第5章工廠供電系統(tǒng)的保護(hù)及供電自動(dòng)化

第六節(jié)電力變壓器的繼電保護(hù)第5章工廠供電系統(tǒng)的保護(hù)及供電自動(dòng)化第一節(jié)過電流保護(hù)的任務(wù)和要求第二節(jié)熔斷器保護(hù)第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護(hù)第八節(jié)備用電源自動(dòng)投入及自動(dòng)重合閘裝置第七節(jié)其它電力設(shè)備的繼電保護(hù)第一節(jié)過電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、過電流保護(hù)裝置的類型和任務(wù)

1、熔斷器保護(hù)：適用于高、低壓供電系統(tǒng)，供電可靠性要求不高的場合。

2、低壓斷路器保護(hù)：適用于供電可靠性要求較高的低壓供電系統(tǒng)。

3、繼電保護(hù)：適用于高壓供電系統(tǒng)，供電可靠性要求較高、操作靈活方便的場合。二、對保護(hù)裝置的基本要求選擇性：只切除故障部分，保證非故障部分的完好運(yùn)行。速動(dòng)性：迅速切除故障，防止故障擴(kuò)大，減輕其危害程度。靈敏性：表示對故障的反應(yīng)能力，用Sp表示：

——（過電流保護(hù)）保護(hù)區(qū)內(nèi)電力系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下的最小短路電流。

——保護(hù)裝置動(dòng)作電流換算到一次側(cè)的值，又稱為保護(hù)裝置一次側(cè)起動(dòng)值?？煽啃裕罕Ｗo(hù)裝置該動(dòng)作時(shí)，不應(yīng)拒動(dòng)；不該動(dòng)作時(shí)，不應(yīng)誤動(dòng)。上述四點(diǎn)，在使用中不同的場合側(cè)重點(diǎn)不同：線路的保護(hù)，選擇性很重要；變壓器的保護(hù)，對靈敏性要求高；短路電流較大的場合，快速性是主要的。

電力系統(tǒng)中，為使系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、合理運(yùn)行，或者滿足檢修工作的要求，需要經(jīng)常變更系統(tǒng)的運(yùn)行方式，由此相應(yīng)地引起了系統(tǒng)參數(shù)的變化。在設(shè)計(jì)變、配電站選擇開關(guān)電器和確定繼電保護(hù)裝置整定值時(shí)，往往需要根據(jù)電力系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短路電流值來計(jì)算和校驗(yàn)所選用電器的穩(wěn)定度和繼電保護(hù)裝置的靈敏度。

最大運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出容量最大，系統(tǒng)阻抗最小，即具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流值來校驗(yàn)所選用的開關(guān)電器的穩(wěn)定性。

最小運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出容量相對較小，系統(tǒng)阻抗最大，即具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短路電流值來校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度。

比如在一個(gè)有4臺(tái)發(fā)電機(jī)的電廠一般規(guī)定最大運(yùn)行方式是4臺(tái)機(jī)都運(yùn)行，有兩臺(tái)主變的中性點(diǎn)直接接地，最小運(yùn)行方式規(guī)定為有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，另兩臺(tái)停運(yùn)，有一臺(tái)主變的中性點(diǎn)接地。

如果是變電站，最大運(yùn)行方式是所有進(jìn)出負(fù)荷和變壓器都正常運(yùn)行，220KV、110KV的雙母線并聯(lián)運(yùn)行。最小運(yùn)行方式一般規(guī)定為每條母線上只有一進(jìn)、一出兩個(gè)設(shè)備運(yùn)行。

一、熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置，見圖6-1。主要應(yīng)考慮選擇性和經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)注意：為保障人身安全，PE、PEN線上不允許裝設(shè)熔斷器。第二節(jié)熔斷器保護(hù)2）熔體額定電流應(yīng)躲過線路的尖峰電流Ipk，應(yīng)滿足的條件為：K—小于1的計(jì)算系數(shù)。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額定電流的選擇

1）熔體額定電流INFE應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流IC，

即

——絕緣導(dǎo)線和電纜的過負(fù)荷倍數(shù)。只起短路保護(hù)，明覆導(dǎo)線2.5。起短路保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)，住宅、重要倉庫、公共建筑物照明線路可能長時(shí)間過負(fù)荷的動(dòng)力線路等取1，熔體電流小于25A時(shí)取0.85，有爆炸氣體和粉塵區(qū)域內(nèi)線路取0.8.

