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繼電器原理范文1
中圖分類號TN6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）42-0143-01
1 SF6密度繼電器結構及工作原理
1）SF6斷路器中的SF6氣體是密閉在斷路器內的，相當是密封在一個固定不變的容器內，其在一定溫度下的SF6氣體壓力可以代表SF6氣體的密度，通常以20℃時的SF6氣體壓力作為密度標準值。而密度繼電器作為在線實時監測斷路器密度的正常壓力，其不應受環境溫度的變化而變化，為了辨別斷路器內的SF6氣體是由于氣體泄漏還是受環境溫度影響而變化，就需要有一個溫度補償的元件，以可靠反映斷路器內的SF6氣體工作壓力，并通過電接點來控制和保護斷路器。
2） SF6氣體密度繼電器結構見左圖。它主要部件為2個波紋管，1處的與斷路器內的氣體連接，2處的與3一個小的標準SF6氣體包連接。兩個波紋管的另一頭與5為中心支點的杠桿連接，杠桿帶動4微動開關。C1-L1接點是SF6氣體降低發出補氣報警的電觸點，C2-L2是SF6氣體降低至閉鎖壓力值時而使斷路器閉鎖拒動的電觸點。其關鍵的溫度補償作用，主要在這個標準SF6氣體包與杠桿的平衡作用來實現，標準SF6氣體包內的壓力設定在20℃斷路器規定的額定壓力，其所處的環境溫度與外界相當，當1處波紋管連接的斷路器內的氣體受環境溫度（SF6密度繼電器的結構圖），升高而壓力增大時，會驅動杠桿6向上運動，但標準氣包同樣也受外界溫度的影響壓力增大向上運動，這就保持了杠桿的平衡，起到了溫度補償的作用。通過兩側壓力的比較，若趨于平衡，微動開關不動作，若存在漏氣故障，當達到一定值是其杠桿帶動微動開關電觸點，實現其發信號和閉鎖功能。就目前較普遍使用的機械非指示密度繼電器和機械指示密度繼電器均是這樣的結構。其均應具備以下功能：
1）監測斷路器內部的SF6氣體壓力；
2）區分導致的氣體壓力下降的原因是環境溫度降低還是氣體泄漏；
3） 當環境溫度降低導致壓力下降時，系統不應動作；
4）當因氣體泄漏導致壓力下降時，應及時的發出報警信號，以提醒運行人員進行氣；
5）氣體泄漏嚴重時閉鎖斷路器的跳合閘，以避免在壓力不足的情況下跳閘造成斷路器爆炸。
2SF6密度繼電器的維護管理
2.1 SF6密度繼電器的基本技術參數要求
測量范圍：-0.1/+0.5MPa；-0.1/+0.9MPa；
精確度等級：環境溫度+20℃時精確度為滿量程的+1%；
環境溫度：-20℃~+60℃時精確度為滿量程的±2.5%；
電接點類型：磁助式、電子式、電感式；
環境溫度：-20℃~+65℃；
補償溫度：-20℃~+60℃；
防護等級：IP54―IP65。
2.2開展定期的SF6密度繼電器校驗及其必要性
斷路器本身發生氣體泄漏的機率很小，年泄漏率小于1％，這對SF6密度繼電器的密度值不會有明顯影響，故其不常動作。這樣其內部的精細的機械零件會出現動作不靈活或觸點接觸不良的情況，特別是隨溫度變化的氣體壓力需要進行溫度補償時而不能可靠動作，其會造成指示的偏差錯誤甚至接點閉合誤動而發出錯誤的信號。我國的行業標準《電氣設備預防性試驗規程》和電網公司《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》中也明確規定SF6密度繼電器應定期進行校驗，避免因密度繼電器自身原因，發生指示錯誤或誤動作等影響電力系統的安全穩定。作為重要的表計，《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具目錄》也規定為強制檢定儀表。
3 校驗SF6密度繼電器安全技術措施
1）辦理工作票，在斷路器停運狀態下進行校驗；
2）了解斷路器氣體管路的布置，清楚校驗時需開關的閥門；
3）具有自逆閥門的SF6密度繼電器，可直接寫下校驗，其自逆閥自動關閉不會發生漏氣；
