繼電保護器的工作原理

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繼電保護器的工作原理范文第1篇

【關鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護技術；現狀；發(fā)展

1引言

當前，電力資源是人們生產生活中不可或缺的重要資源，供電系統(tǒng)也成為保證人們正常生活和穩(wěn)定生產的主要能源系統(tǒng)，電力系統(tǒng)中的任何部位出現安全隱患都會影響整個電力系統(tǒng)的安全運行，甚至引發(fā)大面積停電現象。由此可知，電力系統(tǒng)的繼電保護工作十分重要和關鍵。隨著電力系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新，電力系統(tǒng)的繼電保護和維修工作的難度日漸提升。繼電保護是在這種背景下提出的新型保護方式，改善了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)保護方式的缺陷和不足，融合了幾種電力系統(tǒng)保護方式的優(yōu)勢，在現代供電網絡當中發(fā)揮了重要作用。

2繼電保護技術概述

2.1繼電保護技術的概念

繼電保護技術的應用實質上是繼電保護器在發(fā)揮作用的過程，繼電保護器由開關、電流感應器等構件組成。在電流感應器感知到電流異常之后，會自動把主回路切斷來保證設備不受到損壞和工作過程中不造成人員損傷。繼電保護器主要具有2種功能，即過載保護和電流短路保護，一般會在設備產生漏電故障時自動啟用保護功能，從而避免意外事故的發(fā)生[1]。

2.2繼電保護技術的應用背景

如果不正確使用熔斷電阻絲，實際運用的電流量超過了承載值，這時流經導線的電流產生的熱量會將外表的絕緣層融化，這時就容易造成故障隱患。如果在日常工作中對器材的損壞較為嚴重并且沒有及時檢查和發(fā)現損壞情況，就容易影響電流的正常使用，容易造成安全隱患，從而引發(fā)安全事故，威脅人員安全。此時，繼電保護技術的應用十分必要。

2.3繼電保護技術的工作原理

繼電保護技術是應用在設備漏電故障發(fā)生之時保護設備和保證安全工作的手段，因此，為更好地應用這項技術，相關人員需要了解它的工作原理。繼電保護技術實質上是繼電保護器對于設備出現漏電故障時利用其過載保護和短路保護的功能避免工作過程中安全事故的發(fā)生。在建筑電力系統(tǒng)工作過程中，因為使用電力系統(tǒng)的設備和環(huán)節(jié)過多，所以稍有不慎就容易導致安全事故的發(fā)生。然而，一般使用這些電力系統(tǒng)設備的人員只是普通的建筑人員，操作不當、檢查不及時、對實際的使用原理不了解是當前工作團隊中的常見問題，這極易導致各種漏電事故頻頻發(fā)生。繼電保護器中利用其組成結構中的電流感應器，在感知電流異常時，保護器會自動關閉開關從而進行斷電。一般的電力系統(tǒng)設備在電流輸入的地方會安裝繼電保護器，通過導線一端接入電流感應變壓裝置，斷電的開關安裝在導線的在另一邊，以便在電流通過時及時感知異常，從而阻斷異常電流對設備的損壞。

3電力工程繼電保護故障的成因

3.1人為原因造成的故障問題

在電力工程中，技術人員往往會遇到一種情況，即根據事故報警裝置顯示繼電保護發(fā)生了故障問題，但是找不到導致這一故障發(fā)生的源頭[3]。另外一種情況就是繼電保護機械停止工作，事故報警裝置卻沒有提前預警，這就使得技術人員未能判斷故障產生的緣由和過程。然而，根據以往數據顯示這幾種故障情況的產生都是由于各種各樣的人為原因，如職工在工作崗位中不集中注意力、沒有采取及時有效的解決措施、操作不當等。一旦出現這種人為原因導致的故障，技術人員一定要在第一時間將情況如實向管理人員匯報，以此來保障故障解決的效率。部分情況下，電力工程單位會發(fā)生一種故障情況就是電壓失常，這種故障情況在發(fā)生時檢測其開關等主要裝置均不會排查到任何異常情況。但是技術人員會因主觀原因導致判讀不到位，進而導致故障處理方法不當，容易造成各種安全隱患。