若不滿足條件3)時(shí)，應(yīng)改選熔斷器的規(guī)格、型號(hào)，或增大導(dǎo)線截面。3）熔斷器保護(hù)應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，避免發(fā)生熔體未熔斷而線路燒壞的事故。應(yīng)滿足：——為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量（二）保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體額定電流的選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)滿足下式要求：

式中：——變壓器一次側(cè)額定電流。上式考慮了以下三個(gè)因素：

1）

應(yīng)躲過變壓器正常允許的過負(fù)荷電流。油浸式變壓器過負(fù)荷允許為：室內(nèi)最高為1.2倍，室外最高為1.3倍。(注意：當(dāng)上層油溫為50℃及以上時(shí)，變壓器不允許過載運(yùn)行。)2）

應(yīng)躲過變壓器低壓側(cè)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)引起的尖峰電流。

3）

應(yīng)躲過變壓器初合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流：變壓器空載初合閘時(shí)出現(xiàn)的很大的勵(lì)磁電流。變壓器空載投入（或突然恢復(fù)電壓）時(shí)(合閘前鐵心磁通為0），約在0.01秒，將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最大的磁通，鐵心嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流迅速增大，大約為正常時(shí)勵(lì)磁電流的100倍，或?yàn)榈模?～10）倍。（三）保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇

RN2型熔斷器的熔體額定電流為0.5A。

(因電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小)三、熔斷器的選擇及校驗(yàn)

1、選擇條件：

1）熔斷器的額定電壓應(yīng)不小于線路的額定電壓。

2）熔斷器的額定電流應(yīng)不小于熔體的的額定電流。

3)根據(jù)安裝條件選擇類型（戶內(nèi)或戶外）。2、校驗(yàn)斷流能力

1）對限流式熔斷器：

2）對非限流式熔斷器：

：為熔斷器的最大分?jǐn)嚯娏?。：為熔斷器安裝處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（例RW4型跌落式）：及四、熔斷器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件：

：為系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，保護(hù)區(qū)末端的最小短路電流。對TN、TT系統(tǒng)：為線路末端單相短路電流或單相接地故障電流。對IT系統(tǒng)：為線路末端兩相短路電流。對保護(hù)降壓變壓器的高壓熔斷器來說，為低壓策母線的兩相短路電流折算到高壓側(cè)的值。K：為靈敏度的最小比值，見相關(guān)表格數(shù)據(jù)如下。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。對于老型熔斷器，可取K＝4～7，即近似按表中熔斷器時(shí)間5S的熔斷器來取值。五、前后熔斷器之間的選擇性配合（即熔斷時(shí)間的配合）通常前一級(jí)熔斷器的熔斷時(shí)間應(yīng)為后一級(jí)熔斷器熔斷時(shí)間的3倍。若不能滿足此要求，應(yīng)將前一級(jí)熔斷器的熔體電流提高1～2級(jí)，再進(jìn)行校驗(yàn)。有時(shí)也采用前一級(jí)熔斷器的熔體電流大于后一級(jí)熔斷器的熔體電流2～3級(jí)來保證選擇性。例題4－1:有一臺(tái)Y型電動(dòng)機(jī)，其額定電壓為380V，額定容量為18.5KW，額定電流為35.5A，起動(dòng)電流倍數(shù)為7。現(xiàn)擬采用BLV型導(dǎo)線穿焊接鋼管敷設(shè)。該電動(dòng)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)線截面和鋼管直徑。已知當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為300C.解：（1）選擇熔體及熔斷器的額定電流因此，查表，選RT0-100型熔斷器，其熔體電流（2）校驗(yàn)熔斷器的斷流能力（4）校驗(yàn)導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合假設(shè)該電動(dòng)機(jī)安裝在一般車間內(nèi)，熔斷器只作短路保護(hù)，因此，查表，RT0-100型熔斷器的，其熔體電流斷流能力滿足要求。按發(fā)熱條件選擇，查表得A=10mm2的BLV型導(dǎo)線3根穿鋼管（SC）時(shí)，相應(yīng)的選穿線鋼管SC20mm。查絕緣導(dǎo)線線芯的允許最小截面積為2.5mm2.實(shí)際取10mm2，滿足機(jī)械強(qiáng)度。（3）選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)一、低壓斷路器在供配電系統(tǒng)中的配置短路保護(hù)通斷控制及過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)頻繁操作控制短路保護(hù)母線和斷路器檢修安全二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定1.低壓斷路器過電流脫扣器(over-currentrelease)額定電流的選擇IC為線路的計(jì)算電流。2.低壓斷路器過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定1）瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定Krel可靠系數(shù)，動(dòng)作電流在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型）取1.35，t在0.02s以下的塑殼式（DZ型）取2～2.5。2）短延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定Krel取1.2，動(dòng)作時(shí)間0.2s，0.4s，0.6s三級(jí)。（一）低壓斷路器過電流脫扣器3）長延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定Krel取1.1，動(dòng)作時(shí)間1～2h。反時(shí)限，電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長。4）過電流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求

為了不發(fā)生因過負(fù)荷或短路導(dǎo)致線路過熱起燃，但低壓斷路器又拒動(dòng)事故，其動(dòng)作電流還要滿足：Ial為導(dǎo)線或電纜的允許載流量；KOL為導(dǎo)線和電纜允許短時(shí)過負(fù)荷倍數(shù)。瞬時(shí)和短時(shí)的取4.5，長延時(shí)的取1，有爆炸性氣體和粉塵區(qū)域內(nèi)線路取0.8。如果不滿足配合要求，改選脫扣器動(dòng)作電流，或適當(dāng)加大導(dǎo)線和電纜的線芯截面。1.低壓斷路器熱脫扣器(thermalrelease)額定電流的選擇IC為線路的計(jì)算電流。2.低壓斷路器過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定1）瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定Krel可靠系數(shù)，取1.1，但宜通過實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。（二）低壓斷路器熱脫扣器三、低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)

