供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)

1、供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)第1頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念 711 繼電保護(hù)裝置的任務(wù) 1.故障時(shí)跳閘 在供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，作用于前方最近保護(hù)裝置動(dòng)作控制保護(hù)裝置，使之迅速跳閘，切除故障部分，恢復(fù)其它無(wú)故障部分的正常運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出信號(hào)，以便提醒值班人員檢查，及時(shí)消除故障。2.異常狀態(tài)發(fā)出報(bào)警信號(hào) 在供電系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)，如過(guò)負(fù)荷或有故障苗頭時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員注意并及時(shí)處理，以免發(fā)展為故障。 712 斷電保護(hù)裝置的基本要求 1.選擇性繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指在供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只使電源一側(cè)距離故障點(diǎn)最近的繼圖7-1 繼電保護(hù)裝

2、置動(dòng)作選擇性示意圖第2頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念電保護(hù)裝置動(dòng)作，通過(guò)開(kāi)關(guān)電器將故障切除，而非故障部分仍然正常運(yùn) 行。如圖7-1，當(dāng)k-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，則繼電保護(hù)裝置動(dòng)作只應(yīng)使斷路器1QF跳閘 ，切除電動(dòng)機(jī)M。而其它斷路器都不跳閘。 2. 速動(dòng)性 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快動(dòng)作，快速切除故障。 3. 可靠性 指保護(hù)裝置該動(dòng)作時(shí)就應(yīng)該動(dòng)作（不拒動(dòng)）,不該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng) .4. 靈敏性 靈敏性是指保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)對(duì)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性通常用靈敏系數(shù) 來(lái)衡量的。對(duì)于過(guò)電流保護(hù)裝置，其靈敏系數(shù)為 為: 式中 被保護(hù)區(qū)

3、內(nèi)最小運(yùn)行方式下的最小短路電流 保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電流 對(duì)于低電壓保護(hù)裝置，其靈敏系數(shù) 為 式中 被保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，連接該保護(hù)裝置的母線上最大殘余電壓 保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電壓(V)。即保護(hù)裝置動(dòng)作電壓換算到一次電路的電壓 第3頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一 7.1 繼電保護(hù)裝置的概念7.1.3 繼電保護(hù)裝置的組成及常用保護(hù)繼電器1繼電保護(hù)裝置的組成如圖7-2所示，當(dāng)線路上發(fā)生短路時(shí)，起動(dòng)用的電流繼電器KA瞬時(shí)動(dòng)作，使時(shí)間繼電器KT起動(dòng)，KT經(jīng)整定的一定時(shí)限后，接通信號(hào)繼電器KS和中間斷電器KM，KM觸頭接通斷路器QF的跳閘回路，使斷路器QF跳閘。 圖 7-2繼電保

4、護(hù)裝置框圖第4頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念2 常用的保護(hù)繼電器繼電器的分類按其應(yīng)用，有控制繼電器和保護(hù)繼電器兩大類，機(jī)床控制電路應(yīng)用的繼電器多屬于控制繼電器；供電系統(tǒng)中應(yīng)用的繼電器多屬于保護(hù)繼電器。在供電系統(tǒng)中常用的保護(hù)繼電器，有電磁型繼電器、感應(yīng)型繼電器以及晶體管繼電器。前兩種是機(jī)電式繼電器，它們工作可靠，而且有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，所以目前仍普遍使用。晶體管繼電器具有動(dòng)作靈敏、體積小、能耗低、耐震動(dòng)、無(wú)機(jī)械慣性、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，但由于晶體管元件的特性受環(huán)境溫度變化影響大，元件的質(zhì)量及運(yùn)行維護(hù)的水平都影響到保護(hù)裝置的可靠性，目前國(guó)內(nèi)較少采用。

5、電力系統(tǒng)中已向集成電路和微機(jī)保護(hù)發(fā)展。這里主要介紹以機(jī)電式保護(hù)繼電器。常用的機(jī)電式繼電器分電磁型和感應(yīng)型兩種。（1）電磁式繼電器1）電磁式電流繼電器電磁式電流繼電器在繼電保護(hù)裝置中，通常用作起動(dòng)元件，因此又稱起動(dòng)繼電器。常用的DL-10系列電磁式繼電器其內(nèi)部接線和圖形符號(hào)如圖7-4。能使過(guò)電流繼電器動(dòng)作(觸點(diǎn)閉合)的最小電流稱繼電器的“動(dòng)作電流”，用 表示。使繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流，稱為繼電器的“返回電流”，用 表示。 第5頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念圖-4 DL10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)線和圖形符號(hào) a)DL-11型

6、結(jié)線 b)DL-12型結(jié)線 c)DL-13型結(jié)線d)集中表示的圖形符號(hào) e)分開(kāi)表示的圖形符號(hào)繼電器“返回電流”與“動(dòng)作電流”的比值，稱為繼電器的返回系數(shù)，用 表示，即 對(duì)于過(guò)量繼電器，返回系數(shù)總是小于1的(欠量繼電器則大于1)，返回系數(shù)越接近于1，說(shuō)明繼電器越靈敏，如果返回系數(shù)過(guò)低，可能使保護(hù)裝置誤動(dòng)作。DL-10系列繼電器的返回系數(shù)一般不小于0.8。 DL-10系列電磁式繼電器的電流時(shí)間特性如圖7-5所示 只要通入繼電器的電流超過(guò)某一預(yù)先整定的數(shù)值時(shí)，它就能動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)限是固定的，與外加電流無(wú)關(guān)，這種特性稱作定時(shí)限特性。第6頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電

7、保護(hù)裝置的概念圖7-5電磁式電流繼電器的定時(shí)限特性 2).電磁式時(shí)間繼電器 供電系統(tǒng)中常用的DS-110、120系列電磁式時(shí)間繼電器的內(nèi)部結(jié)線和圖形符號(hào)如圖7-7所示。圖7-7 DS-110、120系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部結(jié)線和圖形符號(hào)第7頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一 7.1 繼電保護(hù)裝置的概念圖7-7 DS-110、120系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部結(jié)線和圖形符號(hào) 3).電磁式信號(hào)繼電醒器供電系統(tǒng)中常用的DX-11型電磁式信號(hào)繼電器，有電流型和電壓型兩種，電流型可串聯(lián)在二次回路中而不影響其他二次元件的動(dòng)作。電壓型必須并聯(lián)在二次回路內(nèi)。 第8頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，

