变电所常用继电保护、配制原则、整定计算及调试方法.doc

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1、 继电保护与整定计算 变电所常用继电保护、配制原则、整定计算及调试方法杨 杰淮北矿业集团公司朔里矿机电科变电所常用继电保护、配制原则、整定计算及调试方法一、继电保护的一般概念及常用继电器1.1 继电保护的任务和基本要求 1继电保护的任务 继电保护的任务是、当电气设备或线路发生短路故障时，能自动迅速地将故障设备从电力系统切除，或及时针对各种不正常的运行状态发出警报信号通知运行值班人员处理，把事故尽可能限制在最小范围内。当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置还可以迅速投入备用电源，使重要设备能继续获得供电。 电气设备在运行中，由于外力破坏、内部绝缘击穿，以及过负荷、误操作等原因，可

2、能造成电气设备故障或异常工作状态。电气设备故障最多见的是短路，其中包括三相短路、两相短路、大电流接地系统的单相接地短路，以及变压器、电机类设备的内部线圈匝间短路。在大电流接地系统中，以单相接地短路的机会最多。 2对继电保护的要求 电气设备发生短路故障时，产生很大的短路电流；电网电压下降；电气设备过热烧坏；充油设备的绝缘油在电弧作用下分解产生气体，出现喷油甚至着火；导线被烧断，供电被迫中断；特别严重时电力系统的稳定运行被破坏，发电厂的发电机被迫解列。 针对电气设备发生故障时的各种形态。电气量的变化，设置了各种继电保护方式：电流过负荷保护、过电流保护、电流速断保护、电流方向保护、低电压保护、过电压

3、保护、电流闭锁电压速断保护、差动保护、距离保护、高频保护等，此外还有非电气量的瓦斯保护等。 为了能正确无误而又迅速地切除故障，使电力系统能以最快速度恢复正常运行，要求继电保护具有足够的选择性、快速性、灵敏性和可靠性。 (1)选择性 当系统发生故障时，继电保护装置应该有选择地切除故障部分，非故障部分就能继续运行，使停电范围尽量缩小。 继电保护动作的选择性，可以通过正确地整定电气动作值和上下级保护的动作时限来达到互相配合。般上下级保护的时限差取0。307s，用得较多的是05s如果只依靠动作时限阶差来达到选择性，由于从电源侧到负荷侧经过多级电压变换和传输，电源侧继电保护的动作时限必然很长，这样不利于

4、切除故障设备的快速性。因此必须通过合理整定电气量的动作值，以及利用电流方向保护、差动保护、距离保护、高频保护等来取得继电保护的选择性和灵敏性、快速性。 (2)快速性 快速切除故障可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。但快速性有时会与选择性发生矛盾，这时就要通过采取各种保护配合方式以达到在确保选择性基础上的令人满意的快速性。 (3)灵敏性 继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内的故障的反映能力，即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应能灵敏地感受和灵敏地反映。上、下级保护之间灵敏性必须配合，这也是保证选择

5、性的条件之一。 4)可靠性 继电保护动作的可靠性是指需要动作时不拒动，不需要动作时不误动，这是继电保护装置正确工作的基础。为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单、继电器性能可靠、回路触点尽可能最少。还必须注意安装质量，并对继电保护装置按时进行维修和校验。1.2 常用继电器的图形符号和型号含义 1继电器的用途和分类 继电器的种类很多，按照结构原理可分为电磁型、感应型、磁电型、整流型、极化型、电子型和其他类型；按照反应物理量的类型可分为电流、电压、功率方向、阻抗、周波继电器等；按照继电器所反应电气量的上升或下降，又可分为过量继电器和低量继电器。例如反应电流超过整定值而动作的称为过电

6、流继电器；而反应电压低于整定值而动作的继电器，称为低电压继电器。 2继电器的图形和符号 图11 继电器的新旧图形符号1继电器；2继电器的触点和线圈引出线；3电流继电器；4电压继电器；5一时间继电器；6中间继电器；7信号继电器；8差动继电器；9瓦斯继电器 继电器的图形相符号如图11所示。旧的继电器图形常以一个方块，上面配以一个半圆形来表示。方块里表示继电器的线圈或其他动作元件，而半圆形里则表示继电器的触点。新颁布的国家标准(GB4728)，对继电器的图形有了新的规定，即取消了半圆。根据国家标准GB71591987对继电器的文字符号也做出了相应的新规定。除了图11中所示外，新旧文字符号，尚有功率方