4）校驗儀器與斷路器管路連接的接頭應對應配合，檢測有無漏點，以確保校驗的準確性；
5）對SF6密度繼電器應進行報警、閉鎖回路動作檢查試驗；
6）必要時工作人員應配戴橡膠防護手套。在封閉的SF6電氣設備室中，應配戴防毒面具。
4結論
SF6斷路器是電力系統中已經被廣泛的應用的電器。而其可靠運行也成為電力系統穩定供電的重要保障之一。SF6密度繼電器是在安裝在SF6開關上用來監測SF6氣體密度變化的唯一手段。因此SF6密度繼電器的好壞直接關系著斷路器是否能夠正常運行。通過對SF6密度繼電器的定期檢查和校驗，使斷路器的SF6介質長期保持良好的工作狀態。
參考文獻
繼電器原理范文2
關鍵詞:電動機;微電腦;保護器;原理與運用
中圖分類號:TM32 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2010)020(C)-0156-01
由于我公司系煤化工生產單位,重要的大功率電動機的安全運行關系到我公司穩定生產,以往異步電動機采用熱繼電器作為過載保護裝置。長時間運行發現,異步電動機已燒壞,熱繼電器未動作。深究原因,發現化工單位腐蝕性環境容易使熱繼電器雙金屬片腐蝕斷開,往往造成異步電機缺相運行,電機燒壞時常發生,造成檢修維護工作繁重。另外發生堵轉和短路故障時,不能及時查明原因,往往等鉗工甩開機械部分后,單試電機才查明故障原因,耽誤檢修時間,又費時費力。
根據我公司地處貴州多酸雨、環境差及多粉塵等實際情況,采用深圳市普樂特電子有限公司生產的MAM―B型和MAM―F型電機保護器兩款作為我公司異步電機保護裝置。電動機運行后,保護器循環顯示ABC三相電流及設定值,相當直觀;當保護器檢測到電機發生故障時,顯示故障代碼,并顯示相應的動作值,判斷故障一目了然。經過三年時間實際生產運用,電工班普遍反映良好,用于重要崗位異步電動機保護。該兩型保護器性能穩定可靠,精度高,保護動作準確可靠,參數設定簡便,具有過載、缺相、堵轉、短路、三相不平衡等保護作用,以及三相電流和故障代碼顯示功能。適用于主回路為AC380V和AC660V以及用高壓CT保護高壓電機,廣泛適用于冶金建材化工紡織等行業工業電動機及電力系統保護。通過4―20mA輸出方便接入DCS系統。除應用于電機直接起動保護、星-三角啟動保護和自耦降壓啟動保護外,現主要介紹該保護器在我公司6KV高壓設備運用實例,以供大家探討和應用。
變壓器電動機組典型運用
透平循環機組由6KV1000KVA變壓器直接啟動三相380V680KW異步電機,與之配套的是上海華通開關廠JYN6-10型高壓開關柜。因原采用珠海萬利達電氣有限公司生產的MLPR-20E微機線路保護裝置,使用中發現該保護器作為高壓設備保護熱穩定性差,線路復雜,誤動作頻繁,嚴重影響我公司合成氨安全生產,透平循環機跳車,大幅度減量。改用MAM-B型電機保護器作為保護裝置,原透平循環機低壓電氣原理圖不變,高壓柜電氣原理圖只更改MLPR-20E微機線路保護裝置線路。如圖所示,經過三年時間驗證,該MAM-B型保護裝置動作可靠,電機保護器線路簡單,靈敏度高,改裝費用低,從未誤動作,大大降低檢修強度。異步電動機起動結束后,工作電流達到設定電流的四至八倍時,動作時間小于0.3秒,顯示堵轉; 工作電流達到設定電流的八倍以上時,動作時間小于0.2秒,顯示短路;當任何一相電源缺相時,動作時間小于3秒,顯示缺相;任何兩相電流相差60%至75%時,動作時間小于8秒,顯示不平衡;當電機運行電流超過設定電流1.2倍時,過載跳閘,具有過載反時限保護特性,故障指示一目了然,能很好的保護循環機安全運行。以上變壓器電動機組保護原理圖運用于我公司“813新系統”,可作為同類型化工單位參考。
在實際應用于380V三相異步電動機保護時,保護輸出觸頭容量為常閉220V7A、380V5A,若為防止保護輸出觸頭因大電流短路造成保護輸出觸頭未斷開,不能跳閘,可更改常閉保護輸出觸頭為常開,加一中間繼電器轉換,也可自行更改常閉保護輸出觸頭為常開,需要打開保護器外殼,找到輸出繼電器重新焊接即可,也可向廠家要求定制更改。