8、0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念圖7-8 DX-11型電磁式信號(hào)繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào) DX-11型信號(hào)繼電器的內(nèi)部結(jié)線和圖形符號(hào)如圖7-8b)所示。 b) 4).電磁式中間繼電器電磁式中間繼電器常用在保護(hù)裝置的出口回路中，用來(lái)接通斷路器的跳閘回路，故又稱為出口繼電器。 工廠供電系統(tǒng)中常用的DZ-10系列中間繼電器的內(nèi)部結(jié)線和圖形符號(hào)如圖7-9所示， 第9頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念圖7-10 DZ-10系列中間繼電器的內(nèi)部結(jié)線和圖形符號(hào)(2)感應(yīng)式電流繼電器供電系統(tǒng)中常用 感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7-11所示。 圖7-1

9、1感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)第10頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念1-線圈 2-電磁鐵 3-短路環(huán) 4-鋁盤 5-鋼片 6-鋁框架 7-調(diào)節(jié)彈簧 8-制動(dòng)永久磁鐵 9-扇形齒輪 10-蝸桿 11-扁桿： 12-觸點(diǎn) 13-時(shí)限調(diào)節(jié)螺 14-速斷電流調(diào)節(jié)螺桿 15-銜鐵 16-動(dòng)作電流調(diào)節(jié)插銷感應(yīng)系統(tǒng)的工作原理可參看圖7-12。當(dāng)線圈1有電流流 過(guò)時(shí)，電磁鐵2在短路環(huán)3的作用下，產(chǎn)生在時(shí)間和空間位置上不相同的兩個(gè)磁通1和2，且1超前于2。這兩個(gè)磁通均穿過(guò)鋁盤4，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，這兩個(gè)磁通在磁盤上產(chǎn)生一個(gè)始終由超前磁通1向落后磁通2方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M

10、1。根據(jù)電能表的工作原理可知，此時(shí)作用于鋁盤上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為12sin 式中為1與2之間的相位差，此值為一常數(shù) 由于1IKA, 2IKA且為常數(shù),因此I2KA, 在的作用下，鋁盤開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)后，切割永久磁鐵8，產(chǎn)生反向的制動(dòng)力矩。由電度表工作原理知，與鋁盤的轉(zhuǎn)速成正比，即這個(gè)制動(dòng)力矩在某一轉(zhuǎn)速下，與電磁鐵產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相平衡，因而在一定的電流下保持鋁盤勻速旋轉(zhuǎn)。第11頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念在上述和的作用下，鋁盤受力雖有使框架6和鋁盤4向外推出的趨勢(shì)，但由于受到彈簧7的拉力，仍保持在初始位置，見(jiàn)圖7-11。圖7-12 感應(yīng)式電流繼電器

11、的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1制動(dòng)力矩M21線圈 2-電磁鐵 3-短路環(huán) 4-鋁盤5-鋼片 6-鋁框架 7-調(diào)節(jié)彈簧 8-制動(dòng)永久磁鐵第12頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念 圖7-13感應(yīng)式電流繼電器的反時(shí)限特性 第13頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念 當(dāng)繼電器線圈的電流增大到繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，由電磁鐵產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩亦增大，并使鋁盤轉(zhuǎn)速隨之增大，永久磁鐵產(chǎn)生的制動(dòng)力矩也隨之增大。這兩個(gè)力克服彈簧的反作用力矩，從而使鋁盤帶動(dòng)框架前偏（參看圖7-12），使鍋桿10與扇形齒輪9與嚙合，這叫做“繼電器動(dòng)作”。由于鋁盤繼續(xù)

12、轉(zhuǎn)動(dòng)，使扇形齒輪沿著蝸桿上升，最后使觸點(diǎn)12切換，同時(shí)使信號(hào)牌（圖7-12上未表示）掉下，從觀察孔內(nèi)看到其紅色或白色的信號(hào)指示，表示繼電器已經(jīng)動(dòng)作。 通入線圈的電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)得越快，扇形齒輪沿蝸桿上升的速度也越快，則動(dòng)作時(shí)間越短，這就是感應(yīng)式電流繼電器的“反時(shí)限特性”，如圖7-13中曲線的abs部分。隨著電流增大，繼電器鐵心磁路飽和，特性曲線逐漸過(guò)渡到“定時(shí)限特性”，如圖7-13中曲線的cd部分。 這種繼電器還裝有瞬動(dòng)元件，當(dāng)流入繼電器線圈的電流繼續(xù)增加到某一預(yù)先整定的倍數(shù)(例如為8倍)時(shí)，則瞬動(dòng)元件起動(dòng)，繼電器的電流時(shí)間特性如圖7-13中曲線的cd,這就是“瞬時(shí)速斷特性”。因此這種電磁元件

13、又稱為電流速斷元件.動(dòng)作曲線上對(duì)應(yīng)于開(kāi)始速斷時(shí)間的動(dòng)作電流倍數(shù),稱速斷電流倍數(shù).即 nqb=Iqb/Iop Iop為感應(yīng)式電流繼電器的動(dòng)作電流。 Iqb為感應(yīng)式電流繼電器的速斷電流，即繼電器線圈中使速斷元件動(dòng)作的最小電流。第14頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念實(shí)際的 系列電流繼電器的速斷電流整定為動(dòng)作電流的nqb=28倍，在速斷電流調(diào)節(jié)螺釘上面標(biāo)度。感應(yīng)式電流繼電器的這種有一定限度的反時(shí)限動(dòng)作特性，稱為“有限反時(shí)限特性”。繼電器的動(dòng)作電流的調(diào)節(jié)見(jiàn)實(shí)物。注意，繼電器動(dòng)作時(shí)限調(diào)節(jié)螺桿的標(biāo)度尺,是以10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限來(lái)標(biāo)度的,也就是標(biāo)度尺上所標(biāo)示

14、的動(dòng)作時(shí)間,是繼電器線圈通過(guò)的電流為其整定的動(dòng)作電流的10倍時(shí)的動(dòng)作時(shí)間.因此繼電器實(shí)際的動(dòng)作時(shí)間,與實(shí)際通過(guò)繼電器線圈的電流大小無(wú)關(guān),須從相應(yīng)的動(dòng)作特性曲線上去查得.如圖714表示 系列感應(yīng)式電流繼電器的電流時(shí)間特性曲線族，橫坐標(biāo)是動(dòng)作電流倍數(shù)，曲線族上的根曲線都標(biāo)明有動(dòng)作時(shí)限，0.5、0.7、1.0S等,是表示繼電器通過(guò)10倍的整定作電流所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)限。例如，某繼電器被調(diào)整至 10倍整定動(dòng)作電流時(shí)動(dòng)作時(shí)限為2.0s的曲線上時(shí)，若其線圈通入3倍的整定動(dòng)作電流值，可從該曲線上查得此時(shí)繼電器的動(dòng)作時(shí)限 =3.5s。感應(yīng)式電流繼電器機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度不高，瞬動(dòng)時(shí)限誤差大，但它的觸點(diǎn)容量大，它同時(shí)