3.2輔助工具應用不到位造成的故障問題

一般情況下，技術維修人員在解決電力工程繼電保護故障問題時，會通過以往的故障匯總信息庫、機械報警裝置等要素來判斷故障發(fā)生的原因，并確定故障處理的方法。電力工程管理人員會安排專門的負責人員來對繼電保護器進行定期排查，如果系統(tǒng)存在故障問題，可以對系統(tǒng)進行針對性維修檢查，這種情況和繼電保護機械異常是無關的。然而，一旦排查到繼電保護機械出現了異常情況，技術人員應當預先做好故障表現特征的信息備案，先規(guī)劃出解決故障問題的方案再實施正確的解決措施，以此來降低故障問題造成更大損失的概率。在電力工程單位中，各種機械裝置能夠作為技術人員檢查繼電保護機械的輔助工具，因此，技術人員必須充分發(fā)揮這些機械裝置的優(yōu)勢作用，以此來提升故障判斷的準確性和故障解決的效率。在繼電保護機械發(fā)生故障問題時，這時觀察檢測裝置就會發(fā)現很多數據顯示正常，出現這些情況的原因是相應的負責人員沒有做到實時監(jiān)測繼電保護機械的工作情況，未發(fā)揮輔助工具的作用，同時，并未做好日常數據的記錄，這時技術人員就會誤判繼電保護故障問題發(fā)生的原因，進而引發(fā)更加嚴重的故障問題。由此可見，一旦繼電保護出現任何故障問題，技術人員必須對整個系統(tǒng)進行整體綜合排查，以此來提高事故處理的質量[4]。

4電力系統(tǒng)繼電保護技術的運用原則

繼電保護技術是使得電力系統(tǒng)設備能夠正常運行的手段，那么面對大量使用電力系統(tǒng)設備且用電環(huán)節(jié)多、大規(guī)模生產的電力企業(yè)來說，更應該注重這項技術的使用原則。

4.1三段式繼電保護原則

在電力系統(tǒng)工作時，流過電流感應器的電流有相反的方向和相同的大小，這就說明電流是正常的，繼電保護器并沒有工作。一般來說在這種情況下，感應器中的感應磁通數值為零，且斷電開關沒有啟動。而如果一切情況相反，流過感應器的電流有相同的方向，感應器中的感應磁通的數值不為零，且其中電流大小數值相等，斷電開關工作，這就是設備在漏電故障情況下自動啟用繼電保護器的征兆。

4.2接零保護原則

一般電力系統(tǒng)設備如果存在導線外露的情況，管理人員會安排設備人員對接線采取接零保護，主要針對器材中帶有金屬的部分。一般接零保護時，只是配備保護的零線而不是熔斷電阻絲。另外，開關不會安裝在次要的保護零線上，接地保護零線和接零保護零線也不會安裝在一起，這樣能夠保證繼電保護器的安全使用。

4.3接地保護原則

為有效避免使用的電力系統(tǒng)裝備接地效果受到影響，技術人員應該遵循接地保護原則。在大型軌道工具作業(yè)時，接地處理和3個以上的接地點是必備的，另外，1~4Ω是電力系統(tǒng)連接節(jié)點處可控的電阻率范圍。接地保護是應用在電力系統(tǒng)設備導線外露的情況下，主要是在外露的導線并沒有產生電流的情況下對其進行接地保護，從而使得工作人員在觸碰外露導線時不會出現安全事故。這是任何金屬外殼和裝備進行接地處理時的必要措施，這樣能保證每一個工作環(huán)節(jié)的工作人員在接觸金屬外露的部分時不會造成故障問題[5]。

4.4繼電保護器的安裝原則

①額定的繼電保護時長。一般來說，針對不同等級的支干線額定的繼電保護時長不同，一級的支干線相較于平常的保護時長會相差0.2s，而三級的額定保護時長則與其相差0.4s。②針對不同等級的支干線來說，額定的繼電保護電流大小也不同，主要在0～300mA的數值范圍根據不同等級的支干線分別調節(jié)。

5電力系統(tǒng)繼電保護技術的發(fā)展趨勢

5.1網絡化

互聯網技術的快速發(fā)展推動了社會各個領域的變革，例如，技術領域、政治領域、經濟領域，等等。國民的數據信息通信工具就是計算機網絡，并且在新時代占據了重要的支柱性地位，促使國民生活生產的情況出現了本質轉變，其對工業(yè)生產行業(yè)產生了很大程度的影響，也使得該行業(yè)具備了有力的通信保障。近期，基于縱聯差動保護的繼電保護設備在新時代占據了重要的地位，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、持續(xù)運行提供了保障。雖然繼電保護主要的作用是體現在排除問題配件與降低安全事故影響等方面，但是該裝置的作用并不僅限于此。在20世紀末，國內某大學專門為三峽水壩的回路母線研發(fā)出了一類分布型母線保護設備，這一設備是將傳統(tǒng)的集中型母線保護劃分為不同的母線保護。技術人員會在不同回路的保護屏當中安裝這些保護單元，單元之間會留有一定的空隙，不同保護單元之間是通過計算機網絡相連接的，這一網絡會將回路的所有保護單元構建成為一個完整的體系。各個保護單元會按照該回路的電流量以及由計算機網絡所得到的其余回路電流量作為參考依據，從而計算母線的差動保護數值。當結果得出是母線發(fā)生了故障問題，那么繼電保護裝置就會將該回路的斷路器隔離，排除故障線路。當外部發(fā)生故障問題時，任一保護單元計算結果均顯示為外援故障，所以不會發(fā)生任何反應。相較于傳統(tǒng)的集中型母線保護技術來說，當前這一類通過計算機所實現的分布型母線保護技術能夠為電力保護系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定的技術保障。

