工厂供电课件第6章

1、第六章第六章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护内容提要内容提要：本章讲述供电系统保护装置的作用及对其本章讲述供电系统保护装置的作用及对其基本要求，分别论述了工厂高、低压线路中的继电保基本要求，分别论述了工厂高、低压线路中的继电保护、熔断器保护、低压断路器保护的方式及适用范围，护、熔断器保护、低压断路器保护的方式及适用范围，其中重点讲述了工厂高压线路的继电保护和电力变压其中重点讲述了工厂高压线路的继电保护和电力变压器的保护。器的保护。6.1 供配电系统保护装置的作用与要求供配电系统保护装置的作用与要求6.2 工厂高压线路继电保护工厂高压线路继电保护6.3 电力变压器的保护电力变压器的保护

2、6.4 工厂低压供电线路的保护工厂低压供电线路的保护第六章第六章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护6.1 供配电系统保护装置的作用和要求 继电保护原因继电保护原因 供配电系统中，由于电气设备内部绝缘的老化、损坏供配电系统中，由于电气设备内部绝缘的老化、损坏或工作人员的误操作、雷击、外力破坏等原因，会使或工作人员的误操作、雷击、外力破坏等原因，会使运行中的供配电系统发生各种故障和不正常运行状况。运行中的供配电系统发生各种故障和不正常运行状况。 最常见故障是各种形式的短路最常见故障是各种形式的短路短路危害短路危害 常见的不正常工作状态有中性点不接地系统发生单常见的不正常工作状态有中性点不接

3、地系统发生单相接地、线路或设备过负荷相接地、线路或设备过负荷可能导致相间短路。可能导致相间短路。 工厂常用保护装置的类型工厂常用保护装置的类型继电保护继电保护。继电保护是用各种不同类型的继电器按。继电保护是用各种不同类型的继电器按一定方式连接和组合，构成继电保护装置。当系统一定方式连接和组合，构成继电保护装置。当系统出现事故或故障时，检测出并使相应的高压断路器出现事故或故障时，检测出并使相应的高压断路器跳闸，将故障部分切除，或给出报警信号。跳闸，将故障部分切除，或给出报警信号。 继电保护适用于要求供电可靠性较高的高压供电系继电保护适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。统中。熔断器保护熔断器

4、保护。熔断器保护广泛适用于高、低压供电。熔断器保护广泛适用于高、低压供电系统。由于装置简单经济，在供电系统中应用得相系统。由于装置简单经济，在供电系统中应用得相当普遍。但是它的断流能力较小，选择性差，熔体当普遍。但是它的断流能力较小，选择性差，熔体熔断后更换不方便，不能迅速恢复供电，熔断后更换不方便，不能迅速恢复供电，因此在要因此在要求供电可靠性较高的场所不宜用。求供电可靠性较高的场所不宜用。 工厂常用保护装置的类型工厂常用保护装置的类型低压断路器保护低压断路器保护。这种保护又称低压自动开关保护。这种保护又称低压自动开关保护。由于低压断路器带有多种脱扣器，能够进行由于低压断路器带有多种脱扣器，

5、能够进行过电流过电流、过负载过负载、过电压过电压和和欠电压欠电压保护等，而且可作为控制保护等，而且可作为控制开关进行操作，开关进行操作，因此在对供电可靠性要求较高且频因此在对供电可靠性要求较高且频繁操作的低压供电系统中广泛应用繁操作的低压供电系统中广泛应用。 继电保护装置继电保护装置 所谓所谓继电保护装置继电保护装置是指能反映供电系统中的电气设是指能反映供电系统中的电气设备发生故障或不正常工作状态，并能动作于断路器备发生故障或不正常工作状态，并能动作于断路器跳闸或启动信号装置发出预报信号的一种自动装置。跳闸或启动信号装置发出预报信号的一种自动装置。 继电保护装置的主要任务继电保护装置的主要任务

6、 在发生故障时能自动检测出故障，并且迅速、及时在发生故障时能自动检测出故障，并且迅速、及时地将故障区域从供电系统中切除，以免系统设备继地将故障区域从供电系统中切除，以免系统设备继续遭到破坏。续遭到破坏。 当系统处于不正常运行，如过载、欠电压等情况时，当系统处于不正常运行，如过载、欠电压等情况时，能发出报警信号，以便及时处理，保证安全可靠地能发出报警信号，以便及时处理，保证安全可靠地供电。供电。 与供配电系统的自动装置（如自动重合闸装置、备与供配电系统的自动装置（如自动重合闸装置、备用电源自动投入装置）配合，缩短事故停电时间，用电源自动投入装置）配合，缩短事故停电时间，提高供电系统的运行可靠性。

7、提高供电系统的运行可靠性。 继电保护原理继电保护原理 采用的物理量采用的物理量电流增大电流增大。从电源到短路点间电气设备上电流。从电源到短路点间电气设备上电流增大。增大。电压降低电压降低。故障相相电压或线电压下降，离短。故障相相电压或线电压下降，离短路点越近，电压下降越多，甚至为零。路点越近，电压下降越多，甚至为零。电流、电压间的相位角会发生变化电流、电压间的相位角会发生变化。由于短路。由于短路发生后，系统阻抗发生变化导致了相位角改变。发生后，系统阻抗发生变化导致了相位角改变。 故障电流流经的设备故障电流流经的设备温度上升较快温度上升较快。 利用短路时这些电气量的变化，可以构成各种原利用短路时