15、兼有電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器的功能，即它在繼 第15頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.1 繼電保護(hù)裝置的概念電保護(hù)裝置中，既能作為起動(dòng)元件，又能實(shí)現(xiàn)延時(shí)、給出信號(hào)和直接接通跳閘回路；既能實(shí)現(xiàn)帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，又能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，從而使保護(hù)裝置時(shí)元件減少，接線簡(jiǎn)單。此外，感應(yīng)式電流繼電器采用交流操作電源，可減少投資。因而在6lOkV供電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。至于晶體管式繼電器完全可以利用電子元件模擬上述的特性，國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品，茲不贅述。圖714 系列感應(yīng)式電流的電流時(shí)間特性曲線圖 第16頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一

16、7.1 繼電保護(hù)裝置的概念型感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部接線及圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖715所示。 圖715 GL 型電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號(hào) 作業(yè)：思考題7-1、7-2、7-3第17頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)7.2.1 概述 高壓線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)，動(dòng)作于斷路器的跳閘機(jī)構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。單相接地保護(hù)：(1)絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。(2)有選擇性的單相接地保護(hù)(零序電流保護(hù))，亦動(dòng)作于信號(hào)，但當(dāng)危及人身和設(shè)備安全時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。對(duì)可能經(jīng)

17、常過(guò)負(fù)荷的電纜線路，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào) 7.2.2 保護(hù)裝置的結(jié)線方式 1、 兩相兩繼電器式結(jié)線 (見(jiàn)圖7-16) 這種結(jié)線，如一次電路發(fā)生三相短路或任意兩相短路，至少有一個(gè)繼電器動(dòng)作，且流人繼電器的電流 就是電流互感器的二次電流 第18頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)圖7-16 兩相兩繼電器式結(jié)線圖 圖7-17 兩相一繼電器式結(jié)線圖 為了表征繼電器電流 與電流互感器二次電流 間的關(guān)系，特引入一個(gè)結(jié)線系數(shù) （7-3） 兩相兩繼電器式結(jié)線屬相電流結(jié)線， ，即保護(hù)靈敏度都相同。 第19頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期

18、一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)2、 兩相一繼電器式結(jié)線 (見(jiàn)圖7-17) 這種結(jié)線，又稱兩相電流差結(jié)線，或兩相交 叉結(jié)線。正常工作和三相短路時(shí)，流人繼電器的電流 為A相和C相兩相電流互感器二次電流的相量差，即 ，而量值上， 如圖7-18a所示。在A、C兩相短路時(shí)，流進(jìn)繼電器的電流為電流互感器二次側(cè)電流的2倍，如圖7-18b所示。在A、B或B、 C兩相短路時(shí)，流進(jìn)電流繼電器的電流等于電流互感器二次側(cè)的電流，如圖7-18c所示。 三相短路：流過(guò)繼電器的電流為 A、B相或B、C相短路：流過(guò)繼電器的電流為 A、C相短路：流過(guò)繼電器的電流為 可見(jiàn)，兩相電流差結(jié)線的結(jié)線系數(shù)與一次電路發(fā)生短路的形式有關(guān)，

19、不同的短路形式，其結(jié)線系數(shù)不同。)三相短路 b)A相、C相短路 c）A相、B相短路圖7-18 兩相電流差結(jié)線在不同短路形工下電流第20頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù) 可見(jiàn)，兩相電流差結(jié)線的結(jié)線系數(shù)與一次電路發(fā)生短路的形式有關(guān)，不同的短路形式，其結(jié)線系數(shù)不同。 7.2.3 帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)1、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置（1）、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的組成及動(dòng)作原理圖7-19定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理電路圖 a)原理圖 b)展開(kāi)圖 QF-高壓斷路器 TAl、TA2-電流互感器 KAl、KA2-Dl型電流繼電器 第21頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，

20、0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù) 當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KAl、KA2中至少一個(gè)瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其動(dòng)合觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器KT起動(dòng)。KT經(jīng)過(guò)整定限時(shí)后，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器(電流型)KS和中間繼電器KM動(dòng)作。KM動(dòng)作后，其觸點(diǎn)接通斷路器的跳閘線圈YR的回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。與此同時(shí)，KS動(dòng)作，其信號(hào)指示牌掉下，接通燈光和音響信號(hào)。在斷路器跳閘時(shí)，QF的輔助觸點(diǎn)隨之?dāng)嚅_(kāi)跳閘回路，以切斷其回路中的電流，在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置中除KS外的其他所有繼電器均自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而KS可手動(dòng)復(fù)位。（2）、 動(dòng)作電流的整定：過(guò)動(dòng)作電流的整定必須滿

21、足下面兩個(gè)條件。1）應(yīng)該躲過(guò)線路的最大負(fù)荷電流(包括正常過(guò)負(fù)荷電流和尖峰電流)以免在最大負(fù)荷通過(guò)時(shí)保護(hù)裝誤動(dòng)作。 2)保護(hù)裝置的返回電流Ire也應(yīng)該躲過(guò)線路的最大負(fù)荷電流 ，以保證保護(hù)裝置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，避免發(fā)生誤動(dòng)作。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作整定公式： (7-4) 第22頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)式中保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，對(duì)DL型繼電器可取1.2，對(duì)GL型繼電器可取1.3； 保護(hù)裝置的結(jié)線系數(shù)，按三相短路來(lái)考慮，對(duì)兩相兩繼電器結(jié)線(相電流結(jié)線)為1，對(duì)兩相二繼電器結(jié)線(兩相電流差結(jié)線)為；線路的最大負(fù)荷電流(含尖峰電流

