《建筑供配电与照明》供配电系统的保护详解课件

1、第1页，共55页。第七章 供配电系统的保护7.1继电保护装置7.2中压供配电线路的继电保护7.3电力变压器的继电保护7.4低压供配电系统的保护第2页，共55页。7.1 继电保护装置一、概述二、常用继电保护电器分类三、过电流保护装置的接线方式第3页，共55页。供配电系统保护的类型熔断器第4页，共55页。供配电系统保护的类型断路器第5页，共55页。供配电系统保护的类型继电保护第6页，共55页。继电保护的作用：当被保护电器元件发生故障时，能自动迅速有选择的将元件从运行系统中切除分离出来，避免故障元件继续遭受损害，保证无故障部分能迅速恢复正常。继电保护装置的基本要求选择性速动性灵敏性可靠性k点故障QF

2、2动作第7页，共55页。灵敏系数k对于故障状态下保护输入量增大时动作的继电保护对于故障状态下保护输入量降低时动作的继电保护第8页，共55页。常用保护继电器分类按反应电量与非电量区分：电压继电器、速度继电器按反应参数区分：电流继电器、温度继电器按反应量的变化特性分：过量继电器、欠量继电器按继电器的工作原理分：电磁式、感应式、电动力式按组成结构分：机电式、电子式按其与一次电路、二次电路的联系分，有一次式和二次式第9页，共55页。继电器的基本原理测量部分逻辑部分执行部分定值调整输入信号输出信号第10页，共55页。电磁式继电器电磁继电器作用原理1铁心；2衔铁；3线圈；4接点；5弹簧电磁式电流和电压继电

3、器在继电保护装置中均为启动元件，属于测量元件第11页，共55页。DL-10电磁式电流继电器动作电流：能使继电器产生动作的最小电流过量继电器：Kre总小于1欠量继电器：Kre总大于1继电器返回系数返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流第12页，共55页。GL-10感应式电流继电器第13页，共55页。GL-15型电流继电器“先合后断”第14页，共55页。电磁式、感应式继电器特性曲线感应式电流继电器的动作特性曲线 电磁式电流继电器的动作特性曲线 第15页，共55页。三、过电流保护装置的接线方式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一继电器电流差式接线两相三继电器式不完全星形

4、接线第16页，共55页。三相三继电器式完全星形接线第17页，共55页。两相两继电器式不完全星形接线第18页，共55页。两相一继电器电流差式接线第19页，共55页。两相三继电器式不完全星形接线第20页，共55页。接线系数项 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 1111接线系数：实际流入继电器的电流和电流互感器二次侧电流之比第21页，共55页。第二节 中压供配电线路的继电保护线路相间短路保护：带时限的过电流保护（定时限、反时限）瞬时动作的过电流保护单相接地保护过负荷保护第22页，共55页。定时限继电保护装置动作时间

5、按整定的动作时间固定不变，与故障电流大小无关。第23页，共55页。反时限过电流保护装置动作时间与故障电流大小有反比关系，故障电流越大，动作时间越短。第24页，共55页。过电流保护动作电流的整定1.为使保护装置在线路上通过最大负荷电流时（过负荷电流和尖峰电流）不动作2.过电流保护装置在其保护范围外部故障被切除后，应能可靠地返回原状态。第25页，共55页。过电流保护动作时间的整定选择性：“阶梯原则”0.5s0.7s第26页，共55页。过电流保护的灵敏度第27页，共55页。定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较定时限过电流保护优点：动作时间比较精确，整定简便，而且不论短路电流大小，动作时间都是一定

6、的，不会出现因短路电流小动作时间长而延长了故障时间的问题。缺点：所需继电器多，结线复杂。愈靠近电源处的保护装置的动作时间愈长。反时限过电流保护优点：继电器数量大为减少，接线简单经济，而且同时实现电流速断保护，且继电器接点容量大，可直接接通跳闸线圈缺点：动作时间的整定比较麻烦，而且误差较大，当短路电流较小时，其动作时间可能相当长，延长了故障持续时间。第28页，共55页。电流速断保护及速断电流的整定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。 Iqb速断保护动作电流； Krel可靠系数，对DL系列电流继电器可取1.21.3，对GL系列电流继电器可取1.41

7、.5；对过流脱扣器，取1.82 Ik.max被保护线路末端短路时的最大短路电流。 第29页，共55页。电流速断保护的“死区”及其弥补电流速断保护不能保护线路的全长。不能保护的区域叫“死区”弥补“死区”措施：凡是装设有电流速断保护的线路，必须配备带时限的过电流保护，过电流保护的动作时间比电流速断保护至少长一个时间差（0.50.7s），而且前后的过电流保护动作时间又符合“阶梯原则”第30页，共55页。电流速断保护的灵敏度电流速断保护的灵敏度按其安装处（线路首端）在系统最小运行方式下的两相短路电流来校验。第31页，共55页。三、单相接地保护系统正常运行时，各相电流对称，电流继电器线圈电流为零，继电器

