號范圍依次編寫即可，不分單雙號。每組電壓互感器分配器分配10個號，具體分配方法是：電壓互感器個號，具體分配方法是：電壓互感器1TV 用用A611A619、B611B619、C611C619、N611N619、L611L619；對對3TV用用A631A639、B631B639 、C631C639 。17（3）直流控制回路）直流控制回路 ：按安裝單位進行的，一個安裝單位：按安裝單位進行的，一個安裝單位

13、給定編號范圍。給定編號范圍。 一個安裝單位分配約一個安裝單位分配約1000個號；正電源側編單號、負電個號；正電源側編單號、負電源側編雙號源側編雙號 每一臺斷路器的控制回路分配每一臺斷路器的控制回路分配99個號。當一個安裝單位個號。當一個安裝單位有有4臺斷路器時。它們的回路編號范圍分別為臺斷路器時。它們的回路編號范圍分別為l0l199、201299、301399、401499。對于某些重要回路還規。對于某些重要回路還規定了專用回路編號。比如，對斷路器定了專用回路編號。比如，對斷路器1QF而言，正電源回而言，正電源回路用路用101；負電源回路用；負電源回路用102；合閘回路用；合閘回路用103；合

14、閘監視；合閘監視回路用回路用105；跳閘回路用；跳閘回路用133；跳閘監視回路用；跳閘監視回路用135等。等。 繼電保護回路分配繼電保護回路分配99個號，為了和控制回路區分開，用個號，為了和控制回路區分開，用01099范圍編號。范圍編號。 18回路名稱數字標號組一二三四正電源回路 1101201301負電源回路2102202302合閘回路331103131203231303331綠燈或合閘回路監視繼電器回路5105205305跳閘回路3349133149233249333349紅燈或跳閘回路監視繼電器回路35135235335備用電源自動合閘回路5069150169250269350369開關

15、設備的位置信號回路7089170189270289370389事故跳閘音響信號回路9099190199290299390399保護回路01099（或J1J99）發電機勵磁回路601699信號及其他回路701999直流回路數字標號組：19四、四、 安裝接線圖安裝接線圖（一）（一） 定義：定義： 安裝接線圖是控制、保護等屏（臺）制造廠生產安裝接線圖是控制、保護等屏（臺）制造廠生產加工和現場安裝施工用的圖紙，也是運行試驗、檢修加工和現場安裝施工用的圖紙，也是運行試驗、檢修等的主要參考圖紙，是根據展開接線圖繪制的。等的主要參考圖紙，是根據展開接線圖繪制的。（二）類型：（二）類型： 屏面布置圖屏面布置圖

16、 端子排圖端子排圖 屏背面接線圖屏背面接線圖20一）一） 屏面布置圖（比例圖）屏面布置圖（比例圖）1. 定義：定義： 指從屏的正面看將各安裝設備和儀表的實際安裝位置按比指從屏的正面看將各安裝設備和儀表的實際安裝位置按比例畫出的正視圖，它是屏背面接線圖的依據。例畫出的正視圖，它是屏背面接線圖的依據。2. 屏的型式：屏的型式：控制屏臺：（控制屏臺：（2360550800）；）；PTK-1直立屏：直立屏： （2360550800或或600）；）；PK-1直流屏：（直流屏：（2360550800或或600）；）；BZ同期小屏：同期小屏：600200400；PT邊屏：邊屏： （236055060或或10

17、0）21發電機控制屏屏面布置圖控制屏屏面布置的設備自上而下為：測量儀表、光字牌、輔助切換開關、模擬母線、控制和調整開關等。22232425二）二） 端子排圖端子排圖1. 定義：定義：指從屏背后看，表明屏內設備連接和屏內設備與指從屏背后看，表明屏內設備連接和屏內設備與屏外設備連接關系的圖。端子排圖需表明端子類型、數量屏外設備連接關系的圖。端子排圖需表明端子類型、數量以及排列順序。以及排列順序。2. 作用：作用：凡是屏內設備與屏外設備或不同單元設備之間的凡是屏內設備與屏外設備或不同單元設備之間的連接，必須用端子排。連接，必須用端子排。3. 端子：端子：二次回路中，不同屏的各設備之間應通過控制電二次

18、回路中，不同屏的各設備之間應通過控制電纜及端子來連接（端子相當于接線柱）。纜及端子來連接（端子相當于接線柱）。 端子排：端子排：許多端子垂直組合在一起（集中布置的端子）許多端子垂直組合在一起（集中布置的端子）2627圖圖6-6 普通端子普通端子圖圖6-7 連接端子連接端子4.接線端子的種類與用途接線端子的種類與用途（1）普通端子（）普通端子（B11型）：用以連接屏內設備與屏外設備，型）：用以連接屏內設備與屏外設備， 也可與連接端子相連。圖也可與連接端子相連。圖6-6（2）連接端子（）連接端子（B14型型：用以進行相鄰端子間的連接，：用以進行相鄰端子間的連接， 以達到電路分支的作用。圖以達到電路

