繼電器的保護原理精選(九篇)

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第1篇：繼電器的保護原理范文

關鍵詞:電力繼電保護技術；基本原理；應用分析

中圖分類號： F406文獻標識碼：A

一、前言

隨著經濟的發展，電力系統在社會發展中的作用越來越重要，而繼電保護技術在電廠中具有非常重要的作用，對電力繼電保護技術的基本原理及其應用進行分析和研究，對于促進電力繼電保護技術的發展具有重要作用。

二、電力系統繼電保護技術概述 1.繼電保護基本概念 在電力系統運行中，由于外界因素和內部因素都可能引起各種故障及不正常運行的狀態出現，常見的故障有：單相接地；三相接地；兩相接地；相間短路；短路等。電力系統非正常運行狀態有：過負荷，過電壓，非全相運行，振蕩，次同步諧振，同步發電機短時異步運行等。電力系統繼電保護和安全自動裝置是在電力系統發生故障和不正常運行情況時，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動化技術和設備。 2.電力繼電保護的工作原理 繼電保護的工作原理，是根據電力系統發生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成，電力系統發生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：

電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。

電壓降低。當發生相間短路和接地短路故障時，系統各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。

電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°～85°。

測量阻抗發生變化。測量阻抗即測量點（保護安裝處）電壓與電流之比值，正常運行時，測量阻抗為負荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉變為線路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。利用短路故障時電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

3.繼電保護在電力系統安全運行中的作用 一個可靠穩定的繼電保護系統是整個機電系統安全運行的保障。通常來說繼電保護的穩定性能主要是由搭配合理的技術終端和安全可靠的繼電保護設施來決定的，它們是整個電力系統安全運行的基本保障。

繼電保護在電力系統安全運行中的作用如下：

（一）保障電力系統的安全性 當電力系統元件在受保護的狀態中發生故障的時候，保護該元件的繼電保護裝置應及時準確的通過距離該原件最近的斷電保護，使得故障元件能夠快速的的與電力系統脫離，最大程度的減少對整個電力系統元件的破壞，把對整體供電系統的影響降低到最小。

（二）對電力系統的不正常工作進行提示

對于沒有正常運行的電氣設備，要根據不同的故障情況和設施運作過程中的不同情況，來發出相應的提示信息，以便值班的工作人員對故障進行相應的處理，比如：有系統進行自動的調整；手動使故障的電氣設備脫離系統；手動脫離故障連帶的設備。同時在設備發生不正常工作的時候，允許繼電保護裝置有一定的延遲，以免過度敏感的保護裝置發生誤報。

4.電力繼電保護技術的重要性 用電設備在運行中都會發生故障致其不能正常運行，最常見的就是短路現象，短路可能產生嚴重的后果，它能損害發生故障的元件，也能減少元件的使用壽命甚至能影響廣大人民群眾的生命財產安全，繼電保護技術的出現可以將其傷害降到最低，它分為測量、執行、邏輯三部分，當用電設備發生短路故障的時候，它能夠快速、正確地將發生故障的元件從電力系統中撤除，避免其受到更多的損害，這樣也能保障其他正常元件不會受其影響繼續正常運行。并且這種保護技術還能夠根據自身所處的環境，元件受損傷的程度，選擇合適的方式，做出保護動作。

三、電力繼電保護的基本要求1.可靠性是指保護該動體時應可靠動作。不該動作時應可靠不動作。可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。繼電保護的可靠性主要由配置合理，質量和技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證。任何電力設備都不允許在無繼電保護的狀態下運行。220KV及以上電網的所有運行設備都必須由兩套交，直流輸入，輸出回路相互獨立，并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置進行保護。當任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動作時，能由另一套繼電保護裝置操作另一級斷路器切除故障。在所有情況下，要求這套繼電保護裝置和斷路器所取的直流電源都經由不同的熔斷器供電。2.選擇性是指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護，線路保護或斷路器失靈保護切除故障，為保證對相鄰設備和線路有配合要求的保護和同一保護內有配合要求的兩元件的選擇性，其靈敏系數及動作時間，在一般情況下應相互配合。3.靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時，保護裝置應具備必要的靈敏系數，各類保護的最小靈敏系數在規程中具有具體規定。選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護的速定實現。4.速動性是指保護裝置應盡快地切除短路故障，其目的是提高系統穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。一般從裝設速動保護，充分發揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用，減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘的時間等方面入手來提高速動性。

四、電力繼電保護技術的主要特點

繼電保護技術的主要特點是:

自主化運行率提高,計算機的數據處理技術能夠使得繼電設備具有很強的記憶功能,加之自動控制等技術的綜合運用,使得繼電保護能更好地實現故障分量保護,提高運行的正確率。

兼容性輔助功能強,繼電保護技術在保護裝置的制造上采用了比較通用兼容的做法,便于統一標準,并且裝置體積小,減少了盤位數量,在此基礎上,還可以擴充其它輔助功能。

操作性監控管理好,該技術主要表現在一些核心部件不受外在化境的影響,能夠產生一定的使用功效。與此同時,該保護技術能夠通過計算機信息系統,具有一定的可監控性能,大大降低了成本。

五、電力繼電保護技術的應用工廠和企業的高壓供電系統和變電站都會運用到繼電保護裝置。在高壓供電系統分母線繼電保護的應用中，分段母線不并列運行時裝設的是電流速斷保護和過電流保護，但是在斷路器合閘的瞬間才會投入，合閘后就會自動解除。配電所的負荷等級如果較低，就可以不裝設保護裝置。變電站常見的繼電保護裝置有線路保護、母聯保護、電容器保護、主變保護等。 1.線路保護 ，通常采用二段式或者三段式的電流保護。其中一段是電流速斷保護，二段是限時電流速斷保護，三段是過電流保護。

母聯保護 ，限時電流保護裝置聯同過電流保護裝置一起裝設。

電容器保護，包括過流保護、過壓保護、零序電壓保護和失壓保護。 4.主變保護，包括主保護（重瓦斯保護、差動保護），后備保護（復合電壓過負荷保護、過流保護）繼電保護技術在目前已經得到飛速的發展，各種各樣的微機保護裝置正逐漸被投入使用，微機保護裝置是有各種不同，但是其基本原理和目的都是一樣的。

六、結束語

隨著時代的進入，科研的深入，加強繼電保護技術的應用對于提高社會生產力和生產效率具有重要作用，是社會發展的必然趨勢。

參考文獻：

[1]齊俊玲.繼電保護在電力系統中的應用[J].民營科技，2013（1）：43.

[2]王金明.淺談電力繼電保護[J].大科技，2012（12）：86-87.

第2篇：繼電器的保護原理范文

【關鍵詞】泄漏電流；檢測；配電系統

0 前言

漏電保護器是從泄漏電流、人體觸電等非金屬性單相接地故障考慮，用來保護人身及設備安全的一種保護方式，是目前廣泛應用的一種保護電器。在工廠中常用的有三相三極漏電保護器和三相四極漏電保護器。

1 三相三極漏電保護器

1.1 三相三極漏電保護器原理

在電氣設備絕緣完好，電路正常工作時無論三相負載是否平衡，根據KCL定律，各相的電流相量和等于零，即：Ia+Ih+Ic=0，各相工作電流在檢測元件電流互感器環形鐵心中所感應的磁通相量和也等于零，即φa+φb+φc=0此時電流互感器的二次線圈沒有感應電壓輸出，漏電保護器不動作。

當被保護支路電氣設備絕緣損壞或其它接地漏電故障時，將有一部分電流經PE線或接地線或通過人體流回中性點，這樣三相電流的相量和不等于零，互感器環形鐵心中所感應的磁通相量和也不等于零，此時，在檢測元件電流互感器的二次線圈上感應電動勢E2經放大器放大后，加在漏電保護器的脫扣線圈上，當漏電電流達到額定漏電動作電流時，推動脫扣器動作，使主開關迅速切斷電源。

