工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)145頁

1、工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù) 五、前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合 四、低壓斷路器的選擇與校驗(yàn) 三、低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定 一、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置第三節(jié) 低壓斷路器保護(hù) 五、前后熔斷器之間的選擇性配合 四、熔斷器的選擇與校驗(yàn) 三、熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 二、熔斷器熔體電流的選擇 一、熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置第二節(jié) 熔斷器保護(hù) 二、對保護(hù)裝置的基本要求 一、過電流保護(hù)的類型和任務(wù)第一節(jié) 過電流保護(hù)的任務(wù)和要求 七、線路的過負(fù)荷保護(hù) 六、有選擇性的單相接地保護(hù) 五、電流速斷保護(hù) 四、帶時(shí)限的過電流保護(hù) 三、繼電保護(hù)裝置的操

2、作方式 二、繼電保護(hù)裝置的接線方式 一、概 述第五節(jié) 工廠高壓線路的繼電保護(hù) 六、感應(yīng)式電流繼電器 五、電磁式中間繼電器 四、電磁式信號繼電器 三、電磁式時(shí)間繼電器 二、電磁式電流繼電器和電壓繼電器 一、概 述第四節(jié) 常用的保護(hù)繼電器 三、晶體管定時(shí)限過電流保護(hù)電路（示例） 二、晶體管繼電保護(hù)的組成 一、概 述第八節(jié) 晶體管繼電保護(hù) 三、高壓電動機(jī)的單相接地保護(hù) 二、高壓電動機(jī)的相間短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù) 一、概 述第七節(jié) 高壓電動機(jī)的繼電保護(hù) 六、變壓器的瓦斯保護(hù) 五、變壓器的差動保護(hù) 四、變壓器的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù) 三、變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù) 二、變壓器低壓側(cè)短路時(shí)換算

3、到高壓側(cè)的穿越電流值 一、概 述第六節(jié) 電力變壓器的繼電保護(hù) 三、微機(jī)保護(hù)的軟件 習(xí) 題 復(fù)習(xí)思考題 二、微機(jī)保護(hù)的硬件 一、概 述第九節(jié) 微機(jī)繼電保護(hù)簡介 第一節(jié) 過電流保護(hù)的任務(wù)和要求 一、過電流保護(hù)的類型和任務(wù) 為了保證工廠供電系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，以防過負(fù)荷和短路引起的過電流對系統(tǒng)的影響，因此在工廠供電系統(tǒng)中裝設(shè)有不同類型的過電流保護(hù)裝置。 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)裝置有：熔斷器保護(hù)、低壓斷路器保護(hù)和繼電保護(hù)。 熔斷器保護(hù)適用于高低壓供電系統(tǒng)。由于其簡單、經(jīng)濟(jì)，所以在供電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。但是其斷流能力較小，選擇性較差，且其熔體熔斷后要進(jìn)行更換，不能迅速恢復(fù)供電，因此在要求供電可靠性較高的

4、場合不宜采用。 低壓斷路器保護(hù)又稱低壓自動開關(guān)保護(hù)，適用于要求供電可靠性較高和操作靈活方便的低壓供電系統(tǒng)中。 繼電保護(hù)適用于要求供電可靠性較高、操作靈活方便特別是自動化程度較高的高壓供電系統(tǒng)中。 熔斷器保護(hù)和低壓斷路器保護(hù)都能在過負(fù)荷和短路時(shí)動作，斷開電路，以切除過負(fù)荷特別是短路故障部分，而使系統(tǒng)的其他部分保持正常運(yùn)行。但熔斷器通常主要用于短路保護(hù)，而低壓斷路器有的還可在失電壓或欠電壓時(shí)動作。 繼電保護(hù)裝置在過負(fù)荷時(shí)動作，一般只發(fā)出報(bào)警信號，引起值班人員注意，以便及時(shí)處理；而在短路時(shí)，就要使相應(yīng)的高壓斷路器跳閘，將短路故障部分切除。 二、對保護(hù)裝置的基本要求 供電系統(tǒng)對保護(hù)裝置有下列基本要求：

5、 (1) 選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求最靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置動作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其他部分仍能正常運(yùn)行。滿足這一要求的動作，稱為“選擇性動作”。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置不動作，而離故障點(diǎn)遠(yuǎn)的前一級保護(hù)裝置動作，這就叫做“失去選擇性”。 (2) 速動性 為了防止故障擴(kuò)大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求保護(hù)裝置盡快動作，切除故障。 (3)可靠性 保護(hù)裝置在應(yīng)該動作時(shí)，就應(yīng)該動作，而不應(yīng)拒動作；而在不應(yīng)該動作時(shí)，就不應(yīng)誤動作。保護(hù)裝置的可靠程度，與保護(hù)裝置的元器件質(zhì)量、接線方案以及安裝、整定和運(yùn)行維護(hù)等多種因素有關(guān)。 (4) 靈

6、敏度 它是表征保護(hù)裝置對其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應(yīng)能力的一個(gè)參數(shù)。如果保護(hù)裝置對其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時(shí)地反應(yīng)動作，就說明保護(hù)裝置的靈敏度高。靈敏度用保護(hù)裝置在保護(hù)區(qū)內(nèi)電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)【1】的最小短路電流 與保護(hù)裝置一次動作電流Iop.1的比值來表示，這一比值就稱為保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)或靈敏度即 在GB50062-1992電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中，對各種繼電保護(hù)的靈敏度（靈敏系數(shù)）都有規(guī)定，這將在后面講述各種保護(hù)時(shí)分別介紹。 以上四項(xiàng)基本要求對一個(gè)具體的保護(hù)裝置來說，不一定都是同等重要的，而往往有所側(cè)重。例如對電力變壓器，由于它是供電系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，因此對它

7、的保護(hù)裝置的靈敏度要求就比較高，而對一般電力線路的保護(hù)裝置，靈敏度要求就可低一些，而對其選擇性要求就較高。又如，在無法兼顧選擇性和速動性的情況下，為了快速切除故障以保護(hù)某些關(guān)鍵設(shè)備，或者為了盡快恢復(fù)系統(tǒng)對某些重要負(fù)荷的供電，有時(shí)甚至犧牲選擇性來保證速動性。（6-1）第二節(jié) 熔斷器保護(hù) 一、 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(yīng)符合選擇性保護(hù)的要求，即熔斷器要配置得使故障范圍縮小到最低限度。此外應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，即供電系統(tǒng)中配置的熔斷器數(shù)量又要盡量少。 圖6-1是低壓放射式配電系統(tǒng)中熔斷器配置的一種合理方案示例，既可滿足保護(hù)選擇性的要求，配置的熔斷器數(shù)量又較少。圖中FU5用來保護(hù)電

