继电保护及二次回路基础知识

基本知识讲课内容：1、二次回路基础知识（二次回路内容、二次回路图分类、常用符号及元器件表示方式，变配电所二次设备布置）2、继电保护的基础知识（继电保护的基本任务、对继电保护的基本要球、继电保护的基本工作原理及构成、继电器的基本原理及分类、互感器的极性、方向、误差、接线）3、结合公司装置及技术说明书讲解公司装置是如何实现继电保护的基本任务，满足继电保护的基本要求的；公司装置中使用的继电器的类型；互感器的各种接线方式如何在公司装置上实现讲课要求：1、了解二次回路的基本知识2、掌握继电保护的基础知识3、针对讲课内容出相应的习题，10道左右二次回路基本知识一、二次回路内容变配电所的二次部分对于实现变配电所安全、优质和经济的电能分配具有极为重要的作用。

变配电所的电气设备按其作用的不同可分为一次设备和二次设备，其控制保护接线回路又可分为一次回路和二次回路。

一次设备是指直接输送和分配电能的高电压、大电流设备，包括电力母线、电力线路、高压断路器、高压隔离开关、电流互感器、电压互感器等。

由变配电所一次设备组成的整体称为变配电所一次部分。

二次设备是指对一次设备进行监察、控制、测量、调节和保护的低电压、小电流设备，包括继电保护及安全自动装置、操作电源、熔断器等。

由变配电所二次设备组成的整体称为变配电所二次部分。

一次回路又称为一次接线是将一次设备相互连接而形成的电路。

二次回路又称为二次接线是将二次设备相互连接而形成的电路。

包括电气设备的测量回路、控制操作回路、信号回路、保护回路等。

二次回路的工作任务是反映一次设备的工作状态及控制一次设备，即在一次设备发生故障时，能迅速反应故障，并使故障设备退出工作，保证变配电所处于安全的运行状态。

二次回路的主要内容是高压电气设备和电力线路的控制、信号、测量及监察、继电保护及自动装置、操作电源等系统。

a、控制系统控制系统是由控制器具、控制对象及控制网络构成控制系统的作用是对变电站的开关设备进行就地或远方跳、合闸操作，以满足改变主系统运行方式及处理故障的要求。

b、信号系统信号系统是由信号发送机构、信号接受显示元件及其网络构成。

信号系统的作用是准确及时的显示出相应一次设备的运行工作状态，为运行人员提供操作、调节和处理故障的可靠依据。

c、测量及监察系统测量及监察系统是由各种电气测量仪表、监测装置、切换开关及其网络构成。

测量及监察系统的作用是指示或记录电气设备和输电线路的运行参数，作为运行人员掌握主系统运行情况、故障处理及经济核算的依据。

d、调节系统调节系统是由测量机构、传送设备、自控装置、执行元件及其网络构成。

调节系统的作用是调节某些主设备的工作参数，以保证主设备的电力系统的安全、经济、稳定运行。

e、继电保护及自动装置系统继电保护及自动装置系统是由电压、电流互感器的二次绕组，继电器，继电保护及自动装置，断路器及其网络构成。

自动装置：备用电源自动投入装置、自动重合闸装置、按频率自动减负荷装置。

继电保护及自动装置系统的作用是当电力系统发生故障时，能自动、迅速、有选择地切除故障设备，减小设备的损坏程度，保证电力系统的稳定，增加供电的可靠性，及时反映主设备的不正常工作状态，提示运行人员关注和处理，保证主设备的完好及系统的安全。

f、操作电源系统操作电源系统是由直流电源或交流电源供电。

操作电源系统的作用是供给上述各二次系统的工作电源，断路器的跳、合闸电源，及其他设备的事故电源等。

二、二次回路图分类一般分为原理接线图、展开接线图和安装接线图。

1、原理接线图原理接线图是用来表示二次回路各元件的电气连接及工作原理的电气回路图。

特点：a、二次回路和一次回路中的相关部分画在一起，各元件以整体形式表示。

并能表示二次设备的构成及电气连接情况。

b、按动作的顺序画出，便于分析动作原理。

c、其缺点是没有表明各元件的内部接线、端子标号及导线连接方法，不能作为施工图纸使用。

2、展开接线图是将二次设备的线圈和触点的接线回路展开分别画出，组成多个独立回路。

特点：a、按回路性质的不同可划分为多个独立回路。

b、回路的动作顺序是自上而下，自左往右。

c、回路右边有对应文字说明，便于分析与阅读。

3、安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图。

三、二次回路图符号1、图形符号、文字符号和回路标号二次回路图是以国家标准规定的图形符号和文字符号来表示的。

图形符号是用于表示电气图中的电气设备、装置、元器件的一种图形符号。

文字符号是表示图中的电气设备、装置、元器件的一种文字代码。

回路标号的两个办法是文字标号的原则和导线的文字标号实施办法。

2、元器件表示方法a、具有可动部分的元器件表示方法如：二次回路中的继电器、断路器、隔离开关等具有可动部分元器件的动作方向，在水平布置的电路中，元件可动部分的动作方向一律向上，而在垂直布置的电路中，元件可动部分的动作方向一律向右。

b、元器件集中表示法是把一个元件各组成部分的图形符号，在图上绘制在一起的方法。

c、元器件分开表示法是把一个元件各组成部分的图形符号，在图上分开布置，并用相同的文字符号表示它们之间关系的方法，其目的是得到清晰的电路布局。

四、阅读二次回路图的基本方法现场变电运行人员和二次设备的维护人员，一些初学者阅读和使用二次回路接线图时，往往感到比较困难。

1、熟悉一次主接线图和一次设备2、熟悉电气二次回路的图形符号、文字符号、回路标号及小母线编号3、了解二次设备的工作原理4、二次回路接线图的识图方法5、变电站综合自动化二次回路的特点五、变配电所的二次设备布置变配电所的二次设备集中装设在主变压器和线路的控制屏和保护屏上，以及操作电源系统的直流屏上。

