第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容過電流保護(hù)裝置的任務(wù)和要求過電流保護(hù)裝置的任務(wù)和要求三段式電流保護(hù)原理及整定計(jì)算三段式電流保護(hù)原理及整定計(jì)算 變壓器保護(hù)原則變壓器保護(hù)原則低壓斷路器保護(hù)低壓斷路器保護(hù)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)過電流保護(hù)裝置的任務(wù)和要求過電流保護(hù)裝置的任務(wù)和要求三段式電流保護(hù)原理及整定計(jì)算三段式電流保護(hù)原理及整定計(jì)算2022-5-1916.1.1 6.1.1 任務(wù)任務(wù)系統(tǒng)出現(xiàn)不正常狀態(tài)時，發(fā)出報警信號。（過負(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)不正常狀態(tài)時，發(fā)出報警信號。（過負(fù)荷、單相接地、一相斷線等）荷、單相接地、一相斷線等）系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時，作用開關(guān)跳閘并報警。系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時，作用開關(guān)跳閘并報警。 1KV1KV以上高壓

2、系統(tǒng)，采用繼電保護(hù)裝置或高壓以上高壓系統(tǒng)，采用繼電保護(hù)裝置或高壓熔斷器保護(hù)。熔斷器保護(hù)。 1KV1KV以下低壓系統(tǒng)，采用低壓斷路器或低壓熔以下低壓系統(tǒng)，采用低壓斷路器或低壓熔斷器保護(hù)。斷器保護(hù)。2022-5-192選擇性選擇性只切除故障部分，防止越級跳閘。只切除故障部分，防止越級跳閘。 速動性速動性快速切斷故障，減少故障存在的時間?？焖偾袛喙收?，減少故障存在的時間。靈敏性靈敏性指對故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反映能力。指對故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反映能力。 用靈敏度或靈敏系數(shù)來衡量用靈敏度或靈敏系數(shù)來衡量可靠性可靠性不拒動、不拒動、不誤動不誤動。2022-5-193對反映故障時參數(shù)量增加的保護(hù)裝置對反

3、映故障時參數(shù)量增加的保護(hù)裝置 其靈敏系數(shù)為：其靈敏系數(shù)為：Sp= Sp= （過電流）（過電流）對反映故障時參數(shù)量降低的保護(hù)裝置，對反映故障時參數(shù)量降低的保護(hù)裝置，其靈敏系數(shù)為：其靈敏系數(shù)為：Sp= Sp= （欠電壓）（欠電壓）靈敏系數(shù)整定：靈敏系數(shù)整定：1.21.2、1.251.25、1.51.5、2 2。 2022-5-194熔斷器配置如圖熔斷器配置如圖注意：低壓系統(tǒng)中注意：低壓系統(tǒng)中PEPE線和線和PENPEN線上，不允許裝線上，不允許裝設(shè)熔斷器。設(shè)熔斷器。熔斷器熔體電流的選擇見第四章2022-5-1951 1、作用：用來接通或斷開控制或保護(hù)回路。、作用：用來接通或斷開控制或保護(hù)回路。 2

4、 2、區(qū)別：接觸器主回路（、區(qū)別：接觸器主回路（I5AI5A）、繼電）、繼電器多用于控制電路（器多用于控制電路（I5AI5A）。）。 3 3、種類：、種類：電磁式繼電器電磁式繼電器 D D 電流繼電器電流繼電器 L L感應(yīng)式繼電器感應(yīng)式繼電器 G G 電壓繼電器電壓繼電器 Y Y整流式繼電器整流式繼電器 L L 功率繼電器功率繼電器 G G晶體管繼電器晶體管繼電器 B B 中間繼電器中間繼電器 Z Z 信信號繼電器號繼電器 X X2022-5-196作用：當(dāng)電流超過某一整定值時繼電器動作。作用：當(dāng)電流超過某一整定值時繼電器動作。工作原理：工作原理：2022-5-197動作電流（動作電流（I I