19、分支的作用。圖6-728（3）試驗端子（）試驗端子（B12型）：試驗端子用于需要帶電測量型）：試驗端子用于需要帶電測量 電流的電流互感器二次回路及有特殊測量要求的某些電流的電流互感器二次回路及有特殊測量要求的某些回路。利用此端子可在不使電路開路的情況下接入或拆除回路。利用此端子可在不使電路開路的情況下接入或拆除 儀表。儀表。圖圖6-8 試驗端子試驗端子29圖6-9 特殊端子接線端子允許電流一般為10A（4）連接試驗端子（）連接試驗端子（B1-3型）：具有連型）：具有連接與試驗雙重作用的端子，一般與接與試驗雙重作用的端子，一般與B1-2配配合使用。合使用。（5）終端端子（）終端端子（B1-5型）

20、：安裝在端子型）：安裝在端子排的兩端及不同安裝單位的端子排之間，排的兩端及不同安裝單位的端子排之間，用以固定端子排。用以固定端子排。（6）標準端子（）標準端子（B1-6型）：供直接連接型）：供直接連接屏內外導線用。屏內外導線用。（7）特殊端子（）特殊端子（B1-7型）：需要經常開型）：需要經常開斷的電路中使用。斷的電路中使用。30圖圖6-10 端子排表示方法示意圖端子排表示方法示意圖315.應經端子排連接的回路：應經端子排連接的回路：（1）屏內設備與屏外設備的連接；）屏內設備與屏外設備的連接；（2）屏內各安裝單位之間的連接；）屏內各安裝單位之間的連接；（3）屏內設備與直接接于小母線上的設備（熔

21、斷器，電阻）屏內設備與直接接于小母線上的設備（熔斷器，電阻等）之間的連接；等）之間的連接；（4）各安裝單位主要保護的正電源；）各安裝單位主要保護的正電源；（5）各安裝單位主要保護的負電源，應在屏內設備之間接）各安裝單位主要保護的負電源，應在屏內設備之間接成環形后接至端子排；成環形后接至端子排；（6）為節省電纜，通過本屏轉接的回路（也稱過渡回路）為節省電纜，通過本屏轉接的回路（也稱過渡回路）應通過端子排。應通過端子排。（7）電流回路和其他需要試驗的回路須接至試驗端子。）電流回路和其他需要試驗的回路須接至試驗端子。32三）三） 屏背面接線圖屏背面接線圖（屏內元件連接圖（屏內元件連接圖背視圖）背視圖

22、）1.定義：定義：是指從屏的背面看的、表明屏內設備在屏背面的是指從屏的背面看的、表明屏內設備在屏背面的引出端子之間的連接情況以及端子與端子排之間連接關系引出端子之間的連接情況以及端子與端子排之間連接關系的圖。的圖。 屏背面接線圖是以屏面布置圖為基礎，以展開接線圖、屏背面接線圖是以屏面布置圖為基礎，以展開接線圖、端子排圖為依據繪制的接線圖。是制造廠生產屏過程中配端子排圖為依據繪制的接線圖。是制造廠生產屏過程中配線的依據，也是施工和運行的重要參考圖紙。線的依據，也是施工和運行的重要參考圖紙。 屏背面接線圖和屏面布置圖從兩個相反方向來表示設備屏背面接線圖和屏面布置圖從兩個相反方向來表示設備的排列，故

23、屏背面接線圖中設備的位置排列應與屏面圖中的排列，故屏背面接線圖中設備的位置排列應與屏面圖中設備排列相反。端子排圖則畫在屏背面接線圖的兩側。設備排列相反。端子排圖則畫在屏背面接線圖的兩側。331KA安裝單位編號設備名稱號設備序號1 2.設備標號設備標號 ：二次回路的屏、盤在屏背面安裝接線時，二次回路的屏、盤在屏背面安裝接線時，為了區別各種設備，要對它們注上標志符號，標示符號一般為了區別各種設備，要對它們注上標志符號，標示符號一般畫圓圈，中間一條水平線，如圖畫圓圈，中間一條水平線，如圖6-11所示。上半圓中的羅馬所示。上半圓中的羅馬字表示安裝單位編號，羅馬字右下角的數字表示該安裝單位字表示安裝單位