1.2 三相三極漏電保護器在接線中應注意的問題

值得強調的是穿過三極漏電保護器的電流互感器線圈的僅有三根相線，因此，它檢測的僅是三相電流的相量和，它的使用場合適用于對N線無要求的負載，如電動機便是此類負載之一，無論該電動機的繞組是Y形接線還是形接線，均可使用三相三極漏電保護器。

2 三相四極漏電保護器

2.1 三相四極漏電保護器接線原理分析

在電氣設備絕緣完好時，無論負載三相是否平衡，穿過電流互感器的電流相量和為零，即：Ia+Ih+Ic+IN=0

在電流互感器環形鐵心中所感應的磁通相量和也等于零，互感器的二次線圈上沒有感應電壓輸出，漏電保護器不動作。

當被保護的電氣設備，無論是三相設備還是單相設備絕緣損壞發生漏電時，將有一部分電流經PE線或通過人體流回中性點，這樣穿過互感器中的電流相量和不等于零，互感器環形鐵心中所感應的磁通相量和也不等于零，此時在電流互感器二次線圈上將感應電壓E2再經放大后，加在漏電保護器的脫扣線圈上，當漏電電流達到額定漏電動作電流時，推動脫扣器動作，使主開關迅速切斷電源。

2.2 三相四極漏電保護器接線中應注意的問題

三相四極漏電保護器，主要用于保護干線和整個供電系統。

四極漏電保護器應用于三相四線制系統中，如果系統是采用保護接零方式，則從安裝漏電保護裝置的地點起，三相四線制系統就應改為三相五線制，即必須把工作零線與保護零線嚴格分開，而且無論是TN還是TT系統工作零線（N線）都不可重復接地[1]。

特別強調將相線和工作零線（N線）穿過漏電保護器的互感器，絕不可將PE線穿過漏保的互感器。

3 結束語

綜上所述，三極、四極漏電保護器的工作原理均為通過檢測相線、零線電流的相量和是否為零來判定是否有漏電事故發生。同時其正確使用應建立在弄清漏電保護器本身的結構，即N線是否穿過零序電流互感器，以及負載是否對中性線有要求的基礎上。可總結為：三極漏電保護器定義為N線不穿過零序電流互感器，它應用于負載對中性線無要求的系統中。四極漏電保護器定義為N線穿過零序電流互感器，它應用于三相四線配電系統。

第3篇：繼電器的保護原理范文

關鍵詞：電力系統；繼電器；可靠性

中圖分類號：TM8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 06-0019-01

一、繼電保護的組成以及其工作原理

電力系統和電力傳輸系統在供電的過程中會出現故障，但因為故障的不可預見可能引起電流或電壓急劇變化，并且相位角改變，為防止此問題繼電保護由不同原理功能出現不同的繼電保護器。

（一）對繼電器的分析。按繼電器的功能促成分為：a.機電型繼電器；b.整流型繼電器；c.靜態型繼電器。其機電型繼電器中包括感應式、電磁式、極化式繼電器等，靜態式繼電器包括晶體管集成電路繼電器等。除此之外按輸入的電氣量的變化特性還有度量繼電器：這種繼電器直接對于被保護數額倍的電氣量變化敏感。其中有電流繼電器、正序負序零序繼電器、頻率阻抗差動繼電器等。

（二）繼電器的組成以及原理。繼電器通常是由測量模塊、邏輯模塊、執行模塊組成。其原理為：輸入信號經測量模塊，邏輯模塊，由執行模塊執行，再輸出信號，最后保護輸出。其中的輸入信號就是電力傳輸的系統保護對象的信號，測量模塊會采集來自與被保護對象相關聯的特征信號，并且有所給的定值進行對比，其結果送至邏輯模塊。邏輯模塊根據多種參數的組合邏輯運算，所計算出的值決定了是否進行動作。

二、繼電保護中常見的故障影響及排除研究

（一）互感飽和對配電系統中的影響。電流互感飽和會影響變電設備以及配電保護，而隨著配電系統負荷的增容，系統一旦短路，電流會很大，甚至達到電流互感器額定值百倍量級的電流。通常短路時，互感器的誤差會隨一次短路電流倍數的增大而增大，在電流速斷保護靈敏度較低時可至阻止動作長生。線路的短路時，因為互感器的電流飽和，感應到的二次電流極小，也可能致使保護裝置無法按正常工作。而當在配電的出口線動作致使進口線動作，就會使配電系統斷電。

（二）開關保護設備選擇不當引起影響。選擇合適的開關保護設備也是相當的重要，現今，很多配電系統都將開關站建立在高負荷密集區域，也就是變電所—開關站—配電變壓器方式輸送。沒有繼電保護自動化的開關站，大多采用組合繼電器設備系統實行保護作用。一般的，符合開關組合電器只在直接帶配電壓設備的出口線路中選用，且大多數為熔斷器與負荷開關組合，所以故障出在配電所出口處時，開關站會斷電跳閘。

（三）如何排除機電保護系統故障信息。信息故障處理模塊主要實現如下功能：（1）與不同的廠站端子系統通信，取得各類的實時信息同時經行處理以及顯示和存儲。（2）查詢統計主站和子站歷史記錄并分析，通過故障兩端的數據，進行雙端測距，來完成復雜的運算，精確定位故障點，最后由故障分析結果自動對相關裝置的動作進行判斷。

（四）如何排除繼電保護中常見的隱性故障的。通過實際的調查，現今在用電系統上有超過75%的停電事故都是因電力保護系統所引起的，而繼電保護又有很多故障，目前已成為電力系統工程人員正在研究解決的熱點問題，多數文章中都強調分析繼電保護隱形故障。對中要的輸電線路來說，跳閘元件故障時全部的本地和遠地的跳閘指令有效。因此所有的設計要求一個更加可靠的機電保護系統。只有完成這樣的設計后才會使一個配電系統正常運行時足夠安全。

三、幾種典型差動繼電器的比較

在現今的電力系統和電力傳輸系統的繼電保護中，母線的保護非常重要，母線保護的最基本的繼電器類型是量度繼電器的電流差動繼電器。通過基爾霍夫電流定律就可以深刻理解其工作原理。在母線上有多個設備終端，任何時刻流入系統的總電流為零，如果令總電流唯一定制Ic，則Ic=0，成Ic為母線保護的差動電流。如果母線故障發生，電流Ic發生變化母線保護便開始作用，有效的切斷母線上的故障點。以下是對電流差動繼電器和比率差動繼電器的比較分析。

（一）電流差動繼電器的特性。電流差動繼電器的動作特征：當電流互感器存在的誤差是0.1的時候，電流動差繼電器就會發生誤判斷，從而導致錯誤的動作產生。換言說，電流動差繼電器只能用于較小的電流流出的母線系統。

（二）比率差動繼電器的特性。比率動差繼電器的動作特征：抗CT誤差能力比較強，并且適用于母線短路電流達到50%的情形下。但是不同的系數所對應的電流流出值也是不同的。

四、繼電保護裝置可靠性的提高方法

通過上述的分析可得知，繼電保護系統關系到電網安全和穩定的運行，是電力以及電力傳輸系統的重要組成設備。可以選擇通過加強二次回路的維修和檢護，來實現實時的狀態檢修，整理統計故障點以及出現的故障緣由，促進規范的管理操作規程，加強設備冗余的設計等。

五、展望繼電保護的發展

1.網絡化：當前計算機網絡在信息處理和數據通信的過程中起到為國家的能源以及國民經濟建設的重要作用，網絡化信息所帶來快捷和便利，現已逐步開始得到在電力傳輸與配電系統當中的廣泛應用。

2.信息化：隨著現代通信技術飛速的發展，基于CPU核來實現的硬件保護措施也在不管得到提高，由自動化芯片控制使用的電路已經經歷了從16G到32G位單CPU結構的微機保護發展到32G位多結構的發展階段后來又發展到了總線結構，其性能與影響速度大大的得到提高，現已開始得到廣泛的應用。

