濟(jì)南大學(xué)工廠供電第4章

內(nèi)容提要：概述供電系統(tǒng)保護(hù)的一些基本知識(shí)和基本問題

首先簡要說明繼電保護(hù)的基本概念；

然后介紹單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，

電力變壓器的保護(hù)，

低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)；

最后介紹供電系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)。

第4章供電系統(tǒng)的保護(hù)第4章供電系統(tǒng)的保護(hù)第一節(jié)繼電保護(hù)的基本概念第二節(jié)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)第三節(jié)電力變壓器的保護(hù)第四節(jié)低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)第五節(jié)供電系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)第一節(jié)繼電保護(hù)的基本概念

供配電系統(tǒng)保護(hù)裝置高壓保護(hù)繼電保護(hù)裝置+斷路器高壓熔斷器低壓保護(hù)低壓（自動(dòng)）空氣開關(guān)熔斷器繼電保護(hù)裝置：是指能反映供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，并能動(dòng)作于斷路器跳閘或自動(dòng)信號(hào)裝置發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)：（1）自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地將故障元件從供電系統(tǒng)中切除，迅速恢復(fù)非故障部分的正常供電。（2）能正確反映電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)要求，發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，以便值班人員采取措施，保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；或經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行處理后，電氣設(shè)備仍不能正常工作，則保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘，將不能正常工作的電氣設(shè)備切除。（3）與供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置（如自動(dòng)重合閘裝置ARD、備用電源自動(dòng)投入裝置APD等）配合，縮短事故停電時(shí)間，提高供電系統(tǒng)的供電可靠性。一、繼電保護(hù)的任務(wù)二、繼電保護(hù)的基本原理電力系統(tǒng)中用的各種繼電保護(hù)，大多數(shù)是利用故障時(shí)物理量與正常運(yùn)行時(shí)物理量的差別來構(gòu)成的。繼電保護(hù)裝置的種類和結(jié)構(gòu)多種多樣，其構(gòu)成基本相同。由測(cè)量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成。測(cè)量回路邏輯部分執(zhí)行部分三、對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性1.選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，只切除故障元件，使停電范圍最小，以減小故障停電造成的損失。保護(hù)裝置這種能挑選故障元件的能力稱為保護(hù)的選擇性。近后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí),由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備的保護(hù)

當(dāng)斷路器拒動(dòng)

時(shí),由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)

根據(jù)性能要求和所起的作用主保護(hù)后備保護(hù)輔助保護(hù)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全的要求，能以最快速度，有選擇性地切除被保護(hù)設(shè)備故障的保護(hù)。主保護(hù)或繼電器拒動(dòng)時(shí)，用以切除相應(yīng)故障的保護(hù)，分近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能而增設(shè)的簡單保護(hù)。遠(yuǎn)后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)補(bǔ)：2.速動(dòng)性在發(fā)生故障時(shí)繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除故障，減小因事故引起的損失，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。切除故障的時(shí)間等于保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間和斷路器跳閘的時(shí)間之和。因此，既要繼電保護(hù)裝置快速動(dòng)作，又要選用快速動(dòng)作的斷路器，才能滿足速動(dòng)性的要求。在某些情況下，速動(dòng)性和選擇性存在矛盾，應(yīng)在滿足選擇性的前提下，力求速動(dòng)性。供配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)允許帶一定時(shí)限延時(shí)切除故障，一般為0.5~2.0s。通常快速繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間約為0.06s-0.12s；最快可達(dá)0.01-0.04s；一般斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.06-0.15s。最快可達(dá)0.02-0.06s。3.靈敏性指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力稱為靈敏度。靈敏度用靈敏系數(shù)來衡量1）對(duì)反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量增加的保護(hù)裝置如過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)為被保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬性短路時(shí)的最小短路電流保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電流2）對(duì)反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量降低的保護(hù)裝置如低電壓保護(hù)的靈敏系數(shù)為被保護(hù)區(qū)末端發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)安裝處母線上的實(shí)際電壓保護(hù)裝置的動(dòng)作電壓對(duì)不同作用的保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備，所要求的靈敏度系數(shù)是不同的，在《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中都有規(guī)定。4.可靠性指繼電保護(hù)裝置在其所規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作時(shí)，一定要準(zhǔn)確動(dòng)作，即不能拒動(dòng)；不屬其保護(hù)范圍的故障或不正常工作時(shí)，一定不要?jiǎng)幼?，即不能誤動(dòng)。四、常用的保護(hù)繼電器繼電器是一種在其輸入的物理量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，其電氣輸出電路被接通或分?jǐn)嗟淖詣?dòng)電器。按輸入量性質(zhì)電氣繼電器非電氣繼電器按用途控制繼電器保護(hù)繼電器按在保護(hù)裝置中的功能測(cè)量繼電器如電流繼電器、電壓繼電器有或無繼電器如時(shí)間繼電器、中間繼電器、信號(hào)繼電器按組成元件機(jī)電型繼電器我國工廠供電系統(tǒng)中普遍使用晶體管型繼電器按結(jié)構(gòu)原理電磁式繼電器感應(yīng)式繼電器按反映的物理量電流繼電器電壓繼電器功率繼電器氣體繼電器按反映的數(shù)量變化過量繼電器如過電流繼電器欠量繼電器如欠電壓繼電器1.電磁式電流繼電器和電壓繼電器在繼電保護(hù)中為起動(dòng)元件，屬測(cè)量繼電器電流繼電器的文字符號(hào)：KA電壓繼電器的文字符號(hào)：KV1）常用的DL-10系列電磁式電流繼電器工作原理內(nèi)部結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)電流繼電器的幾個(gè)參數(shù)動(dòng)作電流：過電流繼電器線圈中的使繼電器動(dòng)作的最小電流。用表示。返回電流：過電流繼電器線圈中的使繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流。用表示。返回系數(shù)：繼電器的返回電流與動(dòng)作電流的比值。用表示。對(duì)過量繼電器，總小于1，一般為0.8。越接近于1，說明繼電器越靈敏。如果過低時(shí)，可能使保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)作。電磁式電流繼電器的動(dòng)作電流的調(diào)節(jié)方法：平滑調(diào)節(jié)：撥動(dòng)轉(zhuǎn)桿改變彈簧的反作用力級(jí)進(jìn)調(diào)節(jié)：利用線圈的串并聯(lián)這種繼電器的動(dòng)作極為迅速，是一種瞬時(shí)繼電器。電磁式電流繼電器的定時(shí)限特性繼電特性

為保證繼電器動(dòng)作后可靠地有輸出，防止當(dāng)輸入電流在整定值附近波動(dòng)時(shí)輸出不停地跳變，對(duì)繼電器有明確的動(dòng)作特性要求。