7、向继电器KP(GJ)、自动重合闸继电器KCA(ZCH)、保护出口继电器KPD(BCJ)、合闸位置继电器KCP(HWJ)、跳闸位置继电器KTP(TWJ)、温度继电器KTP(WJ)等，括号内为旧符号。 3继电器的型号含义 常用继电器的型号含义如表11所示。例如常用的DL过电流继电器，其型号表示该继电器为电磁型电流继电器；而型号为GL的继电器，则表示该继电器为感应型电流继电器。 表11 常用继电器的型号表示法4继电器触点的图形符号继电器触点的常用图形符号如表12所示。 表12 常用继电器触点图形符号 1.1.3 电磁型电流继电器 电磁型电流继电器常用在定时限过电流保护和电流速断保护的结线回路中。图1

8、2所示为DL型电磁式过电流继电器的结构图。1.动作原理当线圈2中通过交流电流时，铁心1中产生磁通，对可动舌片3产生一个电磁吸引转动力矩，欲使其顺时针转动。但弹簧4产生一个反作用的弹力，使其保持原来位置。当流过线圈的电流增大时，使舌片转动的力矩也增大。当流过继电器的电流达到整定值时，电磁转动力矩足以克服弹簧4的反作用力矩，于是可动舌片 图12 DL型电磁式过电流继电器结构图 1一铁心；2线圈；3可动舌片； 4一弹簧；5可动触点桥；6一静触点； 7调整把手；8一刻度盘3顺时针旋转。这时，与可动舌片3位于同一转轴上的可动触点桥5也跟着顺时针旋转，与静触点6接通，继电器动作。 当电流减少时，电磁转动力

9、矩减小，在弹簧4反作用力矩的作用下，可动舌片3逆时针往回旋转，于是可动触点桥与静触点6分离，继电器从动作状态返回到不动作的原来状态。 2动作电流和返回电流 能使过电流继电器开始动作的最小电流称为过电流继电器的动作电流；在继电器动作之后，当电流减少时，使继电器DJ动触点开始返回原位的最大电流称为过电流继电器的返回电流。 3返回系数过电流继电器的返回电流除以动作电流，得返回系数：K f = I f / I DL （12）式中K f 返回系数I f 继电器的返回电流，A; I DL 继电器的动作电流，A。 因为过电流继电器的返回电流总是小于动作电流，因此返回系数总是小于1。对于电磁型电流继电器的返回

10、系数要求在08509之间，如低于085，则返回电流太小，容易引起误动作：如大于O9，应注意可动触点桥与静触点触指闭合时接触压力是否足够。如果压力不够，接触不良，影响工作可靠性，则必须进行调整。 4. DL型继电器的内部结线方式DL继电器的内部结线方式如图13所示。由图可见，继电器内电流线圈分成两部分，利用连接片可以将线圈接成串联或并联，当串联改成并联时，动作电流增大一倍。DL型继电器常开触点的闭合动作时间与继电器通过电流的大小有关。如果继电器线圈通过的电流达到12倍动作电流，其动作时间不大于015s；当通过继电器的电流达到动作电流的3倍时，触点闭合的动作时间约为o02003执触点的遮断容量直流

11、50w，交流250VA，遮断电流不小于2A。 DL继电器有DL10和DL20C、DL30等系列，结构和工作原理相同，只是后者对导磁体以及触点系统做了某些改进。 （a）常开触点（b）常闭触点（c）常开常闭触点图13DL型继电器内部接线图1.4 电磁型电压继电器 电磁型电压继电器，型号为DJ型，其结构与DL型电流继电器相似，所不同的是电流继电器铁心上套的是电流线圈，而电压继电器铁心上套的是电压线圈。此外，电压继电器有过电压继电器和低电压继电器之分。型号DJ111、DJ121、DJ13l为过电压继电器；而型号为DJ一112、DJ122、DJ132则为低电压继电器。 过电压继电器的动作电压、返回电压的

12、定义与过电流继电器的动作值、返回值的定义完全相似，只是往继电器线圈上所加的为交流电压，而不是交流电流。过电压继电器的返回系数的计算方法与过电流继电器也相似，为：K f = U f / U DZ式中 K f过电压继电器的返回系数； Uf 过电压继电器的返回电压， V； U DZ 过电压继电器的动作电压，V。 电磁型过电压继电器的返回系数合格范围也是在085090之间。 低电压继电器的动作电压，是指在继电器线圈上施加额定电压后，逐渐降低电压至继电器开始动作时的最高电压；而其返回电压，则是指继电器动作后逐渐升高电压时，继电器可动触点开始返回的最低电压。由于返回电压大于动作电压，因此返回系数大于1：