8、動機(jī)及其支線。當(dāng)k-5處短路時(shí)，F(xiàn)U5熔斷。其他FU4FU1均各有其主要保護(hù)對象。當(dāng)k-4k-1中任一處短路時(shí)，對應(yīng)的熔斷器熔斷，切除故障。 圖6-1 熔斷器在低壓配電系統(tǒng)中的合理配置示例 必須注意：低壓配電系統(tǒng)中的PE線和PEN線上，不允許裝設(shè)熔斷器，以免PE線或PEN線因熔斷器熔斷而斷路時(shí)，使所有接PE線或接PEN線的設(shè)備外殼帶電，危及人身安全。 二、熔斷器熔體電流的選擇 (一)保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇 保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流，應(yīng)滿足下列條件： (1)熔體額定電流應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流，以使熔體在線路正常運(yùn)行時(shí)不致熔斷，即（6-2） (2) 熔體額定電流還應(yīng)躲過線路的尖峰電

9、流 ，即在線路出現(xiàn)正常尖峰電流（如電動機(jī)的啟動電流）時(shí)熔體不致熔斷，滿足的條件是 （6-3）式中 K為小于1的系數(shù)。對供電給一臺電動機(jī)的線路熔斷器來說，K應(yīng)根據(jù)熔斷器的特性和電動機(jī)的啟動情況決定：啟動時(shí)間在3s以下（輕載啟動），宜取K=0.250.35；啟動時(shí)間在38s(重載啟動)，宜取K=0.350.5；啟動時(shí)間超過8s或頻繁啟動、反接制動，宜取K=0.50.6。對供電給多臺電動機(jī)的線路熔斷器來說，此系數(shù)應(yīng)視線路上容量最大的一臺電動機(jī)的啟動情況、線路尖峰電流與計(jì)算電流的比值及熔斷器的特性而定，取為K=0.51；如果線路尖峰電流與計(jì)算電流的比值接近于1，則可取K=1。但必須說明，由于熔斷器類型

10、繁多，特性各異，因此上述有關(guān)計(jì)算系數(shù)K的統(tǒng)一取值方法不一定很恰當(dāng)，故GB50055-1993通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：保護(hù)交流電動機(jī)的熔斷器熔體額定電流“應(yīng)大于電動機(jī)的額定電流，且其安秒特性曲線計(jì)及偏差后略高于電動機(jī)啟動電流和啟動時(shí)間的交點(diǎn)。當(dāng)電動機(jī)頻繁啟動和制動時(shí)，熔體的額定電流應(yīng)再加大12級?！?(二)保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇 保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體額定電流 ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)滿足下式要求： (3) 熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，使之不致發(fā)生因過負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線和電纜過熱起燃而熔體不熔斷的事故，因此熔斷器熔體電流還應(yīng)滿足以下條件（6-4） 式中 為絕緣導(dǎo)線和電纜

11、的允許載流量；KOL 為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短時(shí)過負(fù)荷倍數(shù)。如果熔斷器只作短路保護(hù)時(shí)，對明敷絕緣導(dǎo)線，取KOL=2.5 。如果熔斷器不只作短路保護(hù)，還要求作過負(fù)荷保護(hù)時(shí)，例如住宅建筑、重要倉庫和公共建筑中的照明線路，有可能長時(shí)間過負(fù)荷的動力線路以及在可燃建筑物構(gòu)架上明敷的有延燃性外層的絕緣導(dǎo)線線路等，則應(yīng)取KOL =1；當(dāng)A時(shí)，則應(yīng)取KOL=0.85 。對有爆炸性氣體和粉塵的區(qū)域內(nèi)的線路，應(yīng)取KOL=0.8 ， 。 如果按式（6-2）和式（6-3）兩個(gè)條件選擇的熔體電流不滿足式（6-4）的配合要求，則應(yīng)改選熔斷器的型號規(guī)格，或適當(dāng)加大導(dǎo)線或電纜的芯線截面。（6-5）式中 為變壓器的一次繞組額定

12、電流。 上式考慮了下列幾個(gè)因素： (1)熔斷器熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流。前面講過，油浸式變壓器的正常過負(fù)荷可達(dá)20%30%，而在事故情況下變壓器（含油浸式和干式）允許短時(shí)過負(fù)荷更多，但此時(shí)熔斷器仍不應(yīng)該熔斷。 (2)熔斷器熔體電流要躲過來自變壓器低壓側(cè)的電動機(jī)自啟動引起的尖峰電流。 (3)熔斷器熔體電流還要躲過變壓器本身的勵(lì)磁涌流。變壓器的勵(lì)磁涌流，又稱空載合閘電流，是變壓器在空載投入時(shí)或在外部故障被切除后突然恢復(fù)電壓時(shí)所產(chǎn)生的類似涌浪的一次側(cè)電流，其最大值可達(dá)變壓器額定一次電流的810倍。此電流有點(diǎn)象三相電路突然短路時(shí)所產(chǎn)生的短路全電流（參看圖3-3），也要衰減，但衰減速度比

13、短路全電流稍慢一些。顯然，保護(hù)變壓器的熔斷器在變壓器空載投入時(shí)或電壓突然恢復(fù)時(shí)不能熔斷，即其熔體電流必須躲過變壓器的勵(lì)磁涌流，否則將破壞供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 (三)保護(hù)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(cè)的負(fù)荷很小，因此保護(hù)電壓互感器的RN2型等高壓熔斷器的熔體額定電流一般為0.5A。表6-1 610kV部分配電變壓器配用的高壓熔斷器規(guī)格（單位：A）100/100 100/7550/50 50/40 50/3010kV 200/150100/100 100/75 50/50 50/40 6kV RW4型 熔斷器100/100 100/7550/50 50/40 50/3010

14、kV 200/150100/100 75/75 75/5075/40 6kVRN1型 熔斷器 58 46.2 36.5 29 23 18.2 14.410kV 96 76.8 60.5 48 38.4 30.2 246kV /A 1000 800 630 500 400 315 250變壓器容量/kVA 注：表中熔斷器規(guī)格“/”表示 ，單位均為A 。 三、熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 為了保證熔斷器在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)可靠地熔斷。按規(guī)定，熔斷器保護(hù)的靈敏度應(yīng)滿足下列條件：（6-6）式中 為熔斷器保護(hù)線路末端在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的最小短路電流，對TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)為線路末端的單相短路電流或單

15、相接地故障電流，對IT系統(tǒng)為線路末端的兩相短路電流，對保護(hù)降壓變壓器的高壓熔斷器來說， 為低壓側(cè)母線的兩相短路電流折算到高壓側(cè)之值； 為熔斷器熔體的額定電流；K 為檢驗(yàn)熔斷器保護(hù)靈敏度的最小比值，按GB50054-1995低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，如表6-2所示。表6-2 檢驗(yàn)熔斷器保護(hù)靈敏度的最小比值（據(jù)GB50054-1995） 11 10 9 8 0.4 7 6 5 5 4.5 5熔斷時(shí)間 /s250500 8020040631632410熔體額定電流/A 注：表中K 值適用于符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的一些新型熔斷器如RT12、RT14、RT15、NT等型熔斷器。對于老型號熔斷器，可取K=47，即近似