3.智能化：近幾年來，例如神經網絡、模糊算法、遺傳算法等的人工智能技術廣泛的應用在了電力系統自動化相關的領域中，而在繼電保護領域中的應用和研究也日益興起。因此在實現繼電保護的信息化條件下，使得保護、測控、數據通訊一體化，同時并逐步實現繼電保護的智能化，成為了現今乃至今后電力以及傳輸系統繼電保護技術主要發展方向。

電力系統的安全性以及電力傳輸問題關系到人們的日常生活甚至是國家的經濟發展，其安全的重要性更尤為重要，因此電力系統繼電保護的關鍵性較為顯著。為了順應現代化的腳步，提高電力工作的安全性，運行便捷性，工作簡潔性所采取的保護措施正在完善的過程中。又由于快速發展的智能科技的介入，電力繼電保護系統運用了通信技術，正在進一步的向智能化轉型。進一步改造的電力系統會更好的為國民經濟造福，提高我國電力系統各項性能。

參考文獻：

第4篇：繼電器的保護原理范文

關鍵詞：瓦斯保護;輕瓦斯;重瓦斯 ;氣體繼電器

中圖分類號：TM4文獻標識碼： A

Abstract:Transformer gas protection as the main protection of transformer internal fault, to various types of reaction of transformer, has the characteristics of fast operation, high sensitivity, simple structure and so on. This paper introduces the working principle of transformer gas protection, and introduces the transformer gas protection action analysis and processing, to prevent gas protection malfunction and put forward some countermeasures measures.

Keywords: Gas protection ;Light gas; Heavy gas ;Gas relay

一、概述

（一）什么是變壓器的瓦斯保護

瓦斯保護是反應變壓器油箱內部氣體和油流而動作的保護。在變壓器油箱內部發生故障時，由于故障點電流和電弧的作用，變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產生的可燃性氣體，人們將這種可燃性氣體統稱為瓦斯氣體，它們將從油箱流向油枕的上部，當嚴重故障時，油會迅速膨脹并產生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用油箱內部故障的這些特點，可以構成反應上述氣體而動作的保護裝置，稱為瓦斯保護。

（二）變壓器瓦斯保護的范圍

瓦斯保護是變壓器的主要保護，它可以反映油箱內的一切故障。包括：油箱內的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關接觸不良或導線焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結構簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護變壓器內部故障的唯一保護裝置。運行中要求容量在800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內油浸式變壓器應裝設瓦斯保護。

二、變壓器瓦斯保護的工作原理

（一）氣體繼電器的結構

瓦斯保護的測量繼電器是氣體繼電器。氣體繼電器主要有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。目前高電壓等級大多采用QJ-80型繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。

如圖1所示，氣體繼電器安裝于變壓器油箱與油枕之間，為了防止變壓器內儲存氣體，同時為了在故障時便于氣體迅速可靠地沖入氣體繼電器，保證氣體繼電器快速正確動作，所以要求沿氣體繼電器的方向，變壓器大蓋坡度應為1%―1.5%，這個坡度在變壓器出廠之前就已經設計好了，另一個是從油箱到油枕連接管的坡度為2%―4%的角度。

圖1瓦斯繼電器安裝位置圖（1-氣體繼電器；2-油枕）

圖2為QJ-80型氣體繼電器的內部結構圖：

圖2QJ-80型氣體繼電器結構圖

1-罩；2-頂針；3-氣塞；4-磁鐵；5-開口杯；6-重錘；7-探針；8-開口銷；9-彈簧；10-擋板；11-磁鐵；12-螺桿；13-干簧接點（重瓦斯）；14-調節桿；15-干簧接點（輕瓦斯）；16-套管；17-排氣口

（二）瓦斯保護動作過程

如圖3所示，正常工作時，繼電器開口杯中充滿了油，開口杯浸在油內，處于上浮位置，干簧觸點斷開。

輕瓦斯保護動作過程。輕瓦斯繼電器由開口杯、干簧接點等組成，作用于信號。當變壓器油箱內部發生輕微故障時，少量氣體將聚集在繼電器的頂部，使繼電器內的油面下降，開口杯露出油面，由于開口杯自身重量加上杯內的油重量所產生的力矩大于平衡錘產生的力矩，因此開口杯向下轉動，當固定在開口杯上的磁鐵隨開口杯下降到接近干簧觸點時，該觸點閉合發出輕瓦斯動作信號。輕瓦斯按氣體容積進行整定，整定范圍為250-300cm³，一般整定在250cm³。

重瓦斯保護動作過程。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧接點等組成，作用于跳閘。當油箱內部發生嚴重故障時，就會產生大量的氣體并伴隨著油流沖擊擋板，當油流速度達到繼電器的整定值時，擋板被沖到一定的位置，固定在擋板上的磁鐵就向干簧觸點靠近，使該觸點閉合，該觸點閉合動作于斷路器跳

正常情況

輕瓦斯

保護

重瓦斯

保護

嚴重漏油

圖3瓦斯保護動作原理圖

閘。重瓦斯按油流速度進行整定，整定范圍為0.6-1.5m/s，根據各個廠家的不同略有差異。

當變壓器出現嚴重漏油使油面降低時，首先上開口杯露出油面，發“輕瓦斯“信號；繼而下開口杯露出油面后，發“重瓦斯”動作信號并發出跳閘脈沖，以保護變壓器，這種情況比較少見，一般在輕瓦斯發信后就要立即檢查、分析、處理，等不到重瓦斯動作。

瓦斯保護二次原理接線圖如圖4所示，氣體繼電器KG的接點KG1為重瓦斯接點，動作于跳閘；接點KG2為輕瓦斯接點，動作于發信。當變壓器油箱內發生嚴重故障時，由于油流的不穩定可能造成干簧繼電器接點的抖動，此時為使斷路器可靠跳閘，節點KG1閉合后應經信號繼電器KS1啟動具有電流自保持線圈的出口中間繼電器KCO，其動合接點KCO1和KCO2閉合并由其電流自保持線圈保持閉合狀態，于是變壓器兩側斷路器的跳閘線圈Y1、Y2接通，即可靠跳開變壓器兩側斷路器QF1、QF2.兩側斷路器跳閘后由中間繼電器輔助觸點QF1、QF2來自動解除出口回路的自保持。此外，為防止變壓器換油或進行實驗時引起重瓦斯保護誤動作跳閘，可利用切換片XB將跳閘回路切換到信號回路。

圖4瓦斯保護二次原理接線圖（a）及直流二次回路展開圖（b）

三、變壓器瓦斯保護動作分析及處理

為了方便理解，對于變壓器瓦斯保護的動作原因做了如下的一個思維導圖。

圖5變壓器瓦斯保護動作原因圖

從圖中可以看出，輕瓦斯的動作原因分別是處理油時進入空氣，這里所指的處理油包括補油、濾油、換油，這個過程中如果進入空氣，將會使輕瓦斯動作于發信。油面下降，引起油面下降的主要有溫度驟變或者漏油等。或者油箱內部輕微故障產生少量氣體引起輕瓦斯動作，或者瓦斯繼電器二次接地或是絕緣損壞等，都有可能引起輕瓦斯動作。引起重瓦斯動作的主要原因是變壓器內部嚴重故障。比如相間短路、匝間短路、鐵心故障、嚴重過負荷以及內部出現的其他嚴重故障。