注意事項:若高壓互感器CT有ABC三相時,取A和B相二次側電流保護回路,直接在綜保AB兩相接入;若高壓互感器只有AC兩相時,按照說明書提示接線,一定注意CT極性,接反后造成保護器三相不平衡顯示,電機不能運轉。電氣原理圖畫出AC兩相接線示意圖,AB兩相接線按照說明書提示接線。
這只是我公司應用例子,取得較好的經濟效果。在實際應用中,還可應用于高壓同步機保護,希望廣大讀者集思廣義,充分應用,為化工安全生產服務。
作者單位:貴州美豐電力車間
繼電器原理范文3
關鍵詞 自適應繼電保護；原理；特點；應用
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）20-0131-01
目前，我國的計算機技術迅猛發展，它不僅能夠滿足人們獲取知識和娛樂的需要，更重要的一點在于它能夠把國家的現代化建設與技術新措施進行有機的結合，自適應繼電保護系統就是如此。與電力系統的常規控制相同，自適應繼電保護也是在模型基礎上的控制，只不過其所要依據的數學模型比較少，它更加注重數據的取得?，F如今，由于自適應控制理論與繼電保護的結合，就使得這種新技術得到了更進一步的發展，它能夠有效的解決電力系統運行中的故障，并給予自動化的控制，從而減少故障發生的可能性，完善控制措施，提高電力系統運行的可靠性和安全性。
1 自適應繼電保護的含義
想要加強自適應繼電保護系統在電網運行中的應用，并弄清其真正的原理特點，首先要清楚明確什么是自適應繼電保護。顧名思義，自適應繼電保護與傳統的繼電保護的不同之處就在于其自動調節性，它是指保護系統能夠根據電網的運行狀況進行適當的調節，從而保證運行參數的準確性和電網工作的最優功效。它能夠通過信號的輸入對電網的整定數值、動作特點以及邏輯過程給予控制，一旦電網出現故障問題，就會及時的加以保護，減少經濟損失，保證人員安全。
2 自適應繼電保護的原理
2.1 自適應電流速斷保護
眾所周知，電力系統繼電保護裝置要求具有良好的選擇性和快速性，一旦發生故障，能夠以盡可能快的切除故障元件和設備，減少設備損傷，減小故障影響時間，提高電力系統運行的穩定性。傳統的繼電保護速斷裝置的速度不夠迅速，技術水平也不高，無法適應不斷變化的電力系統故障，雖然其整定值相對合理，但是卻無法與實際相連，在系統運行方式最小時，還會造成保護的失效。而自適應繼電保護電流速斷則可以根據電力系統的運行方式和狀態進行實時的改變，保證最優控制。
傳統的電流速斷保護原理可以表示為Ld=E/Zs+Zd’，其中E表示系統等效電源的電勢，Zs是保護安裝處到系統等效電源的阻抗，Zd’是被保護線路的阻抗。而新型的自適應電流保護最重要的特點是能夠利用微型機的計算和記憶功能，對電流速斷保護的數值進行實時的在線計算，也就是說能夠讓整定值隨電網的故障種類和運行情況進行改變，其原理公式如下，I’D=KKKdE/Zs+Zd’。其中E仍然代表系統等效電源的電勢，Zd’是短路點到保護安裝處的阻抗，KK的數值在1.2到1.3之間，Zs是保護安裝處與系統等效電源的阻抗，Kd表示故障類型的數據。綜上所述，一定要及時準確地測量出Kd與Zs的數據，只有保證測出整定值的正確性，才能判定出故障的主要類型，從而根據不同的故障確定合理的對策。此外，為了進一步分析傳統的電流速斷保護與自適應電流保護之間的差異，還可以制定出相應的圖表進行判斷，這樣就可以直觀準確的看出兩者之間的差異，并分析特點優勢所在。表格如下。
2.2 自適應過電流保護
過電流保護是指在啟動電網的時候，盡量避開最大的負荷電流，進而實現整定的一種保護對策。在電網正常運行的時候，不應該對其進行啟動，只有當其出現故障的時候，才能采取相應的措施，從而起到保護的功效。
