厂用电保护解析

厂用电保护本节应掌握的内容：

1、厂用电一次设备有哪些

2、厂用电保护配置

3、各个保护的动作原理及特点（重点）第三讲厂用电系统保护

一、厂用电接线方案图3.1厂用电接线方案示意图图3.26KV主厂房厂用电系统示意图图3.36KV脱硫及公用厂用电系统示意图厂用电系统的主要设备有：厂用变压器、电动机、输电线路、母线等二、厂用电保护配置1．6KV厂用变压器保护配置6KV厂用变压器有干式变压器和油浸式，容量相对较小，除水源地升压变为5000KVA外，其他配电变压器的容量有100KVA、500KVA、630KVA、800KVA、1600KVA、2000KVA及2500KVA。

6KV厂用变压器保护配置：差动保护（2500KVA及以上）速断速断保护过电流保护过负荷保护2．6KV高压电动机保护配置1）差动保护（200KW及以上）2）电流速断保护：启动时速断电流高值投入，启动完毕速断电流低值自动投入3）过流保护4）零序电流保护5）负序电流保护6）过负荷保护7）低电压保护高厂变保护配置脱硫变保护配置2．6KV高压电动机保护配置1）差动保护（200KW及以上）2）电流速断保护：启动时速断电流高值投入，启动完毕速断电流低值自动投入3）过流保护4）零序电流保护5）负序电流保护6）过负荷保护7）低电压保护小结1、厂用电系统的主要设备有：厂用变压器、电动机、输电线路、母线等2、厂用电系统的主要故障及异常状况有：1）输电线路相间及接地故障2）母线失压3）变压器、电动机相间故障4）电动机不平衡运行5）过负荷3、厂用电系统主要保护配置有1）电流速断保护2）过电流保护3）低低压保护4）差动保护5）零序电流保护6）负序电流保护7）过负荷保护三、厂用电系统继电保护基本原理（一）无时限电流速断保护1．无时限电流速断保护工作原理无时限电流速断保护（又称瞬时速断电流保护）反应故障时电流增大，超过电流整定值而不带动时限动作，跳开断路器。

2、整定计算三部曲：动作值、动作时限、灵敏度1）动作值：按躲过被保护线路末端短路的最大电流整定。

Iop=KrelIk.max2)动作时限:t=0s3)灵敏度:与保护范围成正比方法（1）按保护范围不小于被保护线路15%~20%方法（2）用线路首端最小两相短路电流来校验。灵敏系数计算：用线路首端的最小短路电流除以动作电流。3．无时限电流速断保护接线方式及动作逻辑图2.2无时限电流速断保护完全星形接线方式及动作逻辑示意图主要用于大电流接地系统，可以反应相间和接地故障无时限电流速断保护不完全星形接线方式及动作逻辑示意图

图2.3无时限电流速断保护不完全星形接线方式及动作逻辑示意图主要用于小电流接地系统，反应相间电流保护接线方式所谓电流保护接线方式，是指电流保护中电流继电器线圈与电流互感器二次绕组间的连接方式。对保护接线方式的要求是能反应各种类型故障，且灵敏度尽量一致。电流保护接线方式有：三相三继电器的完全星形接线两相两继电器的不完全星形接线电动机保护也可采用两相电流差接线接线系数KC：流入电流继电器的电流与电流互感器二次绕组电流的比值。1、完全星形接线特点：①能反应相间短路；②能反应接地短路；③接线系数KC=1,；④多用于大接地电流系统。应用范围①广泛用于发电机、变压器、大型贵重电气设备的保护中。②用在中性点直接接地电网中（大接地电流系统中），作为相同短路的保护，同时也可保护单相接地（对此一般都采用专门的零序电流保护）。2、不完全星形接线特点：①能反应相间短路；②不能反应B相接地短路；③接线系数KC=1；④多用于小接地电流系统采用不完全星形接线时必须注意保护应统一安装在同名相上（通常装于A、C相）。在Y，D接线的变压器后某种相间短路的另一侧保护的灵敏度要降低一半。解决方法：采用两相三继电器接线方式。应用范围①在中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采用它作为相间短路保护在10kv以上，特别在35kv非直接接地电网中得到广泛应用。②在6～10kv中性点不接地系统中的过流保护装置广泛应用两相星形接线方式。3、两相电流差接线两相电流差接线的接线系数则随短路类型而变化，性能不好，一般不用于线路保护，主要用在6

10kv中性点不接地系统中，作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。4、特点：快速切除线路首端的故障。仅靠动作电流值来保证其选择性，只能无延时地保护本线路的一部分，保护范围随运行方式变化较大。5．无时限电流速断保护电流元件特性试验图2.4电流保护电气特性试验原理接线图测试动作值，返回值，返回系数等二、定时限过电流保护1．定时限过电流保护工作原理定时限过电流保护是一种按躲过最大负荷电流整定，反应故障时电流增大，超过电流整定值而延时动作的保护。图2.5定时限过电流保护的阶梯时限特性阶梯特性如下图所示，实际上就是实现指定的跳闸顺序，距离故障点最近的（也是距离电源最远的）保护先跳闸。阶梯的起点是电网末端，每个“台阶”是Δt，一般为0.5”，Δt的考虑与Ⅱ段保护动作时限一样。2、定时限过电流保护接线方式

及动作逻辑图2.6定时限过电流保护的完全星形接线方式及逻辑图3、特点

此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。依靠动作时间来保证其选择性，其动作时间按阶梯原则整定。作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。三、低电压保护

低电压保护是一种反应母线电压降低到某一个电压整定值而延时动作的保护。主要用于反应相间故障。注意防止PT二次回路断线。图2.7低电压保护的原理接线及逻辑图四、序分量保护图2.8三相量的对称分量(a)正序分量(b)负序分量(c)零序分量1．序分量的获取方法

（1）零序分量的获取方法。图2.9获取零序电流零序电压的接线图图2.10电缆型零序电流互感器（2）负序分量的获取方法在微机保护中负序分量的获取是通过计算的方法得到的

序分量保护

（1）零序分量保护

在厂用电系统中，主要反应单相接地故障。（2）负序分量保护在厂用电系统中，主要用负序电流保护作电动机的不平衡保护和过热保护。五、反时限保护反时限电流保护的动作时限则是随短路电流大小而改变的，电流越大，动作时间越短，其动作特性如图2.12所示。六、差动保护

1．差动保护的基本原理

比较被保护设备两端电流的大小及相位，从而确定保护是否动作图2.13区别K2、K3短路的不同图2.14差动保护原理说明

当被保护设备本身内部发生故障时，短路点成为一个新端子，此时图2.15电流互感器I2=f(I1)的特性曲线及不平衡电流图2.16外部短路暂态过程中的短路电流和不平衡电流（a）一次短路电流(b)不平衡电流

2．比率制动特性差动保护的基本原理所谓比率制动特性就是指继电器的动作电流随外部短路电流的增大而自动增大，而且动作电流的增大比不平衡电流的增大还要快。这样就可避免由于外部短路电流的增大而造成继电器误动作，同时对于内部短路故障又有较高的灵敏度。图2.17比率制动特性图2.18比率制动差动保护装置构成原理图3．比率制动特性差动保护整定计算图2.19比率制动差动保护整定计算示意图（1）最小动作电流应大于被保护设备正常运行时的最大不平衡电流

（2）最小制动电流（拐点电流）通常取

（3）比率

按最大