作為變電運行人員，在發變壓器輕瓦斯動作以后應立即向調度或上級部門匯報，并且復歸信號。然后進行現場檢查，檢查變壓器溫度、油位、聲音、電流、負荷等的變化，判斷內部是否有輕微故障。如果是變壓器油位過低引起，則通過補油等措施恢復正常油位。檢查變壓器本體及強迫油循環冷卻系統是否漏油。如有漏油，可能有空氣浸入，應消除漏油。當出現信號的同時發現變壓器電流不正常，應停用該變壓器。若積氣，通過有色譜在線分析系統能快速查出故障原因，若是沒有有色譜在線分析系統，應立即抓緊時間記錄氣體量，并取氣進行油色譜分析，根據分析情況來判斷故障。若是沒有積氣，則考慮直流系統接地以及二次回路故障造成誤報警。此時，應將重瓦斯保護由跳閘改投信號，并由繼電保護人員檢查處理，正常后再將重瓦斯保護投跳閘位置。一定要注意監視變壓器的負荷變化，發現問題及時與調度聯系，隨時做好停主變的準備。

在沒有有色譜在線監測系統的情況下，發現有氣體聚集需要取氣時，一般將專用玻璃瓶倒置，使瓶口靠近瓦斯繼電器的放氣閥來收集氣體。如果收集到的氣體無色無味，且不能點燃，說明瓦斯繼電器動作是油內排出空氣所致。如果收集到的氣體為黃色，且不易點燃，說明變壓器的木質部分出現了故障；如果所收集的氣體為淡黃色并帶強烈臭味，又可燃燒，則表明是紙質部分故障；如果氣體為灰色或黑色易燃氣體，則為絕緣油故障。 判別氣體是否可燃時，對室外變壓器可直接打開瓦斯繼電器的放氣閥，點燃從放氣閥排出的氣體，若為可燃氣體，沿氣流方向將看到明亮的火焰。試驗時應注意，為了確保安全，在油開始外溢前必須及時關閉放氣閥。 從室內變壓器收集的氣體，應置于安全地點進行點燃試驗。判別氣體有顏色時動作必須迅速，否則顏色很快就會消失，從而得不到正確結果。

若是重瓦斯動作，首先要檢查外殼有無變形，焊縫是否開裂、防爆管是否破裂噴油，油位、油溫、油色有無變化，若是有氣體，也要收集瓦斯繼電器內的氣體并做色譜分析，如無氣體，應檢查二次回路各瓦斯繼電器的接線柱及引線絕緣是否良好；如果經檢查未發現任何異常，而確系因二次回路故障引起誤動作時，可在差動、過流保護投入的情況下將重瓦斯保護退出，試送變壓器并加強監視；切記,重瓦斯保護的動作原因沒有查清前，不得合閘送電!

四、變壓器瓦斯保護誤動防范措施

變壓器瓦斯保護靈敏度高、安裝接線簡單、動作迅速，但是抗外界干擾能力較差，因此為了提高瓦斯保護動作可靠性，提出如下防范措施。

1.氣體繼電器的安裝。新氣體繼電器安裝前，應檢查有無檢驗合格證明，口徑、流速是否正確，內外部件有無損壞，最后檢查浮筒、檔板、信號和跳閘接點的動作是否可靠，并關好放氣閥門。氣體繼電器應水平安裝，頂蓋上箭頭應指向油枕，為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時應使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平面具有1%―1.5%的升高坡度，通往繼電器的連接管具有2%―4%的升高坡度。

2.保護接線。進行保護接線時，應防止接錯或短路，避免帶電操作。

3.繼電器應具備防振、防雨和防潮功能。為防止瓦斯繼電器因漏水而短路，應在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施，瓦斯繼電器引出線應采用防油線。

4.反復排除變壓器本體內的氣體。變壓器瓦斯繼電器安裝好以后，要反復排除變壓器本體內的氣體，以防瓦斯保護誤動作。

5.嚴禁頻繁啟停潛油泵。這里主要針對檢修人員在查找水冷系統故障或恢復運行過程中，嚴禁頻繁啟停潛油泵。

6.根據需要調整保護方式。繼電器應根據不同的運行、檢修方式及時調整繼電器的保護方式，并盡快恢復。這里主要指的是，a進行注油和濾油時；b進行呼吸器暢通工作或更換硅膠時；c除采油樣和氣體繼電器上部放氣閥放氣外，在其他所有地方打開放氣、放油和進油閥門時；d開、閉氣體繼電器連接管上的閥門時；e在瓦斯保護及其二次回路上進行工作時，在上述工作完畢后，經1h試運行后，方可將重瓦斯投入跳閘。

7.地震引起重瓦斯動作停運的變壓器，在投運前應對變壓器及瓦斯保護進行檢查試驗，確認無異常后方可投入。

8.氣體繼電器發信或動作跳閘時，應進行相應電氣試驗，并取氣樣進行必要的分析，綜合判斷變壓器故障性質，決定是否投運。

五、結語

變壓器瓦斯保護作為變壓器主保護之一，肩負著變壓器乃至電網安全穩定運行的重任。掌握變壓器瓦斯保護的工作原理，熟悉瓦斯保護動作的原因以及處理方法，了解變壓器瓦斯保護誤動的防范措施，對于變電運行人員來說，將能輕松應對設備運行過程中出現的各種問題，確保電網安全穩定運行。

參考文獻

【1】曾賢．主變壓器重瓦斯保護動作原因分析及處理.電力安全技術.2007

【2】王飛.淺談變壓器瓦斯保護.內蒙古科技與經濟.2008

【3】賀家李，李永麗，董新洲，李斌.電力系統繼電保護原理（第四版）. 中國電力出版社2010.08

第5篇：繼電器的保護原理范文

摘 要 文章介紹了低壓電器柜元件的設計原理，并分別對低壓斷路器，接觸器，繼電器和熔斷器設計原理結構進行分析。

關鍵詞 低壓電器柜 工作原理 設計

一、低壓斷路器

低壓斷路器通常又被稱為自動空氣開關，這是一種工作時需要有電參與的源操作的開關設備，它在低壓配電的斷路過程中使用非常廣泛，通常是在不經常操作的低壓配電設施當中可認為是電源開關，并有較為完善的滅弧裝置，既可以有手動開關作用，又可以自動的進行對失壓、欠壓、斷相、過載和短路等故障時電器的保護。斷路器不僅可以導通和斷開正常負載的電流和過載的電流，而且可以導通和斷開短路電流。斷路器可來分配電能，對于不頻繁啟動異步電機，為了達到可以保護電動機以及電源等設備，當它們發生非常嚴重的過載故障、短路故障以及欠電壓故障等情況時，可以自動切斷所能電路，以實現對整個運行線路的保護，將損失減少到最低限度。

低壓斷路器所擁有的種類非常多，按照其不同作用可分為按性能分有配電保護斷路器、電動機保護斷路器、家庭用電和類似家庭用電斷路器以及發生漏點故障時及時保護的斷路器；若按不同的性能劃分可分為一般式、多功能式、高性能、智能型和可通信智能型等類型；若按滅弧時所用介質劃分，有空氣式和真空式。

（一）塑料外殼型低壓斷路器。作為低壓配電開關柜中應用非常普遍的一種控制元件，塑料外殼型低壓斷路器可作為配電線路、電動機、照明電路及電熱器等設備的電源控制及開關保護，其基本結構是由觸頭和滅弧系統、操作部分、各種脫扣元件、附件等多個基本結構組成。

（二）低壓斷路器的主要用途：具有限流分段功能；可以進行電路保護；對于過載情況可延時保護；具有一定的隔離能力。

二、接觸器

接觸器是一種可以自動控制的電器，可用于一般的低壓配置系統中，通常用來在距離較遠線路中控制電氣設備，經常用于操作交直流主回路當中，通常在大容量電路中、交流或者直流電動機的自動控制當中應用也較為廣泛。

接觸器如果按照其滅弧能力分類，可分為真空式、油浸式和電氣電磁式等；若按照觸頭控制而形成的電流種類進行分類可分為交流式、直流式、機械連鎖式、切換電容式等。

（一）接觸器的基本結構

a、電磁機構：線圈、動鐵芯（即銜鐵）和靜鐵芯，而且二者均采用均采用硅鋼片的結構；b、觸頭結構：主觸頭、輔助觸頭（主觸頭主要用于通斷電路，輔助觸頭用于控制電路），均與動鐵芯聯動；c、滅弧結構；d、釋放彈簧系統；e、接線端子；f、絕緣外殼及基座等。