傳統的過電流保護是依照電網發生的故障而實施的原理作業，其原理公式如下，IDZ=KKKkg/KhIHmax’，其中IDZ是電流元件的啟動電流，KK選取1.15到1.35之間的可靠數據，Kkg要大于1，Kh則要大于0.85，代表的是電流組件的返回系數。自適應繼電保護電流保護原理則是按照當時的負荷電量來進行的電流定值，其數據更加準確完整。假定當時的負荷電流為IH，那么其動作電流整定值就為IIDz=KkKzqIH/Khp，此時的動作時限設定則以離線方式整定，t=Tp/[（I’d/Ip）n-1]，公式中的t代表動作時間，Tp是時間常數，I’d則是流入保護安裝內部的電流繼電器數值，n在一般反時限的時候取0.02，非常反時限時則取1。
2.3 自適應電壓速斷保護
由于傳統的電壓速斷運動不帶時限，無法從保證選擇性上進行出發，其保護處的最低電Ummin整定數值應表示為，U為電壓速斷的整定數據，E為系統等效電源的數值，Zmmin則為最小運作狀態下的系統阻抗。而自適應電壓速斷保護措施則可以在發生故障的時候運行系統電源側的綜合阻抗，其主要過程如下：1）輸入被保護線路參數ZL和KL數值；2）在線實時計算電勢E的準確數值；3）發生故障的時候計算系統綜合阻抗Zm。
3 自適應繼電保護的特點
其實，自適應繼電保護并不是一個全新的概念，它發源于20世紀末，簡單概括自適應繼電保護的特點主要有：1）計算機的發展應用是自適應繼電保護手段進行完善和普及的前提；2）自適應繼電保護要依賴調度和電廠的自動化；3）自適應繼電保護無論如何發展，其關鍵的安全環節不能遺棄。除此之外，自動重合閘也是實現其進一步發展的基礎，在其應用過程中一定要適應實際的發展變化，在保證選擇性的前提下，獲得最高的靈敏度。
4 結束語
總而言之，自適應繼電保護技術在電網中的應用是社會發展和技術進步的必然舉措，通過進一步完善其措施技術，加強傳統繼電保護方式的創新，能夠在很大程度上提高電網的運行安全，并保證電力的供應。雖然，目前自適應繼電保護技術僅僅應用于幾個部分，但是，相信在不久的將來，它一定可以成為新一代繼電保護的領軍者。
參考文獻
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[4]蔣偉績.自適應繼電保護的原理及其應用[J].中國高新技術企業，2007（2）：97-34.
繼電器原理范文4
關鍵詞：電子平頭鎖眼機；控制流程；電氣控制原理；故障維修
中圖分類號：TP202 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）34-8304-02
重機LBH-1790型電子平頭鎖眼機是重機LBH-781型機械式平頭鎖眼機的加強改進型，它采用了微電腦控制和伺服控制技術，以其操作便捷、運行可靠、功能強大、性能優良、可進行軟件升級等優點廣泛應用于現代服裝生產領域。下面筆者結合實際維修經驗，簡要介紹該型號鎖眼機的電氣控制原理及常見故障的維修方法。
1 電氣部分控制原理及流程
重機LBH-1790型電子平頭鎖眼機的電氣控制箱內由三塊電路板組成，如圖1所示，電氣控制箱的左側板上固定的電路板3包括輸入電源抗干擾電路和繼電器開關控制電路，終端有兩路整流輸出：一路為主電源大功率220V直流電源，另一路為小功率直流電源，這兩路電源都送至主電源與伺服驅動輸出SDC電路板。電氣控制箱的前板上固定有主電源與伺服驅動輸出SDC電路板，大功率220V直流電源經過濾波、穩壓為各控制部分提供電源，主電機的供電與控制功能的實現也由此電路板提供。電氣控制箱的后板上固定著主控制（MAIN）電路板，它是整個控制系統的心臟，能完成操作盤輸入信號的處理和可更換EEPROM功能模塊（CN1） 的軟硬件支持以及伺服電機、功能繼電器、傳感器等動作控制的有序實現。另外，在機器的尾部有一塊小電路板，它的功能是實現與主控制（MAIN）電路板和主電源與驅動輸出SDC電路板的連接，控制機頭部分的各終端設備有序動作。