22、)，可取為(1.53) ，為線路的計(jì)算電流。+ （3） 動(dòng)作時(shí)間整定 為了保證前后級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間的選擇性，過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間（也稱動(dòng)作時(shí)限），應(yīng)按“階梯原則”進(jìn)行整定，也就是在后一級(jí)保護(hù)裝置所保護(hù)的線路首端（如圖6-20a中的k點(diǎn)）發(fā)生三相短路時(shí)，前一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比后一級(jí)保護(hù)中最長(zhǎng)的動(dòng)作時(shí)間都要大一個(gè)時(shí)間差 t。即t大約在0.50.7S之間 對(duì)于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，可取 t =0.5S；對(duì)于反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，可取 t =0.7S。 t第23頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)2、 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置（1）、 電路組成及原理圖7-2

23、0是一個(gè)交流操作的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置圖 當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KAl、KA2至少有一個(gè)動(dòng)作，經(jīng)過(guò)一定時(shí)延時(shí)后(延時(shí)長(zhǎng)短與短路電流大小成反比關(guān)系)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，緊接著其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)斷路器跳閘線圈YR因“去分流”而通電，從而使斷路器跳閘，切除短路故障部分。在繼電器去分流跳閘的同時(shí)，其信號(hào)牌自動(dòng)掉下，指示保護(hù)裝置已經(jīng)動(dòng)作。在短路故障被切除后，繼電器自動(dòng)返回，信號(hào)牌則需手動(dòng)復(fù)位。 圖7-21反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理電路圖 a)按集中表示法繪制 b)按分開(kāi)表示法繪制 第24頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù) 一般繼電器轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的動(dòng)

24、作順序都是常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)后，常開(kāi)觸點(diǎn)再閉合。而這種繼電器的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，動(dòng)作時(shí)間的先后順序必須是：常開(kāi)觸點(diǎn)先閉合，常閉觸點(diǎn)后斷開(kāi)(如圖7-22所示)。這里采用具有特殊結(jié)構(gòu)的先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，不僅保證了繼電器的可靠動(dòng)作，而且還保證了在繼電器觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)電流互感器二次側(cè)不會(huì)帶負(fù)荷開(kāi)路。圖7-22 先合后斷轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作說(shuō)明a)正常位置 b)動(dòng)作后常開(kāi)觸點(diǎn)先閉合 c)接著常閉觸點(diǎn)斷開(kāi) （2）、動(dòng)作電流的整定動(dòng)作電流的整定與定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相同， 式7-4中取1.3第25頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)（3）、動(dòng)作時(shí)間的整定 GL型繼電器的時(shí)

25、限調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是按10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間來(lái)標(biāo)度的,而實(shí)際通過(guò)繼電器的電流一般不會(huì)恰恰為動(dòng)作電流的10倍，因此必須根據(jù)繼電器的動(dòng)作特性曲線來(lái)整定。4、過(guò)電流保護(hù)的靈敏度及提高靈敏度的措施-低電壓閉鎖保護(hù)按規(guī)定過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)必須滿足的條件為（1）、 過(guò)電流保護(hù)的靈敏度 當(dāng)過(guò)電流保護(hù)作后備保護(hù)時(shí)，如滿足上式有困難，可以 = 1.5 (7-10) 1.2 當(dāng)過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)達(dá)不到上述要求時(shí)，可采用下述的低電壓閉鎖保護(hù)來(lái)提高靈敏度。2）、 低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù) 動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式為 (7-11) 第26頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)a)b

26、)圖7-25 低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)電路 接線圖 b) 展開(kāi)圖 第27頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)QF-高壓斷路器 TA-電流互感器 TV-電壓互感器 KA-電流繼電器 KM-中間繼電器 KS-信號(hào)繼電器 KV-低電壓繼電器 YR-斷路器跳閘線圈7.2.4 電流速斷保護(hù)1、電流速斷保護(hù)的組成及速斷電流的整定對(duì)于采用GL型電流繼電器，直接利用繼電器本身結(jié)構(gòu)，既可完成反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，又可完成電流速斷保護(hù)，不用額外增加設(shè)備，非常簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。對(duì)于采用DL型電流繼電器，其電流速斷保護(hù)電路如圖7-26、7-27所示。圖7-26電力線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

27、和電流速斷保護(hù)結(jié)線圖（按集中表示法繪制）圖7-26、27是同時(shí)具有電流速斷和定時(shí)限電流保護(hù)的結(jié)線圖和展開(kāi)圖第28頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：KAl、KA2、KT、KSl、KM構(gòu)成電流速斷保護(hù)：KA3、KA4、KS2、KM構(gòu)成 為了保證保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性,電流速斷保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流(即速斷電流) 應(yīng)按躲過(guò)它所保護(hù)線路末端的最大短路電流（即三相短路電流）來(lái)整定。只有這樣，才能避免在后一級(jí)速斷保護(hù)所保護(hù)線路的首端發(fā)生三相短路時(shí)，它可能發(fā)生的誤跳閘。（因后一段線路距離很近，阻抗很小，所以速斷電流應(yīng)躲過(guò)其保護(hù)線路末端的最大短路

28、電流）。第29頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)圖7-27 電力線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)展開(kāi)圖圖7-28 線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)和死區(qū) -前一級(jí)保護(hù)應(yīng)躲過(guò)的最大短路電流 -前一級(jí)保護(hù)整定的一次速斷電流 第30頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù) 如圖7-28所示電路中，WLl末端k-1點(diǎn)的三相短路電流，實(shí)際上與其后一段WL2首端 k-2點(diǎn)的三相短路電流是近乎相等的 . 因此可得電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流(速斷電流)的整定計(jì)算公式為 = (7-13)可靠系數(shù)，對(duì)DL型繼電器，取1.21.3；對(duì)

29、GL型繼電器，取1.41.5；對(duì)脫扣器，取1.82。式中2、電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ) 在速斷保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)作為主保護(hù), 過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)； 而在速斷保護(hù)的“死區(qū)”內(nèi)，則過(guò)電流保護(hù)為基本保護(hù)。3、電流速斷保護(hù)的靈敏度電流速斷保護(hù)的靈敏度必須滿足的條件是Sp= 1.52 (7-14) 式中 線路首端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流第31頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)例7-3 試整定例7-1所示GL-15/10型電流繼電器的電流速斷倍數(shù) 解 已知線路末端 =1300A， 且， =315/5，取 =1.5故由式（7-13）得= 而

30、例7-1已經(jīng)整定=8A，故速斷電流倍數(shù)應(yīng)整定為由于GL型電流繼電器的速斷電流倍數(shù)在 28間可平滑調(diào)節(jié)，因此 不必修約為整數(shù)。= 例7-4 試整定例7-2所示裝于WL2首端KA2的GL-1510型電流繼電器的速斷電流倍數(shù)，并校驗(yàn)其過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的靈敏度。解 1）整定速斷電流倍數(shù) 取 =1.5， =1， =1005，WL2末端 =400A故由式(7-13)得 = 而例7-2已經(jīng)整定 =6A,故速斷電流倍數(shù)應(yīng)整定為= 第32頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)2）過(guò)電流保護(hù)的靈敏度校驗(yàn) 根據(jù)式(7-10),其中 =0.866 =0.86640