其中，容量處于中小型的接觸器通選取用直動式電磁系統，主觸頭與輔助觸頭一般選取雙斷點橋式結構；若是大容量系統，選用繞棱角轉動結構，主觸頭選用單斷點式。交流接觸器一般選取多縱縫滅弧；直流接觸器一般選取磁吹式滅弧。

（二）交流式接觸器及其原理

其工作原理是利用電磁來控制電路，從而使銜鐵動作，帶動觸頭的轉換。當線圈沒有電時，由于彈簧的作用力使得銜鐵和主觸頭處于斷開狀態；當線圈有電時，彈簧克服彈力使得銜鐵與主觸頭接觸，電路處于閉合狀態，與此同時，輔助觸頭也跟隨動作。

三、繼電器

繼電器是一種可以進行自動控制以及邏輯轉換的一種元件，在電氣領域中，凡是涉及到邏輯控制的場所，均要使用繼電器。因此，繼電器有非常多的種類，在使用過程中需進行選擇。

繼電器是一種通過對輸入量改變的感知（無論是電量變化還是非電量變化），相對應的改變輸出量，輸出量通過控制觸頭來轉換邏輯。繼電器的邏輯特性非常強，在實現邏輯轉換的過程中，“通”、“斷”分別用“0”、“1”。

繼電器的分類：

如果依信號分類，可將繼電器分為直流、交流、電壓、電流、時間、溫度、脈沖、壓力、中間繼電器等等；如果依照產品的類型可分為固體式、靜態式、接觸式繼電器等；如果依靠接觸頭的功率可分為高度靈敏繼電器、靈敏繼電器、通用型繼電器；如果按輸出頭容量可分為節能型、微功率型、弱功率型、小功率型、中功率型、大功率型繼電器等。在這些分類中，電磁式繼電器應用較為普遍。

電磁式繼電器是一種可以控制信號的繼電器，同樣也有交、直流不同類型，種類也非常多。它的基本原理與結構和接觸器基本原理與結構類似，唯一不同之處在于由于繼電器每個觸頭容許的電流量較小，所以觸頭數量很多，而且沒有特定的滅弧裝置，體積不大，動作反應快，因此只能用于邏輯轉換。工業中若需要在線路中間轉換信號或者進行小型功率的輸送，通常采用小型電磁繼電器。

四、熔斷器

熔斷器用于短路保護，它的工作原理是由于熱效應原理。通常串聯于電路當中，若發生短路故障或線路中突然出現過大電流超過其最大值時，它將迅速自身產生熱量融化自身熔體，從而斷開電路，起到保護作用。斷路器根據使用電壓可分為高壓斷路器和低壓斷路器；根據結構可分為敞開式、半封閉式、管式和噴射式熔斷器。

熔斷器串聯于被保護的電路當中，當電路發生短路或嚴重過流時，電流超過規定值一段時間后，以它本身產生的熱量使融化體融化而快速分斷電路，從而保護電路。在熔斷器工作時，需要與其他的保護電氣開關相互配合，短路電流在其一定范圍內可滿足保護要求。

第6篇：繼電器的保護原理范文

Abstract： Relay is a kind of electrical equipment controling and changeing the controlled variable according to the corresponding input and output variable. There are some related problems in relay-application， and these problems involve application of related components and principle of relay.

關鍵詞： 繼電器；電氣工程；自動化；低壓電器

Key words： relay；electrical engineering；automation；low-voltage apparatus

中圖分類號：TM58 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）13-0038-02

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作者簡介：張唯一（1982-），男，北京人，助工，研究方向為電氣工程，以自動化為主。

0 引言

繼電器是一種進行電路控制的器件，能夠在電路上起到保護、轉換等作用。繼電器包括有線圈和觸點兩個組成部分。繼電器能夠做好輸入與輸出回路之間的互動作用，是一種以小的電流控制大的電流的安全開關。繼電器運用的范圍十分的廣泛，包括各種器件遙控、測控、電器工程以及自動化等各種電子設備中。繼電器作為一種控制元件，在具體的運用中主要包括了幾個方面的內容：放大控制；綜合相關的信號；組成自動化程序。繼電器的分類也十分廣泛，按照不同的分類標準，繼電器有電磁、固體、溫度以及微型、小型、超小型等各種類型。

電氣工程是現今高科技領域中的主要學科之一，電氣工程的發展水平往往決定了一個地區以及甚至一個國家的發展狀況，電氣工程在如今已經涵蓋了包括所有跟電子、光子有聯系的工程，具有十分廣泛的社會、經濟等研究價值。而自動化則是指的相關的生產、管理過程在少量人的控制下，能夠實現自動化的檢測、分析、操縱等過程，自動化技術廣泛地被運用于軍事、農業、工業等各個領域。低壓電器在電器工程和自動化中是一種負責相關電路控制、保護的一種電器，有著十分重要的作用。繼電器相關的工作原理被不斷的運用到其中，從而更好的促進相關元件的運作，保障設備運作的安全性與高效性同時進行。

1 繼電器的組成部分、分類以及作用

1.1 繼電器的組成部分 一般的繼電器主要由線圈以及觸點兩個部分組成，在不同類型的繼電器中會加上不同的相關器件來保證相關電路工作的順利進行。繼電器的電路符號主要由一個長方形以及一組觸點符號來表示。在繼電器的線圈增多時，就增多相應的長方形，并且要在長方形內部或者旁邊標上相應的字符：“J”。觸點在跟線圈相組合之時，可以直觀的畫在長方形的一側，也可以將觸點具體的畫到相關的控制電路中，并且根據繼電器的不同類型要標為不同的符號，這些符號包括有：H型、D型以及Z型。H型是一種動合型的觸點，在通電之后觸點閉合；D型是一種動閉型的觸點，在通電之后觸點斷開；Z型是一種轉換型的觸點，分布又包含了一個靜觸點以及兩個靜觸點共三個觸點，能夠在通電之后達到轉化的作用。

1.2 繼電器的分類 繼電器按照不同的方式可以有多種的分類，這些分類方式包括了按照繼電器的工作原理分類，按照其外形、負載、防護類別、動作原理原理分類等等。具體來說，工作原理分類的繼電器有電磁類型的繼電器、固體類型的繼電器、溫度類型的繼電器、舌簧類型的繼電器、時間類型的繼電器、高頻類型的繼電器、極化類型的繼電器以及其他類型的繼電器。而微型、超小型以及小型則是按照繼電器的尺寸來分類的。繼電器的功率不同也具有了不同的分類別：微功率、弱功率、中功率以及大功率的繼電器。繼電器的種類類別很多，但都是在運用相關的原理上來進行相應的運用的。

1.3 繼電器的作用 繼電器是一種起到安全控制的開關元件，繼電器通過相關的感應機構來反映相關的輸入變量，并且對相關的電路實行具體的通斷控制，驅動部分也是繼電器進行相關工作的一個重要樞紐部分。在繼電器的相關作用中，主要可以分為以下幾個類別：控制多路電路；擴大控制能力；綜合控制信號；以及實現電路的自動化運行。

2 繼電器在電器工程及其自動化低壓電器中的應用

2.1 繼電器測試

2.1.1 觸點測試法 觸點是繼電器中的一個重要組成部分，其功能的穩定對電路控制起到了一個非常關鍵的作用。在測試觸點時，用萬能表來測量相關的開關和電阻，其電阻值應該為0，而觸點和動點的阻值應為無窮大。通過這種測試，可以判斷出常閉開關以及常開開關。