5、opkopk）：）：能使繼電器動作的最小電流。能使繼電器動作的最小電流。返回電流（返回電流（I IreKreK）：）：能使繼電器返回的最大電流。能使繼電器返回的最大電流。返回參數(shù)（返回參數(shù)（K Krere）：）：整定方法：整定方法：A A、平滑調(diào)節(jié)（調(diào)彈簧）。、平滑調(diào)節(jié)（調(diào)彈簧）。B B、級進(jìn)調(diào)節(jié)（線圈抽頭或串、并聯(lián)）。、級進(jìn)調(diào)節(jié)（線圈抽頭或串、并聯(lián)）。動作時間：動作時間：0.010.010.05s0.05s。特點(diǎn)：接點(diǎn)容量較小，不能直接作用于特點(diǎn)：接點(diǎn)容量較小，不能直接作用于斷路器跳閘，必須通過其它繼電器轉(zhuǎn)換。斷路器跳閘，必須通過其它繼電器轉(zhuǎn)換。2022-5-198KOPKrereIIKIo

6、pkIrek01（1 1）作用：）作用：A A、提供足夠數(shù)量的觸點(diǎn)以便同時控制不同的、提供足夠數(shù)量的觸點(diǎn)以便同時控制不同的電路。電路。B B、增加觸點(diǎn)容量，以便接通斷開較大的電流、增加觸點(diǎn)容量，以便接通斷開較大的電流回路（如跳閘回路）?；芈罚ㄈ缣l回路）。C C、提供必要的延時特性，以滿足保護(hù)及自動、提供必要的延時特性，以滿足保護(hù)及自動裝置的要求。裝置的要求。（2 2）種類：電壓式、電流式。）種類：電壓式、電流式。瞬動、延時動作。瞬動、延時動作。瞬動時間：瞬動時間：0.050.050.06s 0.06s 2022-5-199結(jié)構(gòu)2022-5-1910（1）特點(diǎn)：延時動作（2）原理：鐘表機(jī)構(gòu) 2

7、022-5-1911（1 1）種類：）種類：電流型、電壓型。電流型、電壓型。 （2 2）作用：）作用：動作指示（燈光、音響信號），以便判別故障性動作指示（燈光、音響信號），以便判別故障性質(zhì)。質(zhì)。（3 3）原理）原理 圖圖6 610102022-5-1912（1）結(jié)構(gòu)組成與工作原理 圖6-142022-5-1913、兩部分組成：一是感應(yīng)系統(tǒng)（動作反時限），、兩部分組成：一是感應(yīng)系統(tǒng)（動作反時限），二是電磁系統(tǒng)（動作瞬時）。二是電磁系統(tǒng)（動作瞬時）。、繼電器的動作時限：從繼電器動作到觸點(diǎn)閉合、繼電器的動作時限：從繼電器動作到觸點(diǎn)閉合這段時間。這段時間。動作特性動作特性反時限特性：反時限特性： 動作

8、時間與電流成反比動作時間與電流成反比有限反時限特性：有限反時限特性： 電流變大，動作時間基本不變電流變大，動作時間基本不變電磁系統(tǒng)的動作時間：電磁系統(tǒng)的動作時間：0.050.050.1s0.1s。（2 2）動作電流與動作時限的調(diào)節(jié)）動作電流與動作時限的調(diào)節(jié)動作電流：使蝸桿與扇形齒輪嚙合的最小電流。動作電流：使蝸桿與扇形齒輪嚙合的最小電流。感應(yīng)系統(tǒng)動作電流調(diào)整：利用插銷感應(yīng)系統(tǒng)動作電流調(diào)整：利用插銷2020改變繼電器線改變繼電器線圈的匝數(shù)來調(diào)整。圈的匝數(shù)來調(diào)整。感應(yīng)系統(tǒng)動作時限調(diào)整：改變扇形齒輪的起始位置。感應(yīng)系統(tǒng)動作時限調(diào)整：改變扇形齒輪的起始位置。優(yōu)點(diǎn)：接點(diǎn)容量大；直接作用于斷路器跳閘。優(yōu)點(diǎn)

