第5章工厂供电系统的保护及供电自动化(1)

1、第六节第六节 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护第第5 5章章 工厂供电系统的保护及供电自动化工厂供电系统的保护及供电自动化第一节第一节 过电流保护的任务和要求过电流保护的任务和要求第二节第二节 熔断器保护熔断器保护第三节第三节 低压断路器保护低压断路器保护第四节第四节 常用的保护继电器常用的保护继电器第五节第五节 工厂高压线路的继电保护工厂高压线路的继电保护第八节第八节 备用电源自动投入及自动重合闸装置备用电源自动投入及自动重合闸装置第七节第七节 其它电力设备的继电保护其它电力设备的继电保护第一节第一节 过电流保护的任务和要求过电流保护的任务和要求一、过电流保护装置的类型和任务 1、熔

2、断器保护：适用于高、低压供电系统，供电可靠性要求不高的场合。 2、低压断路器保护：适用于供电可靠性要求较高的低压供电系统。 3、继电保护：适用于高压供电系统，供电可靠性要求较高、操作灵活方便的场合。二、对保护装置的基本要求 选择性：只切除故障部分，保证非故障部分的完好运行。 速动性：迅速切除故障，防止故障扩大，减轻其危害程度。11.minOPkdefPIIS灵敏性：表示对故障的反应能力，用Sp表示： （过电流保护）保护区内电力系统在最小运行方式下 的最小短路电流。 保护装置动作电流换算到一次侧的值，又称为保护装 置一次侧起动值。1 .OPIminkI可靠性：保护装置该动作时，不应拒动；不该动作

3、时，不应误动。上述四点，在使用中不同的场合侧重点不同： 线路的保护，选择性很重要； 变压器的保护，对灵敏性要求高； 短路电流较大的场合，快速性是主要的。 电力系统中，为使系统安全、经济、合理运行，或者满足检修工作的要求，需要经常变更系统的运行方式，由此相应地引起了系统参数的变化。在设计变、配电站选择开关电器和确定继电保护装置整定值时，往往需要根据电力系统不同运行方式下的短路电流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电保护装置的灵敏度。最大运行方式，是系统在该方式下运行时，发电机发出容量最大，系统阻抗最小，即具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式

4、的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。最小运行方式，是系统在该方式下运行时，发电机发出容量相对较小，系统阻抗最大，即具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。 比如在一个有4台发电机的电厂一般规定最大运行方式是4台机都运行，有两台主变的中性点直接接地，最小运行方式规定为有两台发电机运行，另两台停运，有一台主变的中性点接地。 如果是变电站，最大运行方式是所有进出负荷和变压器都正常运行，220KV、110KV的双母线并联运行。最小运行方式一般规定为每条母线上只有一进、一出两个设备运行。 一、熔断器在供配电

5、系统中的配置，见图6-1。 主要应考虑选择性和经济性。 应注意：为保障人身安全，PE、PEN线上不允许装设熔断器。第二节第二节 熔断器保护熔断器保护NFECII2 2）熔体额定电流应躲过线路的尖峰电流）熔体额定电流应躲过线路的尖峰电流Ipk，应满足的条件为：应满足的条件为：pkNFEKIIK小于1的计算系数。二、熔断器熔体电流的选择 （一）保护电力线路的熔断器熔体额定电流的选择 1）熔体额定电流INFE应不小于线路的计算电流IC， 即 绝缘导线和电缆的过负荷倍数。只起短路保护，明覆导线2.5。起短路保护及过负荷保护，住宅、重要仓库、公共建筑物照明线路可能长时间过负荷的动力线路等取1，熔体电流小

6、于25A时取0.85，有爆炸气体和粉尘区域内线路取0.8.olK 若不满足条件3)时，应改选熔断器的规格、型号，或增大导线截面。3 3）熔断器保护应与被保护的线路相配合，避免发生熔体未熔）熔断器保护应与被保护的线路相配合，避免发生熔体未熔断而线路烧坏的事故。断而线路烧坏的事故。应满足：应满足：alolNFEIKIalI为绝缘导线和电缆的允许载流量（二）保护电力变压器的熔断器熔体额定电流的选择 根据经验，应满足下式要求：NTNFEII10251).( 式中： 变压器一次侧额定电流。 上式考虑了以下三个因素： 1） 应躲过变压器正常允许的过负荷电流。油浸式变压器过负荷允许为：室内最高为1.2倍，室

7、外最高为1.3倍。当上层油温为50 及以上时，变压器不允许过载运行。) 2） 应躲过变压器低压侧电动机自起动引起的尖峰电流。 3） 应躲过变压器初合闸时的励磁涌流。NTI1NFEINFEINFEI励磁涌流：变压器空载初合闸时出现的很大的励磁电流。 变压器空载投入（或突然恢复电压）时(合闸前铁心磁通为0），约在0.01秒，将会出现一个最大的磁通，铁心严重饱和，励磁电流迅速增大，大约为正常时励磁电流的100倍，或为 的（ 810 ）倍 。NTI1（三）保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择 RN2型熔断器的熔体额定电流为0.5A。 ( 因电压互感器二次侧的负荷很小)三、熔断器的选择及校验 1、选择条

8、件： 1）熔断器的额定电压应不小于线路的额定电压。 2）熔断器的额定电流应不小于熔体的的额定电流。 3) 根据安装条件选择类型（户内或户外）。2、校验断流能力 1）对限流式熔断器： 2）对非限流式熔断器： ：为熔断器的最大分断电流。 ：为熔断器安装处的三相短路冲击电流有效值。 3）对具有断流能力上下限的熔断器（例RW4型跌落式）：)(3IIOC )(3shOCII)(3shI)(min2KOCII)(3shOCII及OCI四、熔断器保护灵敏度的校验 应满足的条件：KIISNFEKPmin ：为系统在最小运行方式下，保护区末端的最小短路电流。 对TN、TT系统：为线路末端单相短路电流或单相接地故