2.1.2 線圈測試法 線圈主要是要測定其繼電器的線圈阻值，一般采用萬能表的10倍的歐姆檔來判斷相應的線圈是否是完好的，有無開路現象。

2.1.3 吸合電壓及電流測試法 在對相關的吸合電壓及電流進行相關的測試時，需要用到一個穩壓電源和一個電流表，給繼電器輸入相應的電壓，通過串入電流表進行相關的監測。之后漸漸調高電源的電壓，通過聽覺判斷繼電器的吸合聲，記錄下具體的吸合電壓以及電流的數值。通過多次測驗求平均值可以提高測試的準確性。

2.1.4 釋放電壓及電流測試法 測試釋放電壓及電流與測試吸合電壓及電流方法基本一樣，電路連接相同，只是在具體的操作過程中，是要漸漸調高電源的電壓，通過聲音判斷釋放的聲音，記下相關的電壓以及電流數值，完成相關的測試。

2.2 繼電器在電氣工程中的運用 繼電器在電氣工程中具有廣泛的運用，能夠幫助電氣工程低壓電器更好的實現電路運作過程。半導體繼電器以及固態繼電器的相關器件一樣，固態的器件是一種可控硅器件。當線圈中通過了特定的電壓之后，產生了相關的電磁效應，相關的銜鐵會由于相關的彈簧拉力而回到鐵芯，使得相關的動觸點和靜觸點相互吸合。在斷電之后，電磁之間的作用消失，銜鐵回到最初的位置，動觸點和靜觸點吸回。在這種吸回和釋放的作用下，達到了對相關電路中電流的開和閉的作用。這種控制作用，在電器工程的相關低壓電器中運用得尤為廣泛。由于電氣工程是一門十分雜揉、綜合了各個門類的學科，這其中就包括了相關的電路技術原理、模擬電子的技術、微機的運用和原理、信號系統等等與電氣相關的技術領域，電氣是影響到人類社會現代化文明程度的一個重要方面，電氣工程技術的不斷完善是一種時代的要求，也是技術發展帶動的結果。繼電器在電氣工程中運用的不斷完善，能夠不斷促進電氣工程的相關產業的發展，推動技術變革。

2.3 繼電器在自動化中的運用 自動化提高了人類的生產、生活效率，實現了人類改造和創造世界的能力。自動化具有廣泛的發展前景，自動化的相關設備和裝置的出現改善了人類從事相關勞動的過程和方式。自動化中的低壓電器能夠根據相關的信號和要求實現開合電路的目的，從而提高自動化的整個運轉效率。低壓電器按照工作電壓的高低可以進行不同的劃分。一般以交流1200V、直流1500V為標準，可以分為高壓和低壓控制電器兩大類。在我國，自動化的低壓電器出現了很大的發展契機，國內不斷推出了幾代產品，中國的低壓電器從單純裝配、模仿到自主研發，經歷了很大的改變，并且創造了巨大的經濟效益。不斷改變了我國低壓電器生產的相關企業規模小、效率低等的現狀，新一代的產品在不斷更改著我國繼電器在自動化低壓電器中的運用和發展。

3 總結

繼電器具有相關的輸入、輸出以及中間的樞紐部分，在實現相關的控制目的時需要用到相關的工作原理和結構組成部分。繼電器在相關的電路工作中具有控制電路和保護電路元件的作用，通過對繼電器的相關工作原理以及在電氣工程以及自動化中的運用過程的探討，能夠更好的了解繼電器的實際運用過程，從而改進相關的技術。

參考文獻：

[1]彭波，陳俊武，周志成，袁小嫻.基于無線傳輸的不良絕緣子檢測系統研究[J].高壓電器，2007，（04）.

第7篇：繼電器的保護原理范文

關鍵詞：WMZ-41B型母差保護；失靈開入回路；動作功率

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0018-01

一、引言

失靈保護是防止因斷路器拒動而擴大事故的一項有效措施，當斷路器拒動時，失靈回路啟動母線保護將該斷路器所在母線上所有斷路器跳開。西寧電網330kV系統出現了一次交流電壓竄入直流系統，WMZ-41B母差失靈開入重動繼電器反復動作，造成母差誤動出口的重大事故。經事故后檢查，發現該型母差保護失靈開入回路存在一定的缺陷，專業人員通過理論分析、繼電器性能試驗，最終提出了可行性改造方案及建議。

二、存在的問題及改造的關鍵

（一）設備改造的必要性

2007年，WMZ-41B母差保護因失靈回路造成了一次誤動。事故后檢查發現該WMZ-41B母差保護裝置，其主機失靈開入啟動元件為繼電器，從機失靈開入啟動元件為相同特性的光隔，失靈重動繼電器的返回時間大于10ms（失靈開入的確認時間為10ms）。因此，在交流電壓作用下，失靈開入重動繼電器反復動作，失靈保護誤動出口。暴露出現運行的WMZ-41B母差保護抗干擾性能不完善，存在如下問題：

1）重動繼電器動作功率較低，僅為0.4W左右，不滿足反措5W的要求，抗干擾性能較差；

2）失靈開入確認延時較短，不能躲過失靈重動繼電器的返回時間，失靈保護抗干擾措施不完善，抗干擾延時未能起到應有的作用，無法躲過短時干擾。

（二）設備改造的關鍵點

針對WMZ-41B保護裝置失靈回路存在的問題，應從以下關鍵點改造：

1）加大失靈開入重動繼電器的動作功率，由目前的0.4W提高到5W，滿足反措規定的失靈開入繼電器動作功率大于5W的要求；

2）將失靈開入確認延時由目前的10 ms延長至30-50 ms，以加強失靈保護的抗干擾能力。

具體改造方法是將原有的失靈開入啟動元件（包含繼電器和光隔）由外加的大功率繼電器代替，并將失靈開入的防抖動時間適當延長。

三、繼電器性能分析

從上述可知改造的關鍵是失靈開入繼電器的功率大小及確認延時是否滿足要求，為保證改造后回路的可靠性，對擬替代原繼電器的兩只大功率繼電器（型號：EDP01-RD1）進行了全面的測試及仿真計算驗證。

整組時間測試數據分析：當失靈出口延時T1整定為10ms時，軟件中包含了10ms的防抖時間；當T1整定為20ms時，防抖時間并不是固有的10ms；當T1整定為短延時（10～20ms）情況下，有防抖時間；當T1整定為長延時（大于30ms）情況下，無防抖時間；當T1整定值大于100ms時，測得的T2值等于T1時間減去出口繼電器動作時間。

（三）內部接線原理

由EDP01-RD1型重動繼電器的原理圖（見圖一）可以看出：

1）該型號繼電器內部回路串有二極管，所以繼電器動作具有方向性，保證了只在正方向下的可靠導通。在加入50Hz交流電壓時，可靠不動作，它對防止交流竄入直流回路后造成繼電器誤動是十分有效的。

2）該繼電器在沒動作狀態下，常閉節點接通R6支路，由于其回路阻值較小，當出現直流接地時可以通過R6電阻構成的回路快速充放電，繼電器對于回路絕緣下降有較好的防誤動功能。

（四）仿真計算驗證

測試后對繼電器進行了仿真計算驗證：當開入回路金屬性接地時，失靈保護的開入繼電器不會誤動；當直流電壓在242V運行時正極絕緣下降至96V即負極對地上升至146V，此時開入回路金屬性接地，失靈保護的開入繼電器處于動作邊界。

（五）測試結論

通過測試、仿真計算驗證、內部原理分析：該EDP01-RD1型重動繼電器的動作功率大于5W，滿足反措規定的失靈開入繼電器動作功率大于5W的要求；具有較好的防止因交流竄入直流回路、回路絕緣下降造成誤動的功能；這種大功率繼電器與光隔或快速中間繼電器相比，能夠滿足回路改造的要求。

四、改造方案

確定了替代原繼電器的大功率繼電器后，對失靈開入回路接線進行了設計：

原WMZ-41B母差保護的失靈啟動是雙接點開入（見圖二），將兩對外部失靈開入接點分別接入其支路的輸入端，并將失靈開入回路串接大功率重動繼電器，然后利用大功率重動繼電器接點啟動裝置內部的失靈開入繼電器，延用原有的邏輯回路實現出口跳閘。（見圖三）