13、K f = U f / U DL 1 式中 K f 低电压继电器的返回系数； U f低电压继电器的返回电压，V； U DL 低电压继电器的动作电压，V。 低电压继电器的返回系数般为1112。作为强行励磁使用时，不大于106。低电压继电器加上额定电压后，当电压降到整定值的o5倍时，继电器的动作时间不大于015s。 DJ型电压继电器的触点容量与DL型电流继电器相同。 DY20C、DY30型电压继电器，其用途和结构原理与DJ型电压继电器相同，为组合式继电器，是改进后的产品。1.5 GL系列感应型过电流继电器 GL系列感应型过电流继电器既具有反时限特性的感应型元件，又有电磁速断元件，触点容量大不需要时

14、间继电器和中间继电器，即可构成过电流保护和速断保护。因此在中小变电所中得到广泛应用，而且特别适用于交流操作的保护装置中。图14为Gl系列感应型过电流继电器的结构图。 图14 GL系列感应型过电流继电器结构图1主铁芯；2短路环；3铝质园盘；4一框架；5一拉力弹簧；6永久磁铁；7蜗母轮杆；8扇形齿轮；9一挑杆：10可动衔铁；11一感应铁片；12一触点；13一时间整定旋钮；14一时间指针；15一电流整定端子；16一速断整定旋钮；17一可动方框限制螺丝 1、GL型继电器的动作原理 GL型继电器包括电磁元件和感应元件两部分。电磁元件构成电流速断保护，感应元件为带时限过电流保护。 这种继电器的感应元件部分

15、动作时间与电流的大小有关：电流大，动作时间短；电流小，动作时间长，因此也称作反时限保护。 (1)电磁速断部分 电磁速断部分主要包括可动衔铁和磁分路，其余的电流线圈、铁心、衔铁杠杆和触点等都是感应部分和电磁部分共有的。可动衔铁左侧装有衔铁杠杆，因此左端的质量比右端大，所以左侧下垂，右侧张开。如果线圈中流过的电流足够大，达到速断部分的启动电流，则电磁吸力将使可动衔铁沿顺时针方向吸合，使触点动作。可动衔铁右侧瑞部装有一个短路环，其作用一方面是促使可动衔铁向右侧做顺时针方向吸合，并且可以消除交流电磁吸力因电流周期性过零时所引起的振动现象。电磁速动部分启动电流的调整，可通过调节速断整定旋纽来改变可动衔铁

16、右侧端部对主铁心之间的空气间隙大小来实现。电磁速断部分的动作电流一般整定在感应元件动作电流的28倍之间。 (2)感应元件部分 感应元件部分除了和电磁速断部分共有电流线圈、铁心、衔铁杠杆和触点外，还具有铝质圆盘、制动永久磁铁、可动方框、扇形齿轮、蜗母轮杆、时间调节杆、以及拉力弹簧、调节返回系数的钢片等。 感应元件的动作原理是这样的：当电流线圈中流有电流时，铁心中就有磁通产生，这个磁通穿过金属圆盘时，分成两个磁束：其中一个磁束1经过铁心磁极端部的短路环另一个磁束2不经过短路环(见图15)。经过短路环的磁通1，在环路环中感应产生电动势E1，由这个电动势E1在短路环中产生循环电流I1，由I1产生一个附

17、加磁通，因此此穿过短路环磁通实际上为”1即 ”1十 从图15(b)可见，”l比2落后一个相位角a 圆盘的转动方向始终是从超前磁通向落后磁通的方向转动，即从没有短路环的磁极向着有短路环的部分旋转。如果没有短路环，则式(15)中的a00，因此转矩MD等于零，圆盘不会旋转。 在圆盘旋转时，切割制动永久磁铁的磁力线，产生阻尼力矩MB，当MDMB时， 图15 GL型继电器动作原理图（a）感应元件动作原理图（b）相量图 圆盘的转动力矩为 MDK”l2sinaKI2（15）园盘作加速运动。从式(15)还可以看出，转矩MD与电流I平方成正比。电流越大，圆盘转动越快，阻尼力矩MB也越大。在MD和MB两个力矩的作