24、編號，羅馬字右下角的數字表示該安裝單位中的設備順序，下半圓的符號為設備的文字符號。中的設備順序，下半圓的符號為設備的文字符號。圖圖6-11屏背面接線圖中設備標志法屏背面接線圖中設備標志法34 3.畫屏背面接線圖畫屏背面接線圖：應根據屏面布置圖，將各設備的應根據屏面布置圖，將各設備的背視圖和它們之間的間隔及相對位置盡量符合實際地背視圖和它們之間的間隔及相對位置盡量符合實際地畫出來，如圖畫出來，如圖6-12所示。設備內部接線復雜的還要畫所示。設備內部接線復雜的還要畫出設備的簡單內部接線，如圖出設備的簡單內部接線，如圖6-13所示。所示。35圖圖6-12 屏背面接線圖的布置屏背面接線圖的布置36圖圖

25、6-13 屏背面接線圖中設備圖形的一部分屏背面接線圖中設備圖形的一部分1D1PPP1D1PA37 4.4.連接線編號連接線編號 ：給屏內設備之間和屏內設備到端子排間給屏內設備之間和屏內設備到端子排間的連線進行編號，由于連線很多，不能按常規的用線條連接的連線進行編號，由于連線很多，不能按常規的用線條連接的辦法表示。的辦法表示。相對編號法：相對編號法：就是甲、乙兩個端子用導線連接起來，在甲就是甲、乙兩個端子用導線連接起來，在甲端子旁標著乙端子的號，乙端子旁標著甲端子的號端子旁標著乙端子的號，乙端子旁標著甲端子的號。 注意：一個端子旁邊最多寫注意：一個端子旁邊最多寫2 2個編號。個編號。圖圖6-14

26、6-14回路編號法回路編號法 ：在甲、乙端子旁標導線回路號。在甲、乙端子旁標導線回路號。圖圖6-15一些簡單的設備連線，同一設備上端子間的連線，不經端一些簡單的設備連線，同一設備上端子間的連線，不經端子排直接接到小母線的設備的連線，可以直接用標出、畫出子排直接接到小母線的設備的連線，可以直接用標出、畫出的方法來表示，免去不必要的麻煩，如圖的方法來表示，免去不必要的麻煩，如圖6-166-16所示。所示。38圖圖6-14 6-14 相對編號法的應用相對編號法的應用（a a）展開圖；（）展開圖；（b b）安裝圖）安裝圖39圖圖6-15 6-15 回路編號法的應用回路編號法的應用（a a）展開圖；（）

27、展開圖；（b b）安裝圖）安裝圖40M708M708圖圖6-16 不經過端子排直接接至小母線的設備標志法不經過端子排直接接至小母線的設備標志法41圖圖6-17 斷路器控制回路部分的屏背面展開接線圖斷路器控制回路部分的屏背面展開接線圖瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 42（b b）屏背面接線圖）屏背面接線圖實例（相對編號法）實例（相對編號法）瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 43（C C）屏背面接線圖）屏背面接線圖實例（回路編號法）實例（回路編號法）瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 446.2 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 電力系統繼電保護裝置是一種能反應電力系統中電氣電力系統繼電保護裝

28、置是一種能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。發出信號的一種自動裝置。 一、繼電保護的作用一、繼電保護的作用自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統中切除，使自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統中切除，使非故障部分迅速恢復正常運行非故障部分迅速恢復正常運行. . 能正確反應電氣設備的不正常運行狀態，并根據要求發出能正確反應電氣設備的不正常運行狀態，并根據要求發出報警信號、減負荷或延時跳閘。報警信號、減負荷或延時跳閘。它的基本任務是：它的基本任務是：瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 45

29、測量部分：測量部分：從被保護對象輸入有關信號，并與給定的整定從被保護對象輸入有關信號，并與給定的整定值進行比較，決定保護是否動作；值進行比較，決定保護是否動作；邏輯部分：邏輯部分：根據測量部分各輸出量的大小、性質、輸出的根據測量部分各輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態、出現的順序或它們的組合，進行邏輯判斷，以確邏輯狀態、出現的順序或它們的組合，進行邏輯判斷，以確定保護裝置是否應該動作；定保護裝置是否應該動作；執行部分：執行部分：根據邏輯部分做出的判斷，執行保護裝置所擔根據邏輯部分做出的判斷，執行保護裝置所擔負的任務（跳閘或發信號）。負的任務（跳閘或發信號）。 二、繼電保護的基本原理二、繼電保護

30、的基本原理圖圖6-1 繼電保護裝置組成方框圖繼電保護裝置組成方框圖瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 46 三、對繼電保護的基本要求三、對繼電保護的基本要求u 選擇性：選擇性：保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統中保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統中切除，使停電范圍盡量縮小，最大限度地保證系統中的切除，使停電范圍盡量縮小，最大限度地保證系統中的非故障部分繼續運行。非故障部分繼續運行。u 速動性：速動性：繼電保護裝置應以盡可能快的速度將故障元件繼電保護裝置應以盡可能快的速度將故障元件從電網中切除。從電網中切除。圖圖6-2 電力系統繼電保護選擇性說明圖電力系統繼電保護選擇性說明圖瀘州職業技術學

