第四节　继电保护的基本概念

一、短路故障与继电保护的作用

（一）电力系统

电力系统由发电机、变电所、输电线等多种电气设备组成。它是一个庞大的网络，构成这个网络的各元件都可能受到外界条件的影响，例：风、雨、雷电等。一旦某个电气设备出现故障就会中断供电。这些故障分两种：断线故障；短路故障。其中断线故障危害较小，短路故障危害很大。短路发生时故障点的：

1.电流上升→电压急剧下降→影响用户正常用电。

2.通过短路点的电流形成电弧可能烧毁发生故障的元件。

3.短路电流通过非故障元件产生很大的热量可使这些元件使用寿命缩短或损坏。

短路的类型如图1-20所示。

为避免和减少故障造成的危害，电力系统必须设置一套完善的保护装置，对线路、设备进行保护，这就是继电保护装置。

继电保护的作用是：监视被保护线路是否正常工作，被保护线路一旦出现不正常运行，保护会发出预告信号，如果发生短路故障保护将自动、迅速、有选择的借助于断路器将故障切除，并发出事故信号。

二、电磁型继电器

1.电磁型继电器的构成

电磁型继电器由电磁铁芯、可动衔铁、线圈、接点、反作用弹簧等组成。

线圈中的电流增大→铁芯中的电磁力矩增大→当电磁力矩大于弹簧反力矩时，衔铁被吸合，常开接点闭合，常闭接点断开。线圈中的电流减小→铁芯中的电磁力矩减小→当电磁力矩小于弹簧反力矩时，可动衔铁返回，常开接点断开，常闭接点闭合。

注意：可动衔铁吸合时，常开接点闭合，常闭接点断开。可动衔铁返回时，常开接点断开，常闭接点闭合。

2.继电器的分类及作用

（1）电流继电器是反应电流增大而动作的继电器。使可动衔铁刚好吸合的电流为继电器的动作电流Idz。使可动衔铁刚好返回的电流为继电器的返回电流Ire·K。

（2）过电压继电器是反应电压增大而动作的继电器。使过电压继电器衔铁刚好吸合的电压是动作电压。使过电压继电器衔铁刚好返回的电压是返回电压。

（3）低电压继电器是反应电压下降而动作的继电器。使低电压继电器衔铁刚好返回的电压是动作电压。使低电压继电器衔铁刚好吸合的电压是返回电压。

（4）过电压继电器与低电压继电器的区别：前者是反应电压升高而动作后者是反应电压下降而动作。过电压继电器执行回路用常开接点，低电压继电器执行回路用常闭接点。

（5）时间继电器用于延时。

（6）中间继电器用于扩大接点容量和线圈容量。

（7）信号继电器用于发信号。

3.电磁型继电器的整定方法

（1）整定方法：

①转动整定手柄转动手柄是调整弹簧反力矩。

②改变线圈的串并联。

（2）电流继电器：转动手柄在同一位置，两线圈并联时的整定值是两线圈串联的两倍。

（3）电压继电器：转动手柄在同一位置，两线圈串联时的整定值是两线圈并联的两倍。

三、继电保护的基本原理

一次接线也称主接线，发电厂、变电所中直接参与生产、输送和分配电的设备称为一次设备，将这些设备按一定顺序连接起来的电路称为一次电路或一次接线。对一次设备进行控制、保护、监视、测量的设备称为二次设备，将二次设备按一定顺序连接起来的电路称为二次电路，也称二次接线。即：电压互感器、电流互感器一次侧接的设备为一次设备，它们的电压、电流等级都很高。电压互感器、电流互感器二次侧接的设备为二次设备。它们的电压、电流等级都较小。牵引变电所的电压互感器二次额定电压为100V，电流互感器二次额定电流为5A。

（一）继电保护的构成原理

它是利用继电器测量电流、电压、阻抗等物理量的变化，来判断线路是否故障，从而构成对电力系统的保护，其原理图如图1-21所示。

当一次线路在K点发生短路IK↑大于继电器KA的动作电流时→KA动作→其常开接点闭合→接通跳闸线圈，YR受电→顶锤向上运动使4脱扣→在跳闸弹簧的作用下QF跳闸，主接点1断开一次电路切除故障→同时辅助接点QF1断开切断跳闸回路。

（二）继电保护的分类

根据保护装置反应的物理量分：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、瓦斯保护等。

根据保护对象不同分为：发电机保护、输电线保护、母线保护、变压器保护、电动机保护等。

（三）对继电保护的基本要求

继电保护必须具备四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。