建筑供配电与照明第6章

1、第6章供配电系统的过流保护6.1 过电流保护装置的任务和要求6.2 熔断器保护6.3 低压断路器保护6.4 常用的保护继电器6.5 供配电系统中高压线路的继电保护6.6 电力变压器的继电保护6.7 高压电动机的继电保护6.1 过电流保护装置的任务和要求Requirement and assignment of over-current protection 6.1.1过高流保护装置的类型和任务过高流保护装置的类型和任务Over-current protectors type and requirement 熔断器保护、低压断路器保护和继电保护熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。 6.1.2过

2、流保护装置的要求过流保护装置的要求Over-current protectors assignment（1）选择性 （2）速动性 （3）可靠性 （4）灵敏度 6.2 熔断器保护 fuse protection6.2.1熔断器在供电系统中的配置熔断器在供电系统中的配置Disposal of fuse in power up system6.2.2熔断器熔体电流的选择熔断器熔体电流的选择Fuses choose 6.2.3熔断器保护灵敏度的检验熔断器保护灵敏度的检验6.2.4熔断顺的选择和校验熔断顺的选择和校验6.2.5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6.3 低压断路器保护Lo

3、w-voltage circuit-breaker protection6.3.1低压断路器在低压配电系统中的配置低压断路器在低压配电系统中的配置Disposal of low-voltage circuit-breaker in low-voltage distribution system6.3.2低压断路器脱扣器的选择和整定低压断路器脱扣器的选择和整定The choice and test about low-voltage circuit-breakers release6.3.3低压断路器过电流保护灵敏度的检验低压断路器过电流保护灵敏度的检验Test of low-voltage c

4、ircuit-breaker over-current protection sensitivity6.3.4低压断路器的选择和校验低压断路器的选择和校验The choice and test about low-voltage circuit-breaker6.3.5前后低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间的选择性配合前后低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间的选择性配合FUFU1 1T TFUFU2 2FUFU3 3FUFU4 4FUFU5 5K-2K-3K-4K-5K-1图图6.1 断路器在供电系统中的装置断路器在供电系统中的装置FUFU1 1K图图6.2 前后熔断器之间的选择性配置前

5、后熔断器之间的选择性配置（a) 熔断器在低压线路中的选择配置熔断器在低压线路中的选择配置 (b） 熔断器按保护特性曲线的误差范围熔断器按保护特性曲线的误差范围380V380VI IKWLWL1 1WLWL2 2照明照明t tt t1 1t t11t t22t t2 2I II IKFUFU1 1 的特性的特性FUFU2 2 的特性的特性QFQF1 1图图6.3 低压断路器常见的配置方法低压断路器常见的配置方法(a)适于适于1台主变压器的变压器台主变压器的变压器; (b)适于适于2台主变压器的变压器；台主变压器的变压器；(c)适于低压配电适于低压配电出线；出线；(d)适于频繁操作的低压线路；适于

6、频繁操作的低压线路；(e)适于自复式熔断器保护的低压线路适于自复式熔断器保护的低压线路380V380VQKQK1 1QFQF2 2QKQK2 2QFQFT TT T1 1T T2 2380V380V380V380V380V380VQFQFQKQKQFQFK KMKHKHFU-QKFU-QKQFQF(a) (a) (b) (b) (c) (c) (d) (d) (e) (e) 6.4 常用的保护继电器6.4.1电磁式电流继电器和电压继电器电磁式电流继电器和电压继电器Current relay and voltage relay 6.4.2电磁式时间继电器电磁式时间继电器Timing relay6

7、.4.3电磁式信号继电器电磁式信号继电器Signal relay6.4.4电磁式中间继电器电磁式中间继电器Medium relay6.4.5感应式电流继电器感应式电流继电器 图图6.4 过电流保护框图过电流保护框图KA-电流继电器电流继电器; KT-时间继电器；时间继电器；KS-信号继电器；信号继电器；KM-中间继电器中间继电器QFQFTATAQSQSKAKAKTKTKSKSK KM启动启动元件元件时限时限元件元件信号信号元件元件出口出口元件元件图图6.6 DL10系列电磁式电流继电器的内部接线和图形符号系列电磁式电流继电器的内部接线和图形符号(a) DL11型型; (b) DL12型；型；(