9、：接點(diǎn)容量大；直接作用于斷路器跳閘。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精確度較低。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精確度較低。2022-5-1914（1 1）電路組成：（五部分）：電壓形成回）電路組成：（五部分）：電壓形成回路、啟動回路、時限回路、出口信號回路路、啟動回路、時限回路、出口信號回路以及工作電源。以及工作電源。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：質(zhì)量輕，質(zhì)量輕，體積小，體積小，耗電少，耗電少，壽命長，壽命長，工作可靠。工作可靠。 2022-5-1915微機(jī)保護(hù)的硬件組成微機(jī)保護(hù)的硬件組成 2022-5-1916繼電保護(hù)的接線方式繼電保護(hù)的接線方式 完全星型接線（三相三繼電器接法）完全星型接線（三相三繼電器接法）不完全星形接線（兩相繼電

10、器接法）不完全星形接線（兩相繼電器接法）兩相電流差接線（兩相一繼電器接法）兩相電流差接線（兩相一繼電器接法）2022-5-19172IIKKAW 2022-5-1918流入繼電器的電流與電流互感器二次測電流的比值流入繼電器的電流與電流互感器二次測電流的比值 完全星型接線（三相三繼電器接法）完全星型接線（三相三繼電器接法）不完全星形接線（兩相繼電器接法）不完全星形接線（兩相繼電器接法）兩相電流差接線（兩相一繼電器接法）兩相電流差接線（兩相一繼電器接法） （U、V、W三相短路）三相短路） （U、V 或或V、W相間短路）相間短路） （U、W相間短路）相間短路） 1 WK1 WK3 WK1 WK2 W

11、K過電流：電流超過額定電流或整定電流。過電流：電流超過額定電流或整定電流。 過電流保護(hù)：就是利用過流時電流增大的過電流保護(hù)：就是利用過流時電流增大的特點(diǎn)構(gòu)成的保護(hù)裝置。特點(diǎn)構(gòu)成的保護(hù)裝置。分類：分類：定時限過電流保護(hù)定時限過電流保護(hù)反時限過電流保護(hù)反時限過電流保護(hù)無時限電流速斷保護(hù)無時限電流速斷保護(hù)有時限電流速斷保護(hù)。有時限電流速斷保護(hù)。2022-5-1919保護(hù)裝置的工作原理 組成：組成：電流互感器電流互感器電流繼電器電流繼電器時間繼電器時間繼電器信號繼電器信號繼電器中間繼電器中間繼電器2022-5-1920原理原理: 過流過流電流繼電器動作電流繼電器動作KT延時閉合延時閉合KS顯示顯示KM

12、動作動作YR跳閘。跳閘。 在供電線路上，每級設(shè)有保護(hù)，為實(shí)現(xiàn)在供電線路上，每級設(shè)有保護(hù)，為實(shí)現(xiàn)選擇性，各級保護(hù)的動作時限應(yīng)相互配合選擇性，各級保護(hù)的動作時限應(yīng)相互配合時限配合：采用階梯原則。時限配合：采用階梯原則。時限級差：定時限時限級差：定時限t =0.5t =0.50.7s0.7s 反時限反時限t=0.7t=0.70.9s0.9s可見可見: :選擇性選擇性的實(shí)現(xiàn)，通過的實(shí)現(xiàn)，通過不同的時間構(gòu)不同的時間構(gòu)成。成。2022-5-1921整定包括：動作電流、動作時限。動作電流、動作時限。1 1）動作電流的整定）動作電流的整定 （1 1）躲過最大工作電流。）躲過最大工作電流。 （2 2）返回電流）

13、返回電流I Irere應(yīng)大于最大工作電流：應(yīng)大于最大工作電流： oprerewreIKIII max.max.max.wrekopwopreIKKIIIK 2022-5-1922maxwopIImaxwKopIKIcarestKopIKKKI可靠系數(shù)可靠系數(shù)自起動系數(shù)自起動系數(shù)換算到電流互感器二次測整定電流換算到電流互感器二次測整定電流2 2）靈敏度校驗(yàn)）靈敏度校驗(yàn)（1 1）最小的短路電流大于動作電流）最小的短路電流大于動作電流（2 2）要求：保護(hù)裝置靈敏度系數(shù)的最小允許值，）要求：保護(hù)裝置靈敏度系數(shù)的最小允許值，對于主保護(hù)還要求對于主保護(hù)還要求Kr1.5Kr1.5，對于后備保護(hù)區(qū)，對于后備保