5.2智能化

隨著新型電子芯片的研發(fā)和新興技術的快速發(fā)展，繼電保護裝置的智能化水平不斷提升。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如，在輸電線兩側系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經過渡電阻的短路就是一種非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動。如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其他方法如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快[6]。天津大學從1996年起便開始研究神經網絡式繼電保護，已取得初步成果。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。

5.3綠色化

近年來，國內工業(yè)領域的發(fā)展速度不斷加快，國民的生活水平也日漸提升，能夠享受到越來越好的物質條件。然而，在經濟水平高速提升的同時環(huán)境問題日益凸顯。現階段，國內的污染情況越來越嚴重，資源浪費問題也越來越嚴峻，國家對環(huán)保節(jié)能的關注度提升，相關部門出臺了很多環(huán)保相關的政策和節(jié)能策略。由此可知，未來社會將會朝著保護環(huán)境、節(jié)約能源的方向發(fā)展，由此還誕生出了環(huán)保產品的概念。無論是從設計、生產、研發(fā)、運用等角度來看，繼電保護裝置都和保護環(huán)境、國民健康發(fā)展的需求相關。

5.4一體化

在實現繼電保護技術計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網絡中的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，即實現保護、控制、測量、數據通信一體化[7]。

6提升繼電保護技術應用效果的有效方法

6.1配備專業(yè)技術人員

當前，科學技術處在不斷發(fā)展的狀態(tài)當中，并且繼電保護技術尤為重要，對于工作人員的素質提出了較高要求。相關部門需要聘請專業(yè)的技術人員，并且組織對于工作人員的專門培訓，使其掌握繼電保護技術的理論知識和操作原理，從而在電力系統(tǒng)工作中重視繼電保護技術的準確運用和電力系統(tǒng)設備的定期排查，從而提高人員素質，促進工作安全有效開展[8]。

6.2重視繼電保護器

繼電保護器是繼電保護技術中主要應用的設備，其使用種類和作業(yè)場所的環(huán)境都會對其正常使用產生影響。電力企業(yè)應該將繼電保護器安裝到固定電源處且遠離對電力系統(tǒng)產生安全隱患的因素，從而保證繼電保護器的正常使用。另外，安裝具有報警器的繼電保護器是必要的，這使得電力企業(yè)中的工作人員可以及時通過警報發(fā)現設備的故障和安全隱患，從而提升供電工作的質量。

7結語

綜上所述，國內的繼電保護技術歷經了4個發(fā)展階段，由于科學技術與供電體系的快速發(fā)展，繼電保護技術也朝著多個方向發(fā)展。具體表現為朝著網絡化、智能化、綠色化的方向發(fā)展，這使得相關行業(yè)的人員面臨著更加復雜的問題，但也推動了繼電保護技術的快速發(fā)展。

【參考文獻】

【1】高仁棟,吳在軍,范文超,等.雙端直流配電網反時限電流方差保護方案[J].電網技術,2018,42(9):2849-2859.

【2】栗賽男,孔凡梅,李玲萍.電力系統(tǒng)中繼電保護與自動化裝置的可靠性探究[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2018(4):171-172.

【3】劉春暉,錢文曉,楊朋威,等.新一代300Mvar調相機失磁運行特性及保護研究[J].電力工程技術,2019,38(6):154-159.

【4】張英,王軍,黃永烈,等.基于電力系統(tǒng)的繼電保護可靠性技術研究[J].通信電源技術,2018,35(7):68-69.

【5】石磊,魏曉晨,龐天皓,等.淺析電力系統(tǒng)繼電保護的作用及發(fā)展趨勢[J].城市建設理論研究(電子版),2019(7):184.

【6】高延輝,宋志剛,王春克,等.試議電力系統(tǒng)繼電保護技術的現狀與發(fā)展趨勢[J].名城繪,2018(2):306.

【7】王記昌,李仁,呂俊霞.電力系統(tǒng)繼電保護和二次回路的現狀與發(fā)展趨勢[J].兵工自動化,2020,39(1):32-34+67.