8、c) DL13型；型；(d)集中表示的图形；集中表示的图形；(e)分开表示的图形分开表示的图形KA1-2常闭（动断）触点；常闭（动断）触点；KA3-4常开（动合）触点常开（动合）触点KAKA(a) (a) (b) (b) (c) (c) (d) (d) (e) (e) KAKA1 12 23 34 41 12 23 34 4KAKAKAKA图图6.8 DS110系列时间继电器的内部接线和图形符号系列时间继电器的内部接线和图形符号(a) DS111，112，113，121，122，123型型; (b) DS111C，112C，113C型；型；(c) DS115，116，125，126型；型；(d

9、) 时间继电器的暖吸线圈及延时闭合触点；时间继电器的暖吸线圈及延时闭合触点；(e)时间继电器的暖吸线圈及延时断开触点时间继电器的暖吸线圈及延时断开触点KTKT(a) (a) (b) (b) (c) (c) (d) (d) (e) (e) KTKT形式形式1 1形式形式1 1形式形式2 2形式形式2 2先断后先断后合的转合的转换触点换触点动作中动作中暂时闭暂时闭合的常合的常开触点开触点图图6.10 DX11型信号继电器的内部接线和图形符号型信号继电器的内部接线和图形符号(a) 内部接线内部接线; (b)图形符号图形符号(a) (a) (b) (b) 图图6.12 DZ10系列中间继电器的内部接线

10、和图形符号系列中间继电器的内部接线和图形符号(a) DZ15型型; (b) DZ16型；型；(c) DZ17型；型；(d) 图形符号图形符号K KM(a) (a) (b) (b) (c) (c) (d) (d) 1 1 2 23 3 4 45 56 67 7 8 8图图6.14 GL11，15，21，25型感应式电流继电器的内部接线和图形符号型感应式电流继电器的内部接线和图形符号(a) GL11，15型型; (b) GL21，25型；型；(c) 图形符号图形符号(a) (a) (b) (b) (c) (c) KAKA形式形式1 1形式形式1 1形式形式1 1先合后先合后断的转断的转换触点换触点

11、表示反时限表示反时限特性（可略）特性（可略）a a0 0b b/ /动作电流倍数动作电流倍数n nI IFUFU2 2 的特性的特性b bn nqb1010c cd d动作时间动作时间/t/t图图6.15 感应式电流继电器的动作特性曲线感应式电流继电器的动作特性曲线a b c 感应元件的反时限特性感应元件的反时限特性bb/d电磁元件的速断特性电磁元件的速断特性6.5 供配电系统中高压线路的继电保护Relay protection of high-voltage line in the power up and distribution systems6.5.1概述概述6.5.2继电保护装置的结

12、线方式继电保护装置的结线方式Relay protectors operate form）两相两继电器式结线 ）两相一继电器式结线 6.5.3继电保护装置的操作方式继电保护装置的操作方式 ）直接动作方式 ）中间电流互感器供电方式 ）“去分流跳闸”的操作方式 I IA AI IB BI IC CA AB BC CTATA1 1I Ia aI Ic cTATA2 2I Ia aI Ic cKAKA1 1KAKA2 2图图6.16 两相两继电器式接线两相两继电器式接线I IA AI IB BI IC CA AB BC CTATA1 1I Ia aI Ic cTATA2 2I Ia-a-I Ic cKA

13、KA图图6.17 两相一继电器式接线两相一继电器式接线图图6.18 两相一继电器式接线不同相间短路的相量分析两相一继电器式接线不同相间短路的相量分析(a) 三相短路三相短路; (b) A，C两相短路；两相短路；(c) A，B两相短路；两相短路；(d) B，C两相短路两相短路(a) (a) (b) (b) (c) (c) (d) (d) QFQFQSQSTATA1 1TATA2 2（KAKA） YRYR图图6.19 直接动作式电流保护电路直接动作式电流保护电路QF 断路器；断路器；TA1，TA2 电流互感器；电流互感器；YR 断路器跳闸线圈断路器跳闸线圈QFQFQSQSTATA1 1TATA2

14、2图图6.20 采用中间电流互感器的供电方式采用中间电流互感器的供电方式QF 断路器；断路器；TA1，TA2 电流互感器；电流互感器；TAM中间电流互感器；中间电流互感器；KA电流继电器；电流继电器；YR 断路器跳闸线圈断路器跳闸线圈YRYRTATAMKAKAQFQFQSQSTATA1 1TATA2 2图图6.21 “去分流跳闸去分流跳闸”的过程电流保护电路的过程电流保护电路QF 断路器；断路器；TA1，TA2 电流互感器；电流互感器；TAM中间电流互感器；中间电流互感器；KA电流继电器；电流继电器；YR 断路器跳闸线圈断路器跳闸线圈YRYRKAKA6.5 供配电系统中高压线路的继电保护6.5