例如過電流繼電器，流過正常狀態(tài)下的電流I時(shí)不動(dòng)作，輸出高電平E0（或其觸點(diǎn)是開的）；只有其流過的電流大于動(dòng)作電流Iop時(shí)才能夠迅速起動(dòng)、穩(wěn)定可靠地輸出低電平E1（或閉合其觸點(diǎn)）；一旦流過繼電器的電流減小，并小于返回電流Ire（其值能夠確保繼電器復(fù)位到初始狀態(tài)），繼電器又能立即返回到輸出高電平E0（或觸點(diǎn)重新打開）。無論起動(dòng)和返回，繼電器的動(dòng)作都是明確的，它不可能停留在某一個(gè)中間位置，這種動(dòng)作特性常稱之為“繼電特性”。

2）電磁式電壓繼電器電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理均與電磁式電流繼電器基本相同，不同之處是電壓繼電器的線圈是電壓線圈，其匝數(shù)多而線徑細(xì)；而電流繼電器線圈為電流線圈，其匝數(shù)少而線徑粗。有欠電壓和過電壓繼電器兩類電壓繼電器的幾個(gè)參數(shù)動(dòng)作電壓：電壓繼電器線圈上的使繼電器動(dòng)作的最高電壓。用表示。返回電壓：電壓繼電器線圈上的使繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回到起始位置的最低電壓。用表示。返回系數(shù)：繼電器的返回電壓與動(dòng)作電壓的比值。用表示。欠電壓繼電器的返回系數(shù)，其值越接近于1，說明繼電器越靈敏，一般為1.25。2.電磁式時(shí)間繼電器在繼電保護(hù)裝置中，用來使保護(hù)裝置獲得所需要的延時(shí)（時(shí)限）。電磁式時(shí)間繼電器的文字符號(hào)：KT常用的DS-110、120系列電磁式時(shí)間繼電器延時(shí)的調(diào)節(jié)：改變主靜觸點(diǎn)與主動(dòng)觸點(diǎn)的相對(duì)位置來調(diào)整。3.電磁式中間繼電器作用：為了擴(kuò)充保護(hù)裝置出口繼電器的接點(diǎn)數(shù)量和容量，也可以使觸點(diǎn)閉合或斷開帶有不大的延時(shí)，或者通過繼電器的自保持，以適應(yīng)保護(hù)裝置的需要。電磁式中間繼電器的文字符號(hào)：KM常用的DZ-10系列電磁式中間繼電器4.電磁式信號(hào)繼電器作用：用于各種保護(hù)裝置回路中，作為保護(hù)動(dòng)作的指示器。電磁式信號(hào)繼電器的文字符號(hào)：KS常用的DX-11系列電磁式信號(hào)繼電器串聯(lián)信號(hào)繼電器（電流信號(hào)繼電器）并聯(lián)信號(hào)繼電器（電壓信號(hào)繼電器）5.感應(yīng)式電流繼電器感應(yīng)式電流繼電器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。常用的GL-10、20系列感應(yīng)式電流繼電器由兩組元件組成：感應(yīng)元件：線圈1、帶短路環(huán)3的電磁鐵2、轉(zhuǎn)動(dòng)鋁盤電磁元件：線圈1、電磁鐵2、銜鐵15GL—10系列感應(yīng)式電流繼電器電流時(shí)間特性曲線實(shí)際動(dòng)作時(shí)間10倍動(dòng)作電流對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間（一）電流互感器的10％誤差曲線1.電流誤差是指測(cè)出的電流對(duì)實(shí)際電流的相對(duì)誤差百分值。即2.相位差是指一次電流?1和二次電流負(fù)值-?2之間的夾角。3.規(guī)范用于繼電保護(hù)電流互感器的，相位差。五、繼電保護(hù)用的電流互感器

4.電流互感器的10％誤差曲線是指互感器的電流誤差最大不超過10％時(shí)，一次側(cè)電流對(duì)其額定電流的倍數(shù)k=I1/I1.TA與二次側(cè)負(fù)荷阻抗Z2的關(guān)系曲線。通常是按CT接入位置的最大三相短路電流來確定k=I1/I1.TA的值，從相應(yīng)型號(hào)CT的10％曲線中找出橫坐標(biāo)上允許的阻抗歐姆數(shù)，使接入二次側(cè)的總阻抗不超過此值，則CT的誤差保證在10％以內(nèi)。二、電流互感器的接線方式電流互感器的接線方式指互感器與電流繼電器之間的聯(lián)結(jié)方式。接線系數(shù)：表述了流過繼電器線圈電流IK與電流互感器二次側(cè)電流ITA.2的關(guān)系。

1.三相完全星形接線方式三臺(tái)電流互感器與三只電流繼電器對(duì)應(yīng)連接。特點(diǎn)：對(duì)各種故障都起作用，靈敏度高，相間短路動(dòng)作可靠。接線系數(shù)用途：用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，以及大型變壓器、電動(dòng)機(jī)的差動(dòng)保護(hù)，相間保護(hù)和單相接地保護(hù)。2.兩相不完全星形接線方式又稱兩相兩繼電器接線方式A、C兩相裝有電流互感器，分別與兩只電流互感器相連接。特點(diǎn)：對(duì)相間短路，A、C相接地短路具有保護(hù)作用，Ｂ相接地?zé)o保護(hù)。用途：適用于6～10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，作為相間短路保護(hù)裝置的接線。接線系數(shù)在正常工作和相間短路時(shí)均為1。兩相三繼電器接線：即在中性線上接一繼電器。3.兩相電流差接線方式又稱兩相一繼電器接線方式由兩臺(tái)電流互感器和一只電流繼電器組成。正常工作時(shí)，通過繼電器的電流為接線系數(shù)隨不同的短路方式而不同三相短路AB或BC短路AC兩相短路用途：應(yīng)用于中型點(diǎn)不接地系統(tǒng)的變壓器、電動(dòng)機(jī)及線路的相間保護(hù)。接線系數(shù)kkx的值

項(xiàng)

目

三相三繼電器

兩相兩繼電器

兩相一繼電器

兩相三繼電器

三相短路

111A、C相短路

1121A、B或B、C相短路

1111引入接線系數(shù)后，電流互感器一次側(cè)電流與流入電流繼電器電流的關(guān)系為：

式中KTA——電流互感器的變流比；

I1、I2——電流互感器一次側(cè)、二次側(cè)電流；

Ik

——流入電流繼電器的電流。第二節(jié)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)

配電線路上發(fā)生相間短路故障時(shí)，主要特征是：電流增加和電壓降低。過電流保護(hù)：反應(yīng)電流突然增大使繼電器動(dòng)作而構(gòu)成的保護(hù)裝置。低電壓保護(hù)：當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)安裝處母線殘余電壓低于低電壓保護(hù)的整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。包括：無時(shí)限電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過電流保護(hù)、反時(shí)限過電流保護(hù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)工廠供電網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)一、過電流保護(hù)當(dāng)流過被保護(hù)元件中的電流超過預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí)就使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)，動(dòng)作的選擇性以動(dòng)作時(shí)限來保證的一種保護(hù)裝置稱為過電流保護(hù)裝置。定時(shí)限過電流保護(hù)反時(shí)限過電流保護(hù)1.