9、障电流。 对IT系统：为线路末端两相短路电流。 对保护降压变压器的高压熔断器来说，为低压策母线的两相短路电流折算到高压侧的值。minKI K：为灵敏度的最小比值，见相关表格数据如下。注：表中K值适用于符合IEC标准的一些新型熔断器，如RT12/RT14/RT15/NT等。对于老型熔断器，可取K47，即近似按表中熔断器时间5S的熔断器来取值。五、前后熔断器之间的选择性配合（即熔断时间的配合） 通常前一级熔断器的熔断时间应为后一级熔断器熔断时间的3倍。 若不能满足此要求，应将前一级熔断器的熔体电流提高12级，再进行校验。 有时也采用前一级熔断器的熔体电流大于后一级熔断器的熔体电流23级来保证选择性

10、。例题41: 有一台Y型电动机，其额定电压为380V，额定容量为18.5KW，额定电流为35.5A，起动电流倍数为7。现拟采用BLV型导线穿焊接钢管敷设。该电动机采用RT0型熔断器作短路保护，短路电流 最大可达13KA。试选择熔断器及其熔体的额定电流，并选择导线截面和钢管直径。已知当地环境温度为300C.)3(KIAKIIAIIpkFENCFEN55.7475 .353 . 05 .35.解：（1）选择熔体及熔断器的额定电流因此，查表，选RT0-100型熔断器，其熔体电流.80 ,100N FEN FUIAIA而熔断器额定电流（2）校验熔断器的断流能力（4）校验导线与熔断器保护的配合假设该电动

11、机安装在一般车间内，熔断器只作短路保护，因此，查表，RT0-100型熔断器的，其熔体电流 断流能力满足要求。 (3)(3)5013OCKIAIIKA按发热条件选择，查表得A=10mm2的BLV型导线3根穿钢管（SC）时， 相应的选穿线钢管SC20mm。查绝缘导线线芯的允许最小截面积为2.5mm2.实际取10mm2，满足机械强度。0(30)4135.5 ,CalCIAIA.2.580 ,2.52.5 41102.5 ,N FEalN FEalIIIAIAA要满足的要求。现而满足配合要求。（3）选择导线截面和钢管直径第三节第三节 低压断路器保护低压断路器保护一、低压断路器在供配电系统中的配置一、低

12、压断路器在供配电系统中的配置短路保护短路保护通断控制通断控制及过负荷保护及过负荷保护过负荷保护过负荷保护频繁操作控制频繁操作控制短路保护短路保护母线和断路器母线和断路器检修安全检修安全二、低压断路器脱扣器的选择和整定二、低压断路器脱扣器的选择和整定1.低压断路器过电流脱扣器(over-current release)额定电流的选择CORNII.pkreloopIKI)(IC为线路的计算电流。2.低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定1）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定Krel可靠系数，动作电流在0.02s以上的万能式断路器（DW型）取1.35，t在0.02s以下的塑壳式（DZ型）取22.5。2）短

13、延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定( )op srelpkIK IKrel取1.2，动作时间0.2s，0.4s，0.6s三级。（一）低压断路器过电流脱扣器3）长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定( )op lrelCIKIKrel取1.1，动作时间12h。反时限，电流越小，动作时间越长。4）过电流脱扣器与被保护线路的配合要求opOLalIKI 为了不发生因过负荷或短路导致线路过热起燃，但低压断路器又拒动事故，其动作电流还要满足：Ial为导线或电缆的允许载流量；KOL为导线和电缆允许短时过负荷倍数。瞬时和短时的取4.5，长延时的取1，有爆炸性气体和粉尘区域内线路取0.8。 如果不满足

14、配合要求，改选脱扣器动作电流，或适当加大导线和电缆的线芯截面。1.低压断路器热脱扣器(thermal release)额定电流的选择.N TRCII.op TRrelCIKIIC为线路的计算电流。2.低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定1）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定Krel可靠系数，取1.1，但宜通过实际运行试验进行检验。（二）低压断路器热脱扣器三、低压断路器过电流保护灵敏度的校验三、低压断路器过电流保护灵敏度的校验 为了保证低压断路器的瞬时和短延时过电流脱扣器在电力系统最小运行方式下在其保护区内发生最轻微的短路故障时可能动作，其灵敏度必须满足：.minKPopISKI.minKI 断路器

15、保护线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流（TN和TT系统），或两相电流电流（对IT系统）。K灵敏度的最小比值，取1.3。第四节第四节 常用的保护继电器常用的保护继电器一、概述 继电器是继电保护的基本组成部件，具有继电特性。继电特性：当输入一个物理量达到一定值时（或加入电流通电时），输出就出现一个突然的变化。称为继电特性。工厂供配电系统常用的保护继电器：电磁型、感应型、微机型。二、电磁式电流继电器和电压继电器 1、电磁式电流继电器 KA KAI0 23 4 1)基本型号和结构：型号：D L-1 0系列电电磁磁式式电流继电器电流继电器设设计计序序号号触触点点规规格格如如DL-11 DL-11