16、地按表中熔斷時(shí)間為5s的熔斷器取值。 四、熔斷器的選擇與校驗(yàn) 選擇熔斷器時(shí)應(yīng)滿足下列條件： (1) 熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于保護(hù)線路的額定電壓。對于其額定電壓是以最高工作電壓來標(biāo)注的高壓熔斷器，則其額定電壓應(yīng)不低于保護(hù)線路的最高電壓。 (2) 熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所安裝的熔體額定電流。 (3) 熔斷器的類型應(yīng)符合安裝場所（戶內(nèi)或戶外）及被保護(hù)設(shè)備對保護(hù)的技術(shù)要求。 熔斷器還必須進(jìn)行斷流能力的校驗(yàn)： (1) 對限流式熔斷器，如RN1、RT0等，由于它們能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前完全熄滅電弧，切除短路故障，因此在需滿足條件（6-7）式中 為熔斷器的最大分?jǐn)嚯娏鳎?為熔斷器安裝地點(diǎn)的三相次暫態(tài)

17、短路電流有效值，在無限大容量系統(tǒng)中， 。 (2)對非限流式熔斷器，如RM10、RW4等，由于它們不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前切除短路，因此必須滿足條件（6-8）式中 為熔斷器安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效值。 (3)對具有斷流能力上下限的熔斷器，如RW4型等跌開式熔斷器，其斷流能力的上限應(yīng)滿足以上式（6-8）的條件；而其斷流能力的下限應(yīng)滿足以下條件：（6-9）式中 為熔斷器的最小分?jǐn)嚯娏鳎?為熔斷器保護(hù)線路末端的兩相短路電流。 (3)選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑 按發(fā)熱條件選擇，查附錄表23-3得A=10mm2的BLV型導(dǎo)線三根穿鋼管（SC）時(shí)， ，相應(yīng)地選穿線鋼管為SC20mm。(2)校驗(yàn)熔斷器的

18、斷流能力查附錄表15-1，得RT0-100型熔斷器的 。因此該熔斷器的斷流能力是滿足要求的。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查附錄表19知，穿管鋁芯線的最小截面為2.5mm。現(xiàn)在A=10mm2，故滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 解：(1)選擇熔斷器及熔體的額定電流A又 A因此由附錄表15-1，選RT0-100型熔斷器，其熔體電流 A，而熔斷器額定電流 A。 例6-1 有一臺Y型電動機(jī)，其額定電壓為380V，額定容量為18.5kW，額定電流為35.5A，啟動電流倍數(shù)為7?，F(xiàn)擬采用BLV型導(dǎo)線穿焊接鋼管敷設(shè)。該電動機(jī)采用RT0型熔斷器作短路保護(hù)，短路電流 最大可達(dá)13kA。試選擇熔斷器及其熔體的額定電流，并選擇導(dǎo)線截面和鋼管

19、直徑。已知當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為30。 (4) 校驗(yàn)導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合 假設(shè)該電動機(jī)安裝在一般車間內(nèi)，熔斷器只作短路保護(hù)用，因此由式（6-4）知，導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合要求是現(xiàn)在 A，而 ，因此滿足配合要求。 五、前后熔斷器之間的選擇性配合 前后熔斷器之間的選擇性配合，就是要求在線路發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的熔斷器最先熔斷，切除故障部分，而使系統(tǒng)的其他部分仍能正常運(yùn)行。 前后熔斷器的選擇性配合，宜按它們的保護(hù)特性曲線（安秒特性曲線）進(jìn)行檢驗(yàn)。 如圖6-2a所示配電線路中假設(shè)支線WL2的首端k點(diǎn)發(fā)生三相短路，則三相短路電流Ik 要通過FU2和FU1。但是根據(jù)保護(hù)選擇性的要求，應(yīng)該是FU2的熔體首先熔斷

20、，切除故障線路WL2而FU1不熔斷，干線WL1正常運(yùn)行。不過熔體的實(shí)際熔斷時(shí)間與其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線所查得的熔斷時(shí)間可能有30% 50%的偏差。從最不利的情況考慮，設(shè)k點(diǎn)短路時(shí)，F(xiàn)U1的實(shí)際熔斷時(shí)間 t1比標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線查得的時(shí)間 t1小50%，即t1=0.5 t1 ；而FU2的實(shí)際熔斷時(shí)間t2又比標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)特性曲線查得的時(shí)間t2大50%，即t2=1.5 t2 。這時(shí)由圖6-2b可以看出，要保證前后兩熔斷器FU1和FU2的保護(hù)選擇性，必須滿足的條件是t1t2，即0.5t11.5t2，因此保證前后熔斷器保護(hù)選擇性的條件為（6-10） 圖6-2 熔斷器保護(hù)的選擇性配合 a) 熔斷器在低壓配電線

21、路中的選擇性配置 b) 熔斷器按保護(hù)特性曲線進(jìn)行選擇性校驗(yàn) 如果不用熔斷器的保護(hù)特性曲線來檢驗(yàn)選擇性，則一般只有前一熔斷器的熔體電流大于后一熔斷器的熔體電流23級以上，才有可能保證其保護(hù)的選擇性。解：用 A查附錄表15-2的 A的曲線，得 。 用 A查附錄表14-2的 A的曲線，得 。 由此可見，熔斷器FU1與FU2之間能滿足保護(hù)的選擇性動作要求。 例 6-2 如圖6-2a所示線路中，設(shè)FU1（采用RT0型）的 A，F(xiàn)U2（采用RM10型）的 A。k點(diǎn)的三相短路電流 A。試檢驗(yàn)熔斷器FU1與FU2之間是否能實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性配合。 第三節(jié) 低壓斷路器保護(hù) 一、 低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置

22、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中，通常有下列幾種配置方式： (1) 對于只裝一臺主變壓器的變電所，由于高壓側(cè)裝有高壓隔離開關(guān)，因此低壓側(cè)可單獨(dú)裝設(shè)低壓斷路器作主開關(guān)，如圖6-3a所示。圖6-3 低壓斷路器常見的配置方式 a)適于一臺主變壓器的變電所 b)適于兩臺主變壓器的變電所 c)適于低壓配電出線 d)適于頻繁操作的低壓配電線路 e)適于斷路器斷流能力較小的低壓配電線路 (2)對于裝有兩臺主變壓器的變電所，低壓側(cè)采用低壓斷路器作主開關(guān)時(shí)，應(yīng)在低壓斷路器與低壓母線之間加裝刀開關(guān)，以便檢修變壓器或低壓斷路器時(shí)隔離來自低壓母線的反饋電源，確保人身安全，如圖6-3b所示。 (3)對于低壓配電出線上裝設(shè)的低

23、壓斷路器，為保證檢修低壓出線和低壓斷路器的安全，應(yīng)在低壓斷路器之前（低壓母線側(cè)）加裝刀開關(guān)，如圖6-3c所示。 (4) 對于頻繁操作的低壓配電線路，宜采用低壓斷路器與接觸器配合的接線，如圖6-3d所示。接觸器用作頻繁操作的控制，利用熱繼電器作過負(fù)荷保護(hù)，而低壓斷路器主要用作短路保護(hù)。 (5)如果低壓斷路器的斷流能力不足以斷開電路的短路電流，則它可與熔斷器或熔斷器式刀開關(guān)配合使用，如圖6-3e所示。利用熔斷器作短路保護(hù)，而低壓斷路器用于電路的通斷控制和過負(fù)荷保護(hù)。 二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定 (一)低壓斷路器過電流脫扣器額定電流的選擇 過電流脫扣器的額定電流 應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流 ， 即