為了保證低壓斷路器的瞬時(shí)和短延時(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)可能動(dòng)作，其靈敏度必須滿足：

斷路器保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的單相短路電流（TN和TT系統(tǒng)），或兩相電流電流（對IT系統(tǒng)）。K靈敏度的最小比值，取1.3。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器一、概述繼電器是繼電保護(hù)的基本組成部件，具有繼電特性。繼電特性：當(dāng)輸入一個(gè)物理量達(dá)到一定值時(shí)（或加入電流通電時(shí)），輸出就出現(xiàn)一個(gè)突然的變化。稱為繼電特性。工廠供配電系統(tǒng)常用的保護(hù)繼電器：電磁型、感應(yīng)型、微機(jī)型。二、電磁式電流繼電器和電壓繼電器

1、電磁式電流繼電器KAKAI＞02341)基本型號(hào)和結(jié)構(gòu)：型號(hào)：DL-10系列電磁式電流繼電器設(shè)計(jì)序號(hào)觸點(diǎn)規(guī)格如DL-11一副動(dòng)合觸點(diǎn)

DL-12一副動(dòng)斷觸點(diǎn)2）工作原理IOP：通過電流繼電器線圈中的、使繼電器動(dòng)作的最小電流。

Ire：使過電流繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回到起動(dòng)位置的最大電流。

Kre：返回系數(shù)，

對過量繼電器（例如過電流繼電器）Kre＜1，通常取0.85。越接近于1越靈敏。Kre不可過低，否則會(huì)造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。3）調(diào)節(jié)方式①平滑調(diào)節(jié)：改變彈簧的反作用力矩。（又稱為細(xì)調(diào)）②有級(jí)差的調(diào)節(jié)：利用線圈的串、并聯(lián)。（又稱粗調(diào)）

串聯(lián)改為并聯(lián)時(shí)，動(dòng)作電流增加一倍。

并聯(lián)改為串聯(lián)時(shí)，動(dòng)作電流減小一倍。(因?yàn)槔^電器所需的磁動(dòng)勢F=IN是一定的。)4）特性動(dòng)作極其迅速，又稱為瞬時(shí)繼電器，通常在保護(hù)中做起動(dòng)元件。2、電磁式電壓繼電器KV供電系統(tǒng)中常用欠電壓繼電器。返回系數(shù)：一般Kre=1.25：使電壓繼電器動(dòng)作的最高電壓。：使電壓繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回起始位置的最低電壓。三、電磁式時(shí)間繼電器KT

作用：在繼電保護(hù)裝置中可獲得一定的延時(shí)。表示為延時(shí)打開的常閉觸點(diǎn)。表示為延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)。型號(hào)：如DS-110、DS-120系列。直流交流四、電磁式信號(hào)繼電器KS

作用：在保護(hù)中給予指示信號(hào)用，又稱為指示繼電器。型號(hào)：如DX—8（11，用于直流操作的控制和保護(hù)電路中）。注意：信號(hào)繼電器的線圈有電壓式和電流式的，電壓式的應(yīng)并聯(lián)接入電路，電流式的應(yīng)串聯(lián)接入電路。KZ五、電磁式中間繼電器KZ

作用：在繼電保護(hù)中作為輔助繼電器，可以直接接通斷路器的跳閘回路（又稱為保護(hù)出口繼電器）。特點(diǎn)：觸頭數(shù)量多，觸點(diǎn)容量大。型號(hào)：如DZ-10系列。第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護(hù)

按照國標(biāo)規(guī)定，對3-66kv的電力線路，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)。一、概述

過電流保護(hù)

速斷保護(hù)單相接地保護(hù)工廠高壓系統(tǒng)通常采用的保護(hù)：

當(dāng)電流互感器與繼電器連接方式為兩相一繼電器時(shí)，接線系數(shù)會(huì)隨故障類型的不同而不同。二、繼電保護(hù)裝置的接線方式(4種)定義：接線系數(shù)

通常用于大接地電流系統(tǒng)，一般用于發(fā)電機(jī)、變壓器等大型貴重設(shè)備的保護(hù)。特點(diǎn)：①設(shè)備多，價(jià)格貴；②能反映各種短路故障；③各種短路故障時(shí)KW=1。（一）三相三繼電器星型接線

通常用于小接地電流系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地），一般用于工廠供配電系統(tǒng)的保護(hù)。特點(diǎn)：①簡單、經(jīng)濟(jì)；②只能反映相間短路故障；③各種短路故障時(shí)KW=1。（二）兩相兩繼電器式接線返40

通常用于6-10KV中小容量的電動(dòng)機(jī)保護(hù)，有時(shí)也用于小容量的變壓器保護(hù)。特點(diǎn)：①簡單、經(jīng)濟(jì)；②只能反映相間短路故障；③KW隨故障類型變化。（三）兩相一繼電器式接線（兩相電流差接線）③KW隨故障類型而變。三相短路時(shí)：AB、BC兩相短路時(shí)：AC兩相短路時(shí)：通常接線系數(shù)取。因三相對稱，由矢量圖知：（1）三相短路時(shí)，流入繼電器線圈的電流：推導(dǎo)：

