第六章-工廠供電系統(tǒng)的過電流保護課件

第六章工廠供電系統(tǒng)的

過電流保護

第一節(jié)過電流保護的任務和要求

第二節(jié)熔斷器保護

第三節(jié)低壓斷路器保護

第四節(jié)常用的保護繼電器

第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護

第六節(jié)電力變壓器的繼電保護

第七節(jié)高壓電動機的繼電保護NEXT8/8/20231工業(yè)與民用供電第六章工廠供電系統(tǒng)的

過電流保護第一節(jié)過電流第一節(jié)過電流保護的任務和要求1、過電流保護裝里的類型和任務為了保證工廠供電系統(tǒng)的安全運行，避免過負荷和短路引起的過電流對系統(tǒng)的影響，在工廠供電系統(tǒng)中裝有不同類型的過電流保護裝置。工廠供電系統(tǒng)的過電流保護裝置有：熔斷器保護、低壓斷路器保護和繼電保護。HOMEBACKNEXT8/8/20232工業(yè)與民用供電第一節(jié)過電流保護的任務和要求1、過電流保護裝里的類型和任務H

第二節(jié)熔斷器保護1、熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置，應符合選擇性保護的原則，也就是熔斷器要配置得能使故障范圍縮小到最低限度。此外應考慮經濟性，即供電系統(tǒng)中配置的熔斷器數(shù)量要盡量少。HOMEBACKNEXT8/8/20233工業(yè)與民用供電

第二節(jié)熔斷器保護1、熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置HOMEBAC

如圖是車間低壓放射式配電系統(tǒng)中熔斷器配置的合理方案，既可滿足保護選擇性的要求，配置的數(shù)量又較少。

HOMEBACKNEXT8/8/20234工業(yè)與民用供電如圖是車間低壓放射式配電系統(tǒng)中熔斷器配置的2、熔斷器熔體電流的選擇

（一）保護電力線路的熔斷器熔體電流的選擇1)熔體額定電流IN.FE應不小于線路的計算電流，以使熔體在線路正常運行時不致熔斷，即：

2)熔體額定電流IN.FE還應躲過線路的尖峰電流IPk。

式中，K為小于1的計算系數(shù)。HOMEBACKNEXT8/8/20235工業(yè)與民用供電2、熔斷器熔體電流的選擇HOMEBACKNEXT8/1/23)熔斷器保護還應與被保護的線路相配合，因此還應滿足條件：

式中，Ial為絕緣導線和電纜的允許載流量；KOL為絕緣導線和電纜的允許短時過負荷系數(shù)。HOMEBACKNEXT8/8/20236工業(yè)與民用供電3)熔斷器保護還應與被保護的線路相配合，因此還應滿足條件：H（二）保護電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇保護變壓器的熔斷器的熔體電流，根據(jù)經驗，應滿足下式要求：式中，IlN.T為變壓器的額定一次電流。HOMEBACKNEXT8/8/20237工業(yè)與民用供電（二）保護電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇HOMEBACKN（三）保護電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇由于電壓互感器二次側的負荷很小，因此保護高壓電壓互感器的RN2型熔斷器的熔體額定電流一般為0.5AHOMEBACKNEXT8/8/20238工業(yè)與民用供電（三）保護電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇HOMEBACKN3、熔斷器保護靈敏度的檢驗

為了保證熔斷器在其保護區(qū)內發(fā)生短路故障時可靠地熔斷，按規(guī)定，熔斷器保護的靈敏度應滿足下列條件：式中IN.FE為熔斷器熔體的額定電流Ik.,I為熔斷器保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的最小短路電流;K為比值，參看表6-1。HOMEBACKNEXT8/8/20239工業(yè)與民用供電3、熔斷器保護靈敏度的檢驗HOMEBACKNEXT8/1/2第三節(jié)低壓斷路器保護1、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置單獨接低壓斷路器或低壓斷路器一刀開關的方式低壓斷路器與磁力起動器或接觸器配合的方式低壓斷路器與熔斷器配合的方式HOMEBACKNEXT8/8/202310工業(yè)與民用供電第三節(jié)低壓斷路器保護1、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置HO2、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定（一）低壓斷路器過流脫扣器額定電流的選擇過流脫扣器(over-currentrelease)的額定電流IN.OR應不小于線路的計算電流I30,即:（二）低壓斷路器過流脫扣器動作電流的整定1.瞬時過流脫扣器動作電流的整定瞬時過流脫扣器的動作電流IOP應躲過線路的尖峰電流IPk，即