8、这些电气量的变化，可以构成各种原理的保护装置，如理的保护装置，如过电流保护过电流保护，低电压保护低电压保护；比较；比较电流、电压两个电气量可以构成距离保护或电流、电压两个电气量可以构成距离保护或功率方功率方向保护向保护装置等。装置等。 继电保护装置的组成继电保护装置的组成 测量部分测量部分 逻辑部分逻辑部分 执行部分执行部分 测量部分测量部分 用来测量被保护设备输入的有关信号（电流、电压用来测量被保护设备输入的有关信号（电流、电压等），并和已给定的整定值进行比较，判断是否应等），并和已给定的整定值进行比较，判断是否应该启动。该启动。 逻辑部分逻辑部分 根据测量部分各输出量的大小或性质及其组合或

9、输根据测量部分各输出量的大小或性质及其组合或输出顺序，使保护按照一定的逻辑程序工作，并将信出顺序，使保护按照一定的逻辑程序工作，并将信号传输给执行部分号传输给执行部分。 执行部分执行部分 根据逻辑部分传输的信号，最后去完成保护装置所根据逻辑部分传输的信号，最后去完成保护装置所承担的任务，给出跳闸或信号脉冲。承担的任务，给出跳闸或信号脉冲。v对继电保护装置的基本要求对继电保护装置的基本要求选择性选择性快速性快速性可靠性可靠性灵敏性灵敏性n选择性选择性 当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护装置应当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护装置应先动作，切除故障，而供电系统的其他无故障部分继续先动作

10、，切除故障，而供电系统的其他无故障部分继续运行，满足这一要求的动作就叫有选择性。运行，满足这一要求的动作就叫有选择性。 k点点故故障障QF2动动作作 根据性能要求合所起的作用，保护装置可分为根据性能要求合所起的作用，保护装置可分为主保护、后备保护及辅助保护等。主保护、后备保护及辅助保护等。主保护主保护应能最快速并有选择性地切除被保护区应能最快速并有选择性地切除被保护区域内的故障。域内的故障。 后备保护后备保护应在主保护或断路器拒绝动作时切除应在主保护或断路器拒绝动作时切除故障。故障。 近后备近后备当主保护拒绝动作时，由本设备或线路的当主保护拒绝动作时，由本设备或线路的另一套保护实现后备；当断路

11、器拒绝动作时，由断路另一套保护实现后备；当断路器拒绝动作时，由断路器的失灵保护实现后备。器的失灵保护实现后备。远后备远后备当主保护或断路器拒绝动作时，由相邻设当主保护或断路器拒绝动作时，由相邻设备或线路的保护实现后备。备或线路的保护实现后备。辅助保护辅助保护当需要加速切除线路故障或消除方向元当需要加速切除线路故障或消除方向元件的死区时，可采用由电流速断构成的辅助保护。件的死区时，可采用由电流速断构成的辅助保护。保护装置在尽可能的条件下，应尽快地动作切除保护装置在尽可能的条件下，应尽快地动作切除事故，以减少对用电设备的影响，如果故障能在事故，以减少对用电设备的影响，如果故障能在0.2s内切除，则

12、一般电动机就不会停转。迅速的动内切除，则一般电动机就不会停转。迅速的动作还能减轻对系统的破坏程度，减轻对元件的损害作还能减轻对系统的破坏程度，减轻对元件的损害程度，减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，程度，减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，加速恢复正常运行的过程，提高系统的稳定性。加速恢复正常运行的过程，提高系统的稳定性。 n快速性快速性n可靠性可靠性保护装置在其保护范围内发生故障时，必须可靠保护装置在其保护范围内发生故障时，必须可靠动作，不应拒绝动作，在不该动作的情况下就不动作，不应拒绝动作，在不该动作的情况下就不应该误动作。为了满足可靠性的要求，保护装置应该误动作。为了满足可靠性

13、的要求，保护装置接线应尽可能简单，力求减少继电器接点，避免接线应尽可能简单，力求减少继电器接点，避免保护装置断线、短路、接地和错误的接线，所有保护装置断线、短路、接地和错误的接线，所有辅助元件如连接端子、连接导线以及安装施工，辅助元件如连接端子、连接导线以及安装施工，都应当十分可靠。都应当十分可靠。 n灵敏性灵敏性保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性，如果保护装置对状态的反应能力称为灵敏性，如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能及时地反应动作，其保护区内极轻微的故障都能及时地反应动作，即具有足够的反应能力，说明保护装置的灵敏

14、即具有足够的反应能力，说明保护装置的灵敏度高。度高。保护装置灵敏与否，一般都用灵敏系数（保护装置灵敏与否，一般都用灵敏系数（Sp）来衡量。来衡量。对于反应故障时参数量增加的保护装置对于反应故障时参数量增加的保护装置定值保护装置动作参数的整时故障的最小计算值保护护区末端金属性短灵敏系数以过电流保护为例，灵敏系数为：以过电流保护为例，灵敏系数为： 1op.mink.pIIS 系统在最小运行系统在最小运行方式时保护区末方式时保护区末端的短路电流端的短路电流保护装置一次保护装置一次侧动作电流侧动作电流对于反应故障时参数量降低的保护装置对于反应故障时参数量降低的保护装置以低电压保护为例，灵敏系数为：以低

15、电压保护为例，灵敏系数为： maxk.1op.pUUS 保护装置一保护装置一次侧动作值次侧动作值保护区末端短路保护区末端短路时，在保护安装时，在保护安装处母线上的最大处母线上的最大残余电压值残余电压值计算值时故障的最保护护区末端金属性短灵敏系数大定值保护装置动作参数的整被保护的电气设备 继电保护装置类型 最低灵敏度Sp 变压器、线路等所有电气设备 过电流保护 5（如满足此要求将使保护复杂时，灵敏度可降为1.25）电流速断保护 2.0 后备保护 1.2（如满足此要求将使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可仅按常见的运行方式和故障类型校验灵敏度） 变压器 纵联差动保护 2.0 310kV电缆线路