則有：（2）AC兩相短路時(shí)：

通常用于小接地電流系統(tǒng)，一般用于工廠供配電系統(tǒng)的保護(hù)。與兩相兩繼電器比較其優(yōu)點(diǎn)：在Y，d11或D，y11接線的變壓器二次側(cè)，當(dāng)AB或BC相發(fā)生兩相短路、以及在Y，yn0接線的變壓器二次側(cè)發(fā)生單相短路時(shí)，靈敏度比兩相兩繼電器提高一倍。（四）兩相三繼電器式接線特點(diǎn)：①；②只能反映相間短路故障；③各種短路故障時(shí)KW=1。交流電源供電時(shí)主要有兩種供電方式：（一）直接動(dòng)作式（一般不采用）

利用斷路器手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的過流脫口器（又稱為跳閘線圈）YR。當(dāng)一次線路發(fā)生相間短路時(shí)YR動(dòng)作，斷路器跳閘。三、繼電保護(hù)裝置的供電方式交直流電源供電（二）去分流跳閘的操作方式

利用GL型繼電器實(shí)現(xiàn)。

GL型繼電器觸點(diǎn)容量大，短時(shí)分?jǐn)嚯娏骺蛇_(dá)150A，完全能滿足直接接通跳閘線圈的要求。1、組成圖6-242、原理：四、帶時(shí)限的過電流保護(hù)（一）定時(shí)限過電流保護(hù)1、組成

GL-15(25)型電流繼電器2、原理圖b中KA1、KA2先合后斷轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，動(dòng)作順序：常開觸點(diǎn)先合，常閉觸點(diǎn)后斷。圖b中KA1、KA2

的觸點(diǎn)作用：

①為避免KA1或KA2的常閉觸點(diǎn)因外界震動(dòng)等原因斷開，造成斷路器誤跳閘。

②當(dāng)保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，先合后斷的觸點(diǎn)可避免TA短時(shí)出現(xiàn)開路現(xiàn)象。（二）反時(shí)限過電流保護(hù)裝置1、動(dòng)作電流整定原則①動(dòng)作電流應(yīng)躲過線路上的最大負(fù)荷電流（包括正常過負(fù)荷及尖峰電流），IOP.1＞ILmax

。②返回電流也應(yīng)大于線路上的最大負(fù)荷電流，

Ire.1＞ILmax

。IOP.1——保護(hù)裝置一次側(cè)起動(dòng)電流。Ire.1——

保護(hù)裝置一次側(cè)的返回電流。因IOP.1＞Ire.1，應(yīng)按第2個(gè)條件整定。即Ire.1＞ILmax

——①。（三）過電流保護(hù)動(dòng)作電流的確定——接線系數(shù)?！紤]到電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)，=（1.5～3）I30

?！煽肯禂?shù)，DL型取1.2；GL型取1.3。——返回系數(shù)，DL型取0.85；GL型取0.8?！娏骰ジ衅鞯淖儽取！ㄟ^繼電器線圈的，使繼電器動(dòng)作的起動(dòng)電流。

應(yīng)考慮前后級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，按階梯原則進(jìn)行整定。t3t2t1⊿t⊿tltKA2KA3QF1QF2QF3系統(tǒng)KA1

上圖中：t2≥t1+⊿t，t3≥t2+⊿t對定時(shí)限過電流保護(hù)，取⊿t=0.5s,

通過調(diào)整時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)。對反時(shí)限過電流保護(hù)：取⊿t=0.7s。調(diào)整動(dòng)作時(shí)間的方法——略。返32（四）過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定：返42

應(yīng)按照系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下、保護(hù)區(qū)末端的兩相短路電流校驗(yàn)。

若為后備保護(hù)時(shí)，要求SP≥1.25。

工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)為近后備保護(hù)。（六）提高過電流保護(hù)靈敏度－低電壓閉鎖過電流保護(hù)的動(dòng)作電流：p30（五）過電流保護(hù)的靈敏度電壓繼電器動(dòng)作電壓的整定：取0.9UN：母線最低工作電壓，一般取（0.85～0.95）UN；：電壓互感器的變比；：可靠系數(shù)，取1.2；：為低電壓繼電器的返回系數(shù)，一般取1.25。：線路的額定電壓；（七）定時(shí)限與反時(shí)限過電流保護(hù)的比較定時(shí)限過電流保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限準(zhǔn)確，整定簡單，動(dòng)作時(shí)限與短路電流大小無關(guān)。所需繼電器多，接線復(fù)雜。反時(shí)限過電流保護(hù)：接線簡單，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)速斷。動(dòng)作時(shí)限整定復(fù)雜，誤差大；動(dòng)作時(shí)限與短路電流大小有關(guān)。過電流保護(hù)：優(yōu)點(diǎn):保護(hù)范圍大.可保護(hù)本段和其后的所有線路。缺點(diǎn)：越靠近電源處短路，動(dòng)作時(shí)間越長。小結(jié)

