继电保护第二章

如图所示网络，流过保护1、2、3的最大负荷电流分别为400A 、500A 、550A ，1.3K SS =,0.85K re =， 1.15III K rel =，0.512III III t T s ==， 1.03III T s =。

试计算： （1）保护4的过电流定值；（2）保护4的过电流定值不变，保护1所在元件故障被切除，当返回系数K re 低于何值时会造成保护4误动？（3）0.85K re =时，保护4的灵敏系数 3.2K sen =，当0.7K re =时，保护4的灵敏系数降低到多少？ 解：（1）流过保护4的最大负荷电流为4005005501450().4max I A I =++=保护4的过电流定值为 1.3 1.151450 2.55().4.max .40.85III K K SS III rel I I kA I set K re ⨯==⨯= 时限为max(,,)10.5 1.5()4123III III III III t t t T t s =+=+= （2）保护1切除故障后，流过保护4的最大负荷电流5005501050 1.05.4.max I A kA I '=+== 考虑到电动机的自启动出现的最大自启动电流 1.3 1.05 1.365.max .4.max I K I kA ss ss I '==⨯=,这个电流.max I ss 必须小于保护4的返回电流I re ，否则以后保护4将误切除。

相应的要求 2.55.max .4III I I K I K ss re re re set ≤==，从而有2.55 1.365K re >， 1.3650.5352.55K re >=。

所以当返回系数低于时，会造成保护误动。

（3）保护4 的灵敏系数..min ..min ..min3.20.85.4.4.max .4.max.4II K I K B K B re K B K sen III III III I K K I K K I SS L SS L set rel rel ====⨯，从而有..min3.20.85.4.maxI K B III K K I SS L rel =÷则当K re =时，..min0.7 3.2/0.850.7 2.635.4.4.maxI K B K sen III K K I SS L rel =⨯=⨯=即灵敏度下降到2.635。

电力系统继电保护原理(第四版)第二章继电保护的硬件构成第一节继电器的类别和发展历程继电器能反应一个弱信号(电、磁、声、光、热)的变化而突然动作，闭合或断开其接点以控制一个较大功率的电路或设备的器件。

继电器的分类按输入信号性质分：非电量继电器和电量继电器按功能分量度继电器在继电保护和自动装置中作为主要元件，与辅助元件有或无继电器配套电流、电压、频率、功率继电器等有或无继电器在保护装置中作为辅助元件中间、时间、信号继电器等电磁式继电器衔铁弹簧电磁铁工作回路电磁继电器触点信号电源一、电磁型继电器(Relay)继电特性：无论起动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置动作电流：使继电器动作的最小电流值最小短路电流返回电流：使继电器返回原位的最大电流值最大负荷电流返回系数(恒小于1) I K re= K re= 0.85~ 0.9 I K act 触发特性曲线返回动作旋转衔铁式电流继电器结构6二、感应型继电器用电磁铁在一铝制圆盘中或圆筒中感应产生电流，电流产生转矩使圆盘或圆筒转动，使接点闭合的继电器。

四极感应圆筒式感应继电器工作原理与鼠笼式感应电机相似相当于两相式的电动机，垂直方向两磁极的线圈和水平两级的绕组磁通在空间上相差900,如果两磁通在时间上也相差900则可产生最大的旋转磁场圆筒上的转矩：M= KΦ1Φ 2 sinθ动作条件：电流大于定值(转矩大于弹簧反作用转矩),且θ为正(900时转矩最大)可反应两个电气量，如电压、电流，可实现方向继电器、阻抗继电器、差动继电器等电磁式电流继电器侧面正面电磁式中间继电器正面侧面五、微机保护将反应故障量变化的数字式元件和保护中需要的逻辑元件、时间元件、执行元件等和在一起用一个微机实现，成为微机保护，是继电器发展的最高形式。

20世纪70年代初、中期开始了微机保护研究的热潮源于计算机技术重大突破：价格大幅度下降、可靠性提高70年代中后期，国外已有少量样机试运行。

2电流的电网保护2.1在过量（欠量）继电器中，为什么要求其动作特性满足“继电特性”？若不满足，当加入继电器的电量在动作值附近时将可能出现什么情况？答：过量继电器的继电特性类似于电子电路中的“施密特特性“，如图2-1所示。

当加入继电器的动作电量（图中的IQ大于其设定的动作值（图中的I OP）时，继电器能够突然动作；继电器一旦动作以后，即是输入的电气量减小至稍小于其动作值，继电器也不会返回，只有当加入继电器的电气量小于其设定的返回值（图中的 J ）以后它才突然返回。

无论启动还是返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置，这种特性称为“继电特性”。

为了保证继电器可靠工作，其动作特性必须满足继电特性，否则当加入继电器的电气量在动作值附近波动时，继电器将不停地在动作和返回两个状态之间切换，出现“抖动“现象，后续的电路将无法正常工作。

625342.2请列举说明为实现“继电特性”，电磁型、集成电路性、数字型继电器常分别采用那些技术？答：在过量动作的电磁型继电器中，继电器的动作条件是电磁力矩大于弹簧的反拉力矩与摩擦力矩之和，当电磁力矩刚刚达到动作条件时，继电器的可动衔铁开始转动，磁路气隙减小, 在外加电流（或电压）不变的情况下，电磁力矩随气隙的减小而按平方关系增加，弹簧的反拉力矩随气隙的减小而线性增加，在整个动作过程中总的剩余力矩为正值，衔铁加速转动，直至衔铁完全吸合，所以动作过程干脆利落。