16、中性点不直接接地电力网中的零序电流保护 1.25310kV架空线路 1.50表表6.1 继电保护装置灵敏度继电保护装置灵敏度 6.2工厂高压线路继电保护工厂高压线路继电保护 6.2.1 电流互感器与电流继电器的接线方式电流互感器与电流继电器的接线方式6.2.2 线路过电流保护线路过电流保护6.2.3 电流速断保护电流速断保护6.2.1 电流互感器与电流继电器的接线方式 继电器继电器 继电器是组成继电保护装置的基本元件。继电器是组成继电保护装置的基本元件。 根据继电器反应的物理量分，有电流继电器、电压根据继电器反应的物理量分，有电流继电器、电压继电器、气体继电器等。继电器、气体继电器等。 根据继

17、电器的工作原理分，有电磁式、感应式等。根据继电器的工作原理分，有电磁式、感应式等。 按其反应参量变化情况分，有过电流继电器、过电按其反应参量变化情况分，有过电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器等。压继电器、欠电压继电器等。 按其与一次电路的联系分，有一次式和二次式按其与一次电路的联系分，有一次式和二次式 一次式继电器的线圈与一次电路直接相连一次式继电器的线圈与一次电路直接相连 二次式继电器的线圈连接在电流互感器或电压互二次式继电器的线圈连接在电流互感器或电压互感器的二次侧。感器的二次侧。 n电磁式电流和电压继电器电磁式电流和电压继电器 图图6.1 .1 电磁继电器作用原理电磁继电器作用原理1

18、 1铁心；铁心；2 2衔铁；衔铁；3 3线圈；线圈；4 4接点；接点；5 5弹簧弹簧 电磁式电流和电压继电电磁式电流和电压继电器在继电保护装置中均为器在继电保护装置中均为启动元件，属于测量元件。启动元件，属于测量元件。 中间继电器实质上是电压继电器，只是触头数量多中间继电器实质上是电压继电器，只是触头数量多（一般有（一般有8对），容量也大（对），容量也大（510A）。中间继电器）。中间继电器的作用是增加触点的数目或增大触点的容量。的作用是增加触点的数目或增大触点的容量。 n电磁式中间继电器电磁式中间继电器 信号继电器在继电保护装置中的作用是用来发出指信号继电器在继电保护装置中的作用是用来发出指

19、示信号的。当信号继电器动作时，接点动作，从而接示信号的。当信号继电器动作时，接点动作，从而接通其他的信号回路，并且信号继电器上信号牌会掉下，通其他的信号回路，并且信号继电器上信号牌会掉下，显示动作信号。显示动作信号。 n电磁式信号继电器电磁式信号继电器 用来使保护装置获得所需要的延时。当继电器的线用来使保护装置获得所需要的延时。当继电器的线圈接上工作电压时，经过一定的时间，继电器的触点圈接上工作电压时，经过一定的时间，继电器的触点才动作。才动作。 n电磁式时间继电器电磁式时间继电器 GL型电流继电器实际上由感应部分和电磁部分构成，型电流继电器实际上由感应部分和电磁部分构成，感应部分带有反时限动

20、作特性，而电磁部分是瞬时动作感应部分带有反时限动作特性，而电磁部分是瞬时动作的。它的动作特性曲线如图的。它的动作特性曲线如图5.4所示。所示。 GL型电流继电器利用感应部分做过电流保护，利用型电流继电器利用感应部分做过电流保护，利用电磁部分做速断保护。能实现断路器的直接跳闸，另外电磁部分做速断保护。能实现断路器的直接跳闸，另外还有动作信号牌显示动作信号。感应部分具有反时限动还有动作信号牌显示动作信号。感应部分具有反时限动作特性，可以省略时间继电器。作特性，可以省略时间继电器。这种继电器构成的保护线路所用继电器个数少，但结这种继电器构成的保护线路所用继电器个数少，但结构复杂，准确性不高。构复杂，

21、准确性不高。 n感应式电流继电器感应式电流继电器 图图6.2 GL型电流继电器的动作特性曲线型电流继电器的动作特性曲线 图图6.3 继电器的图形表示符号继电器的图形表示符号 n各种继电器的表示符号和图形符号各种继电器的表示符号和图形符号p电流互感器与电流继电器的接线方式电流互感器与电流继电器的接线方式 为了表述继电器电流为了表述继电器电流IKA与电流互感器二次侧电流与电流互感器二次侧电流I2的的关系，特引入一个接线系数关系，特引入一个接线系数Kw 2KAwIIK流入电流流入电流继 电 器继 电 器的的电流电流电流互感器电流互感器二次侧电流二次侧电流n接线系数接线系数n电流互感器与电流继电器之间

22、的接线方式电流互感器与电流继电器之间的接线方式 三相三继电器式完全星形接线三相三继电器式完全星形接线 两相两继电器式不完全星形接线两相两继电器式不完全星形接线 两相三继电器式不完全星形接线两相三继电器式不完全星形接线 两相一继电器电流差式接线两相一继电器电流差式接线 三相三继电器式接线三相三继电器式接线 图图6.6 三相三继电器式接线三相三继电器式接线 1wK 所用保护元件最多所用保护元件最多 所有短路电流都会通所有短路电流都会通过继电器反映出来，产过继电器反映出来，产生相应的保护动作。生相应的保护动作。 电路电路特点特点两相两继电器式接线和两相三继电器式接线两相两继电器式接线和两相三继电器式