某10KV電力線路，如圖所示。已知TA1的變比100/5A，TA2的變比為50/5A，WL2和WL1的過電流保護(hù)均采用兩相兩繼電器式接線，繼電器均為DL-10型。KA1已經(jīng)整定，其動(dòng)作電流為10A，動(dòng)作時(shí)間為1S，WL2的計(jì)算電流為28A，WL2首段K-1點(diǎn)的三相短路電流為500A,其末端K-2點(diǎn)的三相短路電流為160A。試整定WL2處的過電流保護(hù)動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限和靈敏度校驗(yàn)。例題4-2例4－2K-1

因此過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定為8A。（2）整定過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限：

t2=t1-⊿t=1-0.5=0.5S（3）過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)：滿足要求。則：1、整定WL2處的過電流保護(hù)（1）動(dòng)作電流的整定取ILmax=2I30=2×28=56A，Krel=1.2，Kre=0.85，Ki=50/5，Kw=1，解：(一）工作原理、組成及動(dòng)作電流的整定1、工作原理及組成：兩相兩繼電器或兩相一繼電器返36五、電流速斷保護(hù)——又稱為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)2、動(dòng)作電流的整定保護(hù)范圍：本段線路。

線路的定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)電路圖2、動(dòng)作電流的整定兩種方法：1）無論在K1點(diǎn)還是KB點(diǎn)短路，速斷保護(hù)都動(dòng)作，QF1跳閘，由自動(dòng)重合閘（ARD）糾正。2）無論在K1點(diǎn)還是KB點(diǎn)短路，KA1速斷保護(hù)都不動(dòng)作，速斷保護(hù)整定值躲過此處短路電流。保護(hù)區(qū)保護(hù)死區(qū)QF1系統(tǒng)KA1KA2QF2ABKK1KB由此可知，速斷保護(hù)不能保護(hù)本段線路全長，保護(hù)不到的部分稱為“保護(hù)死區(qū)”。返43工廠供配電系統(tǒng)采用按方法2整定電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流：速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過它所保護(hù)線路末端的最大三相短路電流。即：——繼電器線圈中通過的速斷保護(hù)整定值?！贁啾Ｗo(hù)線路末端的最大三相短路電流?！煽肯禂?shù)。DL型取1.2～1.3；GL型取1.4～1.5。

3、靈敏度校驗(yàn)——有兩種校驗(yàn)方式

1）按保護(hù)安裝處系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流校驗(yàn)。即：式中：為保護(hù)安裝處系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。p352）用最小保護(hù)范圍校驗(yàn)（一般了解）規(guī)定速斷保護(hù)最小保護(hù)范圍不得小于被保護(hù)線路的15%～20%。最小保護(hù)區(qū)用下式求得：按GB50062-1992,SP≥1.5；按JBJ6—1996，

SP≥2式中：——?dú)w算至保護(hù)安裝處的系統(tǒng)電勢。——?dú)w算至保護(hù)安裝處的最大系統(tǒng)等效阻抗?！槐Ｗo(hù)線路的阻抗。——被保護(hù)線路的全長?！Ｗo(hù)裝置一次側(cè)（一次線路上的）電流動(dòng)作值。速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作無時(shí)限；

缺點(diǎn)：不能保護(hù)本段線路全長。p41

試整定題4-2中WL2的速斷保護(hù)。例題4-3例4－2K-1

某10KV電力線路，如圖所示。已知TA1的變比100/5A，TA2的變比為50/5A，WL2和WL1的過電流保護(hù)均采用兩相兩繼電器式接線，繼電器均為DL-10型。KA1已經(jīng)整定，其動(dòng)作電流為10A，動(dòng)作時(shí)間為1S，WL2的計(jì)算電流為28A，WL2首段K-1點(diǎn)的三相短路電流為500A,其末端K-2點(diǎn)的三相短路電流為160A。試整定WL2處的過電流保護(hù)動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限和靈敏度校驗(yàn)。

因此過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定為8A。（2）整定過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限：

t2=t1-⊿t=1-0.5=0.5S（3）過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)：滿足要求。則：1、整定WL2處的過電流保護(hù)（1）動(dòng)作電流的整定取ILmax=2I30=2×28=56A，Krel=1.2，Kre=0.85，Ki=50/5，Kw=1，解：（2）校驗(yàn)速斷保護(hù)的靈敏度滿足要求。

整定WL2線路的速斷保護(hù)（1）速斷保護(hù)的動(dòng)作電流：取Krel=1.2，取為20A。解：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的保護(hù)方式：