14、護(hù)區(qū)Kr1.2Kr1.2。opikpopkpIKISIIS)2(min.)2(min. 2022-5-1923cairestWKkopIKKKKKI1opkII )2(min.當(dāng)保護(hù)裝置靈敏度度不滿足時：當(dāng)保護(hù)裝置靈敏度度不滿足時：降低繼電器的動作電流降低繼電器的動作電流提高繼電器的返回系數(shù)提高繼電器的返回系數(shù)等方法來提高保護(hù)裝置的靈敏度。等方法來提高保護(hù)裝置的靈敏度。 3 3）保護(hù)裝置的時限整定）保護(hù)裝置的時限整定（1 1）原則：階梯原則。）原則：階梯原則。（2 2）位于電網(wǎng)末端的過電流保護(hù)裝置不設(shè)）位于電網(wǎng)末端的過電流保護(hù)裝置不設(shè)延時元件。延時元件。（3 3）t t不可過小，否則可能造成誤

15、動。不可過小，否則可能造成誤動。 2022-5-1924基本元件：基本元件：GLGL型感應(yīng)式電流繼電器或晶體型感應(yīng)式電流繼電器或晶體管繼電器，可組成反時限過電流保護(hù)裝置。管繼電器，可組成反時限過電流保護(hù)裝置。 整定計(jì)算整定計(jì)算電流同前電流同前時限配合時限配合配合點(diǎn)滿足時限配合點(diǎn)滿足時限級差要求級差要求2022-5-1925一般要求，當(dāng)過電流保護(hù)裝置的動作時限一般要求，當(dāng)過電流保護(hù)裝置的動作時限如果超時如果超時1s1s。還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。種類種類: :瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)限時（有時限）電流速斷保護(hù)。限時（有時限）電流速斷保護(hù)。1 1、無時

16、限電流速斷保護(hù)（瞬動保護(hù)）、無時限電流速斷保護(hù)（瞬動保護(hù)）組成：組成： 電流互感器電流互感器 電流繼電器電流繼電器 信號繼電器信號繼電器 中間繼電器中間繼電器2022-5-1926原理：原理： 短路時，由電流繼電器動作，作用信短路時，由電流繼電器動作，作用信號并跳閘。號并跳閘。 不能用時間實(shí)現(xiàn)選擇性，只能用電流。不能用時間實(shí)現(xiàn)選擇性，只能用電流。1 1）動作電流的整定）動作電流的整定 速斷保護(hù)的動速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)大于被保作電流應(yīng)大于被保護(hù)線路末端的最大護(hù)線路末端的最大短路電流。短路電流。2022-5-1927 3max2sk1opIKI 3max2siwKk1opIKKKI2 2）電流速斷

17、的）電流速斷的“死區(qū)死區(qū)”由圖，電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分。由圖，電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分。沒有得到保護(hù)的一段線路就稱為電流速斷保沒有得到保護(hù)的一段線路就稱為電流速斷保護(hù)的護(hù)的“死區(qū)死區(qū)”。保護(hù)范圍：保護(hù)范圍： 與短路故障的種類有關(guān)，還與電力系與短路故障的種類有關(guān)，還與電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)。統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)。在正常運(yùn)行方式下，其最小保護(hù)范圍應(yīng)不小于在正常運(yùn)行方式下，其最小保護(hù)范圍應(yīng)不小于被保護(hù)線路全長的被保護(hù)線路全長的15%15%20%20%。 3）靈敏度效驗(yàn)公式2022-5-1928 )LXX(2UImin0min1av2min1s )XI2U(x1Lmin12min1sav