18、用下，圆盘有被往外拽出来的趋势。当MD和MB的联合作用力量大于弹簧的拉力时，可动方框被往外拽出，扇形齿轮与蜗母轮杆相啮合。同时，电磁铁吸引方框上的感应铁片，又增加了啮合的可靠性。这时，随着园盘的转动，扇形齿轮啮合蜗母轮上升。扇形齿轮上的挑杆桃起衔铁杠杆，可动衔铁右侧的空气隙缩小，通过这个空气隙的磁通随之增加，电磁吸力与磁通平方成正比增加，将可动衔铁沿顺时针方向吸台，继电器触点随之动作。 调节时间调整螺杆，可以改变扇形齿轮的起始位量，从而改变继电器的动作时间。 GL一11(21)。GL12(22)、GL一13(23)、GL一14(24)型继电器具有一对常开主触点，根据需要也可以改装成常闭触点，这

19、种型号的继电器适用于直流操作的保护装置中。 (GL15(25)及GL16(26)型继电器则具有较大容量的主触点，该触点所控制的回路是由电流互感器供电且回路阻抗在电流为35A时不大于45，它能可靠地通断150A以下的电流。而且这对主触点是过渡转换式常闭触点，能保证在继电器动作过程中，电流互感器二次侧不会出现开路。GL15(25)、G16(26)广泛应用于交流操作的保护装置中。GI型继电器的主触点均内电磁元件控制，感应元件动作后也是通过电磁元件的吸合使主触点动作。此外，GI13(23)、GL一14(24)、GL16(26)等型继电器尚有对由感应入元件控制的专用常开触点，可作为接讯号回路之用，或者供

20、构成反时限电流保护。 在上述继电器型号中，括号内的数字是为了区别不同厂家的产品而采用的不同序号其结构是和没有括号的型号完全相同的。例如GL一15和GL25的结构、技术参数完全相同，但不是同一厂家的产品。 2GL型继电器的动作电流和动作时间调整 DL型继电器本身不带时间元件，因此不存在时间调整。DL型电流继电器的动作电流调整是通过搬动动作电流调整把手(见图12中的7)，改变弹簧(见图12中的4)的拉紧程度来实现的，将电流调整把手往右搬动，弹簧被拉紧，动作电流增大；反之则动作电流减小。 GL型继电器动作电流调整是依靠改变铁心上的电流线圈匝数来实现的。GL型电流继电器的动作安匝为240AN固定不变。

21、通过电流整定板上的插孔改变电流线圈的匝数，就可以改变动作电流。GL型继电器线圈参数如表3所示。由表可见，对于GL型继电器如果动作电流为10A，则电流线圈匝数为24匝；如果动作电流为5Al则电流线圈匝数为48匝。 GL1110继电器的电流线圈抽头最多匝数是24+3+3+4+6+8+1260匝，这时动作电流最小，为240604A。每块继电器的电流整定板上都有七个插孔，亦即可以整定七种不同的电流整定值。GL型继电器的动作电流和动作时间整定范围如表14所示。表13GL型继电器线圈参数表14GL型继电器动作电流和动作时间调整手把刻度范围 前面已经说到：GL型继电器的感应元件部分，其动作时间与电流的大小有

22、关，呈反时限特性。其动作时间随电流的变化关系如图16所示。 从图16可见，CL型继电器反时限部分的动作时间与动作电流倍数有关。当通过继电器的电流IDZ小于继电器的整定电流IZD时，继电器不动作。当IDZIZD时，亦即动作电流倍数正好为1时，继电器开始动作，但动作时间较长，且不确定。关于这点，在图16中，从曲线与横坐标为1的垂直线相切可以看出。当通过继电器的电流增加时，动作电流倍数增大，动作时间缩短，并且对应于某一动作电流倍数的垂直线与曲线相交于某一固定点，也就是说具有确定的动作时间。 在GI继电器上有一个动作时间整定把手，可以上下移动，改变继电器的动作时间。时间整定把手的调节板上标有时间刻度。

23、例如表14中列出了各种型号GL型继电器的时间刻度。GL型继电器的时间刻度指的是当流入继电器的电流等于整定电流10倍时的动作时间。例如，如果继电器动作电流的插孔插在6A，时间调整把手放置在1s的位置，则当继电器内流通的电流为61060A时，继电器的动作时间为1s。 图16所示的时间特性曲线表示GL继电器反时限部分的时间整定把手设置在2s。亦即10倍动作电流倍数的动作时间为2s。从曲线还不难看出，当电流倍数达到6倍以后，动作时间已趋饱和，亦即电流继续增大时，动作时间基本不变。 前面在介绍GL型继电器的工作原理时，曾提到GL型继电器除了感应元件外，还有电磁元件速断部分。电磁速断部分的动作电流也可以调