該方案在增加大功率繼電器基礎上，仍利用原有裝置內部的繼電器失靈開入板，裝置內部回路改動較少，原失靈開入板的接入，增加了一個防誤動環節，設備運行更為可靠，但也相應增加了失靈開入繼電器的動作時間，增加了失靈出口拒動的幾率。

五、結束語

裝置改造后，在今后的運行中還應：

1）加強版本升級的管理工作

版本升級要有相關管理部門的正式文件或通知，通知中應詳細說明程序升級的原因和必要性；版本升級應做好實施備案工作，記錄好原有程序與升級后程序的具體區別；為了防止程序升級的隨意性，廠家應對升級后的程序在版本顯示上加以區別。

2）加強版本升級檢測， 完善版本升級的確認

版本升級后的新程序在投入使用前一定要經過相關部門的嚴格測試，特別是對改動的部分要嚴格把關，對測試結果應有專人確認。

第8篇：繼電器的保護原理范文

窗體頂端

【Abstract】Traction transformer Buchholz relay is also known as gas relay， it is a kind of gas relay. The Buchholz relay arranged on the traction transformer of type HXD1D locomotive is installed in the cooling circulation system of the traction transformer， and it is located on the connecting line of the traction transformer to the oil conservator. During the operation， there appeared the problem of Buchholz relay warning. Through the analysis of the structure and alarm principle of Buchholz relay， and combined with the actual situation of the scene， the preliminary demonstration of the cause of the alarm and the feasibility of the solution are obtained.

【關鍵詞】HXD1D；布赫繼電器；報警；原因分析；措施

【Keywords】HXD1D； Buchholz relay； alarm； cause analysis； measures

【中圖分類號】U264.36；U269.6 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0053-02

1 引言

HXD1D型電力機車由中車株洲電力機車有限公司研發制造，2014年6月份開始在我段逐步配屬HXD1D型電力機車，至目前共計配屬HXD1D電力機車共計72臺，在三年多的運用檢修中，布赫繼電器報警時有發生，影響了機車運用率和鐵路運行秩序。本文介紹了HXD1D機車布赫繼電器結構、報警原理，并對報警原因進行了論證分析，同時提出了改進措施和建議。

2 我段HXD1D型機車布赫繼電器動作發生情況

梳理2016年1月至2107年2月我段配屬的HXD1D型電力機車布赫繼電器的碎修故障預報，共涉及9臺車，12件次預報，其中警告預報4件次，報警預報8件次。通過梳理12件次故障預報的各類數據，根據機車運行時間、LKJ及6A視頻，分析發現其中5件預報為HXD1D型機車在外段庫內時，人為試驗所致。其余的7件故障預報為布赫繼電器動作導致警告或報警，均更換了布赫繼電器或牽引變壓器后良好。

3 布赫繼電器的構造及作用原理

3.1 布赫繼電器的構造

在通常工作狀態下，布赫繼電器內部充滿了絕緣油，由于浮力的作用，浮子處在最高位置。布赫繼電器對HXD1D型機車牽引變壓器內部絕緣油的流失、內部繞組絕緣擊穿、鐵芯和繞組發熱和放電等故障產生的氣體及牽引變壓器內部瞬時故障產生的過高涌流都能做出及時反應，以警告或報警的方式予以提醒。

3.2 布赫繼電器工作原理

①氣體積累導致布赫繼電器動作。主要原因是懇變壓器內部有不明氣體，氣體可能是空氣，也可能由于牽引變壓器內部故障產生的氣體（如乙炔等烴類氣體）。由于絕緣油中的氣體上升，擠壓絕緣油，造成絕緣油上浮子的運動，啟動警告開關。②牽引變壓器滲漏造成絕緣油流失導致布赫繼電器動作。牽引變壓器內絕緣油發生流失，絕緣油水平面持續下降，通過浮子的運動，帶動開關元件，發出報警信號，機車跳主斷保護。③壓力波流沖擊導致布赫繼電器動作。當牽引變壓器內部發生瞬時或突發性故障（如電弧發電）時，由于巨大的能量使附近大量的絕緣油裂解，瞬時產生大量的氣體，來不及溶解與擴散，產生了向儲油柜方向運動的壓力波流，觸發開關動作，直接報警。

3.3 布赫繼電器動作原理

布赫繼電器警告、報警觸點電路原理圖（見圖1）

布赫繼電器有兩對報警觸點：①警告（WARNING）：DXM35輸入信號E37-01無布赫繼電器警告（低電平報警）；②報警（ALARM）：DXM35輸入信號E37-02無布赫繼電器報警（低電平報警）。

當布赫繼電器持續動作，布赫繼電器下浮子隨著絕緣油液面的下降也慢慢下降，此時機車會持續布赫繼電器警告。當絕緣油液面下降到布赫繼電器報警整定值位置時，與下浮子相連的永久磁鐵立即使兩組干簧管觸點斷開，即12-13常閉觸點斷開，8-9常閉觸點斷開。由于布赫繼電器的12-13常閉觸點串接于主斷硬件回路，一旦布赫繼電器持續動作，且達到報警時，主斷硬件回路斷開。在12-13常閉觸點斷開的同時，8-9常閉觸點也斷開，送往DXM35的高電平變為低電平信號，該低電平信號通過DXM35向機車CCU發出布赫繼電器報警提示，同時微機屏顯示相關報警信息，延時2秒后，機車跳主斷保護，如果布赫繼電器報警出現2次，主斷將被鎖定。

4 布赫繼電器故障動作原因分析

4.1 機車牽引變壓器內部發生瞬時或突發性故障

由于故障產生的巨大能量使得附近大量的油裂解，產生大量的氣體，來不及溶解與擴散，涌入機車布赫繼電器內，超過擋板流速整定值而報警。

4.2 布赫繼電器內部有非故障特征組分的自由氣體

這些自由氣體主要是氮氣、氧氣、氫氣、少量烴類等氣體，原因為牽引變壓器長時間做功，絕緣油中含氣量達到飽和狀態，因油溫升高，受熱分解或壓力的改變而釋放氣體進入布赫繼電器的頂部，迫使布赫繼電器內部油位下降，使得布赫繼電器動作。

4.3 牽引變壓器某處漏氣形成負壓

該負壓由油流流動時所產生，使其存在一定壓力差。可能是冷卻系統密封不嚴造成牽引變壓器內部進入空氣，也可能是潛油泵密封不良進入空氣，空氣在牽引變壓器內部長時間循環后，最終聚集在布赫繼電器內部，引起布赫繼電器動作。

4.4 HXD1D型機車潛油泵本身故障或缺陷

如潛油泵長時間缺相運行、接線不當導致潛油泵反轉或燒損都會產生可燃性氣體，造成布赫繼電器動作。

4.5 牽引變壓器及布赫繼電器本身振動較大

主要原因是機車，速度控制不當產生過度沖擊；導致絕緣油內部壓力波流過大，流量激增，使得布赫繼電器產生流量報警誤動作。

5 相關措施及進一步建議

5.1 防止空氣進入牽引變油箱內

HXD1D型機車牽引變壓器真空濾油、注油、檢修或更換相關部件時，應防止大量空氣進入牽引變壓器油箱內。在相關工作結束后，進行高壓試驗，循環油泵后對布赫繼電器進行排氣，盡量將剩余空氣全部排盡。