操作电源设置，供一级负荷的或者大型的变配电所，若装有电磁操作机构的断路器时，常采用蓄电池组作为合、分闸直流操作电源，需装设专用蓄电池组室，其直流系统屏安装在控制室；若装有弹簧操作机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸直流操作电源，其镉镍电池屏和直流系统屏可安装在控制室。

对于中、小型变配电所，其直流系统屏、镉镍电池屏、电容器屏均安装在控制室。

控制室是整个变配电所的控制中心，控制室的布置应便于运行维护和操作巡视。

一般的，保护屏、计量屏、电容器屏和远动通讯屏常安装在控制室后排，直流系统屏和控制屏安装在前排，便于运行监视和操作；控制屏的排列次序与配电间隔的次序尽可能对应，便于值班人员记忆，缩短判别和处理时间，减少误操作。

根据《35-110KV变电所设计规范》（GB 50059-92）规定：主变压器，母线分段、旁路和母联断路器，110KV屋内外配电装置的线路，35KV屋外配电装置的线路，他们的控制应该设在控制室；6-35KV屋内配电装置馈电线路，一般采用就地控制，即线路的保护和控制设备一同安装在开关柜上，不另设保护屏和控制屏。

六、简述二次回路的重要性二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。

例如：1、如果某变电所差动保护的二次回路接线有错误，则当电动机带的负荷较大或发生穿越性相间短路时，就会发生误跳闸，2、如果线路保护有错误时，一旦系统发生故障，则可能会使断路器该跳闸的不跳闸，不该跳闸的却跳闸了，就会造成设备损坏、电力系统瓦解的大事故。

3、如果测量回路有问题，就将影响计量，少收或多收用户的电费，同时也难以判定电能的质量是否合格。

因此，二次回路虽非主体，但它在保证电力生产的安全，向用户提供合格的电能等方面都起着极其重要的作用。

继电保护基础知识一、继电保护的基本任务继电保护是保证电力系统安全运行和提高供电可靠性的重要工具。

电力系统的组成：发电机、变压器、母线、输配电线路以及用电设备等。

电力系统中可能出现的故障主要是相间短路、接地短路和断线。

常见的不正常运行状态主要是过负荷、系统振荡和频率降低等。

故障的危害：（1）由于短路电流比正常运行电流大很多倍，当短路电流通过电器设备时，使电器设备发热，烧毁电器设备，并造成系统部分用户停电；（2）由于短路使电力系统电压和频率下降，影响用户正常生产；（3）由于系统震荡、同期遭到破坏时候，引起系统解列（电压频率下降），造成大面积停电。

引发故障、异常运行状态事故事故：少送电、停止送电、电能质量降低、设备损坏、危害到人身安全等。

为避免或减少事故的发生，提高电力系统运行的可靠性，就必须采取预防事故的措施，尽可能消除事故发生的可能性，电气设备或输电线路一旦发生故障，就必须采取措施尽快将故障设备或线路从系统中切除，保证故障部分继续运行，避免事故的发生或缩小事故的范围和影响。

电力系统是一个整体，每个元件之间都有电或磁的联系，任一元件发生故障，都可能立即影响到正个系统的正常运行。

在短短时间内，值班人员发现故障并去切除故障是不能的，继电保护装置就是由一个或若干个继电器连接而成，能反应电力系统中电气设备故障或不正常运行状态，以实现某个（些）继电保护功能的装置。

继电保护装置的任务是：（1）当被保护线路或电气元件发生故障时，保护装置迅速动作，有选择性地把有鼓掌的输电线路或电气元件从电力系统中切除，以消除或减小故障所引起的严重后果。

（2）当输电线路或电气元件出现不正常运行状态或发生不太严重的故障时（如非直接接地电网中发生单相接地），保护装置动作，发生警告信号，通知运行值班人员采取相形措施。

二、继电保护的基本要求为使继电保护装置能及时、正确地完成它所担负的任务，对继电保护有以下四个要求：1、选择性当电力系统某部分发生故障时，保护装置应能首先断开离故障点最近的断路器，切除故障设备，从而使停电范围尽量缩小。

对相邻下一级线路起后备作用称远后备。

对本线路主保护起后备作用称近后备。

包括：主保护、后备保护总之，选择性是提高供电可靠性的基本条件。

2、快速性作用：（1）快速切除故障可以减小短路电流对电气设备所引起的损害；（2）可以加速系统电压的恢复，为电动机自启动创造有利条件；（3）可以提高发电机并列运行的稳定性。

故障切除时间=保护装置动作时间+断路器跳闸时电弧熄灭为止的时间现代电网中快速保护装置最小动作时限一般达0.02～0.04S，断路器最小动作时间约为0.05～0.06S。

(公司所有装置跳闸出口的时间大约为50ms)3、灵敏性灵敏性是指保护区间内发生的任何故障，保护装置是否都能反应出来。

一般是用被保护电气设备故障时通过保护装置的故障参数（如Ik）与保护装置的动作参数（如动作电流）的比较俩判断，两比值，称灵敏系数，Ksen。

反应故障时参量升高而动作的保护装置Ksen=保护区末端金属性短路时故障参量的最小计算值∕保护装置的动作值反应故障时参量降低而动作的保护装置Ksen=保护装置的动作值∕保护区末端金属性短路时故障参量的最大计算值最大运行方式：被保护线路末端发生故障时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流最大的运行方式。