24、 （6-11） (二) 低壓斷路器過電流脫扣器動作電流的整定 1、瞬時(shí)過電流脫扣器動作電流的整定 瞬時(shí)過電流脫扣器的動作電流 應(yīng)躲過線路的尖峰電流 ，即 （6-12） 式中 為可靠系數(shù)。對動作時(shí)間在0.02s以上的萬能式低壓斷路器（DW型），可取1.35;對動作時(shí)間在0.02s及以下的塑料外殼式（DZ型），則宜取 22.5。動作電流，亦稱整定電流 2. 短延時(shí)過電流脫扣器動作電流和動作時(shí)間的整定 短延時(shí)過電流脫扣器的動作電流應(yīng)躲過線路短時(shí)間出現(xiàn)的負(fù)荷尖峰電流 ，即 （6-13）式中 為可靠系數(shù)，一般取1.2。 短延時(shí)過電流脫扣器的動作時(shí)間通常分0.2s、0.4s和0.6s三級，按前后保護(hù)裝置保

25、護(hù)選擇性的要求來確定，應(yīng)使前一級保護(hù)的動作時(shí)間比后一級保護(hù)的動作時(shí)間長一個(gè)時(shí)間級差 0.2s。 3、長延時(shí)過電流脫扣器動作電流和動作時(shí)間的整定 長延時(shí)過電流脫扣器主要用來保護(hù)過負(fù)荷，因此其動作電流 只需躲過線路的最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流 ，即 （6-14） 式中 為可靠系數(shù)，一般取1.1。 長延時(shí)過電流脫扣器的動作時(shí)間，應(yīng)躲過允許過負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間。其動作特性通常是反時(shí)限的，即過負(fù)荷電流越大，其動作時(shí)間越短。一般動作時(shí)間為12h。 4、過電流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求 為了不致發(fā)生因過負(fù)荷或短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱起燃而其低壓斷路器不跳閘的事故，低壓斷路器過電流脫扣器的動作電流還應(yīng)滿足條件 式

26、中 為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量； 為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許過負(fù)荷倍數(shù)。對瞬時(shí)和短延時(shí)過電流脫扣器，一般取4.5;對長延時(shí)過電流脫扣器,可取1;對有爆炸性氣體和粉塵區(qū)域內(nèi)的線路,應(yīng)取為0.8。 如果不滿足上述配合要求，則應(yīng)改選脫扣器的動作電流，或者適當(dāng)加大導(dǎo)線和電纜的線芯截面。（6-15） (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 熱脫扣器的額定電流 應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流 ，即 （6-16） 2、熱脫扣器動作電流的整定 熱脫扣器用于過負(fù)荷保護(hù)，其動作電流按下式整定： （6-17） 式中 Krel為可靠系數(shù)，一般取1.1，但宜通過實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。 四、 低壓斷路器

27、的選擇與校驗(yàn) 選擇低壓斷路器時(shí)應(yīng)滿足下列條件： (1) 低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于保護(hù)線路的額定電壓。 (2) 低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所安裝的脫扣器額定電流。 (3) 低壓斷路器的類型應(yīng)符合其安裝場所、保護(hù)性能及操作方式的要求，因此應(yīng)同時(shí)選擇其操作機(jī)構(gòu)的型式。 三、低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 為了保證低壓斷路器的瞬時(shí)或短延時(shí)過電流脫扣器在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時(shí)也能可靠地動作，低壓斷路器保護(hù)的靈敏度必須滿足下列條件： 式中 為瞬時(shí)或短延時(shí)過電流脫扣器的動作電流； 為低壓斷路器所保護(hù)線路的末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的單相短路電流（對TN或TT系統(tǒng)）或

28、兩相短路電流（對IT系統(tǒng)）；K 為靈敏度的最小比值，一般取1.3。（6-18） (2) 對動作時(shí)間在0.02s及以下的塑料外殼式斷路器（DZ型），其極限分?jǐn)嚯娏?應(yīng)不小于通過它的最大三相短路沖擊電流 或 ，即 （6-20）或 （6-21） 低壓斷路器還必須進(jìn)行斷流能力的校驗(yàn)： (1) 對動作時(shí)間在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型）其極限分?jǐn)嚯娏?應(yīng)不小于通過它的最大三相短路電流周期分量有效值 ，即 （6-19） (二)低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合 要檢驗(yàn)低壓斷路器與熔斷器之間是否符合選擇性配合，也只有通過保護(hù)特性曲線。前一級低壓斷路器可按廠家提供的保護(hù)特性曲線考慮-30%-20%的負(fù)

29、偏差，而后一級熔斷器可按廠家提供的保護(hù)特性曲線考慮+30%+50%的正偏差。在這種情況下，如果兩條曲線不重疊也不交叉，且前一級的曲線總在后一級的曲線之上，則前后兩級保護(hù)可實(shí)現(xiàn)選擇性動作，而且兩條曲線之間間距越大，動作選擇性越有保證。 五、前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合 (一)前后低壓斷路器之間的選擇性配合 前后兩低壓斷路器之間是否符合選擇性配合，宜按其保護(hù)特性曲線進(jìn)行檢驗(yàn)，可按產(chǎn)品樣本給出的保護(hù)特性曲線考慮20%30的偏差范圍。如果在后一斷路器出口發(fā)生三相短路時(shí)，前一斷路器保護(hù)動作時(shí)間在計(jì)入負(fù)偏差而后一斷路器保護(hù)動作時(shí)間在計(jì)入正偏差的情況下，前一級的動作時(shí)間仍大于后一級

30、的動作時(shí)間，則說明能滿足選擇性保護(hù)的要求。 對于非重要負(fù)荷，前后保護(hù)電器之間允許無選擇性動作。 一般來說，要保證前后兩低壓斷路器之間能選擇性動作，前一級低壓斷路器宜采用帶短延時(shí)的過電流脫扣器，后一級低壓斷路器則采用瞬時(shí)過電流脫扣器，而且動作電流也應(yīng)是前一級大于后一級，至少前一級的動作電流不小于后一級動作電流的1.2倍，即（6-22）第四節(jié) 常用的保護(hù)繼電器 一、概 述 繼電器是一種在其輸入的物理量（電量或非電量）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，其電氣輸出電路被接通（導(dǎo)通）或分?jǐn)啵ㄗ钄?、關(guān)斷）的自動電器。 繼電器按其輸入量性質(zhì)分，有電氣繼電器和非電氣繼電器兩大類。按其用途分，有控制繼電器和保護(hù)繼電器兩大類?？刂评^

