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电力·设备 用保护设备/电量传感器                  概要

1. 保护设备的 概要

■过电流保护继电器  的定义
过电流继电 器(OCR=Over Current Relay)是由变流 器(CT)将电路短 路、负载过载的过电流取出,按照其电流值的大小动作的继电器。
一般使用JIS C 4602(高压受电 用过电流继电 器)中规定 的过电流继 电器。
在过电流继 电器中有瞬间要素和限时要素2个动作要素 ,瞬间要素 检测规定容 量500~1,500%的电流并 动作。限时要素具有反限时特 性,随着电 流大小的增大在第一时间动作;瞬间要素具有短时间 的定限时特 性,可从继电器自身装备的动作显示器来区别是哪个 要素在动作 ,有利于事故处理。
欧姆龙OMRON电力·设备
欧姆龙OMRON电力·设备

■接地继电 器的定义
接地继电器  是在电路电缆、电气设备的绝缘老化或者发生破坏、接地、完全接地时,检测电路和大地间接触事故的继电器。
该继电器在 电力的受电侧发生接地事故时,仅在受电侧 断路限定事 故,防止波及高位配电用变电站。
出于该保护 目的,有必要与高位(电力公司的配电用变电站)之间取得保护协调。
作为继电器 ,可通过零相变流器(ZCT)检测事故 电流并根据其大小动作,或通过ZCT及零相电压 检测装置(ZPD)的组合来 检测事故电流并根据其大小和两者的相位关系动作分为2种,接地继 电器(GR=Ground Relay),接地方 向继电器(DRG=Directional Ground Relay)一般情况 下常使用GR,最近由于 设备内电缆长度延长,为防止其他电路事故引起误动作,开始广泛t 使用DGR。
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■电压继电 器的定义
在异常电压 下发电机的故障会导致电压急剧上升、停电或者因短路造成电压很低等情况。
电压继电器 是根据交流电路的电压变动,达到电压预先 设定状态时 ,检测并动作的继电器。
基本的动作 区别有过电压检测、欠电压检测2种。

●过电压继 电器(OVR)
电压超过设 定值时,进行接点动作,发出报警或者启动断路器的继电器。
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●欠电压继 电器(UVR)
电压为设定 值以下时动作的继电器。
主要在电压 过低保护、配电线的短路故障检测等中使用。
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■电机·继 电器的定义
即使是电机 也有很多种类,作为产业设备的动力用,最为普及的是三相感应电机,而保护三相感应电机的设备,我们称为电机继电器。
保护电机是 很重要的。
尽早检测异 常,使电机自身及与其相关的负载损害控制在最小范围内,保护深井泵等更换烦琐的设备不被烧损。
随着电机小 型化、轻薄化等要求的严格,重要度的提升,对其进行保护的电机继电器也渐渐要求高性能,高可靠性,从以前单纯的热量型向静止型(晶体管型)转移。
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■电机·继 电器的定义
●CGS的定义
CGS (Co-Generation System)是分散型 电源的一种,利用燃气引 擎、燃气轮 机等原动机驱动发电机,向区域内负载供给电力的同 时,利用原 动机的排热供给暖气、供热水或者冷气。是提高能源综 合效率的系 统,也称为热电联产系统。面对21世纪的能源 目标,提 倡利用该家 发电系统,拉开复合能源时代的帷幕。
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●为什么需要连接用保护继电器  ?
在以前的受 电端保护系统中,仅处理需要方区域内的事故(短路·接地),使受电端的断路器动作。
但是,在连 接电力系统的分散型电源中,需要实现以下几方面:
①确保群众 及操作人员的安全,不应对电力供给设备或者其他需要方的设备产生影响。
②在供给可 靠性和电气的质量方面,不应对其他需要方产生不好的影响。
即,不仅是 需要方区域内事故 ,在电力系统侧的停电及事故中也应进行检测,必须从系统中分离发电机。

具体示例如 下:
①发电机不 向系统的事故点供给事故电流。
②不容许逆 流时,不向系统侧发送电力。
③系统中再 开路时,不在非同步状态下结合两者的电压。
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连接用保护继电器  根据连接的系统种类(高压连接或特高连接)、分散型电源需要方的发电机类型(同步发电机或感应发电机)、系统的重要性,决定必须设置的机型。
必须可以确 切检测所有条件下的系统事故。
●连接用保护继电器  构成示例(高压受电需要方、同步发电机)

欧姆龙OMRON电力·设备 连接用保护继电器  :不设置线路无电压确认装置时需要将保护装置双重化。(参见下页)
欧姆龙OMRON电力·设备 发电机控制 、保护继电器 

