电力设备保护

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1078 电力·设备用保护设备/电量传感器 技术指南
连接用保护继电器根据连接的系统种类 （高压连接或特高连接）、分散型电源需要方的发电机类型 （同步发电机或感应发电机）、系统的 重要性，决定必须设置的机型。 必须可以确切检测所有条件下的系统事故。
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不设置线路无电压确认装置时，将系统双重化 添加了在分散型电源需要方，在变电站设置线路无电压确认装置 （再断路时，确认有无线路电压的装置）的义务。但是在同系统中 存在多个分散型电源需要方时、考虑到设置成本等，很难设置本装 置。因此，系统停电状态时，通过使继电器双重化 （该继电器使 发电机从系统中分离），可以无需设置本装置。作为实现二重化的 手段，也认可UPR的设置。这种情况下，有必要在二相进行设置。
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●各继电器的整定示例 以下表示连接用保护继电器的标准整定。 请根据向电力公司申请连接时进行的系统故障计算及在此基础上的协调确认，做最终决定。
机型
动作值
整定示例
动作时间
背景
OCR-H 应与配电用变电站OCR取得协调
OCGR 零相电流：0.2A
（JIS C 4601中规定的时间）
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●为什么需要连接用保护继电器？ 在以前的受电端保护系统中，仅处理需要方区域内的事故（短路· 接地），使受电端的断路器动作。 但是，在连接电力系统的分散型电源中，需要实现以下几方面： ①确保群众及操作人员的安全，不应对电力供给设备或者其他需
要方的设备产生影响。 ②在供给可靠性和电气的质量方面，不应对其他需要方产生不好
的影响。
即，不仅是需要方区域内事故，在电力系统侧的停电及事故中也应 进行检测，必须从系统中分离发电机。
具体示例如下： ①发电机不向系统的事故点供给事故电流。 ②不容许逆流时，不向系统侧发送电力。 ③系统中再开路时，不在非同步状态下结合两者的电压。
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ZCT1
CB1
C1
DGR1 IC1
ZPD Vo
DGR 零相电流：0.2A，零相电压：5％
0.2s
OVGR 零相电压：10％
5s
UVR 欠电压：85V
2s
OVR 过电压：125V
2s
DSR 电流：＊1，欠电压：90V
0.7s
RPR
逆功率：发电机容量的10％＊2
0.5s ＊3
UFR 欠频率：额定值频率-1Hz
1s
OFR 过频率：额定值频率＋1 Hz
由专用的直流电路提供继电器的控制电源 连接用保护继电器的控制电源必须由专用的直流电路提供。因为 确保电源供给可靠性的同时，在系统发生短路事故时也需要动作。 （计量仪器用变压器VT的电源在短路时没有输出电压）。
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1080 电力·设备用保护设备/电量传感器 技术指南
2. 接地继电器的概要 ■受电用GR的选择
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■接地继电器的定义 接地继电器是在电路电缆、电气设备的绝缘老化或者发 生破坏、接地、完全接地时，检测电路和大地间接触事 故的继电器。 该继电器在电力的受电侧发生接地事故时，仅在受电侧 断路限定事故，防止波及高位配电用变电站。 出于该保护目的，有必要与高位 （电力公司的配电用变 电站）之间取得保护协调。
●连接用保护继电器构成示例（高压受电需要方、同步发电机）
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DS ZCT
OCGR៪DGR
OVGR
CB
ZPD
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DSR
RPR
CT
VT
UVR
UFR
OVR
DS
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OCR CT
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RPR UVR
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检测系统侧的短路事故、停 电
3相
根据发电机的控制异常检测 1相 发电机自身有保护装置时
系统过电压
无需设置
检测系统侧的短路事故
以3相为基本 同步发电机时需要
检测系统侧的逆流
1相
检测高位送电侧事故时的频 率下降
根据电压下降检测负载脱落 时的频率上升
1相 无逆流，在RPR可高速保 护时无需设置
检测系统侧的短路事故、停 电
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●继电器根据事故形态的不同动作 下表简单显示了各个继电器对于各种事故的动作。 根据该矩阵图进行验证，选定必要的机型。
机型
名称
保护目的
设置相数等的条件
OCR-H 过电流继电器
OCGR 接地继电器 DGR 接地方向继电器 OVGR 接地过电压继电器
UVR 欠电压继电器
OVR 过电压继电器
作为继电器，可通过零相变流器 （ZCT）检测事故电流并根据其 大小动作，或通过ZCT 及零相电压检测装置 （ZPD）的组合来检 测事故电流并根据其大小和两者的相位关系动作分为2种，接地继 电器 （GR＝Ground Relay），接地方向继电器 （DRG=Directional Ground Relay）一般情况下常使用 GR，最近由于设备内电缆长度 延长，为防止其他电路事故引起误动作，开始广泛使用DGR。
电路里的电流大小，无论是单相还是三相 其 往 返 方 向 是 相 同 的。如 果 发 生 接 地 事 故，可以区别往返。根据该差异， ZCT上 磁束感应，在二次侧有电流通过。该电流 由继电器检测并监视。低压中经常使用的 漏电断路器也是由这个原理构成的。
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■零相电压检测装置（ZPD）的电流方向监视
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K2VA
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●欠电压继电器（UVR） 电压为设定值以下时动作的继电器。 主要在电压过低保护、配电线的短路故障检测等中使用。
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DSR 方向短路继电器 RPR 逆电力继电器 UFR 欠频率继电器
OFR 过频率继电器
UPR 欠电力继电器
△f
检测频率急剧变化 继电器
检测区域内设备的过载、短 路事故
2相
1相（零相电路）区域内设备的 检测区域内设备的接地事故 对地静电容量较大时为DGR
1相（零相电路）
继续检测系统侧的接地事故
1相（零相电路）零相电压检测 以电容器型为基本
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电力·设备用保护设备/电量传感器 技术指南
关于各商品的详情， 请参见873页。
电力·设备用保护设备／电量传感器 概要
1. 保护设备的概要 ■过电流保护继电器的定义 过电流继电器 （OCR＝Over Current Relay）是由变流器 （CT）将电路短路、负载过载的过电流取出，按照其电 流值的大小动作的继电器。 一般使用JIS C 4602（高压受电用过电流继电器）中规定 的过电流继电器。
●过电压继电器（OVR） 电压超过设定值时，进行接点动作，发出报警或者启动断路器的继 电器。
■电机·继电器的定义
即使是电机也有很多种类，作为产业设备的动力用，最 为普及的是三相感应电机，而保护三相感应电机的设 备，我们称为电机继电器。 保护电机是很重要的。 尽早检测异常，使电机自身及与其相关的负载损害控制 在最小范围内，保护深井泵等更换烦琐的设备不被烧 损。 随 着 电 机 小 型 化、轻 薄 化 等 要 求 的 严 格，重 要 度 的 提 升，对其进行保护的电机继电器也渐渐要求高性能，高 可靠性，从以前单纯的热量型向静止型 （晶体管型）转 移。
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电力·设备用保护设备/电量传感器 技术指南 1077
■系统连接用保护设备的定义
●CGS的定义 CGS （Co-Generation System）是分散型电源的一种，利用燃气引 擎、燃气轮机等原动机驱动发电机，向区域内负载供给电力的同 时，利用原动机的排热供给暖气、供热水或者冷气。是提高能源综 合效率的系统，也称为热电联产系统。面对21世纪的能源目标，提 倡利用该家发电系统，拉开复合能源时代的帷幕。
接地 —
—
系统侧事故
动作的断路
短路 继线·停电 器（例）