定時(shí)限過電流保護(hù)1）定時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線圖2）工作原理正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障或電流過大時(shí)流過1KA、2KA電流IkA>Iop.k予先整定電流→

1KA、2KA動(dòng)作（起動(dòng)）→

KT延時(shí)動(dòng)作→

ＫＳ動(dòng)作→信號(hào)

KM動(dòng)作→

YR動(dòng)作→

QF跳閘3）保護(hù)整定計(jì)算A、動(dòng)作電流的整定保護(hù)相間短路的過電流保護(hù)，動(dòng)作電流必須滿足以下兩個(gè)條件：a.正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)起動(dòng)，即動(dòng)作電流必須躲過線路的最大負(fù)荷電流過電流保護(hù)的一次動(dòng)作電流線路上的最大負(fù)荷電流。b.保護(hù)裝置在外部故障被切除后，應(yīng)能可靠地返回。由于過電流繼電器的返回電流小于動(dòng)作電流，其返回系數(shù)，因此動(dòng)作電流應(yīng)按第二個(gè)條件來整定。電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)，由負(fù)荷性質(zhì)決定，一般取1.5~3。引入可靠系數(shù)，寫成等式電流互感器二次側(cè)的繼電器的動(dòng)作電流

—可靠系數(shù)，一般取1.05－1.25。

－互感器接線系數(shù);

－互感器變比;

－返回系數(shù)，DL取0.85，GL取0.8。B、動(dòng)作時(shí)限的整定采用時(shí)限階梯原則離電源最遠(yuǎn)的元件的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限最小，以后的各個(gè)元件的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限逐級(jí)遞增，相鄰兩個(gè)元件的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限相差一個(gè)時(shí)間階段。這樣選擇動(dòng)作時(shí)限的原則稱為階梯原則。1的動(dòng)作時(shí)限最小為2的動(dòng)作時(shí)限為3的動(dòng)作時(shí)限為從迅速切除短路故障來看，希望時(shí)限階梯愈小愈好，但為了保證選擇性，應(yīng)符合以下條件：上式確定，意思是：如果前后兩個(gè)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間都有誤差，也能保證在前面一個(gè)元件的斷路器切除短路電流以前，后面一個(gè)保護(hù)不會(huì)發(fā)跳閘命令，而且還有一些時(shí)間裕度。大約在0.5~0.7s之間，電磁式電流繼電器通常取0.5s。C、靈敏度的校驗(yàn)要求保護(hù)范圍內(nèi)流過保護(hù)裝置的最小短路電流必須大于其動(dòng)作電流。具體校驗(yàn)方法分兩種情況：a.過電流保護(hù)作為本段線路的近后備保護(hù)時(shí)，靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在本段線路末端b.過電流保護(hù)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，其校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在相鄰線路末端最小運(yùn)行方式下，保護(hù)范圍末端發(fā)生兩相短路時(shí)，通過保護(hù)裝置的最小兩相短路電流2.

反時(shí)限過電流保護(hù)1）反時(shí)限過電流保護(hù)的原理圖

正常時(shí)：

TAa→1KA（常閉觸點(diǎn)）→

1KA（線圈）→地

TAc→2KA（常閉觸點(diǎn))→2KA（線圈）故障時(shí)：

TAa

→1KA(常開)→1YR→1KA(線圈）→地

TAc

→2KA(常開）→2YR→2KA(線圈)QF跳閘

2）工作原理先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)與跳閘線圈串聯(lián)的目的：防止電流繼電器的常閉觸點(diǎn)在一次電路正常運(yùn)行時(shí)由于外界振動(dòng)的偶然因素使之?dāng)嚅_而導(dǎo)致斷路器誤跳閘的事故。3）保護(hù)整定計(jì)算A、動(dòng)作電流的整定反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算原則與定時(shí)限過電流保護(hù)相同自起動(dòng)系數(shù)可以取得小些，因?yàn)樵谙噜徳搪饭收锨谐?，通過保護(hù)裝置的自起動(dòng)電流比短路電流要小一些，反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限相應(yīng)也增大了，所以保護(hù)裝置的觸點(diǎn)閉合前，自起動(dòng)電流已經(jīng)下降了，保護(hù)裝置不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。B、靈敏度的校驗(yàn)反時(shí)限過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的計(jì)算方法和對(duì)它的要求，與定時(shí)限過電流保護(hù)相同。C、動(dòng)作時(shí)限的整定反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與通過它的短路電流大小有關(guān)。在整定動(dòng)作時(shí)限時(shí)，必須考慮短路地點(diǎn)和相應(yīng)的短路電流數(shù)值。動(dòng)作時(shí)限的整定采用時(shí)限階梯原則時(shí)限階梯比定時(shí)限過電流保護(hù)取得大些，一般取為0.6~0.7s。高壓線路上不被采用，主要用在電動(dòng)機(jī)保護(hù)和低壓配電線路和配電變壓器的保護(hù)方面。根據(jù)前后兩級(jí)保護(hù)的GL型繼電器的動(dòng)作特性曲線來整定保護(hù)1的動(dòng)作時(shí)間曲線保護(hù)2的動(dòng)作時(shí)間曲線3.

定時(shí)限與反時(shí)限過電流保護(hù)的比較1）過電流保護(hù)的時(shí)限特性反時(shí)限過電流保護(hù)，在電流起動(dòng)元件起動(dòng)后，動(dòng)作時(shí)限與通過它的電流的大小有關(guān)，通過它的電流愈大，動(dòng)作時(shí)限愈小。定時(shí)限過電流保護(hù)，在電流起動(dòng)元件起動(dòng)后，其動(dòng)作時(shí)限決定于時(shí)間元件的整定值，而與通過它的電流的大小無關(guān)。2）定時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：整定簡單、性能可靠、便于維護(hù)，用在單端供電系統(tǒng)中，可以保證選擇性，且一般情況下靈敏度較高。缺點(diǎn)：接線復(fù)雜，且需直流操作電源；靠近電源處的保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限較長。3）反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)定時(shí)限過電流保護(hù)廣泛用于10kV以下供電系統(tǒng)中作主保護(hù)；在35kV以上系統(tǒng)中作后備保護(hù)。優(yōu)點(diǎn)：繼電器數(shù)量少，只需一種GL型電流繼電器，且可以使用交流操作電源，又可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，投資少，接線簡單。缺點(diǎn)：動(dòng)作時(shí)限整定麻煩，而且誤差較大；當(dāng)短路電流較小時(shí)動(dòng)作時(shí)限長，延長了故障持續(xù)時(shí)間。反時(shí)限過電流保護(hù)廣泛用于電動(dòng)機(jī)或某些小容量車間變電所上的主保護(hù)。二、電流速斷保護(hù)上述帶時(shí)限過電流保護(hù)一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：越靠近電源的線路的過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間越長，而短路電流則是越靠近電源，其值越大，危害也就更加嚴(yán)重。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限超過0.5~0.7s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)。速斷保護(hù)含義：電流速斷保護(hù)是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限僅僅為繼電器本身固有動(dòng)作時(shí)間，它的選擇性不是靠時(shí)限，而是依靠選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)作電流來解決。