16、 一副动合触点一副动合触点 DL-12 DL-12 一副动断触点一副动断触点2）工作原理 IOP：通过电流继电器线圈中的、使继电器动作的最小电流。 Ire：使过电流继电器由动作状态返回到起动位置的最大电流。 Kre：返回系数，oprereIIKdef 对过量继电器（例如过电流继电器） Kre1，通常取0.85。越接近于1越灵敏。Kre不可过低，否则会造成保护装置的误动作。3）调节方式 平滑调节：改变弹簧的反作用力矩。（又称为细调） 有级差的调节：利用线圈的串、并联。（又称粗调） 串联改为并联时，动作电流增加一倍。 并联改为串联时，动作电流减小一倍。(因为继电器所需的磁动势 F=IN 是一定的。

17、)4）特性 动作极其迅速，又称为瞬时继电器，通常在保护中做起动元件。2、电磁式电压继电器 KV 供电系统中常用欠电压继电器。返回系数： 一般Kre=1.251oprereUUKopUreU：使电压继电器动作的最高电压。：使电压继电器由动作状态返回起始位置的最低电压。三、电磁式时间继电器 KT 作用：在继电保护装置中可获得一定的延时。表示为延时打开的常闭触点。表示为延时闭合的常开触点。型号：如DS-110、DS-120系列。直流交流四、电磁式信号继电器 KS 作用：在保护中给予指示信号用，又称为指示继电器。 型号：如DX8（11，用于直流操作的控制和保护电路中）。 注意：信号继电器的线圈有电压式

18、和电流式的， 电压式的应并联接入电路，电流式的应串联接入电路。KZ五、电磁式中间继电器 KZ 作用：在继电保护中作为辅助继电器，可以直接接通断路器的跳闸回路（又称为保护出口继电器）。 特点：触头数量多，触点容量大。 型号：如DZ-10系列。第五节第五节 工厂高压线路的继电保护工厂高压线路的继电保护 按照国标规定，对按照国标规定，对3-66kv3-66kv的电力线路，应装设的电力线路，应装设 相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。一、概述一、概述 过电流保护过电流保护 速断保护速断保护 单相接地保护单相接地保护)()(2流流电电流流互互感感器器二二次次侧

19、侧的的电电流流入入继继电电器器线线圈圈的的电电流流IIKKAW 当电流互感器与继电器连接方式为当电流互感器与继电器连接方式为时，接线系数会随故障类型的不同而不同。时，接线系数会随故障类型的不同而不同。二、继电保护装置的接线方式二、继电保护装置的接线方式(4(4种种) )定义：接线系数定义：接线系数 通常用于通常用于大接地电流系统大接地电流系统，一般用于发，一般用于发电机、变压器等大型贵重设备的保护。电机、变压器等大型贵重设备的保护。特点：特点：设备多，价格贵；设备多，价格贵；能反映各种短路故障；能反映各种短路故障；各种短路故障时各种短路故障时K KW W=1=1。（一）（一）三相三继电器星型接

20、线三相三继电器星型接线 通常用于通常用于小接地电流系统（小接地电流系统（中性点不接地）中性点不接地），一般用于工厂供配电系统的保护。一般用于工厂供配电系统的保护。特点：特点：简单、经济；简单、经济；只能反映相间短路故障；只能反映相间短路故障；各种短路故障时各种短路故障时K KW W=1=1。（二）（二）两相两继电器式接线两相两继电器式接线返返4040 通常用于通常用于6-10KV6-10KV中小容量的电动机保护，中小容量的电动机保护，有时也用于有时也用于小容量的变压器保护小容量的变压器保护。特点：特点：简单、经济；简单、经济；只能反映相间短路故障；只能反映相间短路故障；K KW W随故障类型变

21、化。随故障类型变化。（三）（三）两相一继电器式接线两相一继电器式接线 （两相电流差接线）（两相电流差接线）ABCK KW W随故障类型而变。随故障类型而变。三相短路时：三相短路时：ABAB、BCBC两相短路时：两相短路时：ACAC两相短路时：两相短路时：通常接线系数取通常接线系数取 。因三相对称，因三相对称，由矢量图知：由矢量图知：（1 1）三相短路时，）三相短路时，流入继电器线圈的电流流入继电器线圈的电流：推导：推导：3WK1WK2WK 则有：则有：（2 2）ACAC两相短路时：两相短路时：3aKAII3caII332aaKAWIIIIK22acKAaWIIIIK 则：cI cIaIbIcI

22、aI 通常用于通常用于小接地电流系统小接地电流系统，一般，一般用于工厂供配电系统的保护。用于工厂供配电系统的保护。caIII3与两相两继电器比较其与两相两继电器比较其优点优点： 在在Y Y，d11d11或或D D，y11y11接线的变压器二次侧，当接线的变压器二次侧，当ABAB或或BCBC相发生两相短路、以及在相发生两相短路、以及在Y Y，yn0yn0接线的变压器接线的变压器二次侧发生单相短路时，二次侧发生单相短路时，灵敏度比两相两继电器提灵敏度比两相两继电器提高一倍高一倍。（四）（四）两相三继电器式接线两相三继电器式接线caIII3特点： ；只能反映相间短路故障；各种短路故障时KW=1。交流

23、电源供电时主要有两种供电方式：交流电源供电时主要有两种供电方式：（一）直接动作式（一）直接动作式 （一般不采用）（一般不采用） 利用断路器手动操作机构内的利用断路器手动操作机构内的过流脱口器（又称为跳闸线圈）过流脱口器（又称为跳闸线圈）YRYR。当一次线路发生相间短路时当一次线路发生相间短路时YRYR动作，动作，断路器跳闸。断路器跳闸。三、继电保护装置的供电方式三、继电保护装置的供电方式交直流电源供电交直流电源供电（二）去分流跳闸的操作方式（二）去分流跳闸的操作方式 利用利用GLGL型继电器实现。型继电器实现。 GLGL型型继电器触点容量大，短时分断电继电器触点容量大，短时分断电流可达流可达1