31、院瀘州職業技術學院 47u 靈敏性：靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內的故障或不正常運指保護裝置對其保護范圍內的故障或不正常運行狀態的反映能力。行狀態的反映能力。 保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數Ks來衡量。來衡量。 對于反應故障時參數量增加的保護（如過電流保護）：對于反應故障時參數量增加的保護（如過電流保護）：保保護護動動作作的的整整定定值值的的最最小小值值保保護護區區內內故故障障時時反反應應量量sK對于反應故障時參數量降低的保護（如低電壓保護）：對于反應故障時參數量降低的保護（如低電壓保護）：的的最最大大值值保保護護區區內內故故障障時時反反應應量量保保護護動動

32、作作的的整整定定值值sKu 可靠性：可靠性：指保護裝置該指保護裝置該動動時不時不能能拒動；不該拒動；不該動動時不時不能能誤誤動。動。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 48 一、一、電磁型繼電器電磁型繼電器（DL型）型）1電磁型電流繼電器電磁型電流繼電器u 結構：如圖結構：如圖6-3所示。所示。 u工作原理：當在繼電器線圈中工作原理：當在繼電器線圈中通入電流通入電流IK時，電磁鐵產生的電時，電磁鐵產生的電磁轉矩磁轉矩Fem為：為：222mKKemRNIKM 當當Mem克服彈簧的反作用轉克服彈簧的反作用轉矩矩Msp和摩擦轉矩和摩擦轉矩Mfr時，繼電時，繼電器動作。器動作。 圖圖6-3 電磁式電流繼

33、電器結構圖電磁式電流繼電器結構圖1線圈線圈 2電磁鐵電磁鐵 3鋼舌片鋼舌片 4靜觸點靜觸點 5動觸點動觸點 6起動電流調節轉桿起動電流調節轉桿7標度盤（銘牌）標度盤（銘牌） 8軸承軸承 9反作用彈簧反作用彈簧 10轉軸轉軸6.2 常用保護繼電器常用保護繼電器 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 49因此，欲使繼電器動作的必要條件是：因此，欲使繼電器動作的必要條件是： MemMsp+ Mfr KMMNRKMNRIfrspKmemKmKop.動作電流：動作電流：能使繼電器產生動作的最小電流，稱為繼電器能使繼電器產生動作的最小電流，稱為繼電器的動作電流，用的動作電流，用Iop.K表示。表示。調整繼電器

34、動作電流的方法有：調整繼電器動作電流的方法有： 改變繼電器線圈匝數改變繼電器線圈匝數NK（級進調節）；（級進調節）； 調節反作用彈簧的松緊，即調節調節反作用彈簧的松緊，即調節Msp（平滑調節）；（平滑調節）； 調整銜鐵與電磁鐵之間的氣隙長度，即調節調整銜鐵與電磁鐵之間的氣隙長度，即調節Rm。 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 50返回電流：返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流，用繼電器的返回電流，用Ire.K表示。表示。返回系數：返回系數：是指繼電器的返回電流與動作電流的比值，用是指繼電器的返回電流與動作電流的比值，用Kre

35、表示，即表示，即 繼電器動作后，減小繼電器動作后，減小IK就能使繼電器返回原位。欲使繼就能使繼電器返回原位。欲使繼電器返回的必要條件是：電器返回的必要條件是： Msp Mem+ Mfr KopKrereIIK.說明：說明：過電流繼電器的返回系數過電流繼電器的返回系數Kre1，一般要求不低于，一般要求不低于1.25。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 512電磁型電壓繼電器電磁型電壓繼電器其結構和原理與電磁型電流繼電器相似，在供配電系統其結構和原理與電磁型電流繼電器相似，在供配電系統中多用低電壓（欠電壓）繼電器。中多用低電壓（欠電壓）繼電器。動作電壓：動作電壓：能使繼電器產生動作的最高電壓，稱為繼

36、電器能使繼電器產生動作的最高電壓，稱為繼電器的動作電壓，用的動作電壓，用Uop.K表示。表示。返回電壓：返回電壓：能使繼電器返回到原始位置的最低電壓，稱為能使繼電器返回到原始位置的最低電壓，稱為繼電器的返回電壓，用繼電器的返回電壓，用Ure.K表示。表示。返回系數：返回系數：是指繼電器的返回電壓與動作電壓的比值。是指繼電器的返回電壓與動作電壓的比值。說明：說明：低電壓繼電器的返回系數低電壓繼電器的返回系數Kre1，一般要求不大于，一般要求不大于1.25。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 524. 電磁型中間繼電器作用電磁型中間繼電器作用:5. 信號繼電器的作用：用于各保護裝置回路中，作為保護信