1）電流速斷保護(hù)的原理圖用DL型電流繼電器組成用GL型電流繼電器組成

1）故障時(shí)，電流達(dá)到過電流整定值，而未達(dá)速斷值。

1KA1KS動(dòng)作→發(fā)信號(hào)

3KAKM動(dòng)作→YR動(dòng)作→QF跳閘

2）故障電流達(dá)到速斷整定值時(shí)

1KA

3KA

4KA

6KA

動(dòng)作動(dòng)作KT動(dòng)作———→t延時(shí)→KT動(dòng)作→延時(shí)動(dòng)作→KM動(dòng)作→YR動(dòng)作→QF跳閘2）工作原理3）保護(hù)整定計(jì)算由于電流速斷保護(hù)不帶時(shí)限，為了保證保護(hù)的選擇性，動(dòng)作電流應(yīng)按躲過下級(jí)線路首端最大三相短路電流來整定，因而不能保護(hù)線路全長。繼電器動(dòng)作電流kk－可靠系數(shù)，對(duì)電磁式電流繼電器取1.2~1.3對(duì)感應(yīng)式電流繼電器取

1.5~1.6A、動(dòng)作電流的整定B、電流速斷保護(hù)的死區(qū)及其彌補(bǔ)由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流躲過了線路末端的最大短路電流，因此靠近末端的一段線路上發(fā)生的不一定是最大的短路電流時(shí)，電流速斷不會(huì)動(dòng)作，這說明電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路的全長。保護(hù)裝置不能保護(hù)的區(qū)域，稱為死區(qū)。彌補(bǔ)方法：凡是裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線路，必須配備帶時(shí)限的過電流保護(hù)，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比電流速斷保護(hù)至少長一個(gè)時(shí)間級(jí)差，而且前后的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限又要符合“階梯原則”，以保證選擇性。在電流速斷的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，過電流保護(hù)為后備保護(hù)；在電流速斷保護(hù)的死區(qū)內(nèi)，過電流保護(hù)為基本保護(hù)。存在死區(qū)的原因：死區(qū)保護(hù)區(qū)受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較大電流速斷保護(hù)必需和過電流保護(hù)配合使用，作為輔助保護(hù)比較經(jīng)濟(jì)合理。定時(shí)限過電流保護(hù)與電流速斷保護(hù)配合的動(dòng)作時(shí)間示意圖速斷過電流C、靈敏度的校驗(yàn)按其安裝處在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流作為最小短路電流來校驗(yàn)。電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：接線簡單，動(dòng)作迅速，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多電源網(wǎng)絡(luò)中，能有選擇性地工作。缺點(diǎn)：保護(hù)范圍較小，有死區(qū)，而且受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較大，速斷保護(hù)不能作主保護(hù)。例4-1:某工廠10kV供電線路，已知最大負(fù)荷電流Ic=180A,ksh.M=1.5在最大運(yùn)行方式下末端和始端的短路電流分別為I(3)k1.max=2300A,I(3)k2.max=4600A;在最小運(yùn)行方式下,I(3)k1.min=2200A,I(3)k2.min=4400A,線路末端出線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s，試整定保護(hù)的各個(gè)參數(shù)。~1QFk1k22QFt2=0.5s~1QFk1k22QFt2=0.5s解：若過電流保護(hù)裝置電流繼電器選電磁式繼電器,則Δt=0.5s此時(shí)t1=1s所以1QF處要安裝過電流保護(hù)和速斷保護(hù)過電流保護(hù)裝置整定過電流保護(hù)動(dòng)作一次側(cè)電流：∵ksh.mIc=1.5×180=270A,選互感變比為300/5=60

互感器接線為非全星型接線kkx=1繼電器動(dòng)作電流：取6.5Ａ?xí)r間繼電器整定時(shí)限：保護(hù)靈敏度：速斷保護(hù)裝置整定速斷保護(hù)一次動(dòng)作電流：繼電器動(dòng)作電流：靈敏度：取48A補(bǔ)充例：某10kV電力線路如圖所示。已知TA1的變比為100/5A，TA2的變比為50/5A。WL1和WL2的過電流保護(hù)均采用兩相兩繼電器接線，繼電器均為GL-15/10型。今KA1已經(jīng)整定，其動(dòng)作電流為7A，10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間為1s。WL2的計(jì)算電流為28A，WL2首端k1點(diǎn)的三相短路電流為500A，其末端k2點(diǎn)的三相短路電流為200A。試整定KA2的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間，并校驗(yàn)其靈敏度。三、低電壓保護(hù)A.保護(hù)的接線過電流繼電器的常開觸點(diǎn)回路中串入低電壓繼電器的常閉觸點(diǎn)。低電壓繼電器通過PT接在被保護(hù)線路的母線上低電壓閉鎖的過電流保護(hù)過電流保護(hù)的靈敏度：采用低電壓閉鎖保護(hù)可以提高過電流保護(hù)的靈敏度。B.工作原理正常運(yùn)行時(shí)即使過電流時(shí)不會(huì)動(dòng)作故障時(shí)C.保護(hù)的整定過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定不必按躲過線路的最大負(fù)荷電流整定，而只需按躲過線路的計(jì)算電流來整定，即低電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過正常最低工作電壓來整定線路最低工作電壓，通?？扇榫€路的額定電壓低電壓保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，可取1.2低電壓繼電器的返回系數(shù)，可取1.15電壓互感器的變比當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大時(shí)，無時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍可能很小，甚至沒有保護(hù)區(qū)。為了在不延長動(dòng)作時(shí)間的條件下，增加保護(hù)范圍，可采用電壓電流聯(lián)鎖速斷保護(hù)。2.電壓電流聯(lián)鎖速斷保護(hù)1.單相接地故障特征故障相對(duì)地電壓降為零，非故障相對(duì)地電壓升高倍，變?yōu)榫€電壓，電網(wǎng)出現(xiàn)零序電壓，其大小等于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的相電壓，但線電壓仍然是三相對(duì)稱的。故障線路的零序故障電流等于所有非故障線路的零序電流之和，相位相反。UAUBUCU0四、中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的單相接地保護(hù)（1）絕緣監(jiān)視裝置正常運(yùn)行：組成：故障時(shí)：整定：繼電器的動(dòng)作電壓要躲過不平衡電壓，一般整定為15V。（2）零序電流保護(hù)接線圖原理：三相對(duì)稱時(shí)，流入繼電器電流為零。不對(duì)稱時(shí)（單相接地）產(chǎn)生零序電流，使繼電器動(dòng)作。

－可靠系數(shù)瞬時(shí)動(dòng)作，?。础笛訒r(shí)0.5ｓ，取1.5~2

－正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流不平衡在零序電流過濾器輸出端出現(xiàn)的不平衡電流。－其他線路接地時(shí)，本線路的電容電流。

電纜線路：需躲過本線路的電容電流。

靈敏度校驗(yàn)：

電纜線路架空線路整定：架空線路：需躲過正常負(fù)荷電流下產(chǎn)生的不平衡電流Idql，和其它線路接地時(shí)本線路的電容電流IC。五、過負(fù)荷保護(hù)

