工廠供電第6版(劉介才)-第6章-工廠供電系統(tǒng)過電流保護

工廠供電第6版(劉介才)_第6章__工廠供電系統(tǒng)過電流保護第一頁，共200頁。22第六章工廠供電系統(tǒng)的過電流保護

本章介紹工廠供電系統(tǒng)中常用的幾種過電流保護裝置——熔斷器保護、低壓斷路器保護和繼電保護，其中繼電保護廣泛應用于高壓供電系統(tǒng)中，其保護功能很多，而且是實現(xiàn)供電系統(tǒng)自動化的基礎，因此將予以重點講述。本章內(nèi)容是保證供電系統(tǒng)安全可靠運行的基本技術(shù)知識。工廠供電第二頁，共200頁。33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工廠供電第三頁，共200頁。4

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。(1)熔斷器保護適用于高低壓供電系統(tǒng)。在要求供電可靠性較高的場所不宜采用熔斷器保護。(2)低壓斷路器保護又稱低壓自動開關(guān)保護。適用于要求供電可靠性較高和操作靈活方便的低壓供配電系統(tǒng)中。(3)繼電保護適用于要求供電可靠性高、操作靈活方便特別是自動化程度較高的高壓供配電系統(tǒng)中。一.過電流保護裝置的類型和任務第一節(jié)過電流保護的任務和要求第四頁，共200頁。5

熔斷器保護和低壓斷路器保護都能在過負荷和短路時動作，斷開電路，切除過負荷和短路部分，而使系統(tǒng)的其他部分恢復正常運行。但熔斷器大多主要用于短路保護，而低壓斷路器則除了可作過負荷和短路保護外，有的還可作低電壓或失壓保護。繼電保護裝置在過負荷時動作，一般只發(fā)出報警信號，引起運行值班人員注意，以便及時處理；只有當過負荷可危及人身或設備安全時，才動作于跳閘。而在發(fā)生短路故障時，則要求有選擇性地動作于跳閘，將故障部分切除。一.過電流保護裝置的類型和任務第一節(jié)過電流保護的任務和要求第五頁，共200頁。6(1)選擇性

當供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，只離故障點最近的保護裝置動作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其他部分則仍然正常運行。保護裝置滿足這一要求的動作，稱為“選擇性動作”。(2)速動性

為了防止故障擴大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置應盡快地動作，切除故障。(3)可靠性

保護裝置在應該動作時，就應該動作，不應該拒動；而不應該動作時，就不應該誤動。(4)靈敏度

靈敏度或靈敏系數(shù)是表征保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應能力的一個參數(shù)。二.對保護裝置的基本要求第一節(jié)過電流保護的任務和要求第六頁，共200頁。7

過電流保護的靈敏度或靈敏系數(shù)，用其保護區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)為最小運行方式時的最小短路電流與保護裝置一次動作電流（即保護裝置動作電流換算到一次電路的值）的比值來表示，即

GB/T50062-2008《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》對各種繼電保護裝置包括過電流保護的靈敏度都有一個最小值的規(guī)定，二.對保護裝置的基本要求第一節(jié)過電流保護的任務和要求第七頁，共200頁。88第六章工廠供電系統(tǒng)的過電流保護

第二節(jié)熔斷器保護工廠供電第八頁，共200頁。9

熔斷器在供配電系統(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(jīng)濟性，即供電系統(tǒng)中配置的數(shù)量要盡量地少。熔斷器在低壓放射式配電系統(tǒng)中合理配置的方案。一.熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置第二節(jié)熔斷器保護第九頁，共200頁。10FU5用來保護電動機及其支線，當k-5處發(fā)生短路時，F(xiàn)U5熔斷。FU4主要用來保護動力配電箱母線；當k-4處發(fā)生短路時，F(xiàn)U4熔斷。FU3主要用來保護配電干線，F(xiàn)U2主要用來保護低壓配電屏母線。FU1主要用來保護電力變壓器。在k-1～k-3處短路時，靠近短路點的熔斷器熔斷。一.熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置第二節(jié)熔斷器保護第十頁，共200頁。11(一)保護電力線路的熔斷器熔體電流的選擇保護電力線路的熔斷器熔體電流，應滿足下列條件：。第二節(jié)熔斷器保護(1)熔體額定電流應不小于線路的計算電流。二.熔斷器熔體電流的選擇第十一頁，共200頁。12(一)保護電力線路的熔斷器熔體電流的選擇(2)熔體額定電流還應躲過線路的尖峰電流。第二節(jié)熔斷器保護單臺電動機K應為：輕載啟動，K=0.25～0.35；重載啟動，K=0.35～0.5；頻繁啟動、反接制動，K=0.5～0.8。多臺電動機視容量最大的一臺電動機的啟動情況、線路尖峰電流與計算電流的比值及熔斷器的特性而定，取為K=0.5～1。二.熔斷器熔體電流的選擇第十二頁，共200頁。13(3)熔斷器保護還應與被保護的線路相配合。保護線路過負荷和短路，不致引起絕緣導線或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滿足以下條件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倍數(shù)。第二節(jié)熔斷器保護(一)保護電力線路的熔斷器熔體電流的選擇二.熔斷器熔體電流的選擇第十三頁，共200頁。14