24、整，在继电器的右上角有一个螺旋形调节把手，可以将速断电流从小到大调节，其调节范围是继电器整定电流的28倍。在图16中，动作时间曲线在4倍动作电流时突然出现时间降到最小，这表明速断元件的整定值是4倍动作电流，当流入继电器的电流达到这个数值时。继电器速断元件立即动作，而不再通过反时限元件，因此没有时限，形成速断。 如果反时限部分的时间整定把于调整到其他位置，例如3s，则图16中的曲线往上平移，使曲线下部的饱和部分水平段与纵坐标入的水平直线相切。如果速断元件仍然将速断动作电流定在4倍，则当流入继电器的电流达到电流整定值的4倍时动作时间从3s降至0s。 反时限部分的时间整定把手和电流速断的动作电流倍数

25、可以滑动调节，因此在调整时可以调到某一需要的位置，而不一定是刻度上标出的整数位置。16 电磁型时间继电器 电磁型时间继电器用以在继电保护回路中建亿所需要的动作延时。在直流操作继电保护装置中使用的电磁型时间继电器型号为DS一110；在交流操作回路中一般采用DS120型和DSJ一10型。DS时间继电器的外形尺寸和电磁型电流继电器相仿，其结构如图17所示。 DS时间继电器的动作原理是这样的： 当线圈1励磁后，继电器的衔铁3瞬时被吸住，因而放松了堵在衔铁上的曲杆9。这样，在主弹簧11的作用下，扇形齿轮10开始转动，并且带动齿轮13，使得与它同轴的摩擦离台器14逆时针方向转动。摩擦离合器转动后，使外层的

26、套圈紧紧卡住主齿轮15，因此主齿轮就随着转动，并带动钟表机构的齿轮16、经中间齿轮17、18而使摆轮19与摆卡20的一个齿相接触，使摆轮停止转动。但是在摆轮的压力下、摆卡偏转而离开摆轮，所以摆轮就转过一个齿，随后又重新被摆卡的另一个齿挡住而停下。当这个齿离开后，摆轮又重新转过一个齿再停下。这样使得摆轮的运动是断续的，因此限止了扇形齿轮10的转动速度，使动触点22轴的转动角速度有一个固定的值。当动触点22与静触点23的行程角调到某一确定位置时，继电器触点的闭合时间也就随之确定不变。 当时间继电器线圈断电后，在返回弹簧4的作用下，继电器的衔铁又释放到原来位置，将曲柄9卡住，钟表机构停止转动。同时，

27、动触点返回，动触点轴顺时针旋转，轴上的摩擦离合器与传动轴脱开。整个返回过程瞬间完成。 时间继电器的线圈一般不按长期通过电流来设计。因此，当需要长期(大于30s)加入电压时应当在线团回路中串联一个附加电阻。如DS110C型时间继电器内装有附加电阻，在正常情况下，此附加电阻被继电器的瞬动常闭触点短接，继电器动作后，该触点打开，将电阻加入线圈回路以限制电流，提高继电器的热稳定。（a）继电器的结构图（b)、(c)继电器在工作情况和返回情况下的摩擦离合器 (d)摆轮和摆卡 图17 DS100型时间继电器结构图1线圈；2电磁铁；3衔铁；4返回弹簧；5轧头；6一可动瞬时触点；7、8静瞬时触点；9曲柄；10一

28、扇形齿轮；11主弹簧；12一改变弹簧拉力的卡板；13齿轮；14磨擦离合器（14a星形轮；14b滚珠；14c弹簧；14d套圈）；15主齿轮；16一钟表机构的齿轮；17、18一中间齿轮；19摆轮；20摆卡；21平衡锤；22动触点；23静触点；24刻度盘DS100系列时间继电器的内部结线图如图18所示，时间整定范围和触点规格见表15表15DS100系列继电器的时间整定范围和触点规格注：型号中的C表示继电器内附有电阻，能长时间通电。图18DS100系列时间继电器的内部接线图137 电磁型中间继电器 在继电保护装置中，中间继电器用以增加触点数量和触点容量，也可使触点闭合或断开时带有不大的延时(0408s

29、)，或者通过继电器的自保持，以适应保护装置动作程序的需要。 电磁型中间继电器的结构如图19所示。当线圈2加上工作电压后，电磁铁1就产生电磁力，将衔铁3吸合而带动触点5，使其中的常开触点闭合，常闭触点断开。当外施电压消失后，衔铁3受反作用弹簧6的拉力作用而返回原来位置，动触点5也随之返回到原来状态，常开触点打开，常闭触点闭合。 有的中间继电器，还具有触点延时闭合或延时打开等功能。这是通过在继电器电磁铁的铁心上套有若干片铜质短路环而获得的。铜质短路环就相当于阻尼线圈，当加上或断开继电器线圈的工作电压时，在铜质短路环中产生感应电流，此感应电流将阻止继电器电磁铁中磁通的变化，从而使继电器动作或返回都带