式中，Krel為可靠系數(shù)。HOMEBACKNEXT8/8/202311工業(yè)與民用供電2、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定式中，Krel為可靠系數(shù)。

2.短延時過流脫扣器動作電流和動作時間的整定短延時過流脫扣器的動作電流IOP應躲過線路短時間出現(xiàn)的負荷尖峰電流，即：式中，Krel為可靠系數(shù)，一般取1.2。3.長延時過流脫扣器動作電流和動作時間的整定長延時過流脫扣器主要用來保護過負荷，因此其動作電流只需躲過線路的最大負荷電流，即計算電流。

式中，Krel為可靠系數(shù)，一般取1.1。HOMEBACKNEXT8/8/202312工業(yè)與民用供電2.短延時過流脫扣器動作電流和動作時間的整定HOMEBAC4.過流脫扣器與被保護線路的配合要求低壓斷路器過流脫扣器的動作電流Iop還應滿足條件:式中，Ial為絕緣導線和電纜的允許載流量；KOL為絕緣導線和電纜的允許短時過負荷系數(shù)。HOMEBACKNEXT8/8/202313工業(yè)與民用供電4.過流脫扣器與被保護線路的配合要求HOMEBACKNEXT（三）低壓斷路器熱脫扣器的選擇和整定1.熱脫扣器額定電流的選擇熱脫扣器(thermalrelease)的額定電流IN.TR應不小于線路的計算電流I30，即:2.熱脫扣器動作電流的整定熱脫扣器動作電流式中，Krel為可靠系數(shù)，可取1.1。HOMEBACKNEXT8/8/202314工業(yè)與民用供電（三）低壓斷路器熱脫扣器的選擇和整定HOMEBACKNEXT第四節(jié)常用的保護繼電器1、概念繼電器是一種能夠自動動作的電器，當控制它的輸入量達到一定數(shù)值時動作，并且有電路控制的功能。2、繼電器的類型按反映的物理量分：電量、非電量非電量：瓦斯繼電器、熱繼電器、壓力繼電器等電量：按用途測量繼電器（電流、電壓、頻率、差動等）HOMEBACKNEXT8/8/202315工業(yè)與民用供電第四節(jié)常用的保護繼電器1、概念HOMEBACKNEXT8/

輔助繼電器（中間、時間、信號等）按結構原理：機電型（電磁型、感應型、極化型、干簧）、整流型、晶體管型。HOMEBACKNEXT8/8/202316工業(yè)與民用供電輔助繼電器（中間、時間、信號等）HOMEBA（一）電磁型繼電器動作電流、返回電流、返回系數(shù)的概念（以吸引銜鐵式繼電器為例）：①過量繼電器（常開觸點）反映輸入量增加而動作，如過電流繼電器、過電壓繼電器。動作電流：繼電器剛好動作（銜鐵吸起，觸點閉合）時的最小電流Idz。返回電流：繼電器剛好返回（銜鐵釋放，觸點斷開）時的最大電流Ih。返回系數(shù)：繼電器返回電流與動作電流的比值KhKre=Ih/Idz。過量繼電器Kre<1

HOMEBACKNEXT8/8/202317工業(yè)與民用供電（一）電磁型繼電器HOMEBACKNEXT8/1/20231②低量繼電器（常閉觸點）反映輸入量減小而動作，如低電壓繼電器。動作值：正常時銜鐵處于吸起狀態(tài)，觸點斷開。輸入量減小時，銜鐵釋放，觸點閉合，稱繼電器動作，此時輸入量的最大值即為繼電器的動作值。返回值：輸入量重新增加，繼電器返回原來的狀態(tài)（銜鐵吸起，觸點斷開）此時輸入量的最小值稱為繼電器的返回值。返回系數(shù)：返回值與動作值的比值低量繼電器Kh>1無論過量還是低量繼電器，一般要求Kh≈1HOMEBACKNEXT8/8/202318工業(yè)與民用供電②低量繼電器（常閉觸點）HOMEBACKNEXT8/1/20（二）、常用電磁型繼電器①電流繼電器用途：過電流保護中作為啟動和測量元件。結構：轉動舌片式（DL-10型）。②電壓繼電器結構：轉動舌片式（DJ-100）、線圈匝數(shù)多，導線較細并接在YH二次側。類型：過電壓繼電器、低電壓繼電器。原理：繼電器的動作與否，取決于電網(wǎng)電壓。