如圖1所示，①為各連接插座，②為機頭接地連接線。操作盤為機器所有功能及參數的輸入設備，它通過連接線與控制箱內的主控電路板上的CN34插座連接，將輸入信號傳至主控電路板；機器啟動信號由右踏板傳感器信號線傳至主控電路板上的CN41插座，壓腳抬放控制動作由左踏板傳感器信號線傳至主控電路板上的CN40插座。壓腳動作與機器啟動實現了互鎖，在壓腳處于抬起狀態時，啟動踏板不會工作；同樣機器在運行過程中誤踩左踏板時，壓腳也不會抬起。主電機工作電壓由主電源與驅動輸出電路板上的CN16插座提供，而主電機速度控制、針數計數、針位檢測等控制信號則由主電源與驅動輸出電路板上的CN14提供。主控電路板上的CN42插座、CN37插座、CN38插座通過連線分別與機頭尾部的輔助控制電路板上的CN61插座、CN63插座、CN62插座相連，以此保證機頭部分的各功能電機、繼電器、傳感器等終端設備控制信號的暢通。主電源與伺服驅動輸出SDC電路板上的CN11與主控制電路板上的CN31連接，給主控制電路板供電。
其它連接裝置：機頭維修保護開關通過連線與機頭尾部小電路板上的CN71插座連接；控制箱內冷卻風扇通過連線與CN36插座連接；控制箱側板冷卻風扇通過連線與CN10插座連接；機器底盤冷卻風扇通過連線與CN39插座連接；如需要安裝自動繞線裝置則與CN44插座連接。
電源連接：從電源開關出來的單相交流220V電源與控制箱左側電路板上的CN1插座連接；CN2插座通過連線與主電源SDC電路板上的CN17插座連接，為主電源SDC電路板供電；主控制電路板上的各驅動輸出管輸入電源由主電源SDC電路板上的CN11插座通過連線與CN31插座連接提供；主電機伺服控制電源由控制箱左側電路板上的CN3插座通過連線與CN13插座連接提供。
如果上述某一部位功能異常，可檢查對應部分的終端設備或驅動輸出管，連接線和插頭插座是否接觸不良也要認真檢查，從而排除故障。
2 電氣部分常見故障的維修
2.1 電源部分
1） 控制箱左側電路板上的保險管燒斷熏黑，開機無任何反應。這一般是由于電源輸入整流集成塊燒壞短路所致。大功率整流集成塊如圖2所示，外形為立式方形，管腳從缺口處順時針排列，2、3腳為交流輸入腳，1腳為直流正極輸出腳，4腳為直流負極輸出腳。小功率整流集成塊如圖3所示，外形為長方形，管腳從缺口處從左到右依次排列，同樣2、3腳為交流輸入，1腳為直流正極輸出腳，4腳為直流負極輸出腳。如燒壞請購買同型號的整流集成塊更換，特別注意各引腳一定要連接正確，焊接牢靠。
2） 控制箱主電路SDC板上保險管燒斷。分為燒斷熏黑和偶然性燒斷兩種情況。
保險管1為主電機電源保護保險管，規格為5A延時保險絲；保險管2為各功能電磁繼電器及伺服電機電源保護保險管，規格為3.15A延時保險絲；保險管3為控制電路板電源保護保險管，規格為2A速斷型保險絲。如保險管燒斷熏黑，一般為對應的三端穩壓管燒壞短路或驅動輸出管燒壞短路，維修方法是正確更換損壞元件后再通電試機；如保險管為一般性燒斷，例如保險絲熔斷為球狀，一般是驅動電機過載或繼電器線圈部分短路所致，如因機械部分卡死所致過載要先排除機械故障再考慮更換電機或繼電器，故障排除后更換同型號保險管；如由于電網電壓突然升高導致保險管偶然熔斷，關機后直接更換同型號的保險管即可，待電網電壓恢復正常后再開機使用。
如因電源插座接觸不良或連接電線有斷開故障時，要用萬用表測量檢查并逐一排除。哪部分終端設備供電異常就對應檢查哪一部分，電源連接方法見上述控制原理及流程部分所述。
3） 三端穩壓集成塊輸出電壓偏低。此故障通常是由于濾波電解電容漏電失效，一般故障電容的外皮都會稍微鼓起，如檢查發現這些電容就直接更換；如被懷疑的電解電容外形無變化，則需用萬用電表歐姆檔測量或用電容測量儀進行測量后決定是否損壞。
2.2 顯示屏部分錯誤代碼顯示及對應故障的排除
如表1所示。
參考文獻：
[1] 孔令榜，李勇.服裝設備使用與維修[M].3版.北京：中國輕工業出版社，2004：228-244.