30、有延时。 还有的继电器具有电流自保持或电压自保持功能，在工作电压或工作电流消失后，通过自保持电流或保持电压，继电器铁心照样保持吸合，触点依旧处于动作状态。直到自保持电流或自保持电压消失后继电器铁心才释放触点才返回。具有自保持功能的中间继电器有多种结构。例如电压启动、电流保持的中间继电器，除了有个工作电压线圈外，还有12个电流自保持线圈；有的中间继电器电压启动，并同时有电流自保持和电压自保持两种自保持线圈(例如DZB138)。图110所示为电磁型中间继电器的内部接线图。 中间继电器不仅应该在额定电压时能够可靠动作，而且在直流电压低于额定电压时也能可靠动作。一般中间继电器应能保证电源电压不低于70

31、额定电压时应能可靠动作。中间继电器的返回系数较低，约为04，但不会影响它的工作可靠性。因为中间继电器返回时，它的线圈上的工作电压都是突然消失到零的。瞬时动作的中间继电器在额定电压下常开触点的闭合时间约为005006s瞬时返回的中间继电器常开触点的返回时间约为0.010.02s。图19DZ10型中间继电器结构图1电磁铁；2线圈；3衔铁；4静触点；5动触点；6反作用弹簧；7衔铁行程限制器（a）DZ10系列（b）DZS100系列（c）DZB100系列图110部分电磁型中间继电器内部接线图 下面介绍几种常用的电磁型中间继电器： DZ一10系列中间继电器有四对触点，其动作时间不大于0.05s，功率消耗不

32、大于7W，触点的开断容量可达110v5A。DZ15型中间继电器具有两对常开和两对常闭触点，DZ16型具有三对常开和对常闭触点，而DZ17则具有四对常开触点，如图1一10(a)所示。 DZS100系列中间继电器的触点动作时，具有不小于0.06s的延时。DZS一115、117型为延时动作继电器。DZS一127、136型为延时电压动作和电流保持动作的继电器(两个绕组)。DzS145为延时返回继电器。这些继电器的内部接线如图110(b)所示。DZS一100系列的中间继电器有多个动作线圈，如图110(c)所示。如DZB115型有一个电流工作线圈和一个电压保持线圈；DZB127、138型各有一个电压工作线

33、圈、两个电流保持线圈；而DZB一138尚有个阻尼线圈(端子)。DZB100系列继电器动作时间不大于0.05s。1.1.8 电磁型信号继电器在继电保护装置中，信号继电器广泛用来发出整套保护装置或者保护装置中某一回路的动作信号。根据信号继电器所发出的信号，值班人员就能够很方便地分析事故和统计保护装置正确动作的次数。DX11型信号继电器就是其中之一。图111DX11型信号继电器结构图1电磁铁；2线圈；3衔铁；4动触点；5静触点；6弹簧；7看信号牌小窗；8手动复归旋钮；9信号牌 Dx11型信号继电器的结构如图111所示。在正常情况下，继电器线圈中没有电流通过，衔铁3被弹簧6拉住，信号牌由衔铁的边缘支持

34、着保持在水平位置。当线团圈中流过电流时，电磁力吸引衔铁，信号牌被释放，在本身质量作用下而下落并且停留在垂直位置。这时在继电器外面的玻璃孔上可以看见带颜色标志的信号牌。在信号牌落下的同时，固定信号牌的铀随之转动，带动动触点4与静触点5闭合，接通灯光或音响信号。落下的信号牌和巳动作的触点用手动复归按钮8复归。 信号继电器通常可以分成串联信号继电器(电流信号继电器)和并联信号继电器(电压信号继电器)。Dx11型电流信号继电器的技术数据如表16，电压信号继电器的技术数据见表17。表16 Dx11型电流信号继电器技术数据表17DX11型电压继电器技术数据 在选用信号继电器时，除了应考虑采用串联电流型还是