23、接线图图6 6.7 两相式接线两相式接线 电路电路特点特点 所用元件较少所用元件较少 未接互感器的单相短未接互感器的单相短路故障不能保护路故障不能保护 采用两相三继电器接采用两相三继电器接线提高灵敏度线提高灵敏度 两相一继电器式接线（两相差式接线）两相一继电器式接线（两相差式接线） 图图6 6.8 两相一继电器式接线两相一继电器式接线 电路电路特点特点 流入继电器的电流为流入继电器的电流为两相电流互感器二次侧两相电流互感器二次侧电流之差电流之差 不同短路电流通过继不同短路电流通过继电器有不同的灵敏度。电器有不同的灵敏度。 不 能 反 应 出 第 三 相不 能 反 应 出 第 三 相（B相）的单

24、相接地短路相）的单相接地短路故障故障 表表8.2 8.2 接线系数接线系数K Kw w的值的值 项 目 三相三继电器 两相两继电器 两相一继电器 两相三继电器 三相短路 111A、C相短路 1121A、B或B、C相短路 11113引入接线系数后，电流互感器一次侧电流与流入电流继电引入接线系数后，电流互感器一次侧电流与流入电流继电器电流的关系为：器电流的关系为： wKA21KIKIKIii电 流 互 感 器电 流 互 感 器的变流比的变流比电 流 互 感电 流 互 感器一次侧、器一次侧、二 次 侧 电二 次 侧 电流流流入电流流入电流继电器的继电器的电流电流p继电保护装置的操作电源继电保护装置的

25、操作电源 继电保护装置的操作电源，有继电保护装置的操作电源，有直流操作电源直流操作电源和和交流操作交流操作电源电源两大类。由于交流操作电源具有投资小、运行维护方两大类。由于交流操作电源具有投资小、运行维护方便及二次回路简单、可靠等优点，因此它在中、小型工厂便及二次回路简单、可靠等优点，因此它在中、小型工厂应用最为广泛。应用最为广泛。 交流操作继电交流操作继电保护装置保护装置 直接动作式直接动作式 去分流跳闸式去分流跳闸式 利用断路器操作机构内的利用断路器操作机构内的过电流脱扣器（跳闸线圈）过电流脱扣器（跳闸线圈）YR作为电流继电器直接动作作为电流继电器直接动作于跳闸，可接成两相两继电于跳闸，可

26、接成两相两继电器式或两相差式接线。正常器式或两相差式接线。正常运行时，运行时，YR流过的电流小于流过的电流小于YR的动作电流，不动作。当的动作电流，不动作。当一次电路发生相间短路时，一次电路发生相间短路时，短路电流反映到电流互感器短路电流反映到电流互感器的二次侧，流过的二次侧，流过YR的电流达的电流达到动作值，使断路器到动作值，使断路器QF跳闸。跳闸。这种接线保护灵敏度低这种接线保护灵敏度低.图图6 6.9 直接动作式过电流保护电路直接动作式过电流保护电路 n直接动作式直接动作式 正常运行时，电流继电器正常运行时，电流继电器KA的常闭接点将跳闸线圈的常闭接点将跳闸线圈YR短路，短路，YR无电流

27、流过，无电流流过，断路器断路器QF不会跳闸。而在一不会跳闸。而在一次电路发生相间短路时，次电路发生相间短路时，KA动作，其常闭接点断开，使动作，其常闭接点断开，使YR的短路分流支路被去掉的短路分流支路被去掉（即（即“去分流去分流”），电流互），电流互感器的二次侧的电流全部流感器的二次侧的电流全部流过过YR，断路器跳闸。这种接，断路器跳闸。这种接线简单，灵敏度较高，但要线简单，灵敏度较高，但要求继电器的触点容量较大。求继电器的触点容量较大。 图图6 6.10 去分流跳闸式过电流保护电路去分流跳闸式过电流保护电路 n去分流跳闸式去分流跳闸式 6.2.2 线路过电流保护线路过电流保护 p1定时限过电

28、流保护装置组成和原理定时限过电流保护装置组成和原理 当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器启当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器启动，同时启动时间继电器，待时间继电器延时到预先整定动，同时启动时间继电器，待时间继电器延时到预先整定时间，保护装置动作切除故障并报警。这种保护装置的动时间，保护装置动作切除故障并报警。这种保护装置的动作时间是预先整定的，不随短路电流大小的变化而变化，作时间是预先整定的，不随短路电流大小的变化而变化，因而称为定时限。定时限过电流保护在工厂供电系统中多因而称为定时限。定时限过电流保护在工厂供电系统中多采用两相式接线。采用两相式接线。图图6 6.11

29、 定时限过电流保护装置原理电路图定时限过电流保护装置原理电路图 n工作原理工作原理：正常情况下，断路器：正常情况下，断路器QF闭合，保持正常供电，闭合，保持正常供电，线路中流过正常电流，此时电流继电器不会启动。当线路线路中流过正常电流，此时电流继电器不会启动。当线路发生相间短路故障时，线路中流过的电流迅速增加，使电发生相间短路故障时，线路中流过的电流迅速增加，使电流继电器流继电器KA瞬时动作，启动时间继电器瞬时动作，启动时间继电器KT，经过延时，经过延时，KT延时触点闭合，使串联的信号继电器（电流型）延时触点闭合，使串联的信号继电器（电流型）KS和和中间继电器中间继电器KM动作，动作，KS触点

30、闭合接通报警线路，触点闭合接通报警线路，KM触触点闭合，接通跳闸线圈点闭合，接通跳闸线圈YR回路，使断路器回路，使断路器QF跳闸，切除跳闸，切除短路故障。在短路故障切除后，继电保护装置除短路故障。在短路故障切除后，继电保护装置除KS外的外的其他所有继电器都自动返回起始状态，而其他所有继电器都自动返回起始状态，而KS需手动复位。需手动复位。 p2反时限过电流保护装置的组成和原理反时限过电流保护装置的组成和原理 n 反时限过电流保护就是通过保护装置的故障电流越反时限过电流保护就是通过保护装置的故障电流越大，动作时间越短，而故障电流越小，动作时间就越大，动作时间越短，而故障电流越小，动作时间就越长。