繼電器原理范文5
關鍵詞 電氣原理圖 線徑 匹配
中圖分類號：S219.031 文獻標識碼：A
隨著國家排放標準的提升，卡車的市場競爭愈加激烈。國內用戶的需求也不斷提升，出口市場定額的波動，增加新車型勢在必行。為了增加金杯卡車的車型種類、滿足用戶需求、擴展國內市場，增加江鈴國IV發動機車型。對江鈴國IV發動機車型電氣原理匹配設計。
1電氣原理圖
江鈴國IV發動機ECU電控原理圖：
2電氣原理描述
2.1導線的確定
原理圖中的導線的線徑，是根據各ECU引腳輸入輸出參數和用電設備的功率確定線徑的大小。原理圖中前面的數字表示線號，后面的字母表示線徑。線號對應表可以對應出線的顏色，線徑對應表對應線徑的大小。例如：170E，查表得170號線，粉黃色線（粉色條寬，黃色條窄），線徑為2.5mm2。
2.2 ECU供電控制
鑰匙門旋轉到ON檔（14號線與ON檔連接），ECU71引腳輸入高電平信號，ECU進入開啟狀態。 ECU50引腳輸出低電平信號，控制ECU繼電器閉合。電源通過繼電器。10A保險絲送入ECU 4、6引腳。同時指示燈、制動開關、高壓油泵、ECR等設備供電、ECU進入自檢狀態。
2.3自檢狀態
自檢狀態，ECU48引腳控制組合儀表發動機故障診斷燈，發動機出現故障時輸出低電平點亮指示燈。ECU26引腳控制組合儀表OBD燈，發動機排放出現異常時輸出低電平點亮指示燈。同時判斷高壓油泵、ECR、噴油嘴等設備是否異常。自檢結束后，無異常設備故障診斷燈與OBD燈熄滅。
2.4預熱判斷
當發動機環境低時，需要對發動機進行預熱。ECU根據發動機冷卻液溫度，ECU 67引腳自動控制預熱繼電器從而控制加熱器，以改善冷起動環境和起動后發動機性能。ECU 69引腳控制預熱指示燈，當預熱時輸出低電平。等發動機溫度達標后，關閉預熱繼電器同時熄滅預熱指示燈。預熱結束，可正常起動發動機。
2.5控制系統
ECU通過18、61、83、40、60、82引腳來判斷油門踏板的大小。踩下油門踏板時，ECU提高噴油量提升發動機轉速。ECU的24、80引腳判斷制動踏板是否工作，ECU80引腳主剎車開關常開型，ECU24引腳副剎車開關常閉型。制動踏板工作時，ECU控制噴油器停止噴油。ECU23引腳接受離合踏板信號。ECU20引腳接入空調請求開關信號高電平，控制空調工作?？照{開啟信號進入ECU用于怠速提升。ECU 94引腳輸出空調控制信號，控制的空調系統工作。ECU21輸入高電平時，ECU判斷油門信號、離合信號、制動信號都為工作時。ECU92引腳輸出低電平，控制排氣制動繼電器工作。
2.6診斷接口
當發動機出現故障時，使用檢測設備可通過診斷接口讀取發動機故障。有EUC64引腳K通訊線，ECU66引腳CAN-H，ECU65引腳CAN-L。K通訊線與檢測設備數據通信。CAN通訊線，進行整車CAN標定。診斷接口方便日后對發動機的維修與維護。
參考文獻
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繼電器原理范文6
關鍵詞：大型水電廠；發電機；變壓器；繼電保護；保護原理；電力設備 文獻標識碼：A
中圖分類號：TV734 文章編號：1009-2374（2016）26-0116-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.056
發電機是生產電的核心，變壓器是完成電力輸出與使用的核心。二者在整個電力系統中都有著非常重要的地位與作用。重視發電機和變壓器的繼電保護，是維持二者正常工作的必要措施，是維護電力系統正常運作的必然要求。
1 發電機變壓器繼電保護的必要性與方式
1.1 發電機繼電保護的必要性與方式