35、采用并联电压型之外，并应注意以下两点： 电流型信号继电器线圈中通过电流时，该工作电流在线圈上的压降应不超过电源额定电压的10。 为保证信号继电器可靠动作，在保护装置动作时，流过继电器线圈的电流必须不小于信号继电器的额定工作电流的1.5倍。当有几套保护同时动作时，各信号继电器都应满足这一要求。 对于多套保护启动同出口中间继电器的保护装置，为了同时满足上述两个条件，有时必须在中间继电器的线圈两端并联一个适当阻值的电阻以保证信号继电器中流过的电流达到规定的数值。除了Dx1l型信号继电器外，还有Dx41、DXM一2A型等信号继电器，其工作原理与Dx11基本相同。DxM2A采用干簧接点，用灯光指示代替信

36、号掉牌，并可以远方复归。1.1.9瓦斯继电器 瓦斯继电器用于油浸变压器内部故障的保护装置中。当油浸变压器内部发生故障，例如匝层间短路，相问短路，或相对地短路时，伴随有电弧产生，使绝缘油分解产生气体。此外，变压器内部某些部件过热，也会使绝缘材料分解并产生挥发性气体。因气体比油轻，就会上升到变压器的上部油枕内。如果故障较为严重，大量气体会产生很大的压力，使油迅速向油枕流动。因此变压器油箱内气体的产生和油气流向油枕方向流动都可以作为变压器故障的特征。利用这些特征构成的变压器保护装置称为瓦斯保护。瓦斯保护同差动保护一样，作为变压器本体的主保护，两者在一定程度上可互为备用。构成瓦斯保护的继电器称为瓦斯继

37、电器或气体继电器。 最早的瓦斯继电器的典型结构是上、下均为金属浮简和水银触点(如GR3型、FJ22型浮筒式瓦斯继电器)，在使用中发现金届浮简有漏油问题影响动作的可靠性。另一方面水银触点在运行中经常发生问题。后来将上浮简改为开口油杯，下浮筒改为挡板，亦即如图112所示的QJ1一80型复合式瓦斯继电器。在变压器发生故障时，冲涌的油流从油箱内往上流动，流经瓦斯继电器时作用于挡板，这比过去作用于浮筒更为可靠，提高了动作的可靠性。原来的水银触点改用磁力干簧式触点提高了触点的抗振性。接跳闸的触点用双干簧触点串联构成，更提高了触点抗干扰性。图112QJ180型复合式瓦斯继电器1罩；2顶针；3气塞；4磁铁；5

38、开口油杯；6重锤；7探针；8开口销；9弹簧；10挡板；11磁铁；12螺杆；13干簧触点；（重瓦斯用）；14调节杆；15干簧触点（轻瓦斯用）；16套管；17排气口 这种瓦斯继电器的动作原理是：正常运行时开口油杯浸在油内，由开口油杯5的重量(不包括油杯内的油重)和附件的重量所产生的力矩比平衡重锤6所产生的力矩小因而开口油杯处于向上倾斜位置磁力干簧触点15处于断开状态。当变压器内产生轻微故障时，产生的气体聚集齐继电器的上部，迫使继电器内油面下降，这时开口油杯5所产生的力矩(由开口油杯及其附件在空气中的重量加上开口油杯中的油重所产生的力矩)超过平衡重锤6所产生的力矩，于是开口油杯下降，并带动永久磁铁4

39、使干簧触点15闭合，发出信号，此信号称为轻瓦斯信号。改变平衡重锤的位置可以调节轻瓦斯信号开始动作时的瓦斯继电器内的气体体积，其范围为250300cm3。当变压器内部发生严重故障时，油气流冲动挡板10，挡板在油气流的冲动下运动到某一限定位置时永久磁铁11使一对干簧触点13闭合，接通跳闸回路。此即为重瓦斯保护。如果调整挡板位置，改变弹簧9的长度，可在o615ms范围内调整跳闸触点动作的油速，一般出厂时调整在12ms。1.1.10变压器差动保护BCH2型继电器 1变压器差动保护工作原理 变压器差动电流速断保护是最常用的变压器主保护设备，其工作原理如图1一13所示(为便于了解，图中文字符号采用新标淮)

40、。图中TM为电力变压器，QF1、QF2分别为变压器的一、二次侧断路器。图中没有画出隔离刀闸。TA1、TA2分别为一次和二次侧的电流互感器。KD为电流差动继电器。正常运行时变压器一、二次都流过负荷电流，分别为I1和I2在电流互感器TAl、TA2的二次侧分别流过电流I1和I2。从图中不难看出，I1和I2流经差动继电器KD时方向相反因此互相抵消，继电器KD不动作。如果变压器发生故障，电流互感器TA，流过很大的故障电流，I1很大；而TA2没有电流流过，因此I2()。这样，流过继电器的电流为I1，差动继电器KD动作，使变压器两侧断路器QF，、QF2跳闸。变压器差动保护的动作范围如图113所示。变压器差动