31、電器用于自動控制電路中，保護(hù)繼電器用于繼電保護(hù)電路中。這里只介紹保護(hù)繼電器。 保護(hù)繼電器按其在繼電保護(hù)裝置中的功能分，有測量繼電器和有或無繼電器兩大類。測量繼電器裝設(shè)在繼電保護(hù)裝置電路中的第一級，用來反應(yīng)被保護(hù)元件的特性變化。當(dāng)其特性量達(dá)到動作值時(shí)即時(shí)動作，它屬于基本繼電器，或稱啟動繼電器。有或無繼電器是一種只按電氣量是否在其工作范圍內(nèi)或者為零時(shí)而動作的電氣繼電器，包括時(shí)間繼電器、信號繼電器、中間繼電器等，在繼電保護(hù)裝置中用來實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能，屬于輔助繼電器，或稱邏輯繼電器。 保護(hù)繼電器按其構(gòu)成元件分，有機(jī)電型、晶體管型和微機(jī)型。由于機(jī)電型繼電器具有簡單可靠、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，因此我國工廠供電

32、系統(tǒng)中現(xiàn)在仍普遍應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)電型繼電器。 機(jī)電型繼電器按其結(jié)構(gòu)原理分，有電磁式、感應(yīng)式等繼電器。 保護(hù)繼電器按其反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、瓦斯（氣體）繼電器等。 保護(hù)繼電器按其反映的數(shù)量變化分，有過量繼電器和欠量繼電器，例如過電流繼電器、欠電壓繼電器。 保護(hù)繼電器按其在保護(hù)裝置中的功能分，有啟動繼電器、時(shí)間繼電器、信號繼電器、中間（出口）繼電器等。圖6-4是過電流保護(hù)的接線框圖。當(dāng)線路上發(fā)生短路時(shí)，啟動用的電流繼電器KA瞬時(shí)動作，使時(shí)間繼電器KT啟動，KT經(jīng)整定的一定時(shí)限（延時(shí)）后，接通信號繼電器KS和中間繼電器KM。KM就接通斷路器的跳閘回路，使斷路器自動跳閘。

33、圖6-4 過電流保護(hù)的接線框圖 KA-電流繼電器 KT-時(shí)間繼電器 KS-信號繼電器 KM-中間繼電器 保護(hù)繼電器按其動作于斷路器的方式分，有直接動作式和間接動作式兩大類。斷路器操作機(jī)構(gòu)中的脫扣器實(shí)際上就是一種直動式繼電器，而一般的保護(hù)繼電器則為間接動作式。 保護(hù)繼電器按其與一次電路聯(lián)系的方式分，有一次式繼電器和二次式繼電器。一次式繼電器的線圈是與一次電路直接相連的，例如低壓斷路器的過電流脫扣器和失壓脫扣器（參看圖4-37），實(shí)際上就是一次式繼電器，同時(shí)又是直動式繼電器。二次式繼電器的線圈是通過互感器接入一次電路的。高壓系統(tǒng)中的保護(hù)繼電器都是二次式繼電器，均接在互感器的二次側(cè)。 保護(hù)繼電器型號

34、的組成格式如下： -/ 動作原理代號 派生產(chǎn)品代號 主要功能代號 主要規(guī)格代號 設(shè)計(jì)序號 產(chǎn)品改進(jìn)代號 其中繼電器原理代號如表6-3所示；繼電器功能代號如表6-4所示；設(shè)計(jì)序號和規(guī)格代號，均用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；產(chǎn)品改進(jìn)代號，一般用字母A、B、C等表示；派生產(chǎn)品代號用其產(chǎn)品特征的漢語拼音縮寫字母表示，例如“長期通電”用字母C表示，“前面接線”用字母Q表示，“帶信號牌”用字母X表示。 表6-3 繼電器動作原理代號（部分）晶體管或集成電路式整流式數(shù)字式微機(jī)式 J L S W半導(dǎo)體式磁電式電磁式感應(yīng)式 B C D G 含 義代號含 義代號 表6-4 繼電器主要功能代號（部分）時(shí)間信號電壓中間 S X Y

35、 Z功率電流零序電流逆流 G L LL N沖擊差動重合閘接地 C CD CH D 含 義代號含 義代號含 義代號 二、 電磁式電流繼電器和電壓繼電器 電磁式電流繼電器和電壓繼電器在繼電保護(hù)裝置中均為啟動元件，屬于測量繼電器。電流繼電器的文字符號為KA，電壓繼電器的文字符號為KV。 供電系統(tǒng)中常用的DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-5所示，其內(nèi)部接線和圖形符號如圖6-6所示。 圖6-5 DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-線圈；2-電磁鐵；3-Z形鋼舌片；4-靜觸點(diǎn)； 5-動觸點(diǎn)； 6-啟動電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿；7-標(biāo)度盤（銘牌）； 8-軸承；9-反作用彈簧；10-軸 圖6-6 D

36、L-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號 a)DL-11型 b)DL-12型 c)DL-13型 d)集中表示的圖形符號 e)分開表示的圖形符號 KA1-2常閉（動斷）觸點(diǎn) KA3-4常開（動合）觸點(diǎn) 過電流繼電器線圈中使繼電器動作的最小電流，稱為繼電器的動作電流用Iop表示。 過電流繼電器動作后，減小其線圈電流到一定值時(shí)，鋼舌片在彈簧作用下返回起始位置。 過電流繼電器線圈中使繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流用Ire表示。 繼電器的返回電流與動作電流的比值，稱為繼電器的返回系數(shù)用Kre表示，即 （6-23） 對于過量繼電器（例如過電流繼電器），Kre總小于1

37、，一般為0.8。如果過電流繼電器的Kre過低時(shí)，還可能使保護(hù)裝置發(fā)生誤動作，這將在后面講過電流保護(hù)的電流整定時(shí)加以說明。 電磁式電流繼電器的動作電流有兩種調(diào)節(jié)方法：（1）平滑調(diào)節(jié)，即撥動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿6（見圖6-5）來改變彈簧9的反作用力矩。（2）級進(jìn)調(diào)節(jié)，即利用線圈1的串聯(lián)或并聯(lián)。當(dāng)線圈由串聯(lián)改為并聯(lián)時(shí)，相當(dāng)于線圈匝數(shù)減少一倍。由于繼電器動作所需的電磁力是一定的，即所需的磁動勢（IN）是一定的，因此動作電流將增大一倍。反之，當(dāng)線圈由并聯(lián)改為串聯(lián)時(shí)，動作電流將減少一倍。 這種電流繼電器的動作極為迅速，可認(rèn)為是瞬時(shí)動作的，因此它是一種瞬時(shí)繼電器。 三、電磁式時(shí)間繼電器 電磁式時(shí)間繼電器在繼電保護(hù)裝置中

38、，用來使保護(hù)裝置獲得所要求的延時(shí)（時(shí)限）。它屬于機(jī)電式有或無繼電器。時(shí)間繼電器的文字符號為KT。 電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)和原理，與上述電磁式電流繼電器極為相似，只是電壓繼電器的線圈為電壓線圈，而且大多做成低電壓（欠電壓）繼電器。低電壓繼電器的動作電壓Uop，為其電壓線圈上加的使繼電器動作的最高電壓；而其返回電壓Ure，為其電壓線圈上加的使繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最低電壓。低電壓的返回系數(shù) ，其值越接近于1，說明繼電器越靈敏，一般為1.25。 圖6-7 DS-110、120系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1-線圈；2-電磁鐵；3-可動鐵心；4-返回彈簧；5、6-瞬時(shí)靜觸點(diǎn)；7-絕緣桿； 8-瞬