對發電機進行繼電保護最為根本的目的是為了維持發電機的正常運作，以保證正常的電力輸出，維持整個電網穩定運行。發電機的繼電保護具有安全性、選擇性、迅速性、可靠性和靈敏性五大性能。當發電機出現故障時，繼電保護裝置就會在最短的時間內盡快切除故障機組，不影響周圍的線路及發電機運行。在故障排除后，發電機又可以正常地使用。由此可以看出，繼電保護不僅是為了維持發電機的正常運行，也是為了保證周圍線路及設備的安全，為盡快恢復正常的電力輸出提供良好的條件。
發電機的繼電保護方式主要有三種，分別是縱差保護、橫差保護和接地保護。
縱差保護主要針對于發電機內部出現短路的情況。這種保護方式能夠在無延時的情況切斷保護范圍內的各種短路線路，并同時不影響發電機的過負荷和系統振蕩，非常適用于容量在1MW以上的發電機保護中。
橫差保護是利用兩個支路電流差的反應，來實現對發電機定子繞組匝間短路的情況。該方式主要通過兩種接線方式實現：一是在每相裝設兩個電流互感器和一個繼電器，以形成單獨的保護系統；二是對于可以引出多個中性點的定子繞組，通過在各中性點引出線處增設零序電流互感器的方法，構成單元件橫差或多元件橫差保護。單相接地保護主要有四種實現方式，分別是發電機定子繞組單相接地、利用零序電流構成定子接地保護、利用零序電壓構成定子接地保護或利用三次諧波電壓構成定子接地保護。
1.2 變壓器繼電保護的必要性與方式
變壓器是電力系統中一個重要的元件，對維持整個電力系統的正常運行有著非常重要的影響。不同地區對于用電的要求不同，變壓器能夠將從發電機發出的統一的電壓變成不同的電壓輸出，以滿足不同用戶對電力的需求，所以當變壓器發生故障，將無法按照各用戶的需求提供相應電壓的電力，故而造成整個電力使用情況的混亂，甚至是癱瘓。
變壓器的繼電保護方式主要分為瓦斯保護、電流速斷保護、外部相間短路所采用的保護方式、外部接地短路所采用的保護方式、過負荷保護及過勵磁保護。外部相間短路一般所用的保護方式為過電流保護、復合電壓、負序電流及低電壓啟動的過電流保護和阻抗保護。由此可見，變壓器的繼電保護方式非常多，其原因之一是變壓器的種類、容量與運行功率等具體情況也不盡相同，因此在選擇合理的繼電保護方式時一定要符合變壓器實際的需求。
2 水電廠發電機變壓器的繼電保護方式
2.1 水電廠發電機定子接地繼電保護的原理
當水電廠發電機中的定子單相接地極有可能會發展成為匝間短路、相間短路和兩點接地短路。一旦發生短路，就會影響整個發電機的正常運轉，進而影響整個電網系統的正常運行，所以其繼電保護通常都是在其中性點設置高阻，即通過接地變壓器來限制暫態過電壓或以相同的原理建立一個保護系統。當定子繞組單相接地出現故障時，能夠對發電機的系統進行100%的保護，如當故障發生時，能夠立即反應并進行自動跳閘，以實現保護的目的。
2.2 遵循水電廠繼電保護的基本原則
水電廠是將水的位能和動能轉化為電能的工廠，因位置、徑流的不同，其具體的形式也是不同的。與火電廠不同，大多數水電廠是采用發電機和變壓器接線連接的方式，但需要注意的是，大多水電廠的發電機容量都以小型為主（容量在25MW）。一般采用擴大單元接線，將幾臺小型的發電機共用一臺變壓器，然后經斷路器后并聯于母線上。而大型水電廠一般采用單元接線，且大多設置有發電機出口斷路器，一般水電廠的發電機和變壓器的繼電保護配置是分開的，通常采用雙套保護
配置。
2.3 合理地配置水電廠繼電保護
2.3.1 發電機定、轉子保護配置。發電機定、轉子保護配置有發電機定子接地保護和轉子接地保護。定子接地保護配置的原理是通過基波零序電壓實現對發電機85%～95%的定子繞組接地的保護，同時通過三次諧波電壓實現對中性點附近的定子繞組接地保護。在進行該繼電保護配置時，需要根據零序電壓和三次諧波確定各定子的獨立出口回路，以適應不同發電機對保護配置的要求。