18、0min1 1）限時電流速斷保護(hù)裝置比無時限速斷保）限時電流速斷保護(hù)裝置比無時限速斷保護(hù)大一時限差護(hù)大一時限差t t（0.5s0.5s）即可。）即可。2 2）兩階段速斷保護(hù)裝置：）兩階段速斷保護(hù)裝置：無時限速斷、限時電流速斷保護(hù)裝置。無時限速斷、限時電流速斷保護(hù)裝置。第一級速斷裝置；瞬時電流速斷保護(hù)裝置第一級速斷裝置；瞬時電流速斷保護(hù)裝置第二級速斷裝置：限時電流速斷保護(hù)裝置第二級速斷裝置：限時電流速斷保護(hù)裝置第一段線路的限時電流速斷保護(hù)的動作電第一段線路的限時電流速斷保護(hù)的動作電流要比下一段線路的瞬時速斷裝置的動作流要比下一段線路的瞬時速斷裝置的動作電流大。電流大。 2022-5-19291

19、. 221opkopIKI1 . 221opiKkopIKKI第一段保護(hù)第一段保護(hù)-瞬時電流速斷瞬時電流速斷 （作為主保護(hù)）（作為主保護(hù)）第二段保護(hù)第二段保護(hù)-限時電流速斷（近后備保護(hù)）限時電流速斷（近后備保護(hù)）第三段保護(hù)第三段保護(hù)-定時限過電流保護(hù)（后備保護(hù)）定時限過電流保護(hù)（后備保護(hù)）應(yīng)用應(yīng)用3 310kV10kV：一般用兩段式電流保護(hù)裝置。：一般用兩段式電流保護(hù)裝置。3535300kV 300kV ：三段式電流保護(hù)裝置。：三段式電流保護(hù)裝置。 2022-5-1930絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置 作用：監(jiān)視電網(wǎng)的對地絕緣。作用：監(jiān)視電網(wǎng)的對地絕緣。原理接線圖原理接線圖組成：組成：一個三相五柱式

20、電壓一個三相五柱式電壓互感器、三個電壓表互感器、三個電壓表和一個電壓繼電器。和一個電壓繼電器。信號顯示：信號顯示：音響、燈光和掉牌。音響、燈光和掉牌。缺點(diǎn)：動作無選擇性缺點(diǎn)：動作無選擇性 2022-5-1931利用故障線路零序電流比非故障線路零序電流大的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)有選擇性的保護(hù)。2022-5-1932非故障線路非故障線路:IE1 方向母線到線路方向母線到線路故障線路：故障線路：(N-1) IE1方向線路到方向線路到母線母線單相接地特點(diǎn)：單相接地特點(diǎn)：動作電流：動作電流： 靈敏度：靈敏度：單相接地故障，按流過保護(hù)裝置最小零序電單相接地故障，按流過保護(hù)裝置最小零序電流來校驗(yàn)。流來校驗(yàn)。1 1）計(jì)算

21、公式：）計(jì)算公式： 2 2）要求：）要求：電纜線路：電纜線路：Kr1.25Kr1.25架空線路：架空線路：Kr1.5Kr1.5。當(dāng)零序電流保護(hù)不能滿足選擇性要求或靈敏當(dāng)零序電流保護(hù)不能滿足選擇性要求或靈敏度不夠時可裝設(shè)零序功率方向保護(hù)裝置。度不夠時可裝設(shè)零序功率方向保護(hù)裝置。 003CUKIkop 2022-5-1933opIrICCUK)(3000是根據(jù)故障線路的零序功率與非故障線路的零序功率輸送方向相反的原理設(shè)計(jì)的。接線原理： 2022-5-1934動作條件 A.1A2 0IK0UK1A210IK0UK2A21變壓器內(nèi)部故障：相間短路、匝間短路、變壓器內(nèi)部故障：相間短路、匝間短路、單相接地短路。單相接地短路。 變壓器外部故障：引出線、絕緣套筒相間變壓器外部故障：引出線、絕緣套筒相間短路或接地。短路或接地。變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)：過負(fù)荷、油面過變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)：過負(fù)荷、油面過低、溫度升高和外部短路引起的過流等。低、溫度升高和外部短路引起