31、0A=346A故其保護(hù)靈敏系數(shù)為Sp= 1.5 由此可見(jiàn)，KA2整定的動(dòng)作電流(6A)滿足靈敏度要求。3）電流速斷保護(hù)靈敏度的校驗(yàn) 根據(jù)式(7-14)，其中 =0.8661100A=953A,保其故護(hù)靈敏系數(shù)為Sp= 1.5 由此可見(jiàn)，KA2整定的動(dòng)作電流(倍數(shù))也滿足靈敏度要求。7.2.5 中性點(diǎn)不接地的單相接地保護(hù)1、絕緣監(jiān)測(cè)裝置第33頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)圖7-29絕緣監(jiān)測(cè)裝置接線圖 圖7-29中在變壓所的母線上接一個(gè)三相五芯式電壓互感器，其二次側(cè)的星形聯(lián)結(jié)繞組接有電壓表，以測(cè)量各相對(duì)地電壓，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)測(cè)量相間電壓；另一個(gè)二

32、次對(duì)地繞組接成開(kāi)口三角形，接入電壓繼電器，用來(lái)反應(yīng)線路單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓。 第34頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱，開(kāi)口三角形兩端電壓接近于零，繼電器不動(dòng)作，在系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，接地相電壓為零，其它兩相對(duì)地電壓升高到 倍，開(kāi)口處出現(xiàn)100V的零序電壓，使繼電器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的燈光和音響信號(hào)。 這種保護(hù)裝置簡(jiǎn)單，雖給出故障信號(hào)，但沒(méi)有選擇性，難以找到故障線路。值班人員根據(jù)信號(hào)和電壓表指示可以知道發(fā)生了接地故障且知道故障的相別，但不能判斷哪一條線路發(fā)生了接地故障。因此這種監(jiān)視裝置可用于出線不太多、并且允許短時(shí)停

33、電的供電系統(tǒng)中。2、 有選擇性的單相接地保護(hù)裝置（1） 單相接地時(shí)，系統(tǒng)中的電容電流分布如圖7-30 （2）、單相接地保護(hù) 如圖7-31，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行及三相對(duì)稱短路時(shí)， 因在零序電流互感器二次側(cè)由三相電流產(chǎn)生的三相磁通相量之和為零，即在零序電流互感器中不會(huì)感應(yīng)山零序電流，繼電器不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，就有接地電容電流通過(guò)，此電流在二次側(cè)感應(yīng)出零序電流，使繼電器動(dòng)作，并發(fā)山信號(hào)。 架空線路的單相接地保護(hù)，一般采用由三個(gè)電流互感器同極性并聯(lián)所組成的零序電流互感器。如圖731（a）圖但一般供電用戶的高壓線路不長(zhǎng)，很少采用。第35頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2 高

34、壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)對(duì)于電纜線路，則采用圖731 (b)和專用零序電流互感器的接線。注意電纜頭的接地線必須穿過(guò)零序電流互感器的鐵心，否則零序電流(不平衡電流)不穿過(guò)零序電流互感器的鐵心,保護(hù)就不會(huì)動(dòng)作。 圖7-31零序電流保護(hù)裝置a)架空線路用， b)電纜線路用（3）、單相接地保護(hù)動(dòng)作電流的整定 對(duì)于架空線路，采用圖7-31 a)的電路，電流繼電器的整定值需要躲過(guò)正常電流負(fù)荷下產(chǎn)生的不平衡電流 和其它線路接地時(shí)在本線路上引起的電容電流 ,即= + （ ） （7-15）式中 可靠系 其值取45，保護(hù)裝置帶時(shí)限時(shí), 其值取1.52第36頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.2

35、高壓配電電網(wǎng)的繼電保護(hù)(A) （7-16） 式中 (A) Ic （4）、單相接地保護(hù)的靈敏度1.2 -被保護(hù)電路有電氣聯(lián)系的總電網(wǎng)電容電流-線路本身電容電流零序電流互感器的變流比 和 均按公式（1-2）計(jì)算 作業(yè)：思考題7-5、7-6、7-9 習(xí)題：7-1、7-2正常運(yùn)行負(fù)荷電流不平衡在零序電流互感器輸出端出現(xiàn)的不平衡電流；其它線路接地時(shí) ,在本線路的電容電流。如果是架空電路, (A),若是電纜線路 其中 線路的額定電壓(kV) ； 為線路長(zhǎng)度(km)。對(duì)于電纜電路，則采用圖7- 31b)的電路，整定動(dòng)作電流只需躲過(guò)本線路的電容電流即可，因此，零序電流互感器的變流比。 第37頁(yè)，共69頁(yè)，20

36、22年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù)7.3.1 概述 1、高壓側(cè)為610KV的車間變電所的主變壓器，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。如果過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間范圍為0.5-0.7s，也可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 2、容量在800KVA及以上的油浸式變壓器（如安裝在車間內(nèi)部，則容量在400及以上時(shí)），還需裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 3、并列運(yùn)行的變壓器容量（單臺(tái)）在400KVA及以上，以及雖為單臺(tái)運(yùn)行但又作為備用電源用的變壓器有可能過(guò)負(fù)荷時(shí)，還需裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，但過(guò)負(fù)荷保護(hù)只動(dòng)作于信號(hào)，而其他保護(hù)一般動(dòng)作于跳閘。 4、是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000KVA及以上、兩臺(tái)

37、并列運(yùn)行的變壓器容量（單臺(tái)）在6300KVA及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來(lái)取代電流速斷保護(hù)。高壓側(cè)為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。 本節(jié)只介紹中小型工廠常用的610KV配電變壓器的繼電保護(hù)，包括過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)，著重介紹變壓器的瓦斯保護(hù)。第38頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù)7.3.2 變壓器的瓦斯保護(hù) 變壓器的瓦斯保護(hù)是保護(hù)油浸變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護(hù)。瓦斯繼電保護(hù)的主要元件是瓦斯繼電器，它裝在變壓器的油箱和油枕之間的聯(lián)通管上，如圖7-32為FJ-80型開(kāi)口