●继电器根 据事故形态的不同动作
下表简单显 示了各个继电器对于各种事故的动作。
根据该矩阵 图进行验证,选定必要的机型。
机型 名称 保护目的 设置相数等 的条件 区域内事故 系统侧事故 动作的断路 器(例)
接地 短路 接地 短路 继线·停电
OCR-H 过电流继电 器 检测区域内 设备的过载、短路事故 2相 受电端CB
OCGR 接地继电器 检测区域内 设备的接地事故 1相(零相电 路)区域内设备的对地静电容量较大时为DGR
DGR 接地方向继 电器 1相(零相电 路) ○ *1 发电机CB
OVGR 接地过电压 继电器 继续检测系 统侧的接地事故 1相(零相电 路)零相电压检测以电容器型为基本 ○ *1 ○ *2
UVR 欠电压继电 器 检测系统侧 的短路事故、停电 3相
OVR 过电压继电 器 根据发电机 的控制异常检测
系统过电压
1相 发电机自身 有保护装置时无需设置
DSR 方向短路继 电器 检测系统侧 的短路事故 以3相为基本同 步发电机时需要
RPR 逆电力继电 器 检测系统侧 的逆流 1相 ○ *3
UFR 欠频率继电 器 检测高位送 电侧事故时的频率下降 1相 无逆流,在 RPR可高速保
护时无需设 置
○ *2
OFR 过频率继电 器 根据电压下 降检测负载脱落
时的频率上 升
UPR 欠电力继电 器 检测系统侧 的短路事故、停电 2相 ○ *4
△f 检测频率急 剧变化继电器 检测系统侧 的停电 1相
*1. 继电器进行检测,与电力系统侧(变电站)保护继电器  取得时间协 调,不到达动作。
*2. 发电机容量 和系统的负载取得平衡时可能不动作。
*3. 电压极端下 降(至近端短路时)时可能不动作。
*4. 根据变电站接地方向继 电器的动作,系统停电,进行动作。
注.   不设置线路 无电压确认装置,进行系统双重化时,对1个事故需要 有2个以上的继 电器动作。

●各继电器 的整定示例
以下表示连接用保护继电器  的标准整定。
请根据向电 力公司申请连接时进行的系统故障计算及在此基础上的协调确认,做最终决定。
机型 整定示例 背景
动作值 动作时间
OCR-H 应与配电用 变电站OCR取得协调   与以前的受 电端保护相同
OCGR 零相电流:  0.2A (JIS C 4601中规定的时 间)
DGR 零相电流:  0.2A,零相电压 :5% 0.2s
OVGR 零相电压: 10% 5s 与配电用变 电站,其他馈电网的DGR取得协调
UVR 欠电压:85V 2s 与配电用变 电站,其他馈电网的OCR取得时间协 调
OVR 过电压:125V 2s  
DSR 电流:*1,欠电压: 90V 0.7s 与配电用变 电站,其他馈电网的OCR取得时间协 调
RPR 逆功率:发 电机容量的10%*2 0.5s *3  
UFR 欠频率:额 定值频率-1Hz 1s  
OFR 过频率:额 定值频率+1 Hz 1s  
UPR 欠功率、合 同电量的10% 0.5s 为CGS需要方的最 小消耗功率以下
*1. 电网送出点 的2相短路时, 需要保持在发电机流出的电流值以下,按照下式进行计算。
欧姆龙OMRON电力·设备 IG: 发电机的额 定电流
%x:从CGS需要方到变 电站的百分比线路阻抗
%G:发电机的 百分比阻抗
*2. RPR连接受电端 CT,因此逆功 率整定值 欧姆龙OMRON电力·设备

*3. 请考虑接通 发电机的并联时的动摇时间。

●作为其他连接用保护继电器  的要求事项
从分散型电 源设备对系统产生的影响的重要性出发,对连接用保护系统及继电器的功能提出以下要求项目,以提高其可靠性。

不设置线路 无电压确认装置时,将系统双重化
添加了在分 散型电源需要方,在变电站设置线路无电压确认装置(再断路时,确认有无线路电压的装置)的义务。但是在同系统中存在多个分散型电源需要方时、考虑到设置成本等,很难设置本装置。因此,系统停电状态时,通过使继电器 双重化(该继电器使发电机从系统中分离),可以无需设置本装置。作为实现二重化的手段,也认可UPR的设置。这 种情况下,有必要在二相进行设置。
由专用的直 流电路提供继电器的控制电源
连接用保护继电器  的控制电源必须由专用的直流电路提供。因为确保电源供给可靠性的同时,在系统发生短路事故时也需要动作。(计量仪器用变压器VT的电源在短 路时没有输出电压)。

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