31、这种保护装置由长。这种保护装置由GL型电流继电器组成。型电流继电器组成。n工作原理：在正常情况下，电流继电器通过正常工工作原理：在正常情况下，电流继电器通过正常工作电流，其动断触点闭合，动合触点断开，断路器的作电流，其动断触点闭合，动合触点断开，断路器的跳闸线圈不会得电。发生短路时，电流继电器跳闸线圈不会得电。发生短路时，电流继电器KA中流中流过的电流增大，到达其动作值，动合触点闭合，接通过的电流增大，到达其动作值，动合触点闭合，接通YR，动断触点断开，去掉分流使，动断触点断开，去掉分流使YR得电带动断路器得电带动断路器跳闸。跳闸。 图图6.12 6.12 交流操作的反时限过电流保护装置原理图

32、交流操作的反时限过电流保护装置原理图 p3过电流保护装置的动作原理和整定过电流保护装置的动作原理和整定 n保护要求：保护要求：线路线路WL2的首端的首端k点发生短路时，由于短路电流点发生短路时，由于短路电流远远大于线路上的所有负荷电流，所以沿线路的过电流保护远远大于线路上的所有负荷电流，所以沿线路的过电流保护装置包括装置包括KA1、KA2均应启动。按照保护选择性的要求，应均应启动。按照保护选择性的要求，应是靠近故障点是靠近故障点k的保护装置的保护装置KA2首先断开首先断开QF2，切除故障线路，切除故障线路WL2。而。而KA1应立即返回，不至于断开应立即返回，不至于断开QF1。 图图6.13 6

33、.13 过电流保护动作原理图过电流保护动作原理图 n（1）过电流保护动作电流的整定）过电流保护动作电流的整定 max.LrewrelopIKKKKIi继电器的继电器的动作电流动作电流保护装置的可靠保护装置的可靠系数，对系数，对DL型继型继电器取电器取1.2，对，对GL型继电器取型继电器取1.33保护装置的接线系保护装置的接线系数，三相式、两相数，三相式、两相式接线取式接线取1，两相差，两相差式接线取式接线取保护装置的返回保护装置的返回系数，对系数，对DL型继型继电器取电器取0.85，对，对GL型继电器取型继电器取0.8电流互感器变比电流互感器变比线路的最大负线路的最大负荷电流，可取荷电流，可取

34、为为(1.53)I30n（2）过电流保护的动作时限整定和配合）过电流保护的动作时限整定和配合 定时限过电流保护的动作时限整定和配合。定时限过电流保护的动作时限整定和配合。 为了保证前后两级保护装置动作的选择性，在后一为了保证前后两级保护装置动作的选择性，在后一级保护装置的线路首端级保护装置的线路首端k点发生三相短路时，前一级点发生三相短路时，前一级保护的动作时间应比后一级保护的动作时间要大一个保护的动作时间应比后一级保护的动作时间要大一个时间差，对于定时限保护装置，一般取时间差，对于定时限保护装置，一般取0.5s。n（2）过电流保护的动作时限整定和配合）过电流保护的动作时限整定和配合 反时限过

35、电流保护的动作时限整定和配合。反时限过电流保护的动作时限整定和配合。 为了保证各保护装置动作的选择性，反时限过电流为了保证各保护装置动作的选择性，反时限过电流保护装置也应该按照阶梯原则来选择。对反时限过电保护装置也应该按照阶梯原则来选择。对反时限过电流保护装置，流保护装置， t一般取一般取0.7s。 n（3）过电流保护装置的灵敏度）过电流保护装置的灵敏度 op)2(mink.wpIKIKSi1.5 被保护线路末被保护线路末端在系统最小端在系统最小运行方式下的运行方式下的两相短路电流两相短路电流n（4）越级跳闸的处理）越级跳闸的处理 如果是如果是WL2的保护装置动作，断路器的保护装置动作，断路器

36、QF2拒绝跳闸造拒绝跳闸造成越级，则应在拉开拒跳断路器成越级，则应在拉开拒跳断路器QF2两侧的隔离开关后，两侧的隔离开关后，将其他非故障线路送电；将其他非故障线路送电； 如果是因为如果是因为WL2的保护装置未动装置作造成越级跳的保护装置未动装置作造成越级跳闸，则应将各线路断路器断开，合上越级跳闸的断路器闸，则应将各线路断路器断开，合上越级跳闸的断路器QF1，再逐条线路试送电，发现故障线路后，将该线路，再逐条线路试送电，发现故障线路后，将该线路停电，拉开断路器两侧的隔离开关，再将其他非故障线停电，拉开断路器两侧的隔离开关，再将其他非故障线路送电；路送电； 如果是保护装置动作，断路器如果是保护装置

37、动作，断路器QF2跳闸，则应拉开断跳闸，则应拉开断路器路器QF2两侧的隔离开关，最后再查找保护装置动作的两侧的隔离开关，最后再查找保护装置动作的原因。原因。 p4定时限和反时限过电流保护的比较定时限和反时限过电流保护的比较 n定时限过电流保护的定时限过电流保护的优点优点是：动作时间准确，容易整定。是：动作时间准确，容易整定。而且不论短路电流大小，动作时间是一定的，不会因短路而且不论短路电流大小，动作时间是一定的，不会因短路电流小而动作时间长。电流小而动作时间长。n定时限过电流保护的定时限过电流保护的缺点缺点是：继电器数目较多，接线比较是：继电器数目较多，接线比较复杂。在靠近电源处短路时，保护装