41、保护能对变压器内部故障和一、二次引出线上的短路故障起到保护作用。由于差动保护反映故障灵敏、动作迅速、没有死区，而且不受上、下级保护配合的限制，因此对于重要的发电机和变压器，广泛采用差动保护作为主要保护图113变压器差动保护原理图构成差动保护的主要元件是差动继电器。常用的变压器差动继电器为BCH型差动继电器。BCH型差动电器有BCH一1、BCH一2和BCH4等几种型号。其中BCH2型差动继电器躲避电力变压器励磁涌流性能最好，也能提高保护装置躲避外部故障时暂态不平衡电流的性能，可以作为保护双线圈及三线圈电力变压器，以及保护发电机、电动机或母线之用。因此在用电单位3566kv变电所中使用较多。 BC

42、H1和BCH4型差动继电器躲避励磁涌流的性能不如BCH2型，但具有制动性能，在外部故障不平衡电流较大的情况下能产生制动作用。若BCH2型不能保证必要的动作灵敏度时，可以来用BCH一1或BCH4型差动继电器。后两种差动继电器特别适用于带负荷调压的变压器和多侧电源的多绕组电力变压器作为差动保护之用。BCH一1型具有单侧制动，而BCH一4型具有四侧制动。因此ECH一4型适用于变压器各侧断路器的数目多于三组以上时，例如具有分裂线圈的多绕组电力变压器。 DCD型差动继电器与BCH型差动继电器原理相同。BCH型差动继电器采用DL一11/0.2型电流继电器作为执行元件，而DCD型差动继电器采用DL1型电流继

43、电器作为执行元件，且为了在不大的范围内调整启动安匝，在饱和变流器的二次绕组上并联了47的电位器，该电位器在出厂时已调好，一般情况下不再做调整。 2BCH2型差动继电器的工作原理 BCH一2型差动继电器的结构原理和内部接线图如图114所示。整个继电器由速和变流器和执行元件(DL11/0.2型电流继电器)构成。继电器具有一个常开触点，所有部件都组装在一个外壳内。速饱和变流器由三柱型硅钢片交错叠成，中间柱的截面比两边柱的截面大一倍。 差动绕组Wc，和两个平衡绕组WP1和Wp2以相同的绕向绕在中间铁心柱上。 差动绕组的作用：在正常远行及外部故障情况下，通过差动绕组的仅是不平衡电流，其影响可被平衡绕组消

44、除到最小程度，继电器不会动作。当保护区内部故障时，由于短路电流通过差动绕组，继电器即迅速动作，使断路器跳闸切除故障。两个平衡绕组的作用：由于变压器各侧电流互感器的变比不能做到完全配合，在变器正常运行时，Wc中有不平衡电流流过。当平衡绕组接入后，如果平衡绕组匝数选得适当，就能完全或几乎完全使不平衡电流得到补偿，使得变压图114BCH2型差动继电器结构原理和内部接图器在正常运行时，二次绕组W2内没有或几乎没有由不平衡电流感应的电势，从而提高了保护装置的可靠性。在保护区内部发生故障时，流过平衡绕组内的所产生的磁通与差动绕组内电流所产生的磁通方向一致，于是就增加了使继电器动作的安匝数，从而提高保护装置

45、的灵敏度。此即WC、WP1和Wp2三个绕组绕向需要致的原因。 3短路绕组的作用 短路绕组分为WD和WD两部分，WD的匝数为WD匝数的两倍。WD 绕在中间柱上，WD绕在左边拄上，在中间柱和左边柱所构成的闭合磁路内WD和WD的绕向相同。二次绕组W2绕在右边杆上，并接入执行元件DL11/0.2电流继电器。除W2外，其他绕组都有抽头供调正整定之用。当差动绕组中有周期性分量电流Ic流过时，产生的磁通c沿中间柱和两边柱形成闭合回路，并在短路绕组WD中产生感应电势UD和感应电流ID。ID在短路绕组WD和WD内流通。磁势IDWD产生的磁通D，对c起祛磁作用，力图减少中间柱及由中间柱通向右侧边柱二次绕组的磁通。而IDWD在左侧边柱产生通向右侧边柱二次绕组的助增磁通。因此电流Ic向W2的传变是通过两条路径实现的：一方面从WC直接传变到W2中；另方面由WC先传变到WD，再由传WD传变到中W2中；后一种传变称为二次传变。饱和变流器两边柱的截面为中间柱的半。如WD的匝数