1）有選擇性的單相接地保護(hù)；2）無選擇性的對地絕緣監(jiān)查裝置。

GB50062-1992規(guī)定：對3～66KV中性點(diǎn)非直接接地的線路，宜裝設(shè)有選擇性的接地保護(hù)，并動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)危及人身和設(shè)備安全時(shí)，動(dòng)作于跳閘。（一）單相接地保護(hù)的基本原理及組成1、組成(1)對架空線路：采用三個(gè)TA構(gòu)成零序電流過濾器的型式。（2）對電纜線路：采用專用的零序電流互感器。六、有選擇性的單相接地保護(hù)2、單條的線路發(fā)生單相接地時(shí)：接地電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對地電容電流的3倍，即Ic=3I0。3、多條的線路其中一條發(fā)生單相接地時(shí)：使用時(shí)應(yīng)注意：①電纜外皮應(yīng)與支架絕緣(否則，當(dāng)單相接地時(shí)，電容電流經(jīng)電纜皮流回，使故障相KA所測電流數(shù)值減少，KA不動(dòng)作)。②電纜外皮的接地線必須穿過零序電流互感器(否則單相接地電流不能測出)。③

Ic∑的方向：由線路流向母線；非故障線路上電容電流的方向：由母線流向線路。④當(dāng)線路WL1裝設(shè)零序電流互感器時(shí)，TA二次回路中反映的故障電流為：Ic∑-Ic=分析可知：①A相對地電容電流為0；②故障線路A相上通過的接地電流，為所有線路對地電容電流之和用Ic∑表示；（二）單相接地保護(hù)裝置動(dòng)作電流的整定整定原則：應(yīng)躲過其它線路單相接地時(shí)，被保護(hù)線路本身所產(chǎn)生的電容電流Ic。即：Iop（E）=Krel（Ic/Ki）式中：

Krel——可靠系數(shù)。保護(hù)裝置不帶時(shí)限的：取4～5；保護(hù)裝置帶時(shí)限的：取1.5～2，比相間短路保護(hù)長一個(gè)⊿t。

Iop（E）——零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流。（三）單相接地保護(hù)的靈敏度應(yīng)按保護(hù)線路末端發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過接地線的電容電流校驗(yàn)。即：——保護(hù)線路末端非故障線路電容電流總和。對架空線路：；對電纜線路：有選擇的零序電流保護(hù)適用于出線數(shù)目較多的場合。一、基本工作組成及原理原理：正常運(yùn)行時(shí)，三相對稱，開口三角側(cè)為0；

單相接地時(shí)，開口三角側(cè)電壓為100V，電壓繼電器動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，該相電壓表指示為0，組成：采用三個(gè)JDZX或者采用一個(gè)JSJW型電壓互感器，通常裝于變電所母線上。適用場合：適于出現(xiàn)數(shù)目少，允許短時(shí)停電的場合。無選擇性的對地絕緣監(jiān)察裝置采用TV時(shí)的注意事項(xiàng)：1、TV必須采用三個(gè)JDZX或者一個(gè)JSJW型，不能采用三相三柱的。原因：由于三鐵芯柱的TV不能引出中性線。若引出中性線，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，由于不能提供零序磁通的通路而導(dǎo)致TV燒壞；三個(gè)JDZX或者一個(gè)JSJW型可以提供零序磁通的通路，磁阻小，零序電流小，TV不會(huì)燒壞。2、TV高壓側(cè)必須工作接地。

原因：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，TV需反映相對地的過電壓，因此要求TV一次線圈成星型連接，中性點(diǎn)接地。3、TV二次側(cè)需保護(hù)接地。原因：防止高電壓竄入低壓側(cè)，發(fā)生危險(xiǎn)。絕緣監(jiān)察裝置過電壓繼電器的整定計(jì)算（考慮兩點(diǎn)）：

1、躲開正常運(yùn)行時(shí)開口三角側(cè)的不平衡電壓—Udsq。

2、大于三次諧波電壓—U3f。上述電壓由實(shí)驗(yàn)測定，一般電壓繼電器的電壓整定為15V。

只對可能經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路予裝設(shè)，一般延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。動(dòng)作時(shí)間一般取10～15s。通常工業(yè)企業(yè)變電所不采用過負(fù)荷保護(hù)。七、線路的過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流的整定：①電纜外皮應(yīng)與支架絕緣。②電纜外皮的接地線必須穿過零序電流互感器。

當(dāng)故障線路裝設(shè)零序電流互感器時(shí)，TA二次回路中反映的故障電流為全系統(tǒng)非故障線路電容電流的總和。結(jié)論：對電纜線路：采用專用的零序電流互感器。使用時(shí)應(yīng)注意：思考題：定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的主要區(qū)別是什么？第六節(jié)電力變壓器的繼電保護(hù)1、變壓器故障的種類外部故障內(nèi)部故障①瓦斯保護(hù)：防護(hù)變壓器油箱內(nèi)部的故障和油面降低等。輕瓦斯只發(fā)信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳閘。②差動(dòng)或電流速斷保護(hù)：防護(hù)變壓器內(nèi)部及外部的故障、單相接地等，動(dòng)作于跳閘。2、變壓器通常裝設(shè)的保護(hù)種類一、概述③過電流保護(hù)：防護(hù)外部短路引起的過電流，動(dòng)作于跳閘。④過負(fù)荷保護(hù)：

