繼電保護二次回路入門匯報人：郄子祎日期：2024.10.242024IntroductiontoRelayProtectionSecondaryCircuit目錄CONTENTS1繼電保護原理概述2二次回路概述3典型控制回路分析第一章

繼電保護原理概述電氣一次與二次電力系統運行狀態繼電保護基本介紹電氣一次與二次電氣一次系統：直接完成發電、變電、輸電、配電、用電的設備所組成的強電系統，對應的設備稱為一次設備（如發電機、變壓器、斷路器、母線、輸配電線路、電動機等設備）。電氣二次系統：保證電氣一次安全穩定運行所配置的：如繼電保護、控制、監測以及自動控制與調節設備所組成的弱電系統，對應的設備稱為二次設備。電力系統運行狀態

電力系統運行狀態是指在不同運行條件（如負荷水平、出力配置、系統接線、故障等）下的系統與設備的工作狀態。一般用兩組代數方程式說明電力系統正常運行的等式與不等式約束條件

電力系統運行狀態分為：正常運行狀態、不正常運行狀態（異常狀態）、故障狀態。正常運行狀態：所有的等式和不等式約束條件均滿足，電力系統中各母線電壓和頻率均在允許的偏差范圍內，提供合格的電能。異常狀態：所有等式約束條件均滿足，部分的不等式約束條件不滿足但又不是故障的電力系統工作狀態，如過負荷、頻率降低、過電壓等故障狀態：由于自然力的破壞、絕緣老化、設計制造潛在的缺陷以及維護和操作不當因素造成短路（三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地）或斷線（一相斷線、兩相斷線）。故障分為永久性故障和暫時性故障。電力系統運行狀態繼電保護基本介紹------繼電保護的構成繼電保護裝置由測量部分、邏輯部分、執行部分構成測量部分作用：測量從被保護對象輸入的有關物理量（電流、電壓、阻抗、功率方向等）并與已給定的整定值進行比較，根據比較結果給出的“是”、“非”、“大于”、“等于”的性質判斷保護是否應該啟動。邏輯部分的作用：根據測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態確定是否應跳閘或發出信號，并將有關命令傳給執行元件。執行部分的作用：根據邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如：故障時跳閘并發出信號；不正常時，發出信號；正常時，不動作等。繼電保護基本介紹------主保護、后備保護

一般每個重要的電力元件都要配置兩套保護，一套為主保護，一套為后備保護。實踐證明，保護裝置拒動、保護回路中其他環節損壞、斷路器拒動、工作電源不正常乃致消失等時有發生，造成主保護不能快速切除故障，這時需要后備保護來切除故障主保護：反映被保護元件本身的故障，并以盡可能短的時限切除故障的保護。后備保護：主保護或斷路器拒動時用來切除故障的保護。又分為近后備保護和遠后備保護。近后備保護：在本元件處裝設兩套保護，當主保護拒動時，由本元件的另一套保護動作。（近后備保護與主保護安裝在同一斷路器處）遠后備保護：當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現的后備保護。繼電保護基本介紹------主保護、后備保護一般下級電力元件的后備保護安裝在上級（近電源側）元件的斷路器處，稱為遠后備保護。繼電保護基本介紹------繼電保護工作原理物理量保護類型電流的大小（有效值）；故障增加電流保護母線電壓的大小；故障下降低電壓保護電壓和電流的夾角（功率方向）方向保護電壓和電流的比值（阻抗）阻抗保護（距離保護）序分量零序電流、零序電壓非電氣量瓦斯、溫度、壓力等繼電保護基本介紹------對繼電保護的基本要求1.選擇性：選擇性是指電力系統有故障時，應由距離故障點最近的保護動作，僅將故障原件從系統中切除，使停電范圍盡可能小，并保證系統中非故障部分繼續安裝運行。2.速動性：要求繼電保護裝置以盡可能短的時限將故障切除，減少用電設備的損壞程度，提高系統并列運行的穩定性。3.靈敏性：是指對其保護范圍內發生任何故障或不正常運行狀態的反映能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區內故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻都能靈敏地正確反應出來。4.可靠性：可靠性是指發生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，既不發生拒絕動作；而在不該動作時，它能可靠不動，既不發生錯誤動作。第二章