继电器的返回过程与之相反，返回的条件变为在闭合位置时弹簧的反拉力矩大于电磁力矩与摩擦力矩之和。

当电磁力矩减小到启动返回时，由于这时摩擦力矩反向，返回的过程中，电磁力矩按平方关系减小，弹簧力矩按线性关系减小，产生一个返回方向的剩余力矩，因此能够加速返回，即返回的过程也是干脆利落的。

所以返回值一定小于动作值，继电器有一个小于1的返回系数。

这样就获得了“继电特性” 在集成电路型继电器中，“继电特性”的获得是靠施密特触发器实现的，施密特触发器的特性，就是继电特性。

第二章操作箱第一节概述1.断路器操作机构1.1断路器操作机构及控制回路操作机构是断路器本身附带的跳合闸传动装置，目前常用的机构有电磁操作机构、液压操作机构、弹簧操作机构、电动操作机构、气压操作机构等。

其中应用最为广泛的是电磁操作机构和液压操作机构。

断路器操作机构箱内电气控制回路包括：合闸和分闸操作回路，电气防跳回路，操作机构压力低闭锁回路，灭弧介质压力低闭锁回路，电机控制回路，加热回路，重合闸闭锁回路。

1.2断路器操作机构压力低的闭锁方式液压操作机构以高压油推动活塞实现合闸与分闸，其压力闭锁由高到低一般设有“重合闸闭锁”、“合闸闭锁”、“分闸闭锁”3级。

气动操作机构的分闸操作靠压缩空气来完成，而合闸操作则靠在分闸操作时储能的合闸弹簧来完成，其压力闭锁一般设有“重合闸闭锁”和“操作闭锁”2级。

弹簧操作机构设有“弹簧未储能”1级闭锁。

2.操作箱的组成2.1 操作箱内继电器组成2.1.1 监视断路器合闸回路的合闸位置继电器及监视断路器跳闸位置继电器。

2.1.2 防止断路器跳跃继电器。

2.1.3 手动合闸继电器。

2.1.4 压力监察或闭锁继电器。

2.1.5 手动跳闸继电器及保护相跳闸继电器。

2.1.6 一次重合闸脉冲回路。

2.1.7 辅助中间继电器。

2.1.8 跳闸信号继电器及备用信号继电器。

2.2 操作箱除了完成跳、合闸操作功能外，其输出触点还应完成的功能2.2.1 用于发出断路器位置不一致或非全相运行状态信号2.2.2 用于发出控制回路断线信号。

2.2.3 用于发出气(液)压力降低不允许跳闸信号。

2.2.4 用于发出气(液)压力降低到不允许重合闸信号。

2.2.5 用于发出断路器位置的远动信号。

2.2.6 由断路器位置继电器控制高频闭锁停信。

2.2.7 由断路器位置继电器控制高频相差三跳停信。

2.2.8 用于发出事故音响信号。

2.2.9 手动合闸时加速相间距离保护。

2.2.10 手动合闸时加速零序电流方向保护。

第二章 电网的电流保护2-1．已知：线路L1装设三段式电流保护，保护采用两相不完全星形接线，L1的，max 174L I A ⋅=300/5TA n =，在最大运行方式下及最小运行方式下k1、k2及k3点三相短路电流见下表： 短路点 k1 k2 k3最大运行方式下三相短路电流（A ） 4400 1310 520最小运行方式下三相短路电流（A ） 3945 1200490L2过电流保护的动作时限为：2.5秒。

求：L1线路各段(I,II,III 段)保护的动作电流，继电器的动作电流及动作时限，并校验保护的Ⅱ、Ⅲ段灵敏度（各项系数取：，，，，） 1.3I rel K = 1.1II rel K = 1.2rel K ΙΙΙ= 1.3ss K =0.85re K =图2-12-2．如图所示网络，已知：max 6.7s Z ⋅=Ω，min 5.5s Z ⋅=Ω。

试对保护1进行电流I 段和II 段的整定计算（求：'set I 、、、't %min l ''setI 、、''t ''sen K 、）并画出时限特性曲线（线路阻抗取0.4Ω/kM ，电流I 段的可靠系数，电流II 段的可靠系数，下同）。

注：计算短路电流取E 1.3I rel K = 1.1II rel K =ф=。

图2-22-3．题图2-2中，已知：，取电流III 段可靠系数、返回系数、自起动系数。

max 400L I A ⋅='''1.2rel K =0.85re K =1ss K =（1）对保护1继续进行反应相间短路的电流III 段保护的整定计算（求set I 、t 、sen K （近、远））并确定保护的接线方式。

（2）结合上题计算结果依次求出保护1的电流I 段、II 段和III 段的二次动作电流（I op I 、IIop I 、op I ΙΙΙ）。

2-4．在图2-3所示35KV 单侧电源电网中，已知线路L1的最大负荷电流，电动机的自起动系数，电流互感器变比为200/5，在最小运行方式下，变压器低压侧三相短路归算至线路侧的短路电流max 189L I A ⋅=1.2ss K =(3)min 460k I A ⋅=，线路L1装有相间短路的过电流保护，采用两相星形两继电器式接线。