继电保护讲义

第一章继电保护概述

第一节  继电保护的任务

在电力系统的运行当中，可能出现故障和不正常的工作状态。其中最常见出现且最危险的故障时短路。电力系统短路的基本形式有三相短路、两相短路、单项接地短路以及电机和变压器同相绕组不同线匝之间的短路（简称匝间短路）。电力系统的正常工作遭到破坏，单位形成故障，称为不正常工作状态。电气设备的过负荷、由于功率缺额引起的频率下降、发电机的突然甩负荷所产生的过电压及系统振荡等，都属于不正常工作状态。

针对我厂电力系统短路可能产生如下后果：

⑴故障点的电弧使故障设备损坏。

⑵比正常工作电流大的多的短路电流产生热效应和电动力效应，使故障回路中的设备遭到伤害。

⑶破坏电力系统运行的稳定性，引起系统振荡，造成大面积停电事故，引起全厂停车事故。

继电保护是一种重要的反事故措施，它的任务为：

⑴当电力系统出现故障时，继电保护装置能快速、有选择的将故障元件从系统中切出，是故障元件免受损坏，保证系统其它部分继续运行。

⑵当系统出现不正常工作状态时，继电保护能及时反应，一般发出信号，告诉值班人员予以处理。在无人值班的情况下，保护装置可作用于减负荷或跳闸。比如低周减载系统。这种保护一般具有一定的延时，以免不必要的动作。

第二节  继电保护的基本工作原理及组成

为了实现继电保护的功能，他必须能够区分系统正常运行与发生故障或不正常工作状态之间的差别。

电力系统发生故障短路时，有些正常运行的参数发生变化，例如电流增大、电压降低、线路始端测得的阻抗减小以及电压和电流之间的相位差发生变化等。利用这些差别，可以构成各种不同原理的继电保护。反应电流增大而动作的保护称为过流保护；反应电压降低而动作的保护称为低电压保护；反应故障点到保护安装处之间距离的而动作的保护称为距离保护或者称为低阻抗保护。还有根据线路内部故障时，线路两端电流相位差发生变化的构成各种差动原理的保护。

继电保护装置一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成测量。

测量部分测量被保护元件的某些运行参数，并与保护的整定值进行比较，以判断被保护元件是否发生了故障。如果运行参数达到或超过了整定值，测量部分向逻辑部分发出信号，表明发生了故障，且保护装置已经启动。逻辑部分接受测量部分送来的信号后，按照预定的逻辑信号条件，判断保护装置是否该作用与跳闸，即实现有选择的要求，发出预告信号还是发出跳闸信号，并向执行机构发出指令。执行部分根据逻辑部分送来的信号，按照预定的任务作用于断路器跳闸或者发出信号。

在讲解继电保护前首先我们要对二次回路要有个系统的了解接下来让我们一起来了解一下关于二次回路相关的知识点。

第二章 二次回路基础知识

第一节   电气二次回路

一、电气设备的分类

电气设备分为一次设备和二次设备

一次设备:直接用于生产、输送和分配电能

二次设备:对一次设备进行监视、控制、测量和保护

二次电气设备一般包括控制和信号设备、测量表计、继电保护装置及各种自动装置等，它们构成了发电厂和变电所的二次系统.

二、电气二次接线图的种类

1、原理接线图:图中元件设备以整体形式表示，一次设备和二次设备、交流和直流回路均绘在一起。

 特点：便于了解设备的整体工作概况，给人以形象、明显、直观的感觉。

缺点：在较复杂的接线中，不便阅读和施工，不易查找错误。 

2、展开接线图：将二次回路有关设备解体，按供电电源不同分为交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等几部分。各元件的线圈和接点则按动作顺序分别绘在不同回路中。

特点：展开接线图接线简单、结构清晰、层次分明、阅图和查找错误方便 

三、展开式原理图的规则和特点

1. 二次设备按统一规定的图形符号和文字符号画出。

2. 按供给二次设备的各个电源划分回路，各回路在图上分开表示。交流电路以电流互感器或电压互感器的一个次级线圈作为电源；直流电路以每组熔断器后引出作为电源。各种回路说明如下：

(1) 交流回路：分为交流电流回路（保护、测量、自动装置等）和交流电压回路（保护、测量、自动装置、同期等）；

(2) 直流电路：分为操作回路（断路器、隔离开关、灭磁开关、机组及其辅助设备、闸门等）、信号回路（位置、事故、预告、指挥信号等）和保护回路（发电机、变压器、线路、母线、电动机保护等）。

3. 继电器和接触器的线圈和接点、仪表的电流和电压线圈、控制开关的各对接点、断路器和隔离开关的各个辅助接点，都分开画在所属的回路中，但同一设备的文字符号必须相同。

4. 二次设备的连接次序从左到右，动作顺序从上到下，接线图的右侧有相应的文字说明。 

5. 开关电器的触点采用开关断开时的状态，继电器的接点采用线圈不通电时的状态（即不带电表示法）。 

6. 二次设备之间的连接按等电位原则和规定的数字进行标号。所谓等电位原则就是连接于同一等电位点的导线只编一个号。 

7. 继电器的线圈和接点不在同一张图上时，要注明引来或引出处。

举例说明如下：

第二节电气安装接线图

一、安装接线图的基本知识

1、安装接线图：根据安装施工的要求，表示出二次设备具体位置和布线方式的图形。安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图、端子排图和电缆配置图等。　

2、端子排图：是表明屏(柜)内设备与屏(柜)外设备连接情况以及屏(柜)上需要装设的端子类型、数目以及排列顺序的图。   

3、端子编号原则

甲乙两端子需要用导线连接起来，那么就在甲端子旁边标上乙端子的编号，在乙端子的旁边标上甲端子的号，因为编号是互相对应的，所以称为相对编号法。

4、端子排的排列顺序

•电流回路

•电压回路

•信号回路

•其他回路

•转接端子

二、回路的标号

1、直流回路标号

   直流正极回路的线段按奇数顺序标号，负极回路按偶数顺序标号，回路经过主要的压降元件（如线圈、电阻、电容等）后，即改变其电压的极性，回路的标号亦随之改变。为了便于安装和运行，对某些主要回路，常给予固定的数字标号。例如，断路器的跳闸回路用33、133、233；合闸回路用3、103、203等。

2、交流回路标号

交流回路的数字标号除了数字以外，在数字前面还加有表示相别的文字A、B、C、N（中线）、L（零序）等。交流电流回路使用的数字范围是400~599；交流电压回路使用的数字范围是600~799，它们都是以十位数字为一组。回路使用的标号组应与互感器文字符号的数字序号相对应。例如2TA 电流互感器A 相回路标号应为A421~A429；3TV 电流互感器A 相回路标号应为A631~A639。

3. 小母线的标号

为了使二次回路清晰和便于接线，提高回路的可靠性，设置了各种小母线，它们一般敷设在二次屏顶部。小母线分为直流小母线和交流小母线两类，每一类按用途又分为多种。