38、杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7-32 瓦斯繼電器的安裝及結(jié)構(gòu)示意圖a )瓦斯繼電器在變壓器上的安裝 1-變壓器油箱 2-聯(lián)通管 3-瓦斯繼電器 4-油枕 b)FJa-80瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖 1-容器 2-蓋 3-上油杯 4-永久磁鐵 5-上動(dòng)觸點(diǎn) 6-上靜觸點(diǎn) 7-下油杯8-永久磁鐵 9-下動(dòng)觸點(diǎn) 10-下靜觸點(diǎn) 11-支架 12-下油杯平衡錘 13-下油杯轉(zhuǎn)軸 14-擋板 15-上油杯平衡錘 16-上油杯轉(zhuǎn)軸 17-放氣閥第39頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù) 在變壓器正常工作時(shí)，瓦斯繼電器的上下油杯中都是充滿油的，油杯因其平衡錘的作用

39、使其上下觸點(diǎn)都是斷開(kāi)的。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障致使油面下降時(shí)，上油杯因其中盛有剩余的油使其力矩大于平衡錘的力矩而降落，從而使上觸點(diǎn)接通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這就是輕瓦斯動(dòng)作。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，由于故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛地由變壓器油箱通過(guò)聯(lián)通管進(jìn)入油枕，在油流經(jīng)過(guò)瓦斯繼電器時(shí)，沖擊擋板，使下油杯降落，從而使下觸點(diǎn)接通，直接動(dòng)作于跳閘。這就是重瓦斯動(dòng)作。 如果變壓器出現(xiàn)漏油，將會(huì)引起瓦斯繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。這時(shí)繼電器的上油杯先降落，接通上觸點(diǎn)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)油面繼續(xù)下降時(shí)，會(huì)使下油杯降落，下觸點(diǎn)接通，從而使斷路器跳閘。 瓦斯繼電器只能反映變壓器內(nèi)部的故障，包括漏油、漏

40、氣、油內(nèi)有氣、匝間故障、繞組相間短路等。而對(duì)變壓器外部端子上的故障情況則無(wú)法反映。因此，除設(shè)置瓦斯保護(hù)外，還需設(shè)置過(guò)流、速斷或差動(dòng)等保護(hù)。7.3.3 變壓器的過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)1、變壓器的過(guò)電流保護(hù)第40頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù) 變壓器的過(guò)電流保護(hù)裝置一般都裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)。無(wú)論是定時(shí)限還是反時(shí)限，變壓器過(guò)電流保護(hù)的組成和原理與電力線路的過(guò)電流保護(hù)完全相同。 圖7-33為變壓器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)的綜合電路，全部繼電器均為電磁式。圖7-34是按分開(kāi)表示法繪制。 變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定

41、計(jì)算公式，也與電力線路過(guò)電流保護(hù)基本相同，只是式(7-4)和式(7-5)中的 應(yīng)取為(1.53) ,這里的 為變壓器的額定一次電流。 變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，也按“階梯原則”整定。但對(duì)車間變電所來(lái)說(shuō)，由于它屬于電力系統(tǒng)的終端變電所，因此其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值0.5s。 變壓器過(guò)電流保護(hù)的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)發(fā)生兩相短路(換算到高壓側(cè)的電流值)來(lái)校驗(yàn)。其靈敏度的要求也與線路過(guò)電流保護(hù)相同，即 1.5；當(dāng)作為后備保護(hù)時(shí)可以 1.22、變壓器電流速斷保護(hù)。 變壓器過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)大于0.5s時(shí)，必須裝設(shè)電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)的組成、原理，也與電力線路的電流速斷保

42、護(hù)完全相同。第41頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù) 上圖7-33變壓器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)的綜合電路（集中法）KA1 KA2 KT1 KS KM定時(shí)限過(guò)電流保護(hù) KA3 KA4 KS2 KM電流速斷保護(hù)KA5 KT2 KS3過(guò)負(fù)荷保護(hù)右圖7-34 變壓器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)的綜合電路 （按分開(kāi)表示法繪制）第42頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù) 變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流(速斷電流)的整定計(jì)算公式，也與電力線路的電流速斷保護(hù)基本相同，只是式(7-1

43、3)中的 應(yīng)取低壓母線三相短路電周期分量有效值換算到高壓側(cè)的電流值，即變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)低壓母線三相短路電流來(lái)整定。 變壓器速斷保護(hù)的靈敏度，按變壓器高壓側(cè)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)發(fā)生兩相短路的短路電流 來(lái)校驗(yàn)，要求 1.5。 變壓器的電流速斷保護(hù)，與電力線路的電流速斷保護(hù)一樣，也有死區(qū)(不能保護(hù)變壓器的全部繞組)。彌補(bǔ)死區(qū)的措施，也是配備帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)。 考慮到變壓器在空載投入或突然恢復(fù)電壓時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)沖擊性的勵(lì)磁涌流，為避免速斷保護(hù)誤動(dòng)作，可在速斷保護(hù)整定后，將變壓器空載試投若干次，以檢驗(yàn)速斷保護(hù)是否會(huì)誤動(dòng)作。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)速斷保護(hù)的一次動(dòng)作電流比變壓器額定一次電流大23倍時(shí)

44、，速斷保護(hù)一般能躲過(guò)勵(lì)磁涌流，不會(huì)誤動(dòng)作。 例7-5 某降變壓電所裝有一臺(tái)100.4kV、1000kVA的電力變壓器。已知變壓器低壓母線三相短路電流 =13kA，高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器電流比為1005，繼電器采用GL-25型，接成兩相兩繼電器式。試整定該繼電器的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間及電流速斷保護(hù)的速斷電流倍數(shù)。第43頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù) 解 （1)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定 取 1.3，而 1， 0.8, 100/5=20 故按公式(6-4) 動(dòng)作電流 整定為9A。 （2)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 考慮此為終端變電

45、所的過(guò)電流保護(hù)，故其10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間整定為最小值0.5s。（3)電流速斷保護(hù)速斷電流的整定 取 而 故 因此速斷電流倍數(shù)整定為 3、變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)是用來(lái)反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷情況，只在變壓器確有過(guò)負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動(dòng)作于信號(hào)。 變壓器的過(guò)負(fù)荷在大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此過(guò)負(fù)荷保護(hù)只需要在一相上裝一個(gè)電流繼電器。在過(guò)負(fù)荷時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，再經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器給予一定延時(shí)，最后接通信號(hào)繼電器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。第44頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定一次電流 來(lái)