其動(dòng)作電流整定為

Ic——所保護(hù)線路的計(jì)算電流。對(duì)于可能時(shí)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。動(dòng)作時(shí)間一般整定為10~15s單端供電網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流電壓保護(hù)小結(jié)1.相間短路故障時(shí)的主要特征：電流增加和電壓降低。2.電流保護(hù)：3.電壓保護(hù)：低電壓保護(hù)過電流保護(hù)無時(shí)限電流速斷保護(hù)限時(shí)電流速斷保護(hù)定時(shí)限電流速斷保護(hù)反時(shí)限電流速斷保護(hù)I段電流保護(hù)或瞬動(dòng)I段電流保護(hù)II段電流速斷保護(hù)或限時(shí)電流速斷保護(hù)4.三段式電流保護(hù)：I段為無時(shí)限電流速斷保護(hù)，II段為限時(shí)電流速斷保護(hù)，

III段為過電流保護(hù)5.電壓電流聯(lián)鎖保護(hù)補(bǔ)充：限時(shí)電流速斷保護(hù)由于無時(shí)限電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長，可以考慮增加一段帶時(shí)限動(dòng)作的保護(hù)，用來切除本線路上速斷保護(hù)范圍以外的故障，同時(shí)也能作為無時(shí)限速斷保護(hù)的后備，這就是限時(shí)電流速斷保護(hù)。也叫II段電流速斷保護(hù)。對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)的要求：（1）任何情況下能保護(hù)本線路的全長，并且具有足夠的靈敏度；（2）在滿足(1)條件的前提下，力求具有最小的動(dòng)作時(shí)限；（3）在下一級(jí)線路短路時(shí)，保證下級(jí)保護(hù)優(yōu)先動(dòng)作切除故障，滿足選擇性要求。限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定：（1）動(dòng)作電流的整定（2）動(dòng)作時(shí)限的選擇（3）靈敏度的校驗(yàn)整定原則：它的保護(hù)范圍不能超越相鄰線路I段或II段電流保護(hù)的保護(hù)范圍?？煽肯禂?shù)取1.1～1.2取0.3s~0.5s,通常多取0.5s校驗(yàn)點(diǎn)：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下本線路末端的兩相短路電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)都是反映電流升高而動(dòng)作的保護(hù)。它們的主要區(qū)別在于按照不同的原則來選擇動(dòng)作電流。速斷是按照躲過本線路末端的最大短路電流來整定；限時(shí)速斷是按照躲過下級(jí)各相鄰元件電流速斷保護(hù)的最大動(dòng)作范圍來整定；過電流保護(hù)是按照躲過本線路最大負(fù)荷電流來整定。6.各保護(hù)的整定計(jì)算、靈敏度校驗(yàn)、優(yōu)缺點(diǎn)1）定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定：按照躲過本線路最大負(fù)荷電流整定一次側(cè)電流動(dòng)作電流：繼電器動(dòng)作電流：動(dòng)作時(shí)限：采用時(shí)限階梯原則DL:取0.5s靈敏度的校驗(yàn)：校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在本段線路末端，最小運(yùn)行方式下兩相短路電流。近后備遠(yuǎn)后備1.05～1.25DL:0.85GL:0.82）反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定：按照躲過本線路最大負(fù)荷電流整定一次側(cè)電流動(dòng)作電流：繼電器動(dòng)作電流：1.05～1.25GL:0.8動(dòng)作時(shí)限：采用時(shí)限階梯原則取0.6~0.7s近后備遠(yuǎn)后備靈敏度的校驗(yàn)：校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在本段線路末端，最小運(yùn)行方式下兩相短路電流。3）無時(shí)限電流速斷保護(hù)（I段電流保護(hù)）動(dòng)作電流的整定：按照躲過本線路末端的最大短路電流來整定一次側(cè)電流動(dòng)作電流：繼電器動(dòng)作電流：靈敏度的校驗(yàn)：安裝處系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。DL:1.2~1.3GL:1.5~1.64）限時(shí)電流速斷保護(hù)（II段電流保護(hù)）動(dòng)作電流的整定：按照保護(hù)范圍不能超越相鄰線路I段或II段電流保護(hù)的保護(hù)范圍來整定一次側(cè)電流動(dòng)作電流：繼電器動(dòng)作電流：靈敏度的校驗(yàn)：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下本線路末端的兩相短路。1.1~1.2第三節(jié)電力變壓器的保護(hù)

內(nèi)部故障外部故障內(nèi)部故障：指變壓器油箱里面的發(fā)生的故障，包括變壓器繞組的相間短路、匝間短路和單相接地短路。一.變壓器常見的故障種類與保護(hù)設(shè)置外部故障：指引出線上絕緣套管的故障，它可能引起出線相間短路和接地短路等。變壓器的不正常工作狀況有：由于外部短路和過負(fù)荷而引起的過電流，油面的過渡降低和溫度升高等。變壓器故障時(shí)的特征：內(nèi)部故障時(shí)，變壓器各側(cè)電流、電壓變化；油箱內(nèi)的油、氣體、溫度等也發(fā)生變化。變壓器保護(hù)電量保護(hù)非電量保護(hù)變壓器一般應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：（1）瓦斯保護(hù)：反應(yīng)內(nèi)部故障，容量800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)，一般都應(yīng)裝設(shè)。輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳閘。（2）差動(dòng)保護(hù)：反應(yīng)內(nèi)部及引出線套管的故障，容量在1000kVA及以上單臺(tái)運(yùn)行的和容量6300kVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。（3）電流速斷保護(hù)：容量在1000kVA及以上單臺(tái)運(yùn)行的和容量6300kVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)代替差動(dòng)保護(hù)。對(duì)容量

2000kVA以上的變壓器，當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，改為差動(dòng)保護(hù)。（4）過電流保護(hù)：反應(yīng)內(nèi)部外部的故障，作為差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，延時(shí)動(dòng)作于跳閘。（5）過負(fù)荷保護(hù)：反應(yīng)過載引起的過電流，一般作用于信號(hào)。（6）溫度信號(hào)：反應(yīng)變壓器溫度升高和油冷卻系統(tǒng)的故障。二.變壓器的瓦斯保護(hù)又稱為氣體保護(hù)，是保護(hù)油浸式變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護(hù)裝置，國標(biāo)GB50062-1992規(guī)定:800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件：瓦斯繼電器。保護(hù)范圍：內(nèi)部故障和油面降低。

圖4-18a)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油枕安裝位置：安裝在變壓器油箱與油枕之間的連通管上。

電力變壓器通常是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少以及排出速度，與變壓器故障的嚴(yán)重程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱為瓦斯保護(hù)。

1.瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理國內(nèi)常用的瓦斯繼電器主要有浮筒式和開口杯式兩種

正常工作時(shí)，繼電器上下油杯充滿油，油杯與平衡錘平衡，上下觸點(diǎn)都是斷開的。

輕微故障時(shí)，油面下降，上油杯失去平衡而降落，上觸點(diǎn)接通，發(fā)報(bào)警信號(hào)，輕瓦斯動(dòng)作。圖4-18

b)

FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—蓋；2—容器；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；18—接線盒

嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生很多氣體，油流迅速流入油枕，油流沖擊擋板，使下油杯降落，下觸點(diǎn)接通，動(dòng)作于跳閘，重瓦斯動(dòng)作。

變壓器漏油時(shí)，繼電器內(nèi)的油慢慢流盡，上油杯降落，上觸點(diǎn)接通，發(fā)報(bào)警信號(hào)；油面繼續(xù)下降時(shí)，下觸點(diǎn)接通，作用于跳閘。圖4-18

b)

FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—蓋；2—容器；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；18—接線盒2.瓦斯保護(hù)的接線（1）內(nèi)部輕微故障時(shí)KG上觸點(diǎn)閉合輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)（2）內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)KG下觸點(diǎn)閉合KS動(dòng)作重瓦斯信號(hào)KM動(dòng)作YR動(dòng)作于跳閘防KG3-4抖動(dòng)，KM觸點(diǎn)1-2實(shí)現(xiàn)自保持，保證斷路器可靠跳閘。XB切換片：防投運(yùn)時(shí)誤動(dòng)作，將重瓦斯切換至動(dòng)作信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作迅速，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種類型的故障。缺點(diǎn)：不能反應(yīng)油箱外部套管和引出線故障，需與其它保護(hù)裝置配合使用。

規(guī)程規(guī)定，電壓10kV及以下、容量在10MVA及以下的變壓器，對(duì)其內(nèi)部、套管及引出線的短路故障應(yīng)采用電流速斷保護(hù)；35~66kV及以下中小容量的降壓變壓器，對(duì)其外部相間短路引起的過電流，宜采用過電流保護(hù)。同時(shí)，對(duì)于供電系統(tǒng)中單側(cè)電源的雙繞組或三繞組變壓器，過電流保護(hù)宜安裝于變壓器的各側(cè)。三、

變壓器的電流保護(hù)變壓器內(nèi)外部故障或異常運(yùn)行都可能導(dǎo)致過電流，應(yīng)設(shè)電流保護(hù)。1.變壓器的過電流保護(hù)用來保護(hù)變壓器外部短路引起的過電流，同時(shí)又可作為變壓器內(nèi)部短路的后備保護(hù)。過電流保護(hù)應(yīng)裝在電源側(cè)。保護(hù)動(dòng)作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。變壓器的過電流保護(hù)裝置的接線、工作原理、整定原則和線路過電流保護(hù)完全相同。靈敏度：按變壓器二次側(cè)母線發(fā)生兩相短路條件校驗(yàn)。時(shí)限的選?。簞?dòng)作時(shí)限應(yīng)比下一級(jí)過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限階梯Δt變壓器短路電流分布與電流互感器的接線Dyn11接線的變壓器低壓側(cè)發(fā)生ab兩相短路，設(shè)變壓器變比為1，變壓器二次側(cè)短路電流三相線電流為用對(duì)稱分量法，得流過變壓器高壓側(cè)的穿越電流為若變壓器保護(hù)用電流互感器采用非完全星形接線，A、C相都流過較小的故障電流，因此靈敏度較低。b.若采用完全星形接線或兩相三繼電器接線，總有一個(gè)繼電器流過的故障電流為，比非完全星形接線靈敏度高。c.若采用兩相電流差接線，通過繼電器的故障電流為零，保護(hù)裝置不動(dòng)作。因此，變壓器過電流保護(hù)互感器的結(jié)線方式，通常采用全星形或非全星形。2.變壓器的電流速斷保護(hù)變壓器的電流速斷保護(hù)裝置的接線、工作原理、整定原則和線路過電流保護(hù)完全相同。變壓器的電流速斷保護(hù)也有保護(hù)死區(qū)，只能保護(hù)變壓器的一次繞組和部分二次繞組。

1）原理圖QF2QF1YR1-BC+BC+BC+BC-BC1KA2KAKSKMTAaTAc去信號(hào)I>I>YR2QF1QF2-BC35KV6-10KVk1k2

2）

動(dòng)作電流的整定按躲過變壓器二次側(cè)母線（如k1點(diǎn)）的最大短路電流整定

kk——可靠系數(shù)DL型1.3~1.4GL型1.5~1.6

I(3)k1max——系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，變壓器二次側(cè)母線的三相短路電流歸算到一次側(cè)的值；

kkx——接線系數(shù)

kTA——電流互感器變比

——最小運(yùn)行方式下，裝置安裝處兩相短路、三相短路電流；

Iop.1_——一次動(dòng)作電流。

4)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)：接線簡單，動(dòng)作迅速，能瞬時(shí)切除變壓器一次繞組及其引出線和部分二次繞組的相間短路故障。缺：保護(hù)范圍受到限制。

3）

靈敏度校驗(yàn)按在保護(hù)裝置安裝處（k2)的最小兩相短路電流確定3．零序電流保護(hù)

零序電流保護(hù)按躲過變壓器低壓側(cè)最大不平衡電流整定，最大不平衡電流取變壓器二次側(cè)額定電流的25％，一次側(cè)接入10kV及以下非有效接地系統(tǒng)中Yyno聯(lián)結(jié)的變壓器，對(duì)低壓側(cè)單相接地短路，可以選擇在低壓側(cè)中性點(diǎn)回路裝設(shè)零序電流保護(hù)。＝

可靠系數(shù)取1.2零序電流保護(hù)靈敏度校驗(yàn):按變壓器低壓側(cè)干線末端最小單相短路電流校驗(yàn)對(duì)架空線路，電纜線路4.過負(fù)荷保護(hù)一般對(duì)并列運(yùn)行的變壓器裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷大多數(shù)情況下是對(duì)稱的，因此過負(fù)荷保護(hù)只采用一個(gè)電流繼電器裝于一相中，動(dòng)作于信號(hào)。通常過負(fù)荷的時(shí)限為10~15s。變壓器過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流的整定可靠系數(shù)一般取1.05，DL型返回系數(shù)取0.85動(dòng)作時(shí)限為10~15s四、變壓器的差動(dòng)保護(hù)容量在1000kVA及以上單臺(tái)運(yùn)行的和容量6300kVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。

1.差動(dòng)保護(hù)的工作原理反映被保護(hù)變壓器兩側(cè)的電流差值的一種快速動(dòng)作的保護(hù)裝置。用來保護(hù)變壓器內(nèi)部以及引出線上的相間短路，變壓器的匝間短路，保護(hù)區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間。變壓器兩側(cè)的電流互感器同極性串聯(lián)起來，繼電器跨接在兩聯(lián)線之間。流入繼電器的電流為兩側(cè)電流互感器二次電流之差，即**變壓器正常工作或區(qū)外故障時(shí)流入繼電器的為變壓器兩側(cè)的不平衡電流，小于繼電器的動(dòng)作電流，繼電器不動(dòng)作。變壓器區(qū)內(nèi)故障時(shí)對(duì)單端供電的變壓器來說，流入繼電器的電流為遠(yuǎn)大于繼電器的動(dòng)作電流KA動(dòng)作KM動(dòng)作兩側(cè)斷路器QF1、QF2跳閘信號(hào)繼電器KS1、KS2動(dòng)作發(fā)信號(hào)**