繼電保護器的工作原理范文第2篇

關鍵詞：繼電保護器；整定；電氣

一、前言

繼電保護就是一種能反應電氣系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生斷路故障或者異常狀態(tài)時，動作于跳閘或者發(fā)出警告信號的一種自動裝置。繼電保護所要起到的作用主要有：當電氣系統(tǒng)被保護對象發(fā)生異常或者故障時，能自動的、有效的、有選擇的、迅速的通過斷路器將故障元件或者異常元件從電氣系統(tǒng)中隔離或隔斷處理。當電氣系統(tǒng)運行時出現異常工作狀態(tài)，繼電保護電器要根據運行維護條件，動作于發(fā)出信號、減輕負荷或者直接跳閘以保護設備安全。

二、繼電保護器的整定方法

目前主流繼電保護器主要有三種：過流繼電器、過壓繼電器和欠磁繼電器。以下是繼電器的工作原理和繼電保護過程的詳細描述：

1、過流繼電器的整定方法：

在電力系統(tǒng)中，為了系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，必需對電流、電壓、頻率等電能參數進行保護。傳統(tǒng)的繼電器式保護裝置，都存在精度不高，穩(wěn)定性、可靠性差，整定麻煩，安裝繁瑣的缺點。下面介紹一下過流繼電器的整定方法

（1）電路組成：

該電路由單相交流低壓電源、開關、單相調壓器、電流發(fā)生器、整流器以及直流電壓表、電流表、毫伏表等組成。

（2）主要功能

該繼電器功能有：

1）過壓保護

系統(tǒng)運行中，當發(fā)電機電壓連續(xù)高于設定過壓保護值一定時間（此時間可設定）時，保護器動作。發(fā)出斷續(xù)蜂鳴告警音，（用加、減鍵可以解除），面板紅色故障燈亮，數碼顯示自動切回電壓值顯示狀態(tài)實時顯示此時的電壓值，同時故障繼電器動作，發(fā)出跳閘信號切斷發(fā)電機電壓輸出（并網前則不允許并網合閘）。延時設定的一段時間后，如發(fā)電機電壓恢復正常，則自動解除跳閘信號，退出故障狀態(tài)。也可通過“參數”鍵人工干預提前退出故障狀態(tài)。

2）欠壓保護發(fā)電機并網前，發(fā)電機電壓低于設定欠壓保護值時，保護器處于故障告警狀態(tài)，不允許并網合閘。發(fā)電機電壓正常后，自動退出故障狀態(tài)。欠壓保護功能可以通過參數設置予以關閉。

3）過流保護并網運行中，發(fā)電機三相電流任一相電流連續(xù)大于設定過流保護值一定時間時，保護器同樣進入故障告警狀態(tài)發(fā)跳閘信號，此時數碼顯示自動切回電流值顯示狀態(tài)，顯示跳閘時刻的電流值。延時設定的一段時間后，自動解除跳閘信號，退出故障狀態(tài)。同樣可以人工干預提前退出故障狀態(tài)。過流保護是反時限控制方式，在設定的過流延時跳閘時間的基礎上，保護器根據過流程度自動修改過流延時跳閘時間，過流越大，則保護動作也越快。

（3）整定方法

初通電試驗時，應先將高速開關斷開，對繼保整定電路進行升降壓試驗，觀察繼保整定電路工作是否正常；待繼保整定電路升降壓空試正常后，方可合上高速開關，通過調整調壓器電壓(電壓由低向高)做過流繼電器的整定或復校，在這個過程中要特別觀察電壓表、電流表(或毫伏表)的指示和過流繼電器的動作，并做好記錄；核對過流繼電器動作值與整定值，并對過流繼電器進行調整。

2、過壓繼電器的整定方法

（1）過壓繼電器整定復校電路的組成：該電路由單相交流低壓電源、開關、單相調壓器、倍壓整流型電壓發(fā)生器以及電壓表等組成。見圖2：

（2）保護特性 ：靜態(tài)斷相保護：指被保護線路在非運行狀態(tài)時，任意一相發(fā)生斷相故障，立即動作。 動態(tài)斷相保護：指被保護線路在電機運行狀態(tài)時，任意一相發(fā)生斷相故障，立即動作。 電壓不平衡保護：指三相電壓不平衡將會影響線路安全運行的一種電壓不平衡的保護，立即動作。 錯相 (相序) 保護：指被保護線路的電源輸入相序錯，立即動作。過壓保護：指被保護線路電壓高于設定值，延時3-8秒后動作。欠壓保護：指被保護線路電壓低于設定值，延時3-8秒后動作。

（3）整定方法

初通電試驗時，應先將高速開關斷開，對繼保整定電路進行升降壓試驗，觀察繼保整定電路工作是否正常，升降壓是否平滑；待繼保整定電路升降壓空試正常后，方可合上高速開關，通過調整調壓器電壓(電壓由低向高)做過壓繼電器的整定或復校，在這個過程中要特別觀察電壓表的指示和過壓繼電器的動作，并做好記錄；核對過壓繼電器動作值與整定值，并對過壓繼電器進行調整，．當過壓繼電器的動作值與整定值達到一致時，須反復做多次，確認動作值準確無誤、動作可靠。