24、50A150A，完全能满足直接接完全能满足直接接通跳闸线圈的要求。通跳闸线圈的要求。1 1、组成、组成 图图6-246-242 2、原理：、原理：四、带时限的过电流保护四、带时限的过电流保护（一）定时限过电流保护（一）定时限过电流保护1 1、组成、组成 GL-15(25)GL-15(25)型电流继电器型电流继电器2 2、原理、原理 图图b b中中KA1KA1、KA2KA2先合后断转换触先合后断转换触点，点，动作顺序：常开触点先合，动作顺序：常开触点先合，常闭触点后断。常闭触点后断。图图b b中中KA1KA1、KA2KA2 的触点作用：的触点作用： 为避免为避免KA1KA1或或KA2KA2的常闭

25、触点的常闭触点因外界震动等原因断开，造成断因外界震动等原因断开，造成断路器误跳闸。路器误跳闸。 当保护动作跳闸时，当保护动作跳闸时，先合后先合后断的触点断的触点可避免可避免TATA短时出现开路短时出现开路现象。现象。（二）反时限过电流保护装置（二）反时限过电流保护装置1 1、动作电流整定原则、动作电流整定原则动作电流应躲过动作电流应躲过（包括正常过负（包括正常过负 荷及尖峰电流），荷及尖峰电流）， I IOP.1OP.1 。返回电流也应大于线路上的最大负荷电流，返回电流也应大于线路上的最大负荷电流， I Ire.1re.1 I ILmaxLmax 。I IOP.1OP.1保护装置一次侧起动电流

26、。保护装置一次侧起动电流。I Ire.1re.1 保护装置一次侧的返回电流。保护装置一次侧的返回电流。因因I IOP.1 OP.1 I Ire.1 re.1 ，应按第应按第2 2个条件整定。个条件整定。即即I Ire.1re.1 I ILmaxLmax 。（三）过电流保护动作电流的确定（三）过电流保护动作电流的确定maxLireWrelopIKKKKImaxLIrelKWKreKiK接线系数接线系数。考虑到电动机的自起动，考虑到电动机的自起动， = =（1.51.53 3）I I3030 。可靠系数可靠系数，DLDL型取型取1.21.2；GLGL型取型取1.31.3。返回系数返回系数， DLD

27、L型取型取0.850.85；GLGL型取型取0.80.8。电流互感器的变比电流互感器的变比。maxLIopI通过继电器线圈的，使继电器动作的起动电流。通过继电器线圈的，使继电器动作的起动电流。30)3-5 . 1(IKKKKIireWrelop 应考虑前后级保护装置动作的选择性，按阶梯原则进行整定。应考虑前后级保护装置动作的选择性，按阶梯原则进行整定。t3t3t2t2t1t1ttttl lt tKA2KA2KA3KA3QF1QF1QF2QF2QF3QF3系统系统KA1KA1 上图中：上图中：t2t1+t2t1+t t ，t3t2+tt3t2+t对定时限过电流保护，取对定时限过电流保护，取t=0

28、.5s,t=0.5s, 通过调整时间继电器实现。通过调整时间继电器实现。对反时限过电流保护：取对反时限过电流保护：取t=0.7st=0.7s。调整动作时间的方法。调整动作时间的方法略。略。返返3232（四）过电流保护动作时限的整定：（四）过电流保护动作时限的整定：返返4242 应按照系统在最小运行方式下、保护区末端的两相短路电流校验。应按照系统在最小运行方式下、保护区末端的两相短路电流校验。512.:)(minopiWPIKIKSK即即 若为后备保护时，要求若为后备保护时，要求S SP P1.251.25。 工厂供电系统的过电流保护为近后备工厂供电系统的过电流保护为近后备保护。保护。（六）提高

29、过电流保护灵敏度（六）提高过电流保护灵敏度低电压闭锁低电压闭锁过电流保护的动作电流：过电流保护的动作电流：30IKKKKIireWrelopp30p3030)3-5 . 1(IKKKKIireWrelop （五）过电流保护的灵敏度（五）过电流保护的灵敏度电压继电器电压继电器动作电压的整定动作电压的整定：minoprelreuUUKK KNUuKreKrelK取取0.9U0.9UN NminU：母线最低工作电压，一般取（：母线最低工作电压，一般取（0.850.850.950.95）U UN N ；：电压互感器的变比；：电压互感器的变比；：可靠系数，取：可靠系数，取1.2 1.2 ；：为低电压继电

30、器的返回系数，一般取：为低电压继电器的返回系数，一般取1.25 1.25 。 ：线路的额定电压；：线路的额定电压； 0.660NuUVK（七）定时限与反时限过电流保护的比较（七）定时限与反时限过电流保护的比较定时限过电流保护：定时限过电流保护：动作时限准确，整定简单，动作时限动作时限准确，整定简单，动作时限与短路电流大小无关。所需继电器多，接线复杂。与短路电流大小无关。所需继电器多，接线复杂。反时限过电流保护：反时限过电流保护：接线简单，同时可实现速断。动作时接线简单，同时可实现速断。动作时限整定复杂，误差大；动作时限与短路电流大小有关。限整定复杂，误差大；动作时限与短路电流大小有关。小结小结