二次回路概述二次回路圖的分類歸總式原理接線圖：歸總式原理圖是以設備（元件）為中心，把相互連接的電流回路、電壓回路、直流回路等綜合在一起繪制的電氣圖。二次回路圖的分類展開式原理圖：（簡稱展開圖）是以回路為中心，把總歸式原理圖分拆成交流電流回路、交流電壓回路、直流控制回路，信號回路等獨立回路展開表示。展開式原理圖的接線清晰，易于閱讀，便于掌握整套繼電保護及二次回路的動作過程以及工作原理，被廣泛使用于變電站中二次回路圖的分類屏面布置圖：屏面布置圖是正視圖，便于從屏的正前方了解和熟悉屏上設備（元件）的配置情況和排列設備。屏上設備（元件）均按一定規律給予編號，并標出文字符號。二次回路圖的分類屏背接線圖：屏背接線圖又可拆分為屏內設備接線圖和端子排安裝接線圖。前者主要作用是表明屏內各設備（元件）引出端子之間在屏背的連接情況，以及屏上設備（元件）與端子排的連接情況；后者專門用來表示屏內設備與屏外設備的連接情況。端子排的內側標注與屏內設備的連接，端子排外側標注與屏外設備的連接，屏外連接主要是電纜，要標注清楚各條電纜的編號、去向、電纜型號、芯數和截面等。二次回路看圖要領“先看一次，后看二次”，如果圖紙既有一次回路又有二次回路時，首先要看一次部分，弄清楚一次設備及工作性質，掌握各種保護的基本原理；再查找一、二次設備的轉換、傳遞元件，一次變化對二次變化的影響等。“看完交流，看直流”，看圖時，先看交流回路，掌握交流回路中的電氣量以及在系統發生故障時這些電氣量的變化特點，然后再看直流回路。一般交流回路較簡單，容易看懂，而直流回路相對比較復雜。“交流看電源，直流找線圈”。指交流回路一般從電源入手，包含交流電流、交流電壓回路兩部分先找出電源來自哪組電流互感器或哪組電壓互感器的二次繞組，變換的電流、電壓量所起的作用，它們與直流回路的關系、相應的電氣量由哪些繼電器反映出來。直流從正電源沿接線找到負電源，并分析各元件的動作。二次回路看圖要領“先看線圈、后看觸點”。回路中各元件的動作情況，首先要找到線圈，然后再找到相應的觸點，因為只有元件的線圈通電后，元件的相應觸點才會動作，根據觸點的閉合或斷開引起回路變化的情況，分析整個回路的動作過程“上下左右順序看，屏外設備接著連”。主要針對展開圖、端子排圖及屏后設備安裝圖。原則自上而下、由左向右看，同時結合屏外的設備一起看。第三章典型的控制回路分析典型的控制回路——基本跳、合閘回路+KM和-KM代表正、負電源，DL為斷路器輔助觸點，HQ、TQ分別為合、跳閘線圈。

假定斷路器在合閘狀態，斷路器輔助接點DL常開接點閉合。當保護裝置發跳閘命令，跳閘出口接點閉合，通過正電源→跳閘出口接點→DL→TQ→負電源構成回路，跳閘線圈TQ得電，斷路器跳閘。斷路器完成跳閘動作后，DL常開接點斷開跳閘回路，DL常閉接點閉合，為下次合閘做準備。斷路器合閘過程同理，此處不再贅述。典型的控制回路——監視回路

當開關在分位時，DL常閉觸點閉合，TWJ繼電器所在回路導通,TWJ動作，在本圖下方的TWJ常開觸點閉合，分位指示燈點亮，反應斷路器在分閘位置，合閘回路完好。同理合位指示燈亮時，指示斷路器在合閘位置，跳閘回路完好。

此時有一個問題需要思考？在分閘監視回路導通時，有電流流過合閘線圈HQ，會不會引起斷路器合閘誤動作？

答案是不會的，因為在分閘監視回路中串入了限流電阻R，回路中流經的電流會很小，低于合閘線圈HQ的啟動電流值，因此并不會合閘。典型的控制回路——跳合閘保持回路

在分、合閘操作時，發出的遙合/分指令一般為幾百毫秒的高電平脈沖，為防止該脈沖在分、合閘操作結束前失效，保證分、合閘動作完全，需要加入保持回路。直觀上講就是為了防止跳、合閘出口接點先于DL輔助接點斷開，導致分、合閘動作未完成，因此增加了跳、合閘自保持回路。