37、號繼電器的作用：用于各保護裝置回路中，作為保護動作的指示信號，以提醒運行人員注意。動作的指示信號，以提醒運行人員注意。 為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數量和容量；為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數量和容量；使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時(0.40.8s)；通過繼電器的自保持，以適應保護裝置的需要。通過繼電器的自保持，以適應保護裝置的需要。3電磁型時間繼電器作用：使保護裝置獲得一定的延時，電磁型時間繼電器作用：使保護裝置獲得一定的延時，以保證保護裝置動作的選擇性。以保證保護裝置動作的選擇性。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 53 二、感應二、感應型繼電器型繼電

38、器（GL型）型）u 結構：如圖結構：如圖6-4所示。所示。感應系統：感應系統：由線圈由線圈1、帶短路環帶短路環3的電磁鐵的電磁鐵2和鋁和鋁盤盤4組成，它的動作是有組成，它的動作是有時限的；時限的；電磁系統：電磁系統：由線圈由線圈1、電磁鐵電磁鐵2和銜鐵和銜鐵15組成，組成，它的動作是瞬時的。它的動作是瞬時的。圖圖6-4 感應式電流繼電器結構圖感應式電流繼電器結構圖1線圈線圈 2電磁鐵電磁鐵 3短路環短路環 4可轉鋁盤可轉鋁盤 5鋼鋼片片 6可偏鋁框架可偏鋁框架 7調節彈簧調節彈簧 8制動永久磁鐵制動永久磁鐵 9扇形齒輪扇形齒輪 10蝸桿蝸桿 11扁桿扁桿 12繼電器觸點繼電器觸點 13時限調節

39、螺桿時限調節螺桿 14速斷電流調節螺釘速斷電流調節螺釘 15銜鐵銜鐵 16動作電流調節插銷動作電流調節插銷瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 54u工作原理：當在繼電器線圈中通入電流工作原理：當在繼電器線圈中通入電流 時，在鐵心中時，在鐵心中產生主磁通產生主磁通 （分為（分為 和和 ），）， 在短路環中產生感在短路環中產生感應電流應電流 ，它又產生磁通，它又產生磁通 ，因此，因此KIK1K2Kk1KkI有短路環的磁極穿過鋁盤的磁通為：有短路環的磁極穿過鋁盤的磁通為： 無短路環的磁極穿過鋁盤的磁通為：無短路環的磁極穿過鋁盤的磁通為： kK11kK221 在鋁盤中感應電勢產生渦流在鋁盤中感應電勢產生

40、渦流 ，二者產生電磁力，二者產生電磁力 ； 在鋁盤中感應電勢產生渦流在鋁盤中感應電勢產生渦流 ，二者產生電磁力，二者產生電磁力 。 1edI1emF22edI2emF因此，鋁盤受到的合成電磁力為：因此，鋁盤受到的合成電磁力為：221121sinKemememIKFFF則電磁轉矩則電磁轉矩 。 21KIM 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 55 鋁盤在轉矩鋁盤在轉矩M1作用下轉動后，切割永久磁鐵的磁通而在鋁作用下轉動后，切割永久磁鐵的磁通而在鋁盤中產生渦流，產生制動力矩盤中產生渦流，產生制動力矩 。nM 2感應系統的動作電流：感應系統的動作電流：指蝸桿與扇形齒輪相咬合時，線圈指蝸桿與扇形齒輪相咬

41、合時，線圈所需要通入的最小電流。所需要通入的最小電流。返回電流：返回電流：指使扇形齒輪脫離蝸桿返回到原來位置時的最指使扇形齒輪脫離蝸桿返回到原來位置時的最大電流。大電流。動作時間：動作時間：指從蝸桿與扇形齒片相咬合起到接點閉合這一指從蝸桿與扇形齒片相咬合起到接點閉合這一段時間。段時間。21MM 當當 時，鋁盤勻速旋轉；當鋁盤受到的合力克服時，鋁盤勻速旋轉；當鋁盤受到的合力克服彈簧的阻力時，蝸桿與扇形齒片相咬合，繼電器動作。彈簧的阻力時，蝸桿與扇形齒片相咬合，繼電器動作。 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 56電磁系統的速斷電流：電磁系統的速斷電流：指當通入繼電器線圈的電流大到整指當通入繼電器線