3、欠磁繼電器的整定方法

欠磁繼電器整定步驟與過流繼電器繼保整定的步驟基本類同，有所區(qū)別的是：（1）過流繼電器的保護動作主要是檢驗繼電器的吸合值，而欠磁繼電器的保護動作則是繼電器的釋放值。（2）過流繼電器的整定值是以所保護電機的額定電流和電機的過載能力確定的；而欠磁繼電器的整定值則是以電機允許的最小勵磁電流確定的。

三、繼電保護器整定的配套措施

1、無論是做過流繼電器、過壓繼電器或者是欠磁繼電器的整定,必須首先斷開原電氣控制控系統(tǒng)與保護繼電器聯接的旁路,否則不單單會影響整定值測定的準確度,另一方面更會使繼電保護整定工作無法開展。例如對過壓繼電器的整定,如果采用的電路為倍壓整流電路,它的帶負載能力較小,一旦有較大負載的旁路存在,將會造成繼電保護整定電路的電壓升不上去，從而影響過壓繼電器對電氣控制系統(tǒng)的繼電保護。

2、加強繼電保護管理

為了杜絕繼電保護“三誤”事故的發(fā)生,應加強繼電保護管理。定值管理作為其中的一項重要內容,應結合電力系統(tǒng)發(fā)展變化,定期編制或修訂系統(tǒng)繼電保護整定方案。正常情況下各部門均應嚴格按照繼電保護運行方案執(zhí)行。現場編制繼電保護定值單清冊,并建立二次設備臺帳。設備變更后及時更新臺帳。

3、健全溝通渠道

新設備投入時,調度部門整定專責應在新裝置投運前下達調試定值單供現場調試使用,保護人員現場調試后將調試結果、調試定值單中存在的問題,書面反饋整定專責。保護整定人員認為定值符合現場要求,經生技部門認可后,調度部門下達正式定值單供現場使用。

4、加強檢驗力度

在設備檢修、試驗、事故等情況下,涉及臨時校核、調整有關保護定值時,方式人員應將方式變更情況等提前通知整定專責,整定專責依據檢修申請或方式變更方案,根據一次方式變化情況和要求,進行臨時定值的校核計算并反饋方式人員,調度下令通知運行人員和修試部門,由保護人員按臨時定值對定值進行重整或按新定值另置區(qū)。當電網恢復正常運行方式時,由調度下令,保護人員恢復正常方式定值。

參考文獻：

[1]陳少華、何瑞文，電力系統(tǒng)繼電保護[M].機械工業(yè)出版社，2009.

[2]吳家慶，淺談電力系統(tǒng)繼電保護技術[J].中國技術新產品，2010（20）.

繼電保護器的工作原理范文第3篇

【關鍵詞】電氣系統(tǒng)設計；電氣設備；配電裝置

1電氣系統(tǒng)設計

電氣系統(tǒng)設計也就是對電氣系統(tǒng)進行元件選擇，電路計算，最后繪制出電氣線路圖，而電氣線路圖又分主線路和輔助線路，主線路圖是電氣系統(tǒng)中最重要的部分。對于電氣主接線路的要求就是需要運行可靠、靈活、經濟、擴建方便等，電氣線路圖的運行可靠是首要任務，設備停電和人身安全是損失最大的。在電氣系統(tǒng)中需要添加整個電路的漏點保護器，防止人在工作時候漏點產生傷害，漏點保護器的工作原理圖1。工作原理是設備在正常工作時候，零序電流互感器檢測電路三相電流的相量為零，在設備發(fā)生漏電時候，人觸碰到電氣設備，三相電流是不等于零的，電流會通過人、大地傳壓器，這樣會使漏電脫扣有電壓，漏電保護器會迅速自動發(fā)生感應，將主開關斷開，從而避免發(fā)生觸電。電氣系統(tǒng)設計中最重要的三個內容就是電氣原理圖、電器元件布置圖和電氣安裝接線圖，這三個可以作為指導文件，電氣原理圖是根據工作原理進行繪制，需要結構簡單明了，層次分明，電氣元件布局圖是用來表明元件在電氣設備上的實際位置，電氣安裝接線圖是安裝電氣元件的實際位置進行實際接線的圖紙。電氣原理圖由文字符號和數字組成，要標明電路中元件或線路的特征，數字符號區(qū)別電路圖中不同的線段，例如三項電源用L1、L2、L3表示，一些還表示元件，如圖2。電氣元件布局圖需要繪制機械設備的輪廓和所有可見的電器元件及設備，用粗實線繪制輪廓，電器元件與有關圖紙保持一致。電氣安裝接線圖利用圖形和文字符號，同一電器元件要畫在同一個位置，同時還要與實際安裝位置相同，電氣元件在不同控制柜上需要利用端子板連接。