15、.4带时限的过电流保护带时限的过电流保护Specified time over-current protection）定时限过流保护装置的组成和原理）反时限过电流保护的组成和原理 ）过电流保护动作电流的整定）过电流保护动作时间的整定）定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较6.5.5电流速断保护电流速断保护Current quick-break protector）电流速断保护的组成及速断电流的整定）电流速断保护的“死区”及其弥补）电流速断保护的灵敏度6.5.6单相接地保护单相接地保护Single-phase earthling protection）单相接地保护的基本原理）单相接地保护装置动

16、作电流的整定）单相接地保护的灵敏度6.5.7线路的过负荷保护线路的过负荷保护Over-load protection of line6.5.8晶体管继电保护概述晶体管继电保护概述Transistor relay protections generalityQFQFTATA1 1TATA2 2YRYRKAKA1 1QFQFKAKA2 2KTKTKSKSK KMA AC C信号信号- - - -+ + + +(a) (a) 图图6.22 定时限过电流保护的原理电路图定时限过电流保护的原理电路图（a）接线图）接线图TATA1 1TATA2 2KAKA1 1KAKA2 2KSKSK KMA AC C-

17、 -+ +(b) (b) 图图6.22 定时限过电流保护的原理电路图（定时限过电流保护的原理电路图（b）展开图）展开图KA-电流继电器电流继电器; KT-时间继电器；时间继电器； QF 断路器；断路器；YR 断路器跳闸线圈；断路器跳闸线圈；KS-信号继电器；信号继电器；KM-中间继电器中间继电器KAKA1 1KAKA2 2信号信号YRYRK KTK KTK KSK KM+ +1 12 2TATA1 1TATA2 2KAKA1 1KAKA2 2A AC CYRYR1 1YRYR2 2QSQSQFQF(a) (a) 1 12 23 34 41 12 23 34 4图图6.23 反时限过电流保护的原

18、理电路图反时限过电流保护的原理电路图（a）接线图）接线图TATA1 1TATA2 2KAKA1 1KAKA2 2A AC C(b) (b) 图图6.23 反时限过电流保护的原理电路图（反时限过电流保护的原理电路图（b）展开图）展开图KA-电流继电器电流继电器; KT-时间继电器；时间继电器； QF 断路器；断路器；YR 断路器跳闸线圈；断路器跳闸线圈；KS-信号继电器；信号继电器；KM-中间继电器中间继电器1 12 2KAKA1 1KAKA2 2YRYR1 1YRYR2 2KAKA1 1KAKA2 23 34 41 12 23 34 4TATA1 1KAKA1 1(a) (a) 图图6.24

19、线路过电流保护整定说明图线路过电流保护整定说明图（a）电路图）电路图KAKA2 2QFQF1 1TATA2 2QFQF2 2WLWL1 1WLWL2 2K KKAKA1 1动作时间动作时间KAKA2 2动作时间动作时间t t1 1t t2 2t t0 0图图6.24 线路过电流保护整定说明图线路过电流保护整定说明图（b）定时限过电流保护的时限整定说明图）定时限过电流保护的时限整定说明图(b) (b) KAKA1 1动作时间动作时间t t0 0图图6.24 线路过电流保护整定说明图线路过电流保护整定说明图（c）反时限过电流保护的时限整定说明图）反时限过电流保护的时限整定说明图(c) (c) t

20、t1 1t t2 2t tKAKA2 2动作时间动作时间t t1 1t t2 2t t0 0t t/ /2 2t t/ /1 1n n1 1n n2 2n n10101 1a ab bt t动作电流倍数动作电流倍数n n图图6.25 反时限过电流保护的动作时限整定反时限过电流保护的动作时限整定TATA1 1TATA2 2KAKAQSQSQFQF- -+ +信号信号K KTK KSK KMTVTVKVKVYRYR+ + + +- - -图图6.26 低电压闭锁的过电流保护电路低电压闭锁的过电流保护电路KA-电流继电器电流继电器; KT-时间继电器；时间继电器； QF 高压断路器；高压断路器；YR