39、時(shí)動觸點(diǎn)；9-壓桿；10-平衡錘；11-擺動卡板；12- 扇形齒輪；13-傳動齒輪； 14-主動觸點(diǎn)；15-主靜觸點(diǎn)；16-動作時(shí)限標(biāo)度盤；17-拉引彈簧；18-彈簧拉力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 19-摩擦離合器；20-主齒輪；21-小齒輪；22-掣輪；23、24-鐘表機(jī)構(gòu)傳動齒輪 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)構(gòu)如圖6-7所示，其內(nèi)部接線和圖形符號如圖6-8所示。其DS-110系列用于直流，DS-120系列用于交流。圖6-8 DS-110、120系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號 a)DS-111、112、113、121、122、123型 b)DS-111C、112C、1

40、13C型 c)DS-115、116、125、126型 d)時(shí)間繼電器的緩吸線圈及延時(shí)閉合觸點(diǎn)符號 e)時(shí)間繼電器的緩放線圈及延時(shí)斷開觸點(diǎn)符號 當(dāng)繼電器線圈接上工作電壓時(shí)，鐵心被吸入，使卡住的一套鐘表機(jī)構(gòu)被釋放，同時(shí)切換瞬時(shí)觸點(diǎn)。在拉引彈簧作用下，經(jīng)過整定的時(shí)間，使主觸點(diǎn)閉合。繼電器的延時(shí)，可借改變主靜觸點(diǎn)的位置（即它與主動觸點(diǎn)的相對位置）來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的時(shí)間范圍，在標(biāo)度盤上標(biāo)出。 當(dāng)繼電器線圈斷電時(shí)，繼電器在彈簧作用下返回起始位置。 為了縮小繼電器尺寸和節(jié)約材料，時(shí)間繼電器的線圈通常不按長時(shí)間接上額定電壓來設(shè)計(jì)，因此凡需長時(shí)間通電工作的時(shí)間繼電器（如DS111C型等），應(yīng)在繼電器動作后，利用其常

41、閉的瞬時(shí)觸點(diǎn)的斷開，使繼電器線圈串入限流電阻（參看圖6-8b），以限制線圈的電流，防止線圈過熱燒毀，同時(shí)又使繼電器保持動作狀態(tài)。 四、電磁式信號繼電器 電磁式信號繼電器在繼電保護(hù)裝置中用來發(fā)出保護(hù)裝置動作的指示信號。它也屬于機(jī)電式有或無繼電器。信號繼電器的文字符號為KS。 供電系統(tǒng)中常用的DX-11型電磁式信號繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-9所示。它在正常狀態(tài)即未通電時(shí)，其信號牌是被銜鐵支持住的。當(dāng)繼電器線圈通電時(shí)，銜鐵被吸向鐵心而使信號牌掉下，顯示動作信號，同時(shí)帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90，使固定在轉(zhuǎn)軸上的動觸點(diǎn)（導(dǎo)電條）與靜觸點(diǎn)接通，從而接通信號回路，同時(shí)使信號牌復(fù)位。圖6-9 DX-11型信號繼電器的內(nèi)部

42、結(jié)構(gòu) 1-線圈；2-電磁鐵；3-彈簧；4-銜鐵；5-信號牌；6-玻璃窗孔；7-復(fù)位旋鈕；8-動觸點(diǎn)；9-靜觸點(diǎn)；10-接線端子 圖6-10 DX-11型信號繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號 a)內(nèi)部接線 b)圖形符號 DX-11型信號繼電器有電流型和電壓型兩種型式。電流型信號繼電器的線圈為電流線圈，阻抗很小，串聯(lián)在二次回路內(nèi)，不影響其他二次元件的動作。電壓型信號繼電器的線圈為電壓線圈，阻抗大，在二次回路中只能并聯(lián)使用。 DX-11型信號繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號，如圖6-10所示。信號繼電器的圖形符號在GB/T4728.7-2000電氣簡圖用圖形符號 第七部分：開關(guān)、控制和保護(hù)器件中未直接給出，這里

43、的圖形符號是編者根據(jù)GB/T4728規(guī)定的派生原則派生的文獻(xiàn)28，而且得到廣泛的認(rèn)同。圖6-11 DZ-10系列中間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-線圈；2-電磁鐵；3-彈簧；4-銜鐵；5-動觸點(diǎn)； 6、7-靜觸點(diǎn)；8-連接線；9-接線端子；10-底座 五、電磁式中間繼電器 電磁式中間繼電器在繼電保護(hù)裝置中用作輔助繼電器以彌補(bǔ)主繼電器觸點(diǎn)數(shù)量或觸點(diǎn)容量的不足。中間繼電器通常裝在保護(hù)裝置的出口回路中，用來接通斷路器的跳閘線圈，所以它也稱為出口繼電器。中間繼電器也屬于機(jī)電式有或無繼電器，其文字符號采用KM。 供電系統(tǒng)中常用的DZ-10系列中間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-11所示。當(dāng)其線圈通電時(shí)，銜鐵被快速吸向電磁

44、鐵，從而使觸點(diǎn)切換。當(dāng)線圈斷電時(shí)，繼電器就快速釋放銜鐵，觸點(diǎn)全部返回起始位置。 這種快吸快放的電磁式中間繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號，如圖6-12所示。中間繼電器的圖形符號在GB/T4728中也未直接給出，這里的圖形符號也是編者根據(jù)GB/T4728規(guī)定的派生原則派生的28，也得到廣泛的認(rèn)同。中間繼電器的線圈符號就采用GB/T4728中機(jī)電式有或無繼電器的“快速（快吸快放）繼電器”的線圈符號。圖6-12 DZ-10系列中間繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號a)DZ-15型 b)DZ-16型 c)DZ-17型 d)圖形符號 六、感應(yīng)式電流繼電器 在工廠供電系統(tǒng)中，廣泛采用感應(yīng)式電流繼電器來作過電流保護(hù)兼電流

45、速斷保護(hù)，因?yàn)楦袘?yīng)式電流繼電器兼有上述電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能，從而可大大簡化繼電保護(hù)裝置。而且感應(yīng)式電流繼電器組成的保護(hù)裝置采用交流操作，可降低投資，因此它在中小工廠變配電所中應(yīng)用非常普遍。 供電系統(tǒng)中常用的GL-10、20系列感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-13所示。這種繼電器由兩組元件構(gòu)成：一組為感應(yīng)元件，另一組為電磁元件。感應(yīng)式元件主要包括線圈1、帶短路環(huán)3的電磁鐵2及裝在可偏轉(zhuǎn)的框架6上的轉(zhuǎn)動鋁盤4。電磁元件主要包括線圈1、電磁鐵2和銜鐵15。線圈1和電磁鐵2是兩組元件共用的。 圖6-13 GL-10、20系列感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-線圈；2