2電氣設備

電氣設備的選擇是設計內容之一，在電氣系統(tǒng)中，電氣設備具有不同的工作作用，同時它們的選擇方法也不同，有的是根據電壓選擇，有的是通過電路選擇，通過電氣原理圖盡可能的選擇穩(wěn)定性高、經濟合理、安全可靠的電氣元件。常見的電氣設備有接觸器、繼電器、熔斷器、低壓斷路器、開關、按鈕。這些設備的選擇是通過電壓和電流進行選擇，通過電壓進行選擇，要保證電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的1.1～1.15倍，而電流選擇時候要保證長期電流不小于該電路最大持續(xù)工作電流。例如電氣系統(tǒng)中最常見的元件，熔斷器如圖3。熔斷器的選擇就是根據電路的電流進行選擇的，它的選擇公式如下：

3配電裝置

配電裝置是電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分，它的作用就是接受和分配電能的作用，主要是屋外和屋內的配電基礎要求。配電裝置主要是由開關、保護和測量電氣組成，它的基本要求是保證運行可靠和人身安全、經濟性，同時還要便于人員操作和檢修，圖4為屋外配電裝置圖。在屋外配電一般是外部點通過線路連接到廠內，這時候需要保證高壓電的最小安全凈距，也就是圖中的A1、B1、B2，在上圖中配電裝置，電氣設備的柵欄高度不應低于1200mm，電氣設備的網狀遮攔不應低于1700mm。

4結語

在不斷發(fā)展的今天，人類對產品的功能和質量都變得越來越高，這樣就需要企業(yè)去不斷的創(chuàng)新，研發(fā)也要不斷的跟新，電氣系統(tǒng)作為設備的主要動力，核心系統(tǒng)，需要長期的穩(wěn)定和高標準，在一些大批量生產設備上，系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和生產效率是相對矛盾的，所以怎樣將電氣系統(tǒng)與生產需求完美的結合，是設計者們去不斷更新和挑戰(zhàn)的課題，也是設備運行穩(wěn)定的重要因素。

【參考文獻】

繼電保護器的工作原理范文第4篇

關鍵詞:暗斜井;10 kV高壓開關柜;真空斷路器;綜合保護器

中圖分類號:TM591+.1文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2009)19-104-02

Techncial Alteration of High Voltage Switch Cubicle in Subinclined Shaft

ZHANG Chen,FAN Jinjun,ZHOU Shengli,ZHU Jiang

(Yangcheng Coal Mine of Jining Mining Industry Croup,Jining,272501,China)

Abstract:In power system applications,10 kV high voltage switch cubicle is used widely,which assumes control and protection.Yangcheng coal mine subinclined shaft winder chamber adopted the original five KYGC-Z-type 10kV high voltage switch cubicle,because of equipment and environmental factors,often into the line counters leapfrog tripping fault trigger and large-area power outage.Through technical analysis and solutions,the decision to upgrade,using double-loop power supply,optional six PBG-10 mine explosion-proof high voltage vacuum distribution equipment,stability,reliability are improved.

Keywords:subinclined shaft;10kV high voltage switch cubicle;vacuum breaker;comprehensive protection

隨著科技的發(fā)展,變電所綜合自動化[1]水平的提高,高壓開關柜的安全運行越來越重要,停電事故給生產和生活帶來的影響及損失也越來越大。陽城煤礦暗斜井絞車房原采用無錫軍工KYGC-Z型高壓柜供電,但自安裝以來,進線柜數次發(fā)生短路或單相接地故障[2],煤礦井下供電系統(tǒng)出現大面積停電,并有時越級跳閘,嚴重影響了礦上的安全生產。

1 停電原因分析

大面積停電后,由于沒有記錄和告警信息,很難準確判斷故障原因和故障部位,只有通過故障現象判斷故障點,經過長時間測驗和分析,發(fā)現高壓進線柜進線端母排表面有熔化和灼傷,絕緣子上伴有黑漬,確定為爬電距離減小到一定程度,進線之間或一相與地之間絕緣子表面產生閃絡[3],即沿著絕緣子表面產生擊穿現象,母線電壓降低,造成失壓線圈脫扣,引起大面積停電。爬電距離的變化主要受工作電壓,污染等級和材料組別影響,對此逐步采用了更換高品質、電壓等級相符的絕緣子,并加干燥劑,鋁合金加熱器等方法,效果不明顯。經過多次調研發(fā)現以下影響因素。

1.1 周邊的環(huán)境

暗斜井配電硐室濕度大,粉塵污染嚴重。

1.2 設備的問題

KYGC-Z型高壓柜[3]密封度不夠,柜與柜之間,柜與地面均未進行良好密封,每經過一段時間運行,絕緣子等柜內設備表面上落有一層白色粉末,周期短,維護難度大。

1.3 機械的定位

KYGC-Z型高壓柜機械定位機構不夠嚴密,手車易發(fā)生上、下、左、右偏移。

1.4 斷路器選擇

KYGC-Z采用ZN90-10型彈簧操作機構斷路器[4],可動部件多,可靠性差。

2 技術解決方案

煤礦決定用PBG-10型礦用隔爆高壓真空配電裝置進行升級改造,使過去存在弊端得到妥善處理,改善了電網運行穩(wěn)定性和可靠性,使安全生產得到了保障。

2.1 隔爆性能

隔爆外殼和引入裝置等試品,在1 MP水壓下保持10~12 s,無泄露,外殼不變形,不損傷[6],從根本上解決了暗斜井絞車房粉塵污染嚴重,濕度大而引起爬電距離減小造成大范圍停電和人身傷亡事故。