31、 某某10KV10KV电力线路，如图所示。已知电力线路，如图所示。已知TA1TA1的变比的变比100/5A100/5A，TA2TA2的变比为的变比为50/5A50/5A，WL2WL2和和WL1WL1的过电流保护均采用两相两继的过电流保护均采用两相两继电器式接线，继电器均为电器式接线，继电器均为DL-10DL-10型。型。KA1KA1已经整定，其动作电已经整定，其动作电流为流为10A10A，动作时间为，动作时间为1S1S，WL2WL2的计算电流为的计算电流为28A28A，WL2WL2首段首段K-1K-1点的三相短路电流为点的三相短路电流为500A,500A,其末端其末端K-2K-2点的三相短路电

32、流为点的三相短路电流为160A160A。试整定试整定WL2WL2处的过电流保护动作电流、动作时限和灵处的过电流保护动作电流、动作时限和灵敏度校验敏度校验。例题例题 4-24-2例例4 42 2K-1K-1 因此过电流保护的动作电流整定为因此过电流保护的动作电流整定为8A8A。（2 2）整定过电流保护的动作时限：）整定过电流保护的动作时限： t2=t1-t2=t1-t=1-0.5=t=1-0.5=0.5S0.5S（3 3）过电流保护灵敏度的校验：）过电流保护灵敏度的校验：51731810160231222.)()(min)(opikwPIKIKS满足要求。满足要求。AAIKKKKILirewre

33、lop89756108501212.max)(则：则： 1 1、整定、整定WL2WL2处的过电流保护处的过电流保护 （1 1）动作电流的整定）动作电流的整定 取取I ILmaxLmax=2I=2I3030=2=228=56A28=56A，K Krelrel=1.2=1.2，K Krere=0.85=0.85，K Ki i=50/5=50/5，K Kw w=1=1，解解：( (一）工作原理、组成及动作电流的整定一）工作原理、组成及动作电流的整定1 1、工作原理及组成、工作原理及组成： 两相两继电器两相两继电器或或两相一继电器两相一继电器返返3636五、电流速断保护五、电流速断保护 又称为瞬时电流

34、速断保护又称为瞬时电流速断保护 2 2、动作电流的整定、动作电流的整定 保护范围：本段线路。保护范围：本段线路。 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2 2、动作电流的整定、动作电流的整定两种方法：两种方法：1 1）无论在无论在K1K1点还是点还是K KB B点短路，速断保护都动作，点短路，速断保护都动作，QF1QF1跳闸，由自动重跳闸，由自动重合闸（合闸（ARDARD）纠正。）纠正。2 2）无论在无论在K1K1点还是点还是K KB B点短路，点短路，KA1KA1速断保护都不动作，速断保护整定速断保护都不动作，速断保护整定值躲过此处短路电流。值躲

35、过此处短路电流。保护区保护区保护保护死区死区QF1QF1系统系统KA1KA1KA2KA2QF2QF2A AB BK KK1K1K KB B由此可知，速断保护不能保护本段线路全长，保护不到的部分称为由此可知，速断保护不能保护本段线路全长，保护不到的部分称为“保护死区保护死区”。返返4343按按方法方法2 2整定电流速断保护的整定电流速断保护的动作电流动作电流： 速断保护的动作电流应躲过它所保护线路末端的最大三相短路速断保护的动作电流应躲过它所保护线路末端的最大三相短路电流。电流。即：即：maxKiWrelqbIKKKImaxKIrelKqbI继电器线圈中通过的速断保护整定值。继电器线圈中通过的速

36、断保护整定值。速断保护线路末端的最大三相短路电流。速断保护线路末端的最大三相短路电流。可靠系数。可靠系数。DLDL型取型取1.21.21.31.3； GLGL型取型取1.41.41.5 1.5 。 3 3、灵敏度校验、灵敏度校验有两种校验方式有两种校验方式 1 1）按）按保护安装处保护安装处系统在系统在最小运行方式下最小运行方式下的的两相短路电流两相短路电流校验。校验。即：即： 2.)(min512qbiWPIKIKSK式中：式中： 为为保护安装处保护安装处系统在最系统在最小运行方式下的两相短路电流。小运行方式下的两相短路电流。)(min2KI30)3-5 . 1(IKKKKIireWrelo

37、p p35p352 2）用最小保护范围校验）用最小保护范围校验（一般了解）（一般了解） 规定速断保护最小保护范围不得小于被保护线路的规定速断保护最小保护范围不得小于被保护线路的15%15%20%20%。最小保护区最小保护区 用下式求得：用下式求得：按按GB50062-1992, GB50062-1992, S SP P1.51.5； 按按JBJ6JBJ619961996， S SP P22)(max.minGqbGLZIEZll123minl式中：式中：GEmax.GZLZl1 .qbI归算至保护安装处的系统电势。归算至保护安装处的系统电势。归算至保护安装处的最大系统等效阻抗。归算至保护安装处

38、的最大系统等效阻抗。被保护线路的阻抗。被保护线路的阻抗。被保护线路的全长。被保护线路的全长。保护装置一次侧（一次线路上的）电流动作值。保护装置一次侧（一次线路上的）电流动作值。p41p41 试整定题试整定题4-24-2中中 WL2WL2的速断保护。的速断保护。例题例题 4-34-3例例4 42 2K-1K-1 某某10KV10KV电力线路，如图所示。已知电力线路，如图所示。已知TA1TA1的变比的变比100/5A100/5A，TA2TA2的变比为的变比为50/5A50/5A，WL2WL2和和WL1WL1的过电流保护均采用两相两继的过电流保护均采用两相两继电器式接线，继电器均为电器式接线，继电器