HOMEBACKNEXT8/8/202319工業(yè)與民用供電（二）、常用電磁型繼電器HOMEBACKNEXT8/1/20③時間繼電器用途：在繼保中作為時間元件，用來建立所需要的動作延時。結構：螺管線圈式DS-100系列（直流）DS-120系列（交流）由電磁驅動機構、鐘表機構等組成。

HOMEBACKNEXT8/8/202320工業(yè)與民用供電③時間繼電器HOMEBACKNEXT8/1/202320工業(yè)第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護

1、繼電保護裝置的接線方式（一）兩相兩繼電器結線兩繼電器接成不完全星形，兩中點之間有中線連接——可反映各種相間短路及B相除外的單相接地故障。（二）兩相兩繼電器結線兩相一繼電器式結線能反應各種相間短路故障，但保護靈敏度有所不同，有的甚至相差一倍。但它少用一個繼電器，較為簡單經濟。這種結線主要用于高壓電動機保護。HOMEBACKNEXT8/8/202321工業(yè)與民用供電第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護1、繼電保護裝置的接線方式H2、繼電保護裝置的操作方式繼電保護裝置的操作電源，有直流操作電源和交流操作電源兩大類。交流操作電源供電的繼電保護裝置有三種操作方式。HOMEBACKNEXT8/8/202322工業(yè)與民用供電2、繼電保護裝置的操作方式HOMEBACKNEXT8/1/2（一）直接動作方式（見圖)

HOMEBACKNEXT8/8/202323工業(yè)與民用供電（一）直接動作方式（見圖)HOMEBACKNEXT8/1/（二）中間電流互感器供電方式（見圖)

HOMEBACKNEXT8/8/202324工業(yè)與民用供電（二）中間電流互感器供電方式（見圖)HOMEBACKNEX（三）“去分流跳閘”的操作方式（見圖)HOMEBACKNEXT8/8/202325工業(yè)與民用供電（三）“去分流跳閘”的操作方式（見圖)HOMEBACKNEX3、帶時限的過電流保護過電流保護：含義：當流過被保護元件中的電流超過預先整定的某個數(shù)值時，繼電器就被起動，并且用時間來保證動作的選擇性（即使斷路器跳閘或給出報警信號），這樣的保護裝置，稱為過電流保護裝置。分為定時限和反時限過電流保護。（一）定時限過電流保護裝置的組成和原理繼電保護裝置的動作時限是固定的，與流過它的電流大小無關。

HOMEBACKNEXT8/8/202326工業(yè)與民用供電3、帶時限的過電流保護HOMEBACKNEXT8/1/202QFQFYR-BC+BC+BC+BS+BC-BC-BC1KA2KAKTKSKMTAaTAc去信號I>I>１）保護裝置原理圖：kHOMEBACKNEXT8/8/202327工業(yè)與民用供電QFQFYR-BC+BC+BC+BS+BC-BC-BC1KATAaTAcI>I>+BC-BCSAQFYRKMKTKT1KAKS2KA1KA2KAKMKS+BS過電流保護電流回路控制小母線及熔斷器跳閘回路延時回路過電流保護回路信號回路展開圖：HOMEBACKNEXT8/8/202328工業(yè)與民用供電TAaTAcI>I>+BC-BCSAQFYRKMKTKT1K動作原理：一次電路相間短路：流過1KA、2KA電流IkA>Iop.k予先整定電流→1KA、2KA動作（起動）→KT延時動作→ＫＳ動作→信號KM動作→YR動作→QF跳閘HOMEBACKNEXT8/8/202329工業(yè)與民用供電動作原理：HOMEBACKNEXT8/1/202329工業(yè)與（二）反時限過電流保護裝置的組成和原理１）原理圖與展開圖：