2.2 高壓真空斷路器的選擇

本裝置采用ZNY1-10/630-12.5型永磁機構高壓真空斷路器,在斷路器技術參數范圍內,可保證安全,可靠地運行于相應電壓等級的電網中接受和分配電能,并可在額定電流范圍內進行頻繁操作或多次開斷短路電流。該斷路器采用雙穩(wěn)態(tài)內設欠壓脫扣器永磁機構,并與機械受動脫扣器結合為一體化設計,機械定位準確,使手動分閘輕便可靠。

永磁機構分閘與彈簧分閘相結合,使分閘速度的分配更理想,與KYGC-Z中運用的ZN90-10型彈簧操作機構斷路器比較,可動部件大大減少,使其可靠性和機械壽命大大提高。

2.3 專用智能綜合保護器的引用

PBG-10裝置是將10 kV的三相電源引入隔爆接線腔,由真空斷路器作為控制開關,經負載接線腔輸送到下級負荷,真空斷路器為GZB-ARM-9110型嵌入式綜合保護器[7]。綜合保護器是三相交流中性點不直接接地供電系統(tǒng)中專用的高級智能繼電保護裝置,有電參量采集與測量、過流、短路、監(jiān)視、漏電、過壓等保護,以及遙測、遙信、遙控等功能。當出現以上故障時,真空斷路器會自動“分閘”、切斷電源,對供電系統(tǒng)進行保護,并有中文LCD顯示屏顯示故障性質[8]。

2.3.1 工作原理及框圖

嵌入式綜合保護器主要由ARM主控制模塊、交流采樣模塊、CAN通信模塊和I/O模塊以及人機接口等組成,工作原理框圖如圖1所示。

圖1 工作原理框圖

2.3.2 漏電保護

漏電保護[9]采用功率方向型,當零序電壓、零序電流有效值均超過設定值,且它們的相位值達到一定范圍時,根據所預設的時間實施漏電保護。改變原來漏電保護主要采用固定的零序電源定值比較法來實現,沒有考慮零序方向和不平衡電流的影響,往往造成誤動或拒動的缺點。

2.3.3 失壓保護

失壓脫扣線圈在線電壓降低到65%左右時就沒有延時地自動脫扣跳閘,這樣,就無法區(qū)分電壓波動和真正失壓,導致了在沒有真正失壓的情況下,由于電壓波動造成大面積停電,而PBG-10隔爆型真空配電裝置,去掉傳統(tǒng)失壓脫扣線圈,增加失壓保護功能,并增加一個連續(xù)可調的失壓延時時間,來躲過電壓波動,以避免由電壓波動而引起開關誤跳。

2.3.4 故障顯示功能

嵌入式綜合保護器能記錄故障跳閘時刻的時間值,并上傳主機,主機通過廣播校時命令對所有數字綜合保護器的時鐘芯片定時、校時,便于主機通過故障事件的時刻記錄,就可分析跳閘順序事件,及故障原因,有利于分析故障,定位故障,減少故障查找與排除時間,減少停電時間,并提供故障分析報告。

3 結 語

通過技術分析和解決方案情況,利用PBG-10升級改造原KYGC-Z高壓進線柜,設備隔爆性能好,粉塵和濕度大,被有效遏制,選用嵌入式綜合保護器,定值可調,實現了上下級保護配合有效地避免了越級跳閘,失壓保護的改進也避免由于電壓波動而引起的誤跳,漏電保護方面,除了濾除不平衡電流外,選用功率方式型,避免了保護器誤動或拒動。應用至今,再也沒有發(fā)生過大面積停電事故,效果比較理想。

參考文獻

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繼電保護器的工作原理范文第5篇

關鍵詞：避雷器；浪涌保護器；接地電阻

雷電

雷電是由雷云（帶電的云層）對地面建筑物及大地的自然放電引起的，它會對建筑物或設備產生嚴重破壞。對雷電的形成過程及其放電條件應有所了解，從而采取適當的措施，保護建筑物不受雷擊。雷云直接對建筑物或地面上的其他物體放電的現象稱為直擊雷；雷電感應是雷電的第二次作用，即雷電流產生的電磁效應和靜電效應作用；當架空線路或架空金屬管道遭受雷擊，或者與遭受雷擊的物體相碰，以及由于雷云在附近放電，在導線上感應出很高的電動勢，沿線路或管路將高電位引進建筑物內部，稱為雷電波侵入，又稱高電位引入。