39、均为DL-10DL-10型。型。KA1KA1已经整定，其动作电已经整定，其动作电流为流为10A10A，动作时间为，动作时间为1S1S，WL2WL2的计算电流为的计算电流为28A28A，WL2WL2首段首段K-1K-1点的三相短路电流为点的三相短路电流为500A,500A,其末端其末端K-2K-2点的三相短路电流为点的三相短路电流为160A160A。试整定试整定WL2WL2处的过电流保护动作电流、动作时限和灵处的过电流保护动作电流、动作时限和灵敏度校验敏度校验。 因此过电流保护的动作电流整定为因此过电流保护的动作电流整定为8A8A。（2 2）整定过电流保护的动作时限：）整定过电流保护的动作时限：

40、 t2=t1-t2=t1-t=1-0.5=t=1-0.5=0.5S0.5S（3 3）过电流保护灵敏度的校验：）过电流保护灵敏度的校验：51731810160231222.)()(min)(opikwPIKIKS满足要求。满足要求。AAIKKKKILirewrelop89756108501212.max)(则：则： 1 1、整定、整定WL2WL2处的过电流保护处的过电流保护（1 1）动作电流的整定）动作电流的整定 取取I ILmaxLmax=2I=2I3030=2=228=56A28=56A，K Krelrel=1.2=1.2，K Krere=0.85=0.85，K Ki i=50/5=50/5

41、，K Kw w=1=1，解解：（2 2）校验速断保护的灵敏度）校验速断保护的灵敏度216. 22010500231)2(1 qbikwPIKIKS满足要求。满足要求。 整定整定WL2WL2线路的速断保护线路的速断保护（1 1）速断保护的动作电流：取）速断保护的动作电流：取K Krelrel=1.2=1.2，AIKKKIKiwrelqb21916010121.max取为取为20A20A。解解：中性点不接地系统单相接地的保护方式：中性点不接地系统单相接地的保护方式： 1 1）有选择性的）有选择性的单相接地保护单相接地保护；2 2）无选择性的）无选择性的对地绝缘监查装置对地绝缘监查装置。 GB500

42、62-1992GB50062-1992规定：对规定：对3 366KV66KV中性点非直接接地的线路，宜中性点非直接接地的线路，宜装设有选择性的接地保护，并动作于信号；当危及人身和设备安装设有选择性的接地保护，并动作于信号；当危及人身和设备安全时，动作于跳闸。全时，动作于跳闸。（一）单相接地保护的基本原理及组成（一）单相接地保护的基本原理及组成 1 1、组成、组成(1)(1)对架空线路对架空线路：采用三个：采用三个TATA构成零序构成零序电流过滤器的型式。电流过滤器的型式。（2 2）对电缆线路）对电缆线路：采用专用的零序电流：采用专用的零序电流互感器。互感器。六、有选择性的单相接地保护六、有选择

43、性的单相接地保护2 2、单条的线路发生单相接地时：、单条的线路发生单相接地时： 接地电流为正常运行时每相对地电容接地电流为正常运行时每相对地电容电流的电流的3 3倍，即倍，即I Ic c=3I=3I0 0。3 3、多条的线路其中一条发生单相接地时：、多条的线路其中一条发生单相接地时：使用时应注意：使用时应注意：电缆外皮应与支架绝缘电缆外皮应与支架绝缘( (否则，当单相接否则，当单相接地时，电容电流经电缆皮流回，使故障相地时，电容电流经电缆皮流回，使故障相KAKA所测电流数值减少，所测电流数值减少，KAKA不动作不动作) )。电缆外皮的接地线必须穿过零序电流互感电缆外皮的接地线必须穿过零序电流互

44、感器器( (否则单相接地电流不能测出否则单相接地电流不能测出) )。 I Ic c的方向：由线路流向母线；非故障线路上电容电的方向：由线路流向母线；非故障线路上电容电流的方向：由母线流向线路。流的方向：由母线流向线路。当线路当线路WL1WL1装设零序电流互感器时，装设零序电流互感器时，TATA二次回路中反映二次回路中反映的故障电流为：的故障电流为：)(11333CCUCUCUNNNI Icc-I-Ic c= =分析可知：分析可知：A A相对地电容电流为相对地电容电流为0 0；故障线路故障线路A A相上通过的接地电流，为相上通过的接地电流，为所有线路对地电容所有线路对地电容电流之和电流之和用用I

45、 Icc表示；表示；)A()LL(UICabOhNC35035 （二）单相接地保护装置动作电流的整定（二）单相接地保护装置动作电流的整定整定原则整定原则：应躲过其它线路单相接地时，被保护线路本身所产生的：应躲过其它线路单相接地时，被保护线路本身所产生的电容电流电容电流I Ic c。即：即：I Iop（E）=Krel l（I Ic/Ki i）式中：式中： Krel l可靠系数。保护装置不带时限的：取可靠系数。保护装置不带时限的：取45； 保护装置带时限的：取保护装置带时限的：取1.52，比相间短路保护长一个，比相间短路保护长一个t。 I Iop（E）零序电流保护的动作电流。零序电流保护的动作电流

46、。（三）单相接地保护的灵敏度（三）单相接地保护的灵敏度 应按保护线路末端发生单相接地故障时，流过接地线的电容电流应按保护线路末端发生单相接地故障时，流过接地线的电容电流校验。校验。 即：即：51251.)(EOPiCCPIKIIS 保护线路末端保护线路末端非故障线路非故障线路电容电流总和。电容电流总和。对架空线路：对架空线路： ；对电缆线路：；对电缆线路： 有选择的零序电流保护适用于出线数目较多的场合。有选择的零序电流保护适用于出线数目较多的场合。CCII51.PS251.PS一、基本工作组成及原理一、基本工作组成及原理原理：原理：正常运行时，正常运行时，三相对称，开口三角侧为三相对称，开口三