轉子接地保護配置主要是用于當勵磁回路一點接地故障時且，發電機并未因此出現故障，但如果繼續發生第二點接地就會嚴重影響發電機的正常運行的情況中。當出現一點接地故障時，繼電保護裝置測到其具體的位置，計算出測量接地電阻和接地位置，并發出告警信息，運行人員及時采取減負荷、停機等措施。
2.3.2 變壓器的繼電保護配置。水電廠的變壓器分為主變壓器和廠用變壓器。主變壓器的繼電保護配置一般是由差動、重瓦斯、低壓過流、零序、低壓側接地、輕瓦斯、溫度升高和溫度過高組成。根據水電廠和主變壓器的具體情況，可以適當地加上間隙零序過流和差動速斷保護建立一個新的保護配置。將一套工控機作為連接和管理主變壓器繼電保護配置和廠用變壓器繼電保護配置的單元管理機，從而簡化二者外部的接線流程。
廠用變壓器的繼電保護中原來裝在高壓開關柜上的保護配置可以拆除，便于對該保護裝置的管理與維護。將之前的保護屏裝在主變壓器的保護屏旁邊，并與之共用一臺單元管理機，如此既能有效地實現水電廠變壓器的需求，同時也節約了繼電保護配置的成本投入。
3 關于水電廠的繼電保護發展方向研究
3.1 網絡信息化
隨著信息化以及用電安全逐步深入人心，人們對水電廠的運行安全要求越來越高。當前的網絡信息技術完全能夠幫助管理人員及時地發現水電廠中設備的故障范圍，并診斷出具體的故障，幫助維修人員及時地處理。而其對于各種相關數據的收集，能幫助管理人員更好地了解發電機和變壓器的運行情況，從而建立一個有效的管理方式，幫助水電廠更好地實現人力資源的合理利用。
3.2 微機化
網絡化的實現有賴于計算機技術的發展，而計算機技術在很大程度上推動了微機保護硬件的發展。大量的機械設備、元件開始變得越來越小，一塊小小的芯片所蘊含的功能也越來越多。如今我國大多數水電廠中對發電機和變壓器的繼電保護配置都是集中在32位的CPU中，通過CPU的儲備管理能力和處理信息的功能，加大了對繼電保護配置的管理，同時也很大地節約了設備的空間。這些都能有效地提升繼電保護配置運行的便利性和正常的維護保養，進而大大提升水電廠的安全系數。
3.3 智能化
微機化與網絡化技術的大量使用與發展，必然會促進智能化技術的出現。目前智能化技術已經成為水電廠管理中不可或缺的工具。其中最為常用的方式是神經網絡，即運用非線性映射的方式來解決發電機或變壓器的繼電保護配置在運行中出現的問題。將專家系統加入到水電廠中發電機與變壓器的管理系統中，能就其出現的故障和繼電保護問題進行有效的分析、總結，快速地查找出問題的原因，并制定出解決方案。如果繼電保護中出現一些從未見過的故障情況，系統會自動對其進行記錄，為下一次解決故障提供準備。
3.4 多功能一體化
當上述技術都得到有效的運用與發展時，實際上就是將一套集多種功能于一體的計算機管理系統應用在水電廠的繼電保護系統中。該系統能夠對水電廠中的發電機和變壓器的運作進行實時監測與分析，對其運行的數據和故障信息進行有效的分析及處理，保證及時處理或發現繼電保護中的問題。
4 結語
作為水電廠最為重要的兩個核心部件――發電機和變壓器，對其進行繼電保護是非常重要的。但需要注意水電廠不同于火電廠，二者發電機和變壓器的連接方式不同，自然發電機和變壓器的繼電保護配置也不一樣。在設計水電廠發電機和變壓器的繼電保護配置時，要嚴格遵循其配置的原則，選擇合適的配置方式。緊緊跟隨時代的腳步，及時地引進現有的科學技術，讓水電廠的發電機和變壓器的繼電保護方式能更好地發揮作用，更好地幫助水電廠實現經濟效益和社會效益。
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