8、不动作，当出现单相对地短路故障时，产生零序电流，继电器动作并发出信号。第32页，共55页。第三节 电力变压器的继电保护一、概述二、变压器瓦斯保护三、变压器的过电流保护四、变压器电流速断保护五、变压器过符合保护六、变压器低压侧单相接地保护第33页，共55页。二、变压器瓦斯保护瓦斯保护又称气体继电保护，反映油箱内部气体状态和油位变化的继电保护轻瓦斯动作：发出动作信号重瓦斯动作：断路器跳闸第34页，共55页。三、变压器的过电流保护线路过电流保护变压器过电流保护第35页，共55页。四、变压器电流速断保护第36页，共55页。五、变压器过负荷保护动作时限一般取：1015s第37页，共55页。六、变压器低压

9、侧单相接地保护零序电流保护的动作电流，按躲过变压器低压侧最大不平衡电流来整定灵敏度按低压侧干线末端单相短路电流来校验第38页，共55页。第四节 低压供配电系统的保护一、低压熔断器保护二、低压断路器保护第39页，共55页。第40页，共55页。 低压熔断器的选择1.根据工作环境条件要求选择熔断器的型号；2.熔断器额定电压应不低于保护线路的额定电压；3.额定电流（1）熔断器的额定电流 （2）熔断器熔体额定电流4.熔断器断流能力校验 5. 前后级熔断器选择性的配合第41页，共55页。（1）熔断器的额定电流IN.FU 应不小于其熔体的额定电流IN.FE ，即熔断器的额定电流第42页，共55页。熔体额定电

10、流的选择（a)按正常工作电流选择：熔断器熔体额定电流INFE应不小于线路的计算电流Ic，即： INFEIc （b）对于电动机类设备，熔体额定电流应满足下式条件：单台电动机 多台电动机 （c）熔断器保护还应考虑与被保护线路配合 INFEKALIal 第43页，共55页。4. 熔断器断流能力校验 对限流式熔断器，（如RT系列）只需满足条件I I(3） 对非限流式熔断器应满足条件I Ish(3) 第44页，共55页。5. 前后级熔断器选择性的配合 低压线路中，熔断器较多，前后级间的熔断器在选择性上必须配合，以使靠近故障点的熔断器最先熔断。一般前级熔断器的熔体电流应比后级大23级。第45页，共55页。

11、低压断路器脱扣器的选择和整定1.低压断路器过流脱扣器额定电流的选择2.低压断路器过流脱扣器动作电流的整定1）瞬时过流脱扣器动作电流的整定2）短延时过流脱扣器动作电流的整定3）长延时过流脱扣器动作电流的整定4）过流脱扣器与被保护线路的配合要求3.低压断路器热脱扣器的选择和整定4.低压断路器欠压脱扣器的整定第46页，共55页。1.低压断路器过流脱扣器额定电流的选择过流脱扣器的额定电流IN.OR应不小于线路的计算电流I30第47页，共55页。2.低压断路器过流脱扣器动作电流的整定1）瞬时过流脱扣器动作电流的整定避免误动作瞬时过流脱扣器的动作电流（整定电流）I OP(0)，应躲过线路的尖峰电流IpkK

12、rel可靠系数。 对动作时间在0.02s以上的万能式断路器（DW型），可取1.35 对动作时间在0.02s以下的塑壳式断路器（DZ型），宜取22.5第48页，共55页。2.低压断路器过流脱扣器动作电流的整定2）短延时过流脱扣器动作电流的整定短延时过流脱扣器的动作电流（整定电流）I OP(s)，应躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流IpkKrel可靠系数，一般取1.2短延时过流脱扣器的动作时间通常为0.2s、0.4s和0.6s三级，应按前后保护装置保护选择性要求来确定，应使前一级保护的动作时间比后一级保护的动作时间长一个时间级差0.2s。第49页，共55页。2.低压断路器过流脱扣器动作电流的整定3）

13、长延时过流脱扣器动作电流的整定过负荷保护长延时过流脱扣器的动作电流I OP(l)，只需躲过线路的最大负荷电流（计算电流）I30Krel可靠系数，一般取1.1长延时过流脱扣器的动作时间，应躲过允许过负荷的持续时间其动作特性通常是反时限的，即过负荷电流越大，其动作时间越快。一般动作时间为12h。第50页，共55页。2.低压断路器过流脱扣器动作电流的整定4）过流脱扣器与被保护线路的配合要求为了不致发生因过负荷或短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而其低压断路器图跳闸的事故，低压断路器过流脱扣器的动作电流I OP还应满足Ial绝缘导线和电流的允许载流量KOL绝缘导线和电流的允许短时过负荷系数。 对瞬时和短延时过流脱扣器，一般取4.5； 对长延时过流脱扣器，可取1 对有爆炸性气体区域内的线路，应取0.8。第51页，共55页。3.低压断路器热脱扣器的选择和整定1）热脱扣器额定电流的选择热脱扣器的额定电流IN.TR应不小于线路的计算电流I302）热脱扣器动作电流的整定Krel可靠系数，可取1.1第52页，共55页。4.低压断路器欠压脱扣器的整定低压断路器在主电路电压高于0.75UN