42、圈的電流大到整定值的某個倍數時，未等感應系統動作，銜鐵右端瞬時被吸定值的某個倍數時，未等感應系統動作，銜鐵右端瞬時被吸下，接點立即閉合。下，接點立即閉合。u 時限特性：如圖時限特性：如圖6-5所示。所示。ab段段“反時限特性反時限特性”（此（此時繼電器鐵心尚未飽和）；時繼電器鐵心尚未飽和）；bc段段“定時限定時限”（鐵心已（鐵心已達到飽和）；達到飽和）；de段段“速斷特性速斷特性”。圖圖6-5 感應型電流繼電器的動作特性曲感應型電流繼電器的動作特性曲線線說明：說明： “速斷電流倍數速斷電流倍數”是速斷電流與感應元件動作電流之比。是速斷電流與感應元件動作電流之比。 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學

43、院 57u 動作電流與動作時限調節方法動作電流與動作時限調節方法感應系統的動作電流調節：感應系統的動作電流調節：改變線圈的匝數（級進調節）；改變線圈的匝數（級進調節）；改變彈簧的拉力（平滑調節）。改變彈簧的拉力（平滑調節）。電磁系統動作電流調節：電磁系統動作電流調節：改變銜鐵與電磁鐵之間的氣隙。改變銜鐵與電磁鐵之間的氣隙。感應系統的動作時限：感應系統的動作時限：改變扇形齒輪頂桿行程的起點，使動改變扇形齒輪頂桿行程的起點，使動作特性上下移動。作特性上下移動。 動作電流的整定值通過插孔板擰入螺釘來改變線圈的匝數來調整（動作電流的整定值通過插孔板擰入螺釘來改變線圈的匝數來調整（2，2.5，34.5，

44、5，69，10A）。）。 其速斷動作電流調整范圍是感應系統整定電流值的其速斷動作電流調整范圍是感應系統整定電流值的28倍。倍。注意：繼電器動作時限調節螺桿的標度尺，是以注意：繼電器動作時限調節螺桿的標度尺，是以10倍動作電流的動作時限倍動作電流的動作時限來標度的。來標度的。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 58u GL型電流繼電器的功能：兼有電磁型電流繼電器、時型電流繼電器的功能：兼有電磁型電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能。因此，可用間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能。因此，可用感應型電流繼電器實現過電流保護和電流速斷保護，從而感應型電流繼電器實現過電流保護和電流速斷保

45、護，從而使保護接線大大簡化。使保護接線大大簡化。 三、靜態繼電器三、靜態繼電器靜態繼電器又叫靜態繼電器又叫“固體固體”繼電器，是以電子器件為主構繼電器，是以電子器件為主構成的繼電器。成的繼電器。靜態繼電器的靜態繼電器的“靜態靜態”是相對于電磁型繼電器的是相對于電磁型繼電器的“觸點觸點”動作而言的，它的信息傳遞是通過動作而言的，它的信息傳遞是通過“0、1”開關信息傳遞開關信息傳遞的。的。靜態繼電器包括晶體管型和集成電路型繼電器兩類。靜態繼電器包括晶體管型和集成電路型繼電器兩類。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 591晶體管型電流繼電器晶體管型電流繼電器u晶體管型電流繼電器的組成晶體管型電流繼電器

46、的組成 ：如圖：如圖6-6所示。所示。圖圖6-6 晶體管型過電流繼電器原理接線圖晶體管型過電流繼電器原理接線圖瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 60u晶體管型電流繼電器的動作情況晶體管型電流繼電器的動作情況 當當IKIop時，時，UR3Ud ，a點為正電位，點為正電位，V6承受反向電承受反向電壓，壓， I6 =0，VT1飽和導通，飽和導通，VT2截止，觸發器輸出電截止，觸發器輸出電壓壓 U0 =E，繼電器不動作。，繼電器不動作。 當當IK Iop時，時，UR3 Ud ，a點電位由正變負，點電位由正變負，V6導通，導通，VT1基極電流減小基極電流減小VT1進入放大區進入放大區 VT1集電極電壓集

47、電極電壓升高升高 VT2基極電流增大基極電流增大VT2進入放大區進入放大區 U0下降下降If減小減小 VT1基極電流進一步減小基極電流進一步減小VT1截止，截止，VT2導通，觸發器輸出電壓導通，觸發器輸出電壓 U0 =0 ，繼電器動作。，繼電器動作。 當當IKIre時，時，VT1又變為導通，又變為導通，VT2又變為截止，觸發又變為截止，觸發器又翻轉到起始狀態，繼電器也隨之復位。器又翻轉到起始狀態，繼電器也隨之復位。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 612集成電路型電流繼電器集成電路型電流繼電器由集成電路構成的靜態繼電器，也是由電壓形成回路、整由集成電路構成的靜態繼電器，也是由電壓形成回路、整流