38、置的动作时间太长。复杂。在靠近电源处短路时，保护装置的动作时间太长。p5线路的过负荷保护线路的过负荷保护 n过负荷保护其动作电流整定过负荷保护其动作电流整定 图图6 6.14 线路的过负荷保护线路图线路的过负荷保护线路图 30op3 . 12 . 1IKIi所保护线路所保护线路的计算电流的计算电流n如图所示，某厂如图所示，某厂10kV供电线路，保护装置接线方式为两供电线路，保护装置接线方式为两相式接线。已知相式接线。已知WL2的最大负荷电流为的最大负荷电流为57A，TA1的变比为的变比为150/5，TA2的变比为的变比为100/5，继电器均为，继电器均为DL-11/10型电流继型电流继电器。已

39、知电器。已知KA1已整定，其动作电流为已整定，其动作电流为10A，动作时间为，动作时间为1s。k-1点的三相短路电流为点的三相短路电流为500A，k-2点的三相短路电流为点的三相短路电流为200A。试整定保护装置。试整定保护装置KA2的动作电流和动作时间，并检的动作电流和动作时间，并检验其灵敏度。验其灵敏度。 p例题例题8.1 解：解：（1）整定）整定KA2的动作电流。的动作电流。 取取Krel1.2 ， Kre0.85， Ki100/5=20，已，已知知IL.max57A，故，故 A02. 4572085. 012 . 1max.Lrewrel)2(opIKKKKIi取整数，取整数，动作电流

40、整定为动作电流整定为4A。 （2）整定）整定KA2的动作时间。的动作时间。 保护装置保护装置KA1的动作时限应比保护装置的动作时限应比保护装置KA2的动作时的动作时限大一个时间阶段限大一个时间阶段t，取，取t 0.5s，因为，因为KA1的动的动作时间是作时间是1s，所以，所以KA2的动作时间为的动作时间为t2=1-0.5=0.5s。 （3）KA2的灵敏度校验。的灵敏度校验。 KA2保护的线路保护的线路WL2末端末端k-2点的两相短路电流为其最点的两相短路电流为其最小短路电流，即小短路电流，即173200866. 023)3(2k)2(min. kII5 . 116. 24201731op)2(

41、min. kwpIKIKSi由此可见，灵敏度满足要求。由此可见，灵敏度满足要求。 6.2.3 电流速断保护电流速断保护 p1电流速断保护的组成及整定电流速断保护的组成及整定 图图6.16 6.16 电流速断保护的原理图电流速断保护的原理图 n电流速断保护的动作电流必须按躲过它所保护线路电流速断保护的动作电流必须按躲过它所保护线路末端在最大运行方式下发生的短路电流来整定。末端在最大运行方式下发生的短路电流来整定。 max. kwrelqbIKKKIi断保护动断保护动作电流作电流可靠系数，对可靠系数，对DL系列电流继电器系列电流继电器可取可取1.21.3，对，对GL系列电流继电系列电流继电器可取器

42、可取1.41.5被保护线路被保护线路末端短路时末端短路时的最大短路的最大短路电流电流图图6 6.17 .17 线路电流速断保护的保护区线路电流速断保护的保护区 p2电流速断保护的电流速断保护的“死区死区”及其弥补及其弥补 n由于电流速断保护的动作电流是按被保护线路末端的最大由于电流速断保护的动作电流是按被保护线路末端的最大短路电流来整定的，因而其动作电流会大于被保护范围末短路电流来整定的，因而其动作电流会大于被保护范围末端的短路电流，这使得保护装置不能保护全段线路，出现端的短路电流，这使得保护装置不能保护全段线路，出现一段一段“死区死区”。n速断保护只能保护线路的一部分，而不能保护线路的全长。

43、速断保护只能保护线路的一部分，而不能保护线路的全长。 n为了弥补死区得不到保护的缺点，在装设电流速断保护的为了弥补死区得不到保护的缺点，在装设电流速断保护的线路上，必须配备带时限的过电流保护。在电流速断的保线路上，必须配备带时限的过电流保护。在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，过电流保护为后备保护；而护区内，速断保护为主保护，过电流保护为后备保护；而在电流速断保护的死区内，过电流保护为基本保护。在电流速断保护的死区内，过电流保护为基本保护。 6.3电力变压器的保护电力变压器的保护 6.3.1 电力变压器保护装置的设置电力变压器保护装置的设置6.3.2 变压器的继电保护变压器的继电保护6.3

44、.1 电力变压器保护装置的设置电力变压器保护装置的设置 p1变压器易产生的故障和不正常工作状态变压器易产生的故障和不正常工作状态 变压器故障变压器故障及不正常工作状态及不正常工作状态变压器故障变压器故障不正常工作状态不正常工作状态内部故障内部故障线圈的相间短线圈的相间短路、匝间或层路、匝间或层间短路、单相间短路、单相接地短路以及接地短路以及烧坏铁心等。烧坏铁心等。 外部故障外部故障套管及引出线套管及引出线上的短路和接上的短路和接地。地。 过负荷、温升过过负荷、温升过高以及油面下降高以及油面下降超过了允许程度超过了允许程度等。等。 p2变压器的保护装置变压器的保护装置 n根据长期的运行经验和有关

45、的规定，对于高压侧为根据长期的运行经验和有关的规定，对于高压侧为610kV的车间变电所主变压器应装设以下几种保护的车间变电所主变压器应装设以下几种保护装置：装置：（1）带时限的过电流保护装置。）带时限的过电流保护装置。（2）电流速断保护装置。）电流速断保护装置。（3）瓦斯保护装置。）瓦斯保护装置。（4）过负荷保护装置。）过负荷保护装置。（5）温度保护装置。）温度保护装置。6.3.2 变压器的继电保护变压器的继电保护 p1变压器的过电流保护变压器的过电流保护 n变压器过电流保护动作电流整定变压器过电流保护动作电流整定max.LrewrelopIKKKKIi 其动作时间也按其动作时间也按“阶梯原则