防護(hù)變壓器因過載引起的過電流，作用于信號(hào)。⑤溫度信號(hào)：

監(jiān)視變壓器的溫度升高及油冷卻，通常作用于信號(hào)。⑥零序電流保護(hù)：反映變壓器低壓側(cè)單相短路的情況。2、變壓器通常裝設(shè)的保護(hù)種類400～750KVA的變壓器宜裝設(shè)：過電流保護(hù)、速斷保護(hù)（當(dāng)過流保護(hù)大于0.5s時(shí)）、瓦斯保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、單相接地保護(hù)。

800～1000KVA的變壓器宜裝設(shè)：過電流保護(hù)、速斷保護(hù)（當(dāng)過流保護(hù)大于0.5s時(shí)）、瓦斯保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、單相接地保護(hù)（當(dāng)靈敏度滿足要求時(shí)）、溫度信號(hào)。

電壓等級(jí)為35KV及以上的變壓器：當(dāng)單獨(dú)運(yùn)行的變壓器容量為10MVA及以上時(shí)，或并聯(lián)運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量為6.3MVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)取代速斷保護(hù)。3、保護(hù)應(yīng)裝設(shè)的原則：1、組成及原理：與線路的保護(hù)相同。

2、整定計(jì)算（動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間及靈敏度校驗(yàn)）：

動(dòng)作電流：躲過變壓器一次側(cè)最大負(fù)荷電流。：變壓器一次側(cè)額定電流。：取值與線路的保護(hù)相同。二、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)(一）變壓器的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：按階梯原則整定，與線路保護(hù)相同。按變壓器低壓側(cè)最小運(yùn)行方式下兩相短路電流校驗(yàn)。最小運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)的短路電流歸算到高壓側(cè)的數(shù)值。3、靈敏度校驗(yàn)

當(dāng)靈敏度不滿足要求，應(yīng)采用低電壓閉鎖的過電流保護(hù)方式。應(yīng)注意：1、組成及原理：與線路保護(hù)相同。2、整定計(jì)算：為變壓器低壓母線三相的短路電流歸算到高壓側(cè)的數(shù)值。（二）變壓器的電流速斷保護(hù)

動(dòng)作電流：①躲過變壓器低壓母線上的最大運(yùn)行方式下的三相短路電流。：與線路的保護(hù)取值相同。②

動(dòng)作電流應(yīng)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流

Iqb應(yīng)同時(shí)滿足上述兩式的條件，取較大的數(shù)值作為動(dòng)作值。

速斷保護(hù)有保護(hù)死區(qū)，它只能夠保護(hù)變壓器的一次線圈和二次線圈的一部分，必須與瓦斯和過電流保護(hù)配合。注意：3、靈敏度校驗(yàn)——靈敏度的要求比線路略高，一般要求Sp≥2?！Ｗo(hù)裝置安裝處最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。（三）變壓器的過負(fù)荷保護(hù)

反映變壓器正常運(yùn)行時(shí)的過負(fù)荷情況，一般僅動(dòng)作于延時(shí)預(yù)報(bào)信號(hào)。動(dòng)作時(shí)限10～15秒。過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過變壓器的額定電流整定。接線方式及組成與線路的相同。

講解變壓器定時(shí)限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)的綜合電路圖解：1）瓦斯保護(hù)；2）過電流保護(hù)；3）速斷保護(hù)；4）過負(fù)荷保護(hù)；5）溫度信號(hào)；6）零序電流保護(hù)1、此臺(tái)變壓器應(yīng)設(shè)置的保護(hù)：

某車間變電所裝有一臺(tái)S9—10/0.4kv、1000KVA的變壓器。已知變壓器低壓側(cè)母線的三相短路電流；變壓器高壓側(cè)的三相短路電流，高壓側(cè)繼電保護(hù)采用電流互感器的變比為100/5A，繼電器采用DL-10型，接成兩相兩繼電器型式。試確定此變壓器的保護(hù)方案并整定計(jì)算。例4-3K2K12）動(dòng)作時(shí)限的整定：因上一級(jí)變電所未給出保護(hù)時(shí)間，此處略。若上一級(jí)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.4秒，則：t=1.4-0.5=0.9秒1）動(dòng)作電流：取Krel=1.2，Kw=1，Ki=100/5=20，

Kre=0.85，取動(dòng)作電流為9A。2、過電流保護(hù)的整定計(jì)算變壓器一次側(cè)額定電流：3）靈敏度校驗(yàn)：滿足要求。=16000×（0.4/10）=640A為歸算到高壓側(cè)的數(shù)值：為歸算到高壓側(cè)的數(shù)值，=640A1）動(dòng)作電流：取Krel=1.2，Kw=1，Ki=100/5=20，3、電流速斷保護(hù)按照躲過變壓器勵(lì)磁涌流整定：比較后取較大數(shù)值，動(dòng)作電流取為39A。2）靈敏度校驗(yàn)：按保護(hù)安裝處的最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流校驗(yàn)。不滿足要求。采用低電壓閉鎖的方式：減小動(dòng)作電流：取動(dòng)作電流為過電流保護(hù)動(dòng)作值的3倍。滿足要求。低電壓繼電器動(dòng)作值整定為60V。