48、濾波回路、邏輯回路和執行回路四部分組成，但在具體構流濾波回路、邏輯回路和執行回路四部分組成，但在具體構成時也有些差別。成時也有些差別。電壓形成回路與晶體管繼電器相同，整流濾波回路由運算電壓形成回路與晶體管繼電器相同，整流濾波回路由運算放大器構成，邏輯回路由放大器構成，邏輯回路由CMOS等數字電路構成。等數字電路構成。為了減小直流電壓的脈動系數，減輕濾波負擔，在整流電為了減小直流電壓的脈動系數，減輕濾波負擔，在整流電路中采用的是由運算放大器構成的全波整流電路或裂相整流路中采用的是由運算放大器構成的全波整流電路或裂相整流電路。電路。為了消除暫態過程中非周期分量及各種諧波分量的影響，為了消除暫態過程

49、中非周期分量及各種諧波分量的影響，濾波回路一般都采用高品質因數的帶通有源濾波器。濾波回路一般都采用高品質因數的帶通有源濾波器。 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 626.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 一、保護裝置的接線方式一、保護裝置的接線方式 p 接線系數：接線系數：在繼電保護回路中，流入繼電器中的電流在繼電保護回路中，流入繼電器中的電流IK與與對應電流互感器的二次電流對應電流互感器的二次電流I2的比值，稱為接線系數，即的比值，稱為接線系數，即2IIKKw 設電流互感器的變比為設電流互感器的變比為 ，保護裝置的動作電，保護裝置的動作電流為流為Iop，則相應的電流繼電器的動作電流為

50、，則相應的電流繼電器的動作電流為21IIKiopiwKopIKKI.瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 631三相完全星形接線方式（圖三相完全星形接線方式（圖6-7）特點：特點：可以反映各種形式的故障，其接線系數可以反映各種形式的故障，其接線系數Kw=1。 2三相不完全星形接線方式（圖三相不完全星形接線方式（圖6-8）特點：特點：可以反映除可以反映除B相單相接地短路以外的所有故障，其接相單相接地短路以外的所有故障，其接線系數線系數Kw=1。 圖圖6-7 三相完全星形接線方式三相完全星形接線方式圖圖6-8 兩相不完全星形接線方式兩相不完全星形接線方式瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 643兩相電流

51、差接線方式（圖兩相電流差接線方式（圖6-9） 流入繼電器中的電流等于流入繼電器中的電流等于A、C兩相電流互感器二次電流兩相電流互感器二次電流之差，即之差，即 caKIII特點：特點：各種短路形式下的接線系各種短路形式下的接線系數不同，如圖數不同，如圖6-10所示。所示。 正常運行或三相短路時：正常運行或三相短路時： 發生發生A、C兩相短路時：兩相短路時： A、B或或B、C兩相短路時：兩相短路時：3wK2wK1wK圖圖6-9 兩相電流差接線方式兩相電流差接線方式瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 65圖圖6-9 兩相電流差接線方式在不同短路形式下的電流相量圖兩相電流差接線方式在不同短路形式下的電流

52、相量圖一般情況下：一般情況下：Why?!保護整定時取保護整定時取 ；靈敏度校驗時取；靈敏度校驗時取Kw 1 。3wK瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 66 二、過電流保護二、過電流保護1. 過電流保護的原理和組成過電流保護的原理和組成u定時限過電流保護的動作原理和組成（圖定時限過電流保護的動作原理和組成（圖6-11）圖圖6-11 定時限過電流保護的原理圖和展開圖定時限過電流保護的原理圖和展開圖a）原理圖）原理圖 b）展開圖）展開圖瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 67u反時限過電流保護的動作原理和組成（圖反時限過電流保護的動作原理和組成（圖6-12）圖圖6-12 反時限過電流保護的原理圖和展開

53、圖反時限過電流保護的原理圖和展開圖a）原理圖）原理圖 b）展開圖）展開圖瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 682. 過電流保護裝置的整定計算過電流保護裝置的整定計算n動作電流：動作電流： Iop IL.max保護裝置的動作電流保護裝置的動作電流Iop應躲過線路的最大負荷電流應躲過線路的最大負荷電流IL.max，即即 保護裝置在外部故障切除后應可靠返回到原始位置（見圖保護裝置在外部故障切除后應可靠返回到原始位置（見圖6-13）。）。圖圖6-13 過電流保護的計算示意圖過電流保護的計算示意圖瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 69 為此，要求裝置保護的返回電流為此，要求裝置保護的返回電流Ire必須躲

54、過外部短路切必須躲過外部短路切除后流過保護裝置的最大自起動電流除后流過保護裝置的最大自起動電流 KstIL.max ，即，即 IreKst IL.max考慮考慮IreIop，引入一個可靠系數，引入一個可靠系數Krel后，上式可改寫為：后，上式可改寫為： max.LstrelreIKKI因此，保護裝置的動作電流為：因此，保護裝置的動作電流為： max.LrestrelopIKKKI則繼電器的動作電流為：則繼電器的動作電流為： max.LirewstrelopiwKopIKKKKKIKKI式中，式中，Krel取取1.151.25； Kre取取0.80.85； Kst取取1.53。瀘州職業技術學院瀘