46、-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-制動永久磁鐵；9-扇形齒輪；10-蝸桿；11-扁桿；12-繼電器觸點(diǎn)；13- 時(shí)限調(diào)節(jié)螺桿；14-速斷電流調(diào)節(jié)螺釘；15-銜鐵；16-動作電流調(diào)節(jié)插銷 由于1、2 與IKA成正比，而 為常數(shù)，因此 鋁盤4在轉(zhuǎn)矩M1作用下轉(zhuǎn)動后，鋁盤切割永久磁鐵8的磁通，在鋁盤上感應(yīng)出渦流，渦流又與永久磁鐵磁通作用，產(chǎn)生一個(gè)與M1反向的制動力矩M2，它與鋁盤轉(zhuǎn)速n成正比， 當(dāng)線圈1有電流 通過時(shí)，電磁鐵2在短路環(huán)3的作用下，產(chǎn)生相位一前一后的兩個(gè)磁通1和2，穿過鋁盤4。這時(shí)作用于鋁盤上的轉(zhuǎn)矩為式中為1與2之間的相位差。上式通常稱為感應(yīng)式機(jī)構(gòu)

47、的基本轉(zhuǎn)矩方程。圖6-14 感應(yīng)式電流繼電器的轉(zhuǎn)矩M1 和制動力矩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-制動永久磁鐵 感應(yīng)式電流繼電器的工作原理可用圖6-14來說明。（6-24）即 （6-26） （6-25） 當(dāng)鋁盤轉(zhuǎn)速n增大到某一值時(shí)，M1=M2，這時(shí)鋁盤勻速轉(zhuǎn)動。 繼電器的鋁盤在上述M1和M2的同時(shí)作用下，鋁盤受力有使框架6繞軸順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)的趨勢，但受到彈簧7的阻力。 當(dāng)繼電器線圈的電流增大到繼電器的動作電流值Iop 時(shí)，鋁盤受到的力也增大到可克服彈簧阻力的程度，這時(shí)鋁盤帶動框架前偏（參看圖6-13），使蝸桿10與扇形齒輪9嚙合，這就叫做

48、繼電器動作。由于鋁盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使扇形齒輪沿著蝸桿上升，最后使觸點(diǎn)12切換，同時(shí)使信號牌（圖6-13上未繪出）掉下，從外殼上的觀察孔可看到紅色或白色的指示，表示繼電器已經(jīng)動作。圖6-15 感應(yīng)式電流繼電器的動作特性曲線abc感應(yīng)元件的反時(shí)限特性bbd電磁元件的速斷特性 繼電器線圈中的電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)動越快，扇形齒輪沿蝸桿上升的速度也越快，因此動作時(shí)間也越短，這也就是感應(yīng)式電流繼電器的“反時(shí)限（或反比延時(shí)）特性”，如圖6-15所示曲線abc，這一動作特性是其感應(yīng)元件產(chǎn)生的。dcab10b0nqb1動作時(shí)間t動作電流倍數(shù)n 當(dāng)繼電器線圈進(jìn)一步增大到整定的速斷電流Iqb時(shí)，電磁鐵2（參看圖6-13）瞬

49、時(shí)將銜鐵15吸下，使觸點(diǎn)12瞬時(shí)切換，同時(shí)也使信號牌掉下。很明顯，電磁元件的作用又使感應(yīng)式電流繼電器兼有“電流速斷特性”，如圖6-15所示bbd曲線。因此該電磁元件又稱為電流速斷元件。圖6-15所示動作特性曲線上對應(yīng)于開始速斷時(shí)間的動作電流倍數(shù)，稱為速斷電流倍數(shù)，即 速斷電流Iop的含義，是指繼電器線圈中的使電流速斷元件動作的最小電流。GL-10、20系列電流繼電器的速斷電流倍數(shù) 。（6-27） 感應(yīng)式電流繼電器的這種有一定限度的反時(shí)限動作特性，稱為“有限反時(shí)限特性”。 繼電器的動作電流（亦稱整定電流）Iop ，可利用插銷16（見圖6-13）以改變線圈匝數(shù)來進(jìn)行級進(jìn)調(diào)節(jié)，也可利用調(diào)節(jié)彈簧7 的

50、拉力來進(jìn)行平滑的細(xì)調(diào)。 繼電器的速斷電流倍數(shù) ，可利用螺釘14以改變銜鐵15與電磁鐵2之間的氣隙來調(diào)節(jié)，氣隙越大， 越大。 繼電器感應(yīng)元件的動作時(shí)間（亦稱動作時(shí)限）是利用螺桿13（見圖6-13）來改變扇形齒輪頂桿行程的起點(diǎn)，以使動作特性曲線上下移動。不過要注意，繼電器動作時(shí)限調(diào)節(jié)螺桿的標(biāo)度尺，是以“10倍動作電流的動作時(shí)間”來刻度的，也就是標(biāo)度尺上所標(biāo)示的動作時(shí)間是繼電器線圈通過的電流為其整定的動作電流10倍時(shí)的動作時(shí)間。因此繼電器實(shí)際的動作時(shí)間，與實(shí)際通過繼電器線圈的電流大小有關(guān)，需從繼電器的動作特性曲線上去查得。 附錄表24列出GL 型電流繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)及其動作特性曲線。動作特性曲線

51、上標(biāo)出的動作時(shí)間0.5s、0.7s、1.0s等均為10倍動作電流的動作時(shí)間。 圖6-16 GL 型感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號 a)GL 型 b)GL 型 c)圖形符號GL 型電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號，如圖6-16所示。 這里GL-15、25型電流繼電器中的“先合后斷轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)”的結(jié)構(gòu)及其動作說明，如圖6-17所示。這種繼電器采用這種轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)是為了滿足后面將要講述的“去分流跳閘”的保護(hù)要求（參看圖6-25）。圖6-17 GL15、25型電流繼電器“先合后斷轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)”的動作說明a)正常位置 b)動作后常開觸點(diǎn)先閉合 c)接著常閉觸點(diǎn)再斷開1-上止擋；2-常閉觸點(diǎn)；3-常開觸點(diǎn)；4-銜

52、鐵；5-下止擋；6-簧片 第五節(jié) 工廠高壓線路的繼電保護(hù) 一、概 述 按GB50062-1992電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對366kV電力線路，應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。 由于一般工廠的高壓線路不很長，容量不是很大，因此其繼電保護(hù)裝置通常比較簡單。 作為線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過電流保護(hù)和瞬時(shí)動作的電流速斷保護(hù)。但過電流保護(hù)的動作時(shí)間不大于0.50.7s時(shí)，按GB50062-1992規(guī)定，可以不再裝設(shè)電流速斷保護(hù)。相間短路保護(hù)應(yīng)動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。 作為單相接地保護(hù)，有兩種方式：（1）絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所