46、整定,其計(jì)算公式為 (1.21.5) 式中 電流互感器的電流比。 動(dòng)作時(shí)間一般取1015S。 7.3.4 變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)1、低壓側(cè)裝設(shè)三相均帶過(guò)電流脫扣器的低壓斷路器 2、低壓側(cè)三相裝設(shè)熔斷器保護(hù) 護(hù)單相短路，但由于熔斷器熔斷后更換熔體需要一在變壓器中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序過(guò)電流保護(hù) 如圖7-35所示。圖7-35變壓器的零序過(guò)電流保護(hù) QF-高壓斷路器 TNA- 零序電流互感器 KA-電流繼電器 YR-斷路跳閘線圈第45頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù)4、采用兩相三繼電器結(jié)線或三相三繼電器結(jié)線的過(guò)電流保護(hù) 見(jiàn)圖7-36所示結(jié)線 短路保

47、護(hù)。下圖7-36適用于變壓器低壓側(cè)單相短路保護(hù)的兩種結(jié)線方式a)兩相三繼電器式 b)三相三繼電器式 圖7-38 YynO聯(lián)結(jié)的變壓器，高壓側(cè)采用兩相一繼電器的過(guò)電流保護(hù) 7.3.5 壓器的差動(dòng)保護(hù)1、變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理 圖7-39是變壓器差動(dòng)保護(hù)的單相原理電路圖。將變壓器兩側(cè)的電流互感器同極性串聯(lián)起來(lái)，使繼電器跨接在兩聯(lián)線之間，于是流入差動(dòng)繼電器的電流就是兩側(cè)電流互感器二次 第46頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù) 電流之差，即 - 在變壓器正常運(yùn)行或差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)外k-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí),在變壓器正常運(yùn)行或差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)外k-1點(diǎn)發(fā)生短路

48、時(shí),流入繼電器KA(或差動(dòng)繼電器KD)的電流相等或相差極小，繼電器KA(或KD)不動(dòng)作，而在差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)k-2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，對(duì)于單端供電的變壓器來(lái)說(shuō)， ,所以 ，超過(guò)繼電器KA(或KD)所整定的動(dòng)作電流 ，使 KA(或KD)瞬時(shí)動(dòng)作 然后通過(guò)出口繼電器KM使斷路器QF1、QF2同時(shí)跳閘, 將故障變壓器退出，切除短路故障，同時(shí)由信號(hào)繼電器發(fā)出信號(hào)。 0 圖739變壓器差動(dòng)保護(hù)的單相原理電路圖 第47頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù) 綜上所述，變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理是：正常工作或外部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為不平衡電流，在適當(dāng)選擇好兩側(cè)

49、電流互感器的變壓比和結(jié)線方式的條件下，該不平衡電流值很小，并小于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，故保護(hù)不動(dòng)作；在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，流入繼電器的電流大于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于跳閘。因此它不需要與相鄰元件的保護(hù)在整定值和動(dòng)作時(shí)間上進(jìn)行配合，可以構(gòu)成無(wú)延時(shí)速動(dòng)保護(hù)。其保護(hù)范圍包括變壓器繞組內(nèi)部及兩側(cè)套管和引出線上所出現(xiàn)的各種短路故障。 2 變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流 應(yīng)滿足以下三個(gè)條件： （1） 應(yīng)躲過(guò)變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外短路時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流 。即 （7-19） 式中， 為可靠系數(shù)，可取1.3 （2） 應(yīng)躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流，即 （7-20） 式中， 為變壓器額定一次電

50、流； 為可靠系數(shù)，可取1.31.5。(3) 動(dòng)作電流應(yīng)大于變壓器最大負(fù)荷電流,防止在電流互感器二次回路斷線且變壓器處于最大負(fù)荷時(shí)，差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，因此不第48頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.3 電力變壓器的繼電保護(hù)(7-21) 式中， 為最大負(fù)荷電流，取(1.21.3) ； 為可靠系數(shù)，取1.3，作業(yè)：思考題7-12 習(xí)題：7-3第49頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)7.4.1 熔斷器保護(hù) 1熔斷器及其安秒特性曲線 熔斷器包括熔管(又稱熔體座)和熔體。通常它串接在被保護(hù)的設(shè)備前或接在電源引出線上。當(dāng)被保護(hù)區(qū)出現(xiàn)短路故障或

51、過(guò)電流時(shí)，熔斷器熔體熔斷，使設(shè)備與電源隔離，免受電流損壞。因熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉，所以應(yīng)用廣泛。 熔斷器的技術(shù)參數(shù)包括熔斷器(熔管)的額定電壓和額定電流，分?jǐn)嗄芰?，熔體的額定電流和熔體的安秒特性曲線。250V和500V是低壓熔斷器，3llOkV屬高壓熔斷器。決定熔體熔斷時(shí)間和通過(guò)電流的關(guān)系曲線稱為熔斷器熔體的安秒特性曲線，如圖7-41所示，該曲線由實(shí)驗(yàn)得出，它只表示時(shí)限的平均值，其時(shí)限相對(duì)誤差會(huì)高達(dá)50%。 圖7-42是由變壓器二次側(cè)引出的低壓配電圖。如采用熔斷器保護(hù)，應(yīng)在各配電線路的首端裝設(shè)熔斷器。熔斷器只裝在各相相線上，中性線是不允許裝設(shè)熔斷器的。第50頁(yè)，共69頁(yè)，2022

52、年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)圖7-41熔斷器熔體的安秒特性曲線 第51頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)圖7-42低壓配電系統(tǒng)示意圖1-干線 2-分干線 3-支干線 4-支線 Q-低壓斷路器（自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)） 2、熔斷器(熔管或熔座)的選擇和校驗(yàn) 選擇熔斷器(熔管或熔座)時(shí)應(yīng)滿足下列條件： 第52頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù) (1) 、熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于被保護(hù)線路的額定電壓。 (2) 、熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所安裝的熔體的額定電流。 (3)、 熔斷器的類型應(yīng)符