取Iop=1.24I1NT

則：Iop=1.24×57.74=71.6A取Iop=72A。動(dòng)作時(shí)間取為15秒。4、變壓器的過負(fù)荷保護(hù)例4某總降變電所有一臺(tái)35/10.5kV、2500kVA、Yd11聯(lián)結(jié)組變壓器一臺(tái)。已知變壓器10kV母線的最大三相短路電流1.4kA，最小三相短路電流1.3kA，35kV母線的最小三相短路電流1.25kA，保護(hù)采用兩相兩繼電器接線，電流互感器變比為100/5A，變電所10kV出線過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間1s，試整定變壓器的電流保護(hù)。解：因無過負(fù)荷可能，變壓器裝設(shè)定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，保護(hù)采用兩相兩繼電器接線。1．定時(shí)限過電流保護(hù)

（1）動(dòng)作電流整定選DL-11/10電流繼電器，線圈并聯(lián)，動(dòng)作電流整定Iop.KA(oc)=6A保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流（2）動(dòng)作時(shí)間整定（3）靈敏度校驗(yàn)

＞1.52．電流速斷保護(hù)

（1）動(dòng)作電流整定選DL-11/50電流繼電器，線圈串聯(lián)，動(dòng)作電流整定Iop.KA(qb)=25A保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流（2）靈敏度校驗(yàn)＞2.0變壓器電流保護(hù)靈敏度滿足要求.

用對稱分量法分析可以得出：變壓器高壓側(cè)的過電流保護(hù)若采用兩相兩繼電器接線，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)發(fā)生單相短路時(shí)，該保護(hù)不能起到保護(hù)作用，它只能反映出單相短路電流的1/3。需采取其它措施：1、在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)三相都帶過流脫扣器的自動(dòng)開關(guān)；2、在變壓器低壓側(cè)三相都裝熔斷器；3、在變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序電流保護(hù).4、變壓器高壓側(cè)采用兩相三繼電器或三相三繼電器式接線。三、變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)3、在變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出線裝設(shè)零序電流保護(hù)。接線原理圖動(dòng)作電流：按躲過變壓器低壓側(cè)最大不平衡電流整定。

——不平衡系數(shù)，一般Yyn0接線取0.25。

Dyn11接線取0.7—0.8零序保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一般取0.5～0.7秒。——取1.3。——為變壓器二次側(cè)額定電流。解釋：零序電流保護(hù)的靈敏度：按低壓干線末端發(fā)生單相短路校驗(yàn)，對架空線路：Sp≥1.5；對電纜線路：Sp≥1.25。

上述保護(hù)措施中，變壓器低壓側(cè)采用自動(dòng)開關(guān)應(yīng)用最普遍，供電可靠性和靈敏性較高?！行⌒凸S通常不采用。單臺(tái)容量在10000KVA及以上的變壓器單臺(tái)6300KVA及以上并聯(lián)運(yùn)行的變壓器裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。四、變壓器的差動(dòng)保護(hù)

利用保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障是變壓器兩側(cè)電流在差動(dòng)回路中引起不平衡電流而動(dòng)作的保護(hù)。（一）差動(dòng)保護(hù)的基本原理(二)變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算圖見后頁并分析應(yīng)同時(shí)滿足以下3個(gè)條件：1、應(yīng)躲過變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外短路時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流Idsp.max。其中，可靠系數(shù)取1.32、應(yīng)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流。

其中，可靠系數(shù)取1.3～1.53、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)不應(yīng)動(dòng)作。

其中，可靠系數(shù)取1.3變壓器接線引起的不平衡電流及分析（三）變壓器差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因和減小措施

（1）變壓器聯(lián)結(jié)組引起的不平衡電流

（2）電流互感器變比引起的不平衡電流

利用差動(dòng)繼電器中的平衡線圈或自耦電流互感器消除由電流互感器變比引起的不平衡電流。（3）變壓器勵(lì)磁涌流引起的不平衡電流

利用速飽和電流互感器或差動(dòng)繼電器的速飽和鐵心減小勵(lì)磁涌流引起的不平衡電流。（1）帶短路線圈的BCH-2型差動(dòng)繼電器；（2）帶磁制動(dòng)特性的BCH-1型差動(dòng)繼電器；（3）多側(cè)磁制動(dòng)特性的BCH-4型差動(dòng)繼電器；（4）鑒別涌流間斷角的差動(dòng)繼電器；（5）二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器。（四）幾種構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的繼電器又稱氣體繼電保護(hù)，氣體保護(hù)是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種主要保護(hù)裝置。按GB50062-92規(guī)定，800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝氣體保護(hù)。1．氣體繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理

FJ3-80型開口杯擋板式氣體繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。1—蓋2—容器3—上油杯4、8—永久磁鐵5、6—上觸頭7—下油杯9、10—下觸頭11—支架12、15—平衡錘13、16—轉(zhuǎn)軸14—擋板17—放氣閥18—接線盒

五、變壓器的瓦斯保護(hù)2．氣體保護(hù)的安裝和運(yùn)行

氣體繼電器安裝在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上，要求變壓器安裝時(shí)應(yīng)有1~1.5%的傾斜度；

變壓器在制造