55、州職業技術學院 70n動作時限：動作時限：應按應按“階梯原則階梯原則”整定（見圖整定（見圖6-14）ttt21s5 . 0ts7 . 0t 定時限過電流保護：定時限過電流保護： 反時限過電流保護：反時限過電流保護：說明：說明：定時限過電流保護的動定時限過電流保護的動作時間取決于時間繼電器預先作時間取決于時間繼電器預先整定的時間，與短路電流的大整定的時間，與短路電流的大小無關；反時限過電流保護的小無關；反時限過電流保護的動作時間需要根據前后兩級保動作時間需要根據前后兩級保護的護的GL型電流繼電器的動作型電流繼電器的動作特性曲線來整定。特性曲線來整定。圖圖6-14 過電流保護整定說明圖過電流保護整

56、定說明圖a）電路）電路 b）定時限過電流保護的時限整定）定時限過電流保護的時限整定 c）反時限過電流保護的時限整定）反時限過電流保護的時限整定即即 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 71 設圖設圖6-14a中，中，KA2的的10倍動作電流的動作時間已整定為倍動作電流的動作時間已整定為t2，則則KA1的的10倍動作電流的動作時間倍動作電流的動作時間t1的整定方法步驟如下（見的整定方法步驟如下（見圖圖6-15）：）： 計算計算WL2首端的三相短路首端的三相短路電流電流Ik反應到反應到KA2中去的中去的電流值：電流值： kiwkIKKI)2()2()2( 計算計算 對對KA2的動作電的動作電流流 的

57、倍數，即的倍數，即 )2(kI)2(.KopI)2(.)2(2KopkIIn圖圖6-15 反時限過電流保護的動作時間整定反時限過電流保護的動作時間整定瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 72 確定確定KA2的實際動作時間：由的實際動作時間：由n2點點a點點 。2t 計算計算WL1首端的三相短路電流首端的三相短路電流Ik反應到反應到KA1中去的電流值：中去的電流值： kiwkIKKI)1()1()1( 計算計算 對對KA2的動作電流的動作電流 的倍數，即的倍數，即 )1(kI)1(.KopI) 1 (.) 1 (1KopkIIn 確定確定KA2的的10倍動作時間：由倍動作時間：由n1點和點和 找到

58、交點找到交點b點，從點，從過點過點b所在的曲線上找出所在的曲線上找出n=10時對應的時間時對應的時間t1即為所求。即為所求。 1tttt21st7 . 0 計算計算KA1的實際動作時間：的實際動作時間： （取（取 ） 瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 73n靈敏度校驗：靈敏度校驗：opksIIK)2(min.式中，式中， 為系統最小運行方式下本線路末端（作近后備時）為系統最小運行方式下本線路末端（作近后備時）或相鄰線路末端（作遠后備時）的兩相短路電流。或相鄰線路末端（作遠后備時）的兩相短路電流。)2(min. kI作遠后備時，要求作遠后備時，要求Ks1.2；作近后備時，要求；作近后備時，要求

59、Ks1.31.5。n過電流保護的評價：過電流保護的評價：F優點：優點：既可作本級近后備，又可作下級既可作本級近后備，又可作下級 遠后備。遠后備。F缺點：缺點：越靠近電源端，定時限過電流保護的動作時限反越靠近電源端，定時限過電流保護的動作時限反而越長，因此不能作為主保護；反時限過電流保護的接線而越長，因此不能作為主保護；反時限過電流保護的接線簡單，但動作時限整定復雜。簡單，但動作時限整定復雜。若靈敏度不滿足要求，可采用低電壓閉鎖的過電流保護來提高其靈敏度。若靈敏度不滿足要求，可采用低電壓閉鎖的過電流保護來提高其靈敏度。瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 74 三、低電壓閉鎖的過電流保護三、低電壓閉

60、鎖的過電流保護（圖（圖6-16）保護裝置有兩個測量元件保護裝置有兩個測量元件: 過電流繼電器過電流繼電器KA欠電壓繼電器欠電壓繼電器KV 30.IKKKKIirewrelKopurerelwKopKKKUUmin.式中，式中，Uw.min為母線的最小工作電壓，取為母線的最小工作電壓，取 0.9UN；Kre取取1.25；Kre1取取1.11.2。u過電流繼電器的過電流繼電器的動作電流動作電流 u低電壓繼電器的低電壓繼電器的動作電壓動作電壓 圖圖6-16 低電壓閉鎖的過電流保護單相原理接線圖低電壓閉鎖的過電流保護單相原理接線圖瀘州職業技術學院瀘州職業技術學院 75 四、無時限電流速斷保護四、無時限