53、合安裝條件及被保護(hù)設(shè)備的技術(shù)要求。 (4)、 熔斷器的分?jǐn)嗄芰?yīng)滿足 (727) 式中 流經(jīng)熔斷器的短路沖擊電流有效值。 3、熔斷器的選用及其與導(dǎo)線的配合 對(duì)保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備的熔斷器，其熔體電流的選用可按以下條件進(jìn)行： 1）、熔斷器熔體電流應(yīng)不小于線路正常運(yùn)行時(shí)的計(jì)算電流 ，即 (722) （2）、熔斷器熔體電流還應(yīng)躲過(guò)由于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所引起的尖峰電流 ，以使線路出現(xiàn)正常的尖峰電流而不致熔斷。因此 (723) 式中選擇熔體時(shí)用的計(jì)算系數(shù)。輕負(fù)荷起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)間在3s以下者，k=0.250.4重負(fù)荷起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)時(shí)間應(yīng)在38s者，k0.350.5；超過(guò)8s的重負(fù)荷起動(dòng)或頻繁起動(dòng)、反接制動(dòng)等，k0

54、.50.6 第53頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)尖峰電流。 對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，尖峰電流為 對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī), 為起動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)。 為起動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流。 （3）、為使熔斷器可靠地保護(hù)導(dǎo)線和電纜，避免因線路短路或過(guò)負(fù)荷損壞甚至起燃，熔斷器的熔體額定電流 必須和導(dǎo)線或電纜的允許電流 相配合，因此要求： (724) 式中 熔斷器熔體額定電流與被保護(hù)線路的允許電流的比例系數(shù)。對(duì)電纜或穿管絕緣導(dǎo)線， 2.5；對(duì)明敷絕緣導(dǎo)線， 1.5；對(duì)于已裝設(shè)有其它過(guò)負(fù)荷保護(hù)的絕緣導(dǎo)線、電纜線路而又要求用熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)時(shí) =1.25。

55、 第54頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)于保護(hù)電力變壓器，其熔體電流可按下式選定，即（1.42） (725) 式中 變壓器的額定一次電流。熔斷器裝設(shè)在哪一側(cè)，就選用哪側(cè)的額定值用于保護(hù)電壓互感器的熔斷器，其熔體額定電流可選用0.5A，熔管可選用RN2型。附錄表6和附錄表11分別列出了常用的高壓熔斷器和低壓熔斷器的技術(shù)數(shù)據(jù)，供參考。4、熔斷器保護(hù)靈敏度校驗(yàn)熔斷器保護(hù)的靈敏系數(shù) 4 (726) 式中 熔斷器保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的短路電流，對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，取兩相短路電流；對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，取單相短路電流；對(duì)于保護(hù)降壓變壓器的高壓熔

56、斷器來(lái)說(shuō)，應(yīng)取低壓母線的兩相短路電流換算到高壓之值。熔斷器熔體的額定電流。 第55頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)5、上下級(jí)熔斷器的相互配合 用于保護(hù)線路短路故障的熔斷器，它們上下級(jí)之相的相互配合應(yīng)是這樣：設(shè)上一級(jí)熔體的理想熔斷時(shí)間為t1，下一級(jí)為t2：，因熔體的安秒特性曲線誤差約為50，設(shè)上一級(jí)熔體為負(fù)誤差，有 =0.5 ，下一級(jí)為正誤差，即 =1.5 ，如欲在某一電流下使 ,以保證它們之間的選擇性，這樣就應(yīng)使 3 。對(duì)應(yīng)這個(gè)條件可從熔體的安秒特性曲線上分別查出這兩熔體的額定電流值。一般使上、下級(jí)熔體的額定值相差2個(gè)等級(jí)即能滿足動(dòng)作選擇性的要求

57、。 例7-6 圖7-42b的虛線框內(nèi)是某車間部分的配電系統(tǒng)圖。其負(fù)荷分布如下表，各電動(dòng)機(jī)均屬輕負(fù)荷起動(dòng)，試選定各熔斷器的額定電流及導(dǎo)線截面。第56頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)解 (1)第I組負(fù)荷各熔斷器及導(dǎo)線截面可根據(jù)式(7-22)、式(7-23)計(jì)算21.4A 并 k (0.250.4) 139.1A(34.855.6)A選RTO-100熔斷器，熔絲額定電流 =50A 選用塑料絕緣鋁導(dǎo)線BLV-34mm,穿管，車間環(huán)境溫度25 時(shí)， 25A 50A， 2.5 合格。 (2）同理選擇第組負(fù)荷的熔斷器及導(dǎo)線截面如下： 因 (0.250.4) 9

58、8.8A (24.739.5)A，選RTO50型熔斷器，熔絲 規(guī)格 40A，配用BLV-3 2.5mm 穿管導(dǎo)線，查得其 15.2A，同時(shí) 2.5 2.519，合格。(3)BC段支干線選擇如下： =51.3+(6.5-1) 21.4A169A(根據(jù)式7-23中 確定)由 51.3A并 (0.250.40)169A=(42.367.6)A，選用RTO-100型熔斷器，考慮要與I級(jí)負(fù)荷熔斷器相差兩個(gè)等級(jí)，選熔絲電流 80A，導(dǎo)線用BLV-310mm ，明敷線，查 55A 51.3A，因 ， ， 1.5 ，合格。第57頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)7

59、.4.2 低壓斷路器保護(hù)1、 低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置方式低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置方式如圖7-44所示 (4）選擇AB段干線時(shí)，由于AB段后接電動(dòng)機(jī)較多，可按頻繁起動(dòng)考慮。 =99.9A，或電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí)， (0.50.6) (0.50.6)99.9+(6.5-1)21.4 (110.3131.7)A。 考慮到和BC段的配合，選 120A。選用RTO200型熔斷器。導(dǎo)線選用BLV3 25 mm 明敷線，查得 100A因 ， ， 1.5 ，校驗(yàn)合格。2第58頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù) 圖744 低壓斷路器在低壓系統(tǒng)中常用的配

60、置方式Q-低壓斷路器 QK-刀開(kāi)關(guān) KM-接觸器 KH-熱繼電器 FU-熔斷器1#、2#的接法適用于兩臺(tái)變壓器供電;在3#、4#的接法適用于低壓配電出線圖744;刀開(kāi)關(guān)OK是為了檢修低壓斷路器用。 6#出線是低壓斷路器與接觸器KM配合用，低壓斷路器用作短路保護(hù)，接觸器用作電路控制器，供電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)用。其次熱繼電器KR用作過(guò)負(fù)荷保護(hù)。5#出線是低壓斷路器與熔斷器的配合方式，適用于開(kāi)關(guān)斷流能力不足的情況。此時(shí)靠熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)，低壓斷路器只在過(guò)負(fù)荷和失壓時(shí)才斷開(kāi)電路第59頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)7分，星期一7.4 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)3、低壓斷路器的過(guò)電流脫扣器 非選擇型: 動(dòng)