接地電阻

電源系統(tǒng)接地電阻的要求依據JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規(guī)范》要求，當機房接地與防雷接地系統(tǒng)共用時，接地電阻要求小于1Ω。因此對于監(jiān)控機房和通訊機房接地均應與建筑物防雷地等共用同一接地裝置，接地電阻要求小于1Ω。計算機系統(tǒng)接地電阻的要求依據GB/T2887-2000《電子計算機場地通用規(guī)范》接地電阻及相互關系要求，計算機系統(tǒng)直流工作地，接地電阻應按計算機系統(tǒng)具體要求確定；交流工作接地，接地電阻不應大于4Ω；安全保護接地，接地電阻不應大于4Ω；防雷接地接地電阻不應大于10Ω。諸地之間的關系及接法應依不同計算機系統(tǒng)的要求而定。

做好接地電阻，是保證低壓設備正常工作的前提。除正確焊接接地線及接地極外，降低接地電阻的做法有：1、更換土壤。這種方法是采用電阻率較低的土壤（如粘土、黑土及砂質粘土等）替換原有電阻率較高的土壤，置換范圍在接地體周圍0.5m以內。 2、人工處理土壤。在接地體周圍土壤中加入化學物，如食鹽、木炭、爐灰、氮肥渣、電石渣、石灰等，提高接地體周圍土壤的導電性。 3、深埋接地極。當地下深處的土壤或水的電阻率較低時，可采取深埋接地極來降低接地電阻值。4、多支外引式接地裝置。如接地裝置附近有導電良好及不凍的河流湖泊，可采用此法。但在設計、安裝時，必須考慮到連接接地極干線自身電阻所帶來的影響。 5、利用接地電阻降阻劑。在接地極周圍敷設了降阻劑后，可以起到增大接地極外形尺寸，降低接觸電阻的作用。6、采取伸長水平接地體。結合工程實際運用，經過分析結果表明，當水平接地體長度增大時，電感的影響隨之增大。

避雷保護器

避雷保護器的種類包括電源防雷避雷器、信號防雷避雷器、監(jiān)控三合一防雷器、視頻二合一防雷等，現將作用及安裝位置說明如下。

電源防雷避雷器是交流電源防雷器，適用于配電室、配電柜、開關柜、交直流配電屏等系統(tǒng)的電源保護；建筑物內有室外輸入的配電箱、建筑物層配電箱；用于低壓（220/380VAC）工業(yè)電網和民用電網；在電力系統(tǒng)中，主要用于自動化機房、變電站主控制室電源屏內三相電源輸入或輸出端。一般采用并聯方式（工作原理圖見下圖）。

信號防雷避雷器是適用于各種直流電源系統(tǒng)，如二次電源設備輸出端，直流配電屏及各種直流用電設備。水庫選用直流24v信號避雷器，安裝在水位傳感器傳輸線兩端，用于保護水位開度儀和傳感器。一般采用串聯連接。

視頻二合一防雷。主要是傳輸信號線。一般選用屏蔽同軸電纜。能防止以上各類系統(tǒng)設備被雷擊或工業(yè)噪聲等產生的感應過電壓、過電流現象和其它瞬間浪涌電壓對系統(tǒng)或設備造成的永久性損壞或瞬間中斷等危害。裝在同軸屏蔽電纜兩端。

監(jiān)控三合一防雷器。主要用于動態(tài)監(jiān)控攝像機的電源、視頻/音頻、云臺控制線路實施全方位保護，是一體化多功能電涌保護器。主要裝設在攝像機控制箱內。功能特點是大容量，高速反應（10-12納秒），低損耗；三合一設計理念，適用于動態(tài)球形攝像機防雷保護；能有效防止因電源、視頻/音頻、云臺控制等設備間電位差瞬時增大而造成的設備損壞；三級電涌保護，殘壓低，響應速度快，使用壽命長；集成化、體積小、接線簡易、安裝方便。

屏蔽電纜的接地處理。屏蔽層兩端接地的的優(yōu)點是：1、當控制電纜為母線暫態(tài)電流產生的磁通所包圍時，在電纜的屏蔽層中將感應出屏蔽電流，由屏蔽電流產生的磁通，將抵銷母線暫態(tài)電流產生的磁通對電纜芯線的影響。2、屏蔽層兩端接地，可以降低由于地電位升產生的暫態(tài)感應電壓。屏蔽電纜，由于其輸入和輸出均有一端在開關場的高壓或超高壓環(huán)境中，電磁感應干擾是主要矛盾，防止暫態(tài)過電壓，故繼電保護和自動裝置規(guī)程規(guī)定屏蔽層宜在兩端接地對于遠動電纜屏蔽接地最新的規(guī)定：通道通訊電纜兩端接地和信號電纜負荷側接地。