47、角侧为0 0； 单相接地时，单相接地时，开口三角侧电压为开口三角侧电压为100V100V，电压继电器，电压继电器动作发出信号，该相电压表指示为动作发出信号，该相电压表指示为0 0，组成：组成：采用三个采用三个JDZXJDZX或者采用一个或者采用一个JSJWJSJW型电压互感器，通常型电压互感器，通常装于变电所母线上。装于变电所母线上。适用场合：适用场合：适于出现数目少，允许短时停电的场合。适于出现数目少，允许短时停电的场合。无选择性的对地绝缘监察装置无选择性的对地绝缘监察装置采用采用TVTV时的注意事项：时的注意事项：1 1、TVTV必须采用三个必须采用三个JDZXJDZX或者一个或者一个JS

48、JWJSJW型，不能采用三相三型，不能采用三相三柱的。柱的。 原因：由于三铁芯柱的原因：由于三铁芯柱的TVTV不能引出中性线。不能引出中性线。 若引出中性线，当发生单相接地时，由于不能提供零序若引出中性线，当发生单相接地时，由于不能提供零序磁通的通路而导致磁通的通路而导致TVTV烧坏；三个烧坏；三个JDZXJDZX或者一个或者一个JSJWJSJW型可以提型可以提供零序磁通的通路，磁阻小，零序电流小，供零序磁通的通路，磁阻小，零序电流小，TVTV不会烧坏。不会烧坏。2 2、TVTV高压侧必须工作接地。高压侧必须工作接地。 原因：中性点不接地系统中，原因：中性点不接地系统中，TVTV需反映相对地的

49、过电压，需反映相对地的过电压，因此要求因此要求TVTV一次线圈成星型连接，中性点接地。一次线圈成星型连接，中性点接地。3 3、TVTV二次侧需保护接地。二次侧需保护接地。 原因：防止高电压窜入低压侧，发生危险。原因：防止高电压窜入低压侧，发生危险。绝缘监察装置过电压继电器的整定计算（考虑两点）：绝缘监察装置过电压继电器的整定计算（考虑两点）： 1 1、躲开正常运行时开口三角侧的不平衡电压、躲开正常运行时开口三角侧的不平衡电压Udsq。 2 2、大于三次谐波电压、大于三次谐波电压U3f。 上述电压由实验测定，一般电压继电器的电压整定为上述电压由实验测定，一般电压继电器的电压整定为15V。 只对可

50、能经常出现过负荷只对可能经常出现过负荷的电缆线路予装设，一般延的电缆线路予装设，一般延时动作于信号。时动作于信号。()1.2 1.3OP OLCiIIK动作时间一般取动作时间一般取101015s15s。通常工业企业变电所不采用过负荷保护。通常工业企业变电所不采用过负荷保护。七、线路的过负荷保护七、线路的过负荷保护动作电流的整定：动作电流的整定：电缆外皮应与支架绝缘。电缆外皮应与支架绝缘。电缆外皮的接地线必须穿过零序电流互感器。电缆外皮的接地线必须穿过零序电流互感器。 当故障线路装设零序电流互感器时，当故障线路装设零序电流互感器时，TATA二次回路二次回路中反映的故障电流为全系统非故障线路电容电

51、流的中反映的故障电流为全系统非故障线路电容电流的总和。总和。结论：结论：对电缆线路：采用专用的零序电流互感器。对电缆线路：采用专用的零序电流互感器。使用时应注意：使用时应注意：思考题：思考题： 定时限过电流保护和电流速断保护的主要区别是什么？定时限过电流保护和电流速断保护的主要区别是什么？第六节第六节 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护1 1、变压器故障的种类、变压器故障的种类外部故障外部故障内部故障内部故障瓦斯保护：瓦斯保护：防护变压器油箱内部的故障和油面降低等。防护变压器油箱内部的故障和油面降低等。轻瓦斯只发信号，重瓦斯动作于跳闸。轻瓦斯只发信号，重瓦斯动作于跳闸。差动或电流速断保护

52、差动或电流速断保护：防护变压器内部及外部的故障、：防护变压器内部及外部的故障、单相接地等，动作于跳闸。单相接地等，动作于跳闸。2 2、变压器通常装设的保护种类、变压器通常装设的保护种类一、概述一、概述过电流保护过电流保护： 防护外部短路引起的过电流，动作于跳闸。防护外部短路引起的过电流，动作于跳闸。过负荷保护：过负荷保护： 防护变压器因过载引起的过电流，作用于信号。防护变压器因过载引起的过电流，作用于信号。温度信号：温度信号： 监视变压器的温度升高及油冷却，通常作用于信号。监视变压器的温度升高及油冷却，通常作用于信号。零序电流保护零序电流保护： 反映变压器低压侧单相短路的情况。反映变压器低压侧

53、单相短路的情况。2 2、变压器通常装设的保护种类、变压器通常装设的保护种类 400 400750KVA750KVA的变压器宜装设：的变压器宜装设：过电流保护、速断保过电流保护、速断保护（当过流保护大于护（当过流保护大于0.5s0.5s时时）、瓦斯保护、过负荷保护、）、瓦斯保护、过负荷保护、单相接地保护。单相接地保护。 8008001000KVA1000KVA的变压器宜装设：的变压器宜装设：过电流保护、速断保护过电流保护、速断保护（当过流保护大于（当过流保护大于0.5s0.5s时）、瓦斯保护、过负荷保护、单相时）、瓦斯保护、过负荷保护、单相接地保护（当灵敏度满足要求时）、温度信号。接地保护（当灵