53、的高壓母線上，動作于信號。（2）有選擇性的單相接地保護(hù)（又稱零序電流保護(hù)），也動作于信號；但當(dāng)單相接地故障危及人身和設(shè)備安全時(shí)，應(yīng)動作于跳閘。 對可能經(jīng)常過負(fù)荷的電纜線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。 二、 繼電保護(hù)裝置的接線方式 工廠高壓線路的繼電保護(hù)裝置中，啟動繼電器與電流互感器之間的連接方式，主要有兩相兩繼電器式和兩相一繼電器式兩種。 (一) 兩相兩繼電器式接線（見圖6-18） 這種接線，如果一次電路發(fā)生三相短路或任意兩相短路，都至少有一個(gè)繼電器動作，從而使一次電路的斷路器跳閘。 為了表述這種接線方式中繼電器電流IkA與電流互感器二次電流I2 的關(guān)系，特引入一個(gè)接線系數(shù) Kw ： 兩相兩繼電器式接

54、線在一次電路發(fā)生任何形式的相間短路時(shí)，Kw=1，即其保護(hù)靈敏度都相同。（6-28） 圖6-18 兩相兩繼電器式接線 (二) 兩相一繼電器式接線（見圖 6-19） 圖6-19 兩相一繼電器式接線 這種接線，又稱為兩相電流差接線。正常工作時(shí)，流入繼電器的電流為兩相電流互感器二次電流之差。 c 在一次電路發(fā)生三相短路時(shí)，流入繼電器的電流為電流互感器二次電流的 倍（參看圖6-20a的相量圖），即 。 在一次電路的A、C兩相間發(fā)生短路時(shí)，由于兩相短路電流反應(yīng)在A相和C相中是大小相等、相位相反（參看圖6-20b的相量圖），因此流入繼電器的電流（兩相電流差）為互感器二次電流的2倍，即 。 在一次電路的A、B

55、兩相或B、C兩相間發(fā)生短路時(shí)，流入繼電器的電流只有一相（A相或C相）互感器的二次電流（參看圖6-20c、d的相量圖），即 。 圖6-20 兩相一繼電器式接線發(fā)生不同相間短路時(shí)的電流相量分析 a)三相短路 b)A、C兩相短路 c)A、B兩相短路 d)B、C兩相短路 由以上分析可知，兩相一繼電器式接線能反應(yīng)各種相間短路，但保護(hù)靈敏度各有不同，有的甚至相差一倍，因此不如兩相兩繼電器式接線；但是它少用一個(gè)繼電器，較為簡單經(jīng)濟(jì)。這種接線主要用于高壓電動機(jī)的保護(hù)。 三、 繼電保護(hù)裝置的操作方式 繼電保護(hù)裝置的操作電源，有直流操作電源和交流操作電源兩大類（詳見第七章第一節(jié)）。由于交流操作電源具有投資少、運(yùn)行

56、維護(hù)方便和二次回路簡單可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此它在中小工廠中應(yīng)用最為廣泛。 交流操作電源供電的繼電保護(hù)裝置現(xiàn)在通用的有以下兩種操作方式：(一)直接動作式（見圖6-21） 利用斷路器手動操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的過流脫扣器YR作為直動式過流繼電器，接成兩相一繼電器式或兩相兩繼電器式。正常運(yùn)行時(shí)，YR中流過的電流遠(yuǎn)小于YR的動作電流，因此不動作。而在一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，短路電流反應(yīng)到電流互感器的二次側(cè)，流過YR，達(dá)到或超過YR的動作電流，從而使斷路器QF跳閘。這種操作方式簡單經(jīng)濟(jì)，但保護(hù)靈敏度低，實(shí)際上較少應(yīng)用。 圖6-21 直接動作式過電流保護(hù)電路 QF-斷路器；TA1、TA2-電流互感器； YR-斷路器跳閘線圈

57、（即直動式繼電器KA）圖6-22 “去分流跳閘”的過電流保護(hù)電路QF-斷路器；TA1、TA2-電流互感器； KA-GL-11、21型電流繼電器； YR-跳閘線圈 (二) “去分流跳閘”的操作方式（見圖6-22） 正常運(yùn)行時(shí)，電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)將跳閘線圈YR短路分流，所以斷路器QF不會跳閘。而在一次電路發(fā)生短路時(shí)，KA動作，其常閉觸點(diǎn)斷開，使YR的短路分流支路被切斷（即所謂“去分流”），從而使電流互感器的二次電流全部通過YR，致使斷路器QF跳閘，這就是“去分流跳閘”。這種操作方式接線簡單，保護(hù)靈敏度也較高。但這要求電流繼電器KA的觸點(diǎn)具有足夠大的分?jǐn)嗄芰Σ判小，F(xiàn)在生產(chǎn)的GL 等型電流繼電器

58、，其觸點(diǎn)容量相當(dāng)大，短時(shí)分?jǐn)嚯娏骺蛇_(dá)150A，完全能夠滿足去分流跳閘的要求。因此這種去分流跳閘的操作方式現(xiàn)在在工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 但是，圖6-22所示的這一“去分流跳閘”電路存在一個(gè)問題，即電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)如果由于外界振動偶然斷開時(shí)可能造成誤跳閘的事故。因此實(shí)際的“去分流跳閘”電路要利用圖6-17所示的“先合后斷轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)”來彌補(bǔ)這一缺陷，這將在下面講述反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)（圖6-24）予以介紹。 四、帶時(shí)限的過電流保護(hù) 帶時(shí)限的過電流保護(hù)，按其動作時(shí)間特性分，有定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)兩種。定時(shí)限就是保護(hù)裝置的動作時(shí)間是按整定的動作時(shí)間固定不變的，與故障電流大小無關(guān)。

59、而反時(shí)限就是保護(hù)裝置的動作時(shí)間與故障電流成反比關(guān)系，故障電流越大，動作時(shí)間越短，所以反時(shí)限特性也稱為反比延時(shí)特性。 (一) 定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的組成和原理 定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的原理電路如圖6-23所示。其中圖a 為集中表示的原理電路圖，通常稱為接線圖；圖b為分開表示的原理電路圖，通常稱為展開圖。從原理分析的角度來說，展開圖更簡明清晰，因此在二次回路圖（包括繼電保護(hù)電路圖）中應(yīng)用最為普遍。 圖6-23是定時(shí)限過電流保護(hù)的工作原理圖。 當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA瞬時(shí)動作，閉合其觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器KT動作。KT經(jīng)過整定的時(shí)限后，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號繼電器KS（電流型）和中間

60、繼電器KM動作。KS動作后，其指示牌掉下，同時(shí)接通信號回路，給出燈光信號和音響信號。KM動作后，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。QF跳閘后，其輔助觸點(diǎn)QF1-2隨之切斷跳閘回路，以減輕KM觸點(diǎn)的工作。在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼電器均自動返回起始狀態(tài)，而KS可手動復(fù)位。圖6-23 定時(shí)限過電流保護(hù)的原理電路圖 a)接線圖 b)展開圖 QF-斷路器；KA-DL型電流繼電器；KT-DS型時(shí)間繼電器； KS-DX型信號繼電器；KM-DZ型中間繼電器；YR-跳閘線圈 當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA動作，經(jīng)過一定的延時(shí)后，其常開觸點(diǎn)閉合，緊接著其常