HOMEBACKNEXT8/8/202330工業(yè)與民用供電（二）反時限過電流保護裝置的組成和原理HOMEBACKNE（三）過電流保護動作電流的整定帶時限的過電流保護（包括定時限和反時限）的動作電流IOP應躲過線路的最大負荷電流（包括正常過負荷電流和尖峰電流）。過電流保護裝置動作電流的整定計算公式：

式中，Krel為保護裝置的可靠系數(shù)。

HOMEBACKNEXT8/8/202331工業(yè)與民用供電（三）過電流保護動作電流的整定HOMEBACKNEXT8/1

如采用斷路器手動操作機構中的過流脫扣器YR（可視為直動式繼電器）作過電流保護，則脫扣器的動作電流（即脫扣電流）應按下式整定：式中，Krel為脫扣器的可靠系數(shù)，可取2-2.5。HOMEBACKNEXT8/8/202332工業(yè)與民用供電如采用斷路器手動操作機構中的過流脫扣器YR（（四）過電流保護動作時間的整定時限配合的必要性：當Ｋ點短路時，如無時限配合，幾段線路過流保護裝置同時動作。為了保證動作的選擇性，應是保護裝置３首先作用于跳閘，將故障切除。保護裝置2、1此時只是起動，而不作用于跳閘。為此，必須要求保護裝置2、1的動作時限大于保護裝置３的動作時限。所以過流保護是靠動作時間的不同來完成選擇性的。HOMEBACKNEXT8/8/202333工業(yè)與民用供電（四）過電流保護動作時間的整定HOMEBACKNEXT8/1（3）時限的整定：

按動作選擇性配合，應從距離電源最遠的保護裝置開始，設置時限。如保護裝置３的時限為t3,則后一級線路要比前一級線路時限大一個?tHOMEBACKNEXT8/8/202334工業(yè)與民用供電（3）時限的整定：HOMEBACKNEXT8/1/20233電磁式電流繼電器常取?t=0.5s

HOMEBACKNEXT8/8/202335工業(yè)與民用供電HOMEBACKNEXT8/1/202335工業(yè)與民用供電五、電流速斷保護：1.問題的提出：過流保護要有選擇性，逐級增加時限，越靠近電源處，短路電流越大，而動作時限反而加長。這種情況對切除電源端的故障是不允許的，過流保護動作時間大于0.5~0.7s，所以在靠近電源出口處裝設速斷保護裝置。2.速斷保護含義：電流速斷保護是一種瞬時動作的過電流保護，其動作時限僅僅為繼電器本身固有動作時間，它的選擇性不是靠時限，而是依靠選擇適當?shù)膭幼麟娏鱽斫鉀Q。HOMEBACKNEXT8/8/202336工業(yè)與民用供電五、電流速斷保護：HOMEBACKNEXT8/1/202333.對速斷起動電流的要求：

在1QF裝速斷保護裝置：原則：a.為保證選擇性下一級線路發(fā)生最大短路電流時，不應動作（即k2短路時，不應動作）;b.本級內發(fā)生最小短路電流時,應能動作。

~1QFk1k2k3L1L2HOMEBACKNEXT8/8/202337工業(yè)與民用供電3.對速斷起動電流的要求：~1QFk1k2k3L1L2一.故障種類和保護的設置原則種類：內部故障、外部故障內部故障：指變壓器油箱里面的發(fā)生的故障，包括相間短路，繞組的匝間短路和單相接地短路。保護設置：1采用氣體（瓦斯）保護，瞬時作用于信號或跳閘；2采用差動保護或電流速斷保護，瞬時作用于跳閘。外部故障：指引出線上絕緣套管相間短路和單相接地等。保護設置：1采用差動保護或電流速斷保護，瞬時作用于跳閘；2過電流保護，作為內部保護的后備保護，帶時限作用跳閘；第六節(jié)電力變壓器的繼電保護HOMEBACKNEXT8/8/202338工業(yè)與民用供電一.故障種類和保護的設置原則第六節(jié)電力變壓器的繼電保護H3過負荷保護，作用于信號（變壓器有可能過載時裝設）；