2.變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及限制方法（1）由于變壓器一、二次繞組接線方式不同引起的不平衡電流。如常用的Yd11接線的變壓器，變壓器兩側(cè)線電流有300相位差，如果兩側(cè)電流互感器采用同樣接線，也會(huì)有300相位差，既使電流一樣，但由于相位差存在，也會(huì)出現(xiàn)不平衡電流流入繼電器。消除方法變壓器Y側(cè)，電流互感器接成?變壓器?側(cè)，電流互感器接成Y

使兩互感器流出電流相位對(duì)應(yīng)相同。不平衡電流包括：Y△**KA1KA2KA3I>I>I>YD11變壓器一次側(cè)(Y側(cè))：變壓器繞組線電流互感器二次線圈電流變壓器二次側(cè)（三角形側(cè)）：變壓器繞組線電流互感器二次線圈電流變壓器繞組相電流則流過差動(dòng)兩臂中電流分別與同相，消除了因相位不同引起的不平衡電流。

a不平衡電流的產(chǎn)生例如：總降主變?yōu)镾JL1—8000/35/10.5

變壓器一次側(cè)：電流互感器接成?，求變比電流互感器二次側(cè)線電流

取：（2）由于兩側(cè)電流互感器變比的計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值不同引起的不平衡電流。連接組別：Yd11實(shí)際上變壓器一次側(cè)電流互感器的二次電流變壓器二次側(cè)電流互感器變比：取則正常運(yùn)行中存在不平衡電流IN=I2-I1=4.4-3.81=0.59A如果外部短路時(shí)，這一不平衡電流更大，易誤動(dòng)作。實(shí)際上變壓器二次側(cè)電流互感器的二次電流b.消除方法：利用差動(dòng)繼電器(BCH-2)的平衡線圈或自耦電流互感器補(bǔ)償。NdN2NbI>因?yàn)椋↖2>I1）（上例）IN=I2-I1

流過Nd

產(chǎn)生磁勢(shì)（I2-I1）Nd,適當(dāng)選擇Nd和Nb使（I2-I1）Nd=I1Nb,且方向相反，則N2中將不產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，電流繼電器不感受IN的存在（不動(dòng)作）。但注意：Nd和Nb并不能保證實(shí)際匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)完全一致，所以不平衡電流不能完全消除，還有較少不平衡電流。負(fù)荷側(cè)電源側(cè)差動(dòng)繼電器（3）由于變壓器分接頭改變引起的不平衡電流。變比改變→電流比改變→產(chǎn)生不平衡電流可利用提高保護(hù)動(dòng)作電流躲過此不平衡電流。（4）由于變壓器勵(lì)磁涌流引起的不平衡電流。勵(lì)磁電流僅流過變壓器的電源側(cè)不平衡電流正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，勵(lì)磁涌流很小，引起的不平衡電流可忽略?？蛰d投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，可能有很大的勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的原因：變壓器鐵心中的磁通不能突變引起的過渡過程產(chǎn)生的。勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：P109減小勵(lì)磁涌流的措施：P109

3.變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定（BCH-2型差動(dòng)保護(hù)）（1）考慮電流互感器二次回路斷線引起的差電流，應(yīng)躲過變壓器的最大負(fù)荷電流。（2）躲過保護(hù)范圍外部故障時(shí)的最大不平衡電流。（3）躲過變壓器的勵(lì)磁涌流。按上面三個(gè)條件計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，并選取最大者。所有電流都折算到電流互感器二次側(cè)。

4.變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)靈敏度的校驗(yàn)各種運(yùn)行方式下變壓器區(qū)內(nèi)故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流。Iop=kk

ke

INKk：可靠系數(shù)取1.2~1.3;Ke：勵(lì)磁涌流的最大倍數(shù)（勵(lì)磁涌流與變壓器額定電流的比值），取4～8當(dāng)按上述整定原則計(jì)算的動(dòng)作電流不能滿足靈敏度要求時(shí)，

需要采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器，在微機(jī)保護(hù)中還可以采用

鑒別勵(lì)磁涌流而構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)。第四節(jié)

低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)

低壓保護(hù)：低壓（自動(dòng)）空氣開關(guān)熔斷器一、用熔斷器保護(hù)低壓配電系統(tǒng)構(gòu)成：由熔管和熔體組成。

1、熔斷器安裝位置：接在被保護(hù)設(shè)備的前面或電源引出線上工作原理：被保護(hù)區(qū)發(fā)生短路故障或過電流時(shí)，熔體被熔斷，使設(shè)備與電源隔離。技術(shù)參數(shù)：熔斷器的額定電壓和額定電流、分?jǐn)嗄芰?、熔體的額定電流和安秒特性曲線圖4-25低壓配電系統(tǒng)示意圖a)放射式b)變壓器干線式1干線2分干線3支干線4支線Q低壓斷路器(自動(dòng)空氣開關(guān))如圖低壓配電系統(tǒng)：各配電線路的首端裝設(shè)熔斷器。熔斷器只裝在各相線上，中性線上不允許裝設(shè)熔斷器。熔斷器的安秒特性曲線決定熔體熔斷時(shí)間和通過其電流的關(guān)系曲線t＝f(I)稱為熔斷器熔體的安秒特性曲線

（2）熔體電流要躲過電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的尖峰電流為選擇熔體時(shí)的計(jì)算系數(shù)。輕負(fù)荷起動(dòng)時(shí)間3s以下時(shí)k=0.25~0.4；重負(fù)荷起動(dòng)時(shí)間3~8s時(shí)k=0.35~0.5；超過8s的重負(fù)荷起動(dòng)，k=0.5~0.6。尖峰電流。一臺(tái)電機(jī)多臺(tái)電機(jī)（3）熔體電流必須和導(dǎo)線或電纜的允許電流配合熔體電流與被保護(hù)線路的允許電流的比例系數(shù)P1122.熔斷器的選擇熔體電流的選擇（1）熔體電流不小于正常運(yùn)行時(shí)的計(jì)算電流對(duì)保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備的熔斷器，應(yīng)滿足以下條件對(duì)保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇按裝熔斷器側(cè)的變壓器的額定電流對(duì)保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流可選用0.5A，RN2型熔斷器3.熔斷器保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)熔斷器保護(hù)的靈敏度系數(shù)被保護(hù)線路末端系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的短路電流中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，取兩相短路電流中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，取單相短路電流熔斷器熔體的額定電流4.上下級(jí)熔斷器的相互配合

上一級(jí)熔體的理想熔斷時(shí)間應(yīng)大于3倍的下一級(jí)熔體的理想熔斷時(shí)間，來保證它們之間的選擇性，即對(duì)應(yīng)上述條件可從熔斷器的安秒特性曲線上分別查出兩熔體的額定電流。一般使上、下兩級(jí)熔體的額定電流值相差2個(gè)等級(jí)就可滿足動(dòng)作選擇性的要求。應(yīng)滿足下列條件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額定電流。3）熔斷器的類型應(yīng)符合安裝條件及被保護(hù)設(shè)備的技術(shù)要求。4）熔斷器必須進(jìn)行斷流能力的校驗(yàn)熔斷器的分?jǐn)嚯娏魅蹟嗥靼惭b地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效值5.