46、阶梯原则”整定，与线路过电流保护整定，与线路过电流保护完全相同。对车间变电所来说，其动作时间可整定为最小完全相同。对车间变电所来说，其动作时间可整定为最小值（值（0.5s）。）。(1.53)I1N.T变压器一次侧变压器一次侧的额定电流的额定电流n变压器过电流保护动作时间整定变压器过电流保护动作时间整定 灵敏度按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生灵敏度按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路电流换算到高压侧来校验。两相短路电流换算到高压侧来校验。 n变压器过电流保护灵敏度校验变压器过电流保护灵敏度校验n变压器过电流保护动作跳闸，应作如下检查和处理：变压器过电流保护动作跳闸，应作如

47、下检查和处理：（1）检查母线及母线上的设备是否有短路；）检查母线及母线上的设备是否有短路；（2）检查变压器及各侧设备是否短路；）检查变压器及各侧设备是否短路；（3）检查低压侧保护是否动作，各条线路的保护有无）检查低压侧保护是否动作，各条线路的保护有无动作；动作；（4）确认母线无电时，应拉开该母线所带的线路；）确认母线无电时，应拉开该母线所带的线路；（5）如是母线故障，应视该站母线设置情况，用倒母）如是母线故障，应视该站母线设置情况，用倒母线或转带负荷的方法处理；线或转带负荷的方法处理；（6）经检查确认是否越级跳闸，如是，应试送变压器；）经检查确认是否越级跳闸，如是，应试送变压器；（7）试送良好

48、，应逐路检查故障线路。）试送良好，应逐路检查故障线路。 p2变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护 变压器电流速断保护主要是对变压器的内部故障，如变压器电流速断保护主要是对变压器的内部故障，如相间短路等进行保护。相间短路等进行保护。 max. kwrelqbIKKKIin变压器电流速断保护对象变压器电流速断保护对象n变压器电流速断保护动作电流整定变压器电流速断保护动作电流整定变压器低压侧母变压器低压侧母线的三相短路电线的三相短路电流换算到高压侧流换算到高压侧的穿越电流值的穿越电流值 灵敏度按保护装置安装处（高压侧）在系统最小运行方灵敏度按保护装置安装处（高压侧）在系统最小运行方式下发生两相短

49、路的短路电流值来校验。要求式下发生两相短路的短路电流值来校验。要求Sp1.5。 n变压器电流速断保护灵敏度校验变压器电流速断保护灵敏度校验p3变压器的过负荷保护变压器的过负荷保护 n过负荷保护动作电流整定过负荷保护动作电流整定动作时间取动作时间取1015s30op3 . 12 . 1IKIi变压器一次侧变压器一次侧的额定电流的额定电流n过负荷保护动作时间整定过负荷保护动作时间整定p4电力变压器的瓦斯保护电力变压器的瓦斯保护 瓦斯继电器（气体继电瓦斯继电器（气体继电器），安装于变压器油箱与器），安装于变压器油箱与油枕之间的连通管上，如图油枕之间的连通管上，如图所示。为让变压器的油箱内所示。为让变

50、压器的油箱内产生的气体顺利通过与瓦斯产生的气体顺利通过与瓦斯继电器连接的管道流入油枕，继电器连接的管道流入油枕，应保证连通管对变压器油箱应保证连通管对变压器油箱顶盖有顶盖有2%4%的倾斜度，的倾斜度，变压器安装应取变压器安装应取1%1.5%的倾斜度。的倾斜度。 n瓦斯继电器的安装瓦斯继电器的安装n瓦斯保护原理瓦斯保护原理 图图6.23 6.23 瓦斯保护的原理接线图瓦斯保护的原理接线图 瓦斯保护动作快，灵敏瓦斯保护动作快，灵敏度高，结构简单，并能反度高，结构简单，并能反映变压器油箱内的各种故映变压器油箱内的各种故障，在工厂中使用相当广障，在工厂中使用相当广泛，但它不能反映变压器泛，但它不能反映

51、变压器引出端子以上的故障。引出端子以上的故障。 n变压器瓦斯保护动作后的故障分析变压器瓦斯保护动作后的故障分析 收集瓦斯继电器内的气体做色谱分析，如无气体，应收集瓦斯继电器内的气体做色谱分析，如无气体，应检查二次回路和瓦斯继电器的接线柱及引线绝缘是否良好；检查二次回路和瓦斯继电器的接线柱及引线绝缘是否良好； 检查油位、油温、油色有无变化；检查油位、油温、油色有无变化； 检查防爆管是否爆裂喷油；检查防爆管是否爆裂喷油； 检查变压器外壳有无变形，焊缝是否开裂喷油；检查变压器外壳有无变形，焊缝是否开裂喷油； 如果经检查未发现任何异常，而确定是因二次回路故如果经检查未发现任何异常，而确定是因二次回路故

52、障引起误动作时，可退出瓦斯保护，投入其他保护，试送变障引起误动作时，可退出瓦斯保护，投入其他保护，试送变压器，并密切监视；压器，并密切监视； 在瓦斯保护的动作原因未查清前，不得合闸送电。在瓦斯保护的动作原因未查清前，不得合闸送电。 p5变压器的差动保护变压器的差动保护 n（1）变压器差动保护的工作原理）变压器差动保护的工作原理在变压器在变压器正常工作正常工作或或保护区域外部发生短路故障保护区域外部发生短路故障时，电时，电流互感器二次侧电流同时增加，流入继电器的动作电流也流互感器二次侧电流同时增加，流入继电器的动作电流也是为零，或仅为变压器一、二次侧的不平衡电流，不平衡是为零，或仅为变压器一、二