5.2 保證布赫繼電器質量良好

HXD1D型機車C4、C5修時，結合牽引變壓器真空濾油的契機，將布赫繼電器下車進行校驗，避免由于布赫繼電器本身質量問題產生警告、報警誤動作。

5.3 平穩操縱機車

乘務員操縱機車時，盡可能減少列發生較大的慣性沖擊，防止布赫繼電器因振動較大產生報警誤動作。

5.4 加強牽引變相關部件檢查

結合機車出入庫及修程，重點檢查絕緣油的油位是否符合標準，檢查牽引變壓器的冷卻循環系統及合口是否有漏、滲痕跡、潛油泵的對地絕緣及密封是否良好等。

5.5 做好布赫繼電器的排氣工作

進入修程，重點做好HXD1D型機車布赫繼電器的排氣工作，特別是機車高壓試驗后也應落實排氣作業。

5.6 建議對氣體成分進行分析

建議添加設備對布赫繼電器的氣體也進行色譜分析，通過氣體含量與絕緣油中的實測值進行比較，能更好地確定牽引變壓器內部是否存在故障。

第9篇：繼電器的保護原理范文

【關鍵詞】熱繼電器；低壓無功補償；安裝應用；節能效益

隨著科技的進步，智能化機器相對較多。人們的用電量逐步曾大。6/0.4kV變壓器已經滿足不了人們的供電需求。為了解決供電的緊張問題。除了在各地擴大電廠的規模或者多建設電廠以外。采用低壓無功補償裝置也是一條良好的應用途徑。低壓無功補償裝置是提高供電電網功率的一定因數，減少各種供電、配電設備及輸電線路的有功電能損耗的功率的有效節能措施。它是一種高效節能的有效節能設備。它能改善供電緊張狀態并且能改善電能質量，降低用戶的電費支出。

1.對熱繼電器工作原理以及結構的了解

要熟知熱繼電器在低壓無功補償中的應用就要熟知熱繼電器的工作原理。熱繼電器是用于電動機或其它電氣設備、電氣線路的過載保護的保護電器。電動機在實際運行中，如拖動生產機械進行工作過程中，若機械出現不正常的情況或電路異常使電動機遇到過載，則電動機轉速下降、繞組中的電流將增大，使電動機的繞組溫度升高；若過載電流不大且過載的時間較短，電動機繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。所以，這種過載是電動機不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應原理，在出現電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。有了對熱繼電器的更好了解就能夠更好的掌握熱繼電器在武功補償中的安裝以及各方面的資料掌握。當電機過載時候，熱繼電器保護是直接斷開接觸器與電機間的線路還是通過熱繼電器上的常開或者常閉觸點通知控制元件斷開接觸器呢？通過原理我們可以知道，是用熱繼電器上的常閉觸點控制接觸器的線包，串聯在控制電路中的接觸器線圈中。

2.熱繼電器的選擇

繼電器是產生熱量的一個發熱元件。應該串聯接入電動機的電路中。由于熱繼電器中發熱元件有一種發熱的慣性，在電路中不能做一時的過量保護。這樣，熱繼電器便能直接的表達出某個電動機的過載電流，從而有效的采取控制。熱繼電器在低壓無功補償中怎么應用呢。繼電器主要是保護電動機電流超載，為了保護好電動機不要超負荷，首先要再選擇熱繼電器之前進行熟悉電動機的性能。例如：電動機的型號，特性、絕緣材料、允許的溫度等等。電動機在什么環境中工作、用電量有多大、允許超過的負載量是多少等等，根據所了解到的信息進行類型的選擇，根據繼電器的結構來講有兩種即二積式和三極式，如果接線時不帶中線，那么這兩種都可以應用，如果接線時帶中線并且是星線接法那么一定要采用三極式。對于熱繼電器的額定電流應大于電動機額定電流。 有了對電動機的認識和了解，就可以很好的選擇繼電器的電流，它來自于繼電器的型號。熱繼電器在使用之前也要進一步的檢查、調整來確保他自身的準確性；保證熱繼電器的整定電流與將要被保護的電動機的額定電流的相互符合度。在熱繼電器被接入并且正確使用前，必須要按照電動機的額定電流來調節來滿足使用的需要。尤其是周圍的場合和活動環境。例如：一臺電動機15KW、330V.額定電流20.0A。可以使用的XXX18—20型號的熱繼電器。它的整定電流為16—20—24A。如果先把它整定在20A，就會發現電動機的溫度不會上升，那么就可以整合到24A，然后在進一步觀察。如果在20A的時候，電動機溫度有明顯的升高，而電動機卻升高后運動。此時就可以改為16A在進行觀察，達到最到最佳狀態。

3.熱繼電器在無功補償裝置中安裝

要安裝熱點器之前應熟悉它要安裝在什么樣環境的裝置下。當熱繼電器與其它電器裝在一起時。為了不受受其它電器發熱的影響，應裝在遠離其他電器約50mm，并且在電器下。并且在安裝之前熟悉說明書的內容，嚴格按照說明說得內容操作。以確保熱繼電器在使用時產生良好的效果。在連接導線方面。熱繼電器本身起導熱作用。如果要連接得導線線太細，那么連接線所產生的熱會傳到雙金屬片， 連接的發熱體還要到處散熱，它會把熱量通過剛剛連入的比較細也就是說橫截面積比較小的導線散播出去。這樣就會縮短了熱繼電器與無功補償設置相互作用的時間。與之相反，如果采用的連接導線較粗即材料本身的橫截面積大一一些，則會延長熱繼電器的與無功補償裝置作用的時間。所以連接導線截面也不能太粗，如果可以盡量采用它所要求的橫截面積的材料。

4.低壓無功補償裝置和繼電器應用后的節能效益

加入低壓無功補償裝置后，為用電負載提供了近無功功率。節約了用電量，無功補償裝置這時就能提供負載所需要交換的無功功率，這時，電網的功率因數得到提高，至此就提高了供電能力。也就進一步滿足了許多的供電需求。與此同時也就降低了變壓器及線路的損耗。在有熱繼電器的同時在加入該裝置對于住戶來講此無功補償裝置會減少電費開支。提高了無功系數。據科技統計計算確定補償電容器的容量比較數據化也就是說它是有一定的科學依據的，如果選擇補償容量大，那么浪費的就少，那么我們所要補償裝置的目的就沒有明確，所以補償裝置的具體方案要十分明確。安裝無功補償裝置不僅給企業帶來了一定的經濟效益和社會效益，也給廣大的老百姓帶來了經濟實惠。它是值得應用和接納的的一種節能裝置。

5.低壓無功補償裝置的控制與注意事項

無功補償裝置的實用性與實效性已經得到了廣大用戶的認可。很多地方包括工廠、企業以及個人都已經陸續安裝了不同種類的無功補償設置。針對于安裝在0.4KV的補償裝置要特別的注意，因為他所涉及的方面比較廣泛，補償點比較多，所以比較專業化的管理技術相對而言比較差，沒有那么多更專業的技術針對性的指導，所以在他得使用上要特別注意，例如：它的使用壽命、它所運行的準確性、安全性、使用設備的科技性等等都相對專業的來講不是很技術化。那么在選定這種裝置時就要明確自己所要安裝的環境和主要目的，否則買回來就會成為無用武之地。例如：河南某一個變壓器廠引進了一種低壓無功補償設備，但是安裝上，不但沒有達到預期的效果，反而使熱繼電器等一系列設備不能正常工作，打開開關就引起線路跳閘，無奈之際只好把該設備拆除才能正常的工作。此類現象很地方都有出現，所以在安裝前要仔細了解所需要的設備。在熱繼電器和無功設備的鏈接使用中，選擇了良好的無功補償裝置后在加上選擇正確的繼電器后，調節控制開關，達到雙管齊下的作用，會更進一步節省電費的開支。無論是安裝熱繼電器還是無功補償設備都需要詳細的瀏覽說明書。使熱繼電器的特電動機的過載特性之下，防止熱繼電器失去它的保護功能。

6.總結

綜上所述，熱繼電器在低壓無功補償中的應用有了進一步的了解，同時也明白了熱繼電器的相關知識。在電力設備中， 有了熱繼電器的過載保護功能加之低壓無功補償設備的調節，使各個企業加大了安全性和節能性，是人們所認可的一種高效裝置。

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