54、敏度满足要求时）、温度信号。 电压等级为电压等级为35KV及以上的变压器：及以上的变压器：当单独运行的变压当单独运行的变压器容量为器容量为10MVA及以上及以上时，或并联运行的变压器每台容量时，或并联运行的变压器每台容量为为6.3MVA及以上及以上时，应装设差动保护取代速断保护。时，应装设差动保护取代速断保护。3 3、保护应装设的原则：、保护应装设的原则： 1、组成及原理：、组成及原理： 与线路的保护相同。与线路的保护相同。 2、整定计算、整定计算（动作电流、动作时间及灵敏度校验）：（动作电流、动作时间及灵敏度校验）： 躲过变压器一次侧最大负荷电流。躲过变压器一次侧最大负荷电流。NTireWr

55、elopIKKKKI1351).(：变压器一次侧额定电流。：变压器一次侧额定电流。NTI1reKWrelKK： 取值与线路的保护相同。取值与线路的保护相同。二、变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护二、变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护(一）变压器的过电流保护一）变压器的过电流保护：按阶梯原则整定，与线路保护相同。：按阶梯原则整定，与线路保护相同。按变压器低压侧最小运行方式下两相短路电流校验。按变压器低压侧最小运行方式下两相短路电流校验。512.:)(minopiWPIKIKSK即即最小运行方式下，变压器低压侧的短路电最小运行方式下，变压器低压侧的短路电流归算到高压侧的数值。流

56、归算到高压侧的数值。)(min2KI3、灵敏度校验、灵敏度校验 当灵敏度不满足要求，应采用低电压当灵敏度不满足要求，应采用低电压闭锁的过电流保护方式。闭锁的过电流保护方式。应注意：应注意：1、组成及原理、组成及原理： 与线路保护相同。与线路保护相同。2、整定计算、整定计算)(max3KIKKKIiWrelqb：为变压器低压母线三相的短路电流归算到高压侧：为变压器低压母线三相的短路电流归算到高压侧 的数值。的数值。)(max3KIWrelKK（二）变压器的电流速断保护（二）变压器的电流速断保护 动作电流动作电流： 躲过变压器低压母线上的最大运行方式下的三相短路躲过变压器低压母线上的最大运行方式下

57、的三相短路电流电流 。：与线路的保护取值相同。：与线路的保护取值相同。 动作电流应躲过变压器的励磁涌流动作电流应躲过变压器的励磁涌流NTiWqbIKKI153)( I Iqbqb应同时满足上述两式的条件，取较大的数值作为动应同时满足上述两式的条件，取较大的数值作为动作值。作值。 速断保护有速断保护有保护死区保护死区，它只能够保护变压器的，它只能够保护变压器的一次线圈一次线圈和二次线圈的一部分和二次线圈的一部分，必须与瓦斯和过电流保护配合。，必须与瓦斯和过电流保护配合。注意：注意：3、灵敏度校验、灵敏度校验灵敏度的要求比线路略高，灵敏度的要求比线路略高， 一般要求一般要求Sp2。2)(minqb

58、iWPIKIKSK2)(min2KI保护装置安装处最小运行方式下的两相短保护装置安装处最小运行方式下的两相短 路电流。路电流。（三）变压器的过负荷保护（三）变压器的过负荷保护 反映变压器正常运行时的过负荷情况，一般仅动作反映变压器正常运行时的过负荷情况，一般仅动作于延时预报信号。动作时限于延时预报信号。动作时限1015秒秒。过负荷保护的动作电流过负荷保护的动作电流1NT)(3 .IKIiOLOP121接线方式及组成与线路的相同。接线方式及组成与线路的相同。 讲解变压器定时限过电流保护、电流速断保护和过负讲解变压器定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路图荷保护的综合电路图解：解：1

59、 1）瓦斯保护；）瓦斯保护；2 2）过电流保护；）过电流保护；3 3）速断保护；）速断保护；4 4）过）过负荷保护；负荷保护；5 5）温度信号；）温度信号；6 6）零序电流保护）零序电流保护 某车间变电所装有一台某车间变电所装有一台S9S910/0.4kv10/0.4kv、1000KVA1000KVA的的变压器。已知变压器低压侧母线的三相短路电流变压器。已知变压器低压侧母线的三相短路电流；变压器高压侧的三相短路电流；变压器高压侧的三相短路电流 ，高压侧继，高压侧继电保护采用电流互感器的变比为电保护采用电流互感器的变比为100/5A100/5A，继电器采用，继电器采用DL-10DL-10型，接成

60、两相两继电器型式。试确定此变压器的保护方案并型，接成两相两继电器型式。试确定此变压器的保护方案并整定计算。整定计算。16KAI3K2）（KA. 1I3K137）（例例4-34-3K2 2K1 11100057.7433 10NTNTNSIAUAIKKKKINTreiWrelOP158745728502012121.:则则2 2）动作时限的整定）动作时限的整定： 因上一级变电所未给出保护时间，此处略。因上一级变电所未给出保护时间，此处略。 若上一级过电流保护动作时间为若上一级过电流保护动作时间为1.41.4秒，秒， 则：则：t=1.4-0.5=0.9t=1.4-0.5=0.9秒秒取取K Krel