21、 断路器跳闸线圈；断路器跳闸线圈；KS-信号继电器；信号继电器；KM-中间继电器中间继电器TATA1 1KAKA1 1KAKA2 2QFQF2 2K-2K-2WLWL1 1IIIIK-1K-1WLWL2 2WLWL3 3TATA2 2QFQF1 1图图6.27 例例6.4的电力线路的电力线路TATA1 1TATA2 2QSQSQFQF+ +过电流过电流信号信号K KMYRYR- -IIIIIIIIKAKA1 1KAKA2 2KAKA3 3KAKA4 4KSKS1 1KSKS2 2KTKTQFQF+ + + + +- - -+ +速断速断信号信号定时限过电流保护定时限过电流保护电流速断保护电流速

22、断保护图图6.28 线路的定时限过电流保护和电流速断保护电路图线路的定时限过电流保护和电流速断保护电路图IIIITATA1 1KAKA1 1KAKA2 2QFQF2 2K-2K-2WLWL1 1K-1K-1WLWL2 2TATA2 2QFQF1 1图图6.29 线路电流速断保护的保护区，死区线路电流速断保护的保护区，死区Ik,max前一级保护躲过的最大短路电流前一级保护躲过的最大短路电流Iqb.I前一级保护整定的一次动作电流前一级保护整定的一次动作电流I IK0 0l lI Iqb.I保护区保护区死区死区Ik,maxIk,maxIIKAKA信号信号+ +4 41 12 23 3图图6.30 单

23、相接地保护的零序电流互感器的结构和接线单相接地保护的零序电流互感器的结构和接线1零序电流互感器；零序电流互感器；2电缆；电缆；3接地线；接地线；4电缆头；电缆头；KA电流继电器电流继电器IITATAQSQSQFQF信号信号- -KAKAKSKSKTKT+ + + +- -图图6.31 低电压闭锁的过电流保护电路低电压闭锁的过电流保护电路KA-电流继电器电流继电器; KT-时间继电器；时间继电器；KS-信号继电器；信号继电器；TA-电流互感器电流互感器信号信号A A相电流相电流互感器互感器C C相电流相电流互感器互感器A A相相电流电流转换器转换器C C相相电流电流转换器转换器整整流流器器整整流

24、流器器过过滤滤器器启启动动回回路路限限时时回回路路出信出信口号口号回回路路启启动动回回路路出信出信口号口号回回路路跳闸跳闸信号信号跳闸跳闸定时限过电流保定时限过电流保护逻辑回路护逻辑回路电流速断保护电流速断保护逻辑回路逻辑回路电压形成回路电压形成回路图图6.32 晶体管定时限过电流保护和电流速断保护框图晶体管定时限过电流保护和电流速断保护框图6.6 电力变压器的继电保护Relay protection of transformer6.6.1概述概述电力装置的继电保护和自动装置设计规范电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB5006292 6.6.2变压器低压侧的单相短路保护变压器低压侧的单相短

25、路保护Single-phase short protection of transformers low-voltage side6.6.4变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护Transformers over-current protection, current quick-break protection and over-load protection 6.6.5变压器的差动保护变压器的差动保护Transformers differential protection6.6.6变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护Transformers g

26、as protection6.7 高压电动机的继电保护6.7.1概述概述Generality6.7.2电动机的相间短路保护电动机的相间短路保护Electrometers between phase short-circuit protection6.7.3电动机的单相接地保护电动机的单相接地保护Electrometers single-phase earthling protection按GB5006292规定，高压电动机在发生单相接地，接地电流大于5A时，应装设单相接地保护 IITATA1 1TATA2 2QFQFYRYRKAKAT TTANTAN-N-N-A-AQFQF10KV10KV图图

27、6.34 变压器的零序电流保护变压器的零序电流保护TAN零序电流互感器；零序电流互感器；QF高压断路器；高压断路器；YR跳闸线圈；跳闸线圈；KA电流继电器电流继电器IIIIIITATA1 1TATA2 2KAKA1 1A AC C(a) (a) 图图6.35 适于变压器低压侧单相短路保护的适于变压器低压侧单相短路保护的2种接线方式种接线方式（a）两相三继电器式）两相三继电器式KAKA2 2KAKA3 3T TIIIIIITATA1 1TATA3 3KAKA1 1(b) (b) 图图6.35 适于变压器低压侧单相短路保护的适于变压器低压侧单相短路保护的2种接线方式种接线方式（b）三相三继电器式）三相三继电器式KAKA2 2KAKA3 3T TTATA2 2III