4溫度信號，監(jiān)視變壓器溫度升高和油冷卻系統(tǒng)故障，作用于信號。變壓器的保護（一）氣體保護氣體保護：當變壓器內部故障時，短路電流所產生的電弧使絕緣物和變壓器油分解而產生大量的氣體，利用這種氣體來實現(xiàn)的保護裝置叫氣體（瓦斯）保護。1氣體繼電器結構（圖見下頁）2安裝位置與保護范圍安裝位置：安裝在變壓器油箱與油枕之間，油箱內的氣體通過氣體繼電器流向油枕。保護范圍：變壓器內部故障油面降低3保護原理與接線圖HOMEBACKNEXT8/8/202339工業(yè)與民用供電3過負荷保護，作用于信號（變壓器有可能HOMEBACKNEXT8/8/202340工業(yè)與民用供電HOMEBACKNEXT8/1/202340工業(yè)與民用供電QFQF2YR2-BC1KMQFQF1YR1-BC+++++++---1KS2KS3KS2KM-TKG重氣體信號輕氣體信號重氣體跳閘HOMEBACKNEXT8/8/202341工業(yè)與民用供電QFQF2YR2-BC1KMQFQF1YR1-BC+++++控制小母排及熔斷器輕氣體保護重氣體試驗及信號重氣體保護及防抖動重氣體保護重氣體跳閘信號回路輕氣體信號重氣體保護信號重氣體試驗信號+BFS+BC-BCKGKG1KS3KS2KS2KS1KS3KS2KM2KM2KM1KM1KM1KMXBXBQF1QF2YR1YR21234QF1HOMEBACKNEXT8/8/202342工業(yè)與民用供電控制小母排及熔斷器輕氣體保護重氣體試驗及信號重氣體保護及重氣動作原理：1）T發(fā)生輕微故障+BC→KG（1，2）→1KS→-BC+BFS→1KS→輕氣體信號2）T發(fā)嚴重故障+BC→KG（3，4）→XB→1KM→-BC+BC←QF1←1KM←自保持，防KG觸點抖動+BC→1KM→2KS→2KM→-BC+BC→2KM→QF1→YR1→QF1跳閘+BC→2KM→QF2→YR2→QF2

跳閘+BFS→2KS→信號QF1、QF2跳閘信號+BFS→3KS→重氣體信號（防止T換油或試驗時氣體繼電器誤動作）。4優(yōu)缺點優(yōu)點：動作迅速，靈敏度高，結構簡單，能反應變壓器油箱內部各種類型的故障。

HOMEBACKNEXT8/8/202343工業(yè)與民用供電動作原理：HOMEBACKNEXT8/1/202343工（二）縱聯(lián)差動保護適于6300（并聯(lián)運行）10000（單獨運行）KVA以上變壓器1工作原理反映被保護元件兩測的電流差額而動作的保護裝置：（1）正常時，人為使

（選擇合適變比和接線方式）保證不動作。（2）短路時1）外部短路k1,盡管Ik很大，和也很大，但它們大小相等，相位相同不動作

2）內部短路k2HOMEBACKNEXT8/8/202344工業(yè)與民用供電（二）縱聯(lián)差動保護（1）正常時，人為使（選擇合適變QF1QF2YR1-+TYR2-QS135KVk2k16-10KVQS2QF1+KAKSKM+_I>信號如IKA≥Iop1即瞬時跳閘。HOMEBACKNEXT8/8/202345工業(yè)與民用供電QF1QF2YR1-+TYR2-QS135KVk2k16-1第七節(jié)高壓電動機的繼電保護1、概述發(fā)電機應裝設的保護：縱聯(lián)差動（電流速斷）保護：瞬時動作于跳閘過電流保護：延時動作于跳閘過電壓保護：延時動作于解列滅磁定子絕緣監(jiān)視（單相接地）：動作于發(fā)信號或跳閘過負荷保護：延時發(fā)信號轉子一點接地：動作于發(fā)信號磁保護：動作于解列HOMEBACKNEXT8/8/202346工業(yè)與民用供電第七節(jié)高壓電動機的繼電保護1、概述HO