53、次侧的不平衡电流，不平衡电流小于继电器动作电流，故保护装置不动作。电流小于继电器动作电流，故保护装置不动作。n（1）变压器差动保护的工作原理）变压器差动保护的工作原理当变压器差动当变压器差动保护范围内发生故障保护范围内发生故障时，在单电源的时，在单电源的情况下，流入继电器回路的电流，如图所示。此时继情况下，流入继电器回路的电流，如图所示。此时继电器回路的电流大于其动作电流，保护装置动作，使电器回路的电流大于其动作电流，保护装置动作，使QF1、QF2同时跳闸，切除变压器。同时跳闸，切除变压器。n（2）变压器差动保护动作跳闸后的检查和处理）变压器差动保护动作跳闸后的检查和处理 查变压器本体有无异常

54、，检查差动保护范围内查变压器本体有无异常，检查差动保护范围内的瓷瓶是否有闪络、损坏，引线是否有短路；的瓷瓶是否有闪络、损坏，引线是否有短路； 如果变压器差动保护范围内的设备无明显故障，如果变压器差动保护范围内的设备无明显故障，应检查继电保护及二次回路是否有故障，直流回路是应检查继电保护及二次回路是否有故障，直流回路是否有两点接地；否有两点接地； 经以上检查无异常时，应在切除负荷后立即试经以上检查无异常时，应在切除负荷后立即试送一次，试送后又跳闸，不得再送；送一次，试送后又跳闸，不得再送；n（2）变压器差动保护动作跳闸后的检查和处理）变压器差动保护动作跳闸后的检查和处理 如果是因继电器或二次回路

55、故障、直流两点接如果是因继电器或二次回路故障、直流两点接地造成的误动作，应将差动保护退出运行，将变压器地造成的误动作，应将差动保护退出运行，将变压器送电后，再处理二次回路故障及直流接地；送电后，再处理二次回路故障及直流接地； 差动保护及重瓦斯保护同时动作使变压器跳闸差动保护及重瓦斯保护同时动作使变压器跳闸时，不经内部检查和试验，不得将变压器投入运行。时，不经内部检查和试验，不得将变压器投入运行。 p6保护故障分析实例保护故障分析实例 某中型工厂新建某中型工厂新建35kV变电所在运行中发生多次越变电所在运行中发生多次越级跳闸事故。级跳闸事故。10kV线路线路WL1故障（如图所示），其故障（如图所

56、示），其断路器跳闸，但同时变压器过电流保护跳闸，造成断路器跳闸，但同时变压器过电流保护跳闸，造成10kV母线停电，中断其他线路的供电。母线停电，中断其他线路的供电。n经继电保护人员现场的分析，估计有以下几种原因引经继电保护人员现场的分析，估计有以下几种原因引起变压器过电流保护动作：起变压器过电流保护动作：（1）变压器过电流保护整定值与下级整定值配合不当；）变压器过电流保护整定值与下级整定值配合不当；（2）变压器过电流保护整定值校验不准，取值过小；）变压器过电流保护整定值校验不准，取值过小；（3）WL1线路过电流整定值校验不准，取值过大；线路过电流整定值校验不准，取值过大；（4）变压器过电流继电

57、器线圈并联接成串联，以致整定）变压器过电流继电器线圈并联接成串联，以致整定值减小一半；值减小一半；（5）WL1线路过电流继电器线圈串联接成并联，以致整线路过电流继电器线圈串联接成并联，以致整定值增大一半；定值增大一半；（6）变压器过电流时间与）变压器过电流时间与WL1线路过电流时间配合不当。线路过电流时间配合不当。 6.4工厂低压供电系统的保护工厂低压供电系统的保护 6.4.1 熔断器保护熔断器保护6.4.2 低压断路器保护低压断路器保护6.4.1 熔断器保护熔断器保护 低压熔断器广泛应用于低压低压熔断器广泛应用于低压500V以下的电路中，作为电以下的电路中，作为电力线路、电动机及其他电器的过

58、载及短路保护。力线路、电动机及其他电器的过载及短路保护。p1熔断器选择要求熔断器选择要求 n选择熔断器时应满足下列条件：选择熔断器时应满足下列条件：（1）熔断器的额定电压应不小于装置安装处的工作电压。）熔断器的额定电压应不小于装置安装处的工作电压。（2）熔断器的额定电流应不小于它所装设的熔体额定电）熔断器的额定电流应不小于它所装设的熔体额定电流。流。（3）熔断器的类型应符合安装处条件（户内或户外）及）熔断器的类型应符合安装处条件（户内或户外）及被保护设备的技术要求。被保护设备的技术要求。p1熔断器选择要求熔断器选择要求 n选择熔断器时应满足下列条件：选择熔断器时应满足下列条件：（4）熔断器的断流能力应进行校验。）熔断器的断流能力应进行校验。（5）熔断器保护还应与被保护的线路相配合，使）熔断器保护还应与被保护的线路相配合，使之不至于发生因过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过之不至于发生因过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而熔断器不熔断的事故。热起燃而熔断器不熔断的事故。 p2前后熔断器之间的选择性配合前后熔断器之间的选择性配合 为了保证动作选择性，也就是保证最接近短路点的熔断为了保证动作选择性，也就是保证最接近短路点的熔断器熔体先熔断，以避免影响更多的用电设备正常工作，必器熔体先熔断，以避免影响更多的用电设备正常