熔斷器的選擇和校驗(yàn)

例4-2P113圖4-26b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1組負(fù)荷參數(shù)BC段支干線參數(shù)第2組負(fù)荷參數(shù)AB段分干線參數(shù)選用BLV穿管導(dǎo)線選用BLV明敷線選用BLV穿管導(dǎo)線選用BLV明敷線二、用低壓斷路器保護(hù)低壓系統(tǒng)

低壓斷路器又稱低壓自動(dòng)開關(guān)既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過負(fù)荷和失壓時(shí)自動(dòng)跳閘。1.低壓斷路器的結(jié)構(gòu)與工作原理故障時(shí)，過流脫扣器6動(dòng)作于瞬時(shí)跳閘。失壓時(shí)，失壓脫扣器失壓動(dòng)作于跳閘。10脫扣按鈕，遠(yuǎn)距離操縱使開關(guān)瞬時(shí)跳閘。過負(fù)荷時(shí)，加熱元件使熱脫扣器7動(dòng)作于延時(shí)跳閘。2.低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置通常有三種方式1）單獨(dú)接低壓斷路器或低壓斷路器-刀開關(guān)2）低壓斷路器與接觸器配合的方式3）低壓斷路器與熔斷器配合的方式一臺(tái)主變的變電所兩臺(tái)主變的變電所低壓配電出線低壓斷路器：短路保護(hù)接觸器：頻繁操作控制熱繼電器：過負(fù)荷保護(hù)低壓斷路器：電路的通斷、過負(fù)荷及失壓保護(hù)熔斷器：短路保護(hù)3.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定1）低壓斷路器過流脫扣器額定電流的選擇過流脫扣器的額定電流應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流，即2）低壓斷路器過流脫扣器動(dòng)作電流的整定A.長延時(shí)過電流脫扣器(熱脫扣器)動(dòng)作電流的整定主要用于過負(fù)荷保護(hù)B.瞬時(shí)（短延時(shí)）過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定躲過線路的尖峰電流P1153）低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下保護(hù)區(qū)末端最小短路電流校驗(yàn)。4）低壓斷路器過流脫扣器整定值與導(dǎo)線的允許電流的配合要使低壓斷路器在線路過負(fù)荷或短路時(shí)，能夠可靠地保護(hù)導(dǎo)線不過熱而損壞，應(yīng)滿足P115例4-3三、低壓斷路器與熔斷器在低壓電網(wǎng)保護(hù)中的配合

P116使上一級(jí)保護(hù)元件的特性曲線在任何情況下都位于下一級(jí)保護(hù)元件安妙特性曲線的上方，就能滿足保護(hù)選擇性的要求。四、低壓斷路器的選擇和校驗(yàn)應(yīng)滿足下列條件1）低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于被保護(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)符合安裝條件、保護(hù)性能及操作方式的要求，應(yīng)同時(shí)選擇其操作機(jī)構(gòu)型式。4）低壓斷路器必須進(jìn)行斷流能力的校驗(yàn)對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的萬能式斷路器（DW型），其極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過它的最大三相短路電流周期分量有效值，即B.對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以下的塑殼式斷路器（DZ型），其極限分?jǐn)嚯娏鲬?yīng)不小于通過它的最大三相短路沖擊電流，即第五節(jié)供電系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)

、微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)①微機(jī)具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)記憶、邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算等信息處理功能，在應(yīng)用軟件的配合下有極強(qiáng)綜合分析和判斷能力，不僅可以實(shí)現(xiàn)各種繼電保護(hù)原理，而且可以解決傳統(tǒng)保護(hù)裝置無法解決的問題，不僅可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜原理的保護(hù)，而且為原理算法的完善和發(fā)展提供了良好的實(shí)現(xiàn)條件；②微機(jī)保護(hù)的動(dòng)作特性和功能主要是由軟件決定的，可以通過改變軟件程序以獲取所需要的保護(hù)性能，使得保護(hù)性能的選擇和調(diào)試都很方便，具有很大的靈活性、適應(yīng)性；③可用相同的硬件實(shí)現(xiàn)不同原理的保護(hù)，使得保護(hù)裝置的制造大為簡化，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化批量化，硬件可靠性高；④可以不斷地對(duì)本身硬件軟件自檢，發(fā)現(xiàn)裝置異常情況并排除干擾和通知運(yùn)行維護(hù)中心，使得保護(hù)裝置工作可靠性很高，大大減輕維護(hù)的工作量；⑤微機(jī)保護(hù)還可兼有故障錄波、故障測(cè)距、事件順序記錄等輔助功能，微機(jī)保護(hù)裝置設(shè)有的通信接口，可以方便地將各地的繼電保護(hù)裝置納入融測(cè)量、控制、保護(hù)和數(shù)據(jù)通信為一體的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，這對(duì)于保護(hù)的運(yùn)行管理與遠(yuǎn)方監(jiān)控、電網(wǎng)事故分析與處理、實(shí)現(xiàn)無人值班與提高系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化水平等具有重要意義。⑥對(duì)硬件和軟件的可靠性要求較高，且硬件比較容易過時(shí)；⑦微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)保護(hù)有根本性的差別，后者每個(gè)部分都是硬件構(gòu)成，保護(hù)的接線和整個(gè)動(dòng)作過程直觀易理解，使用者對(duì)裝置的動(dòng)作原理、接線及維護(hù)較易掌握；而微機(jī)保護(hù)的軟件只有專門的設(shè)計(jì)人員才能改寫或調(diào)試，使用者較難掌握它的操縱和維護(hù)過程。因此，為適應(yīng)微機(jī)保護(hù)的普及應(yīng)用，必須培養(yǎng)更多專業(yè)化的微機(jī)保護(hù)工作人員。圖4-30微機(jī)保護(hù)裝置的硬件系統(tǒng)示意框圖二、微機(jī)保護(hù)裝置的基本構(gòu)成

三、微機(jī)保護(hù)的軟件實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)的軟件以硬件為基礎(chǔ)，通過算法及程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)所要求的保護(hù)功能，包括監(jiān)控軟件a）和運(yùn)行軟件b）兩部分供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中的一些基本算法：

（1）半周絕對(duì)值積分算法；（2）全周傅里葉算法；（3）突變量起動(dòng)判據(jù)的算法

1.微機(jī)保護(hù)中的一些基本算法運(yùn)行軟件中的保護(hù)算法是微機(jī)保護(hù)的核心，根據(jù)模數(shù)變換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算和判斷以實(shí)現(xiàn)各種繼電保護(hù)的功能。在微機(jī)保護(hù)中，算法可分為兩大類：一類是特征量算法，它用來計(jì)算保護(hù)所需的各種電氣量的特征參數(shù)，如