但是增設HBJ繼電器有一個弊端，發出合閘命令HBJ動作后，此時合閘回路的通斷完全由輔助接點DL決定，如果彈簧未儲能，斷路器無法正常合閘，DL常閉觸點就一直閉合，合閘電流一直存在，易燒毀HQ，所以要串入儲能彈簧的行程節點S1典型的控制回路——合后繼電器KKJ（HHJ）斷路器分、合閘操作一般有就地手動、遠方遙控以及保護裝置自動控制三種方式，控制回路應該具有區分保護裝置動作和人為操作斷路器的功能，所以還應加入合后繼電器（KKJ）CHJ為重合閘接點，TJ為保護跳閘接點，YHJ為遙控合閘接點YTJ為遙控分閘接點，HHJ為合后繼電器，QK為開關操作把手

KKJ繼電器為雙位繼電器，當手動（遙控）合閘時，KKJ繼電器動作，置“1”，并且始終保持直到分閘才返回；當手分/遙分觸點閉合時，KKJ繼電器返回，置"0"，并且始終保持直到合閘才返回。

由于存在二極管（單向導通），CHJ和TJ是不會觸發KKJ繼電器的，KKJ的作用是用來判斷是正常的分合閘操作，還是故障時保護裝置的跳合閘動作。當正常的分合閘操作時，KKJ應變位，當保護動作跳合閘時，KKJ應不變位。典型的控制回路——防跳回路所謂防跳并不是防止“跳閘”而是防止“跳躍”。跳躍指的是由于某種原因，造成斷路器不斷重復跳-合-跳-合-跳的過程。導致跳躍的原因如下：發生跳躍會導致導致故障電流多次沖擊，損壞斷路器甚至爆炸。因此需引入TBJV（防跳繼電器）典型的控制回路——防跳回路

當保護裝置動作時，跳閘回路中有電流流過，防跳回路中的TBJ常開觸點閉合，此時如果發生合閘觸點黏連的情況，合閘命令一直發出，那么合閘觸點→TBJV→TBJ這條回路導通，防跳電壓繼電器TBJV將會電壓自保持，自保持中的TBJV觸點閉合，在HBJ旁的TBJV常閉觸點將斷開，切斷合閘回路，防止斷路器“跳躍”。

如果跳閘期間沒有分閘命令存在，則在斷路器完成分閘后，跳閘回路被DL常開接點斷開，TBJ電流線圈失電，此時由于合閘接點一直是斷開的，不能形成TBJV電壓自保持，復歸。TBJV重新閉合，合閘回路完好，不影響下次的跳合閘。防跳回路的存在會不會影響正常的合閘？會不會出現TBJ還未啟動防跳回路，輔助接點DL就已經斷開跳閘回路的情況？如果TBJ動作不迅速，快速完成跳閘后，TBJ不能合上，確實無法啟動防跳回路，所以要求TBJ防跳繼電器的靈敏度必須要高，接于跳閘回路的TBJ電流線圈，要求其在分閘時造成的壓降要小，規程規定不能大于控制電源額定電壓的5%。TBJ電流線圈的額定動作電流不能大于分閘電流的50%，保證TBJ在跳閘過程中可靠動作。機構防跳k75L是開關機構防跳繼電器，S8是近/遠控把手，S9是合閘按鈕，k76是就地合閘中間繼電器，k15是馬達電源監視繼電器。當S8打到就地位置時，其常閉接點閉合，此時按下合閘按鈕S9，k76繼電器動作，其常開接點閉合，斷路器合閘，其常開輔助觸點DL2啟動防跳繼電器，并由k75L1實現自保持，同時k75L2、k75L3、k754打開，切斷合閘回路。如果合閘接點粘連，則防跳繼電器不會返回，合閘回路就可靠切斷，即使此時保護動作跳閘，也不會再合閘。直到合閘接點解除，k75L返回，才可以再次合閘。為保證斷路器工作的安全，控制回路往往采取多種閉鎖措施，當條件不滿足時，禁止斷路器的操作。常見的閉鎖回路一般有三種：（1）斷路器的操作系統異常時對分、合閘回路進行閉鎖。當液壓機構的液壓、空氣操動機構的空氣壓力過高或過低，彈簧操動機構彈簧未儲能