如果熔斷器只作短路保護，對電纜和穿管絕緣導線，取KOL=2.5；對明敷絕緣導線，取KOL=1.5。如果熔斷器作短路保護和過負荷保護，KOL=1；當A時，KOL=0.85。爆炸性氣體和粉塵的區(qū)域內(nèi)，KOL=0.8。第二節(jié)熔斷器保護(一)保護電力線路的熔斷器熔體電流的選擇二.熔斷器熔體電流的選擇第十四頁，共200頁。15(二)保護電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇保護電力變壓器的熔斷器熔體電流，應滿足下式要求：

I1NT為變壓器的額定一次電流。上式考慮了以下三個因素：(1)熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負荷電流。油浸式變壓器的正常過負荷，室內(nèi)為20%，室外為30%。(2)熔體電流要躲過來自變壓器低壓側(cè)的電動機自啟動引起的尖峰電流。(3)熔體電流還要躲過變壓器自身的勵磁涌流。二.熔斷器熔體電流的選擇第二節(jié)熔斷器保護第十五頁，共200頁。16熔斷器選擇應滿足下列條件：(1)熔斷器的額定電壓應不低于線路的額定電壓。對高壓熔斷器，其額定電壓應不低于線路的最高電壓。(2)熔斷器的額定電流應不小于它所裝熔體的額定電流。(3)熔斷器的類型應符合安裝條件（戶內(nèi)或戶外）及被保護設備對保護的技術(shù)要求。三.熔斷器的選擇與校驗第二節(jié)熔斷器保護二.熔斷器熔體電流的選擇第二節(jié)熔斷器保護第十六頁，共200頁。17(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(cè)的負荷很小，保護電壓互感器的RN2型熔斷器熔體額定電流一般為0.5A。二.熔斷器熔體電流的選擇第二節(jié)熔斷器保護第十七頁，共200頁。18熔斷器還必須進行斷流能力的校驗：(1)對限流式熔斷器（如RN1、RT0等型）由于限流式熔斷器能在短路電流達到?jīng)_擊值之前完全熔斷并熄滅電流，切除短路故障，因此滿足的條件為式中為熔斷器的最大分斷電流；為熔斷器安裝地點的三相次暫態(tài)短路電流有效值，在無限大容量系統(tǒng)中

三.熔斷器的選擇與校驗第二節(jié)熔斷器保護第十八頁，共200頁。19

(2)對非限流熔斷器（如RW4、RM10等型）由于非限流熔斷器不能在短路電流達到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，切除短路故障，因此需滿足的條件為為熔斷器安裝地點的三相短路沖擊電流有效值。三.熔斷器的選擇與校驗第二節(jié)熔斷器保護第十九頁，共200頁。20(3)對具有斷流上下限的熔斷器（如RW4等型跌開式熔斷器）斷流上限的校驗條件，其斷流下限應滿足下列條件為熔斷器的最小分斷電流；為熔斷器所保護線路末端的兩相短路電流。三.熔斷器的選擇與校驗第二節(jié)熔斷器保護第二十頁，共200頁。21熔斷器保護的靈敏度應滿足下列條件

為熔斷器熔體的額定電流；為熔斷器所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為靈敏系數(shù)的最小比值，如表所示。四.熔斷器保護的靈敏度校驗第二節(jié)熔斷器保護—1110980.4s7

6554.55s熔斷時間250～500A80～200A40～63A16～32A4～10A熔體額定電流第二十一頁，共200頁。A(2)校驗熔斷器的斷流能力查附錄表10-1，得RT0-100型熔斷器的。其斷流能力是滿足要求。

(4)校驗導線與熔斷器保護的配合假設該電動機安裝在一般車間內(nèi)，熔斷器只作短路保護用，因此導線與熔斷器保護的配合條件為校驗機械強度，查附錄表15知，穿管鋁芯線的最小截面為2.5mm2?，F(xiàn)A=10mm2，故滿足機械強度要求。

(3)選擇導線截面和鋼管直徑按發(fā)熱條件選擇，查附錄表19-2得A=10mm2的BLV型鋁芯塑料線三根穿鋼管時，，滿足發(fā)熱條件。相應地選擇穿線鋼管SC20mm?，F(xiàn)，故滿足熔斷器保護與導線的配合要求，（注：因未給數(shù)據(jù)，熔斷器靈敏度校驗從略。）

例1有一臺Y型電動機，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型導線穿焊接鋼管敷設。該電動機采用RT0型熔斷器作短路保護，短路電流最大可達13kA。當?shù)丨h(huán)境溫度為30℃。試選擇熔斷器及其熔體的額定電流，并選擇導線截面和鋼管直徑。解：(1)選擇熔斷器及熔體的額定電流且A因此由附錄表10-1，可選RT0-100型熔斷器，即A，而熔體選A。四.熔斷器保護的靈敏度校驗第二節(jié)熔斷器保護第二十二頁，共200頁。23

前后熔斷器之間的選擇性配合，就是在線路發(fā)生故障時，靠近故障點的熔斷器首先熔斷，系統(tǒng)的其他部分恢復正常運行。前后熔斷器的選擇性配合，宜按它們的保護特性曲線（安秒特性曲線）來進行檢驗。如圖a所示線路中，設支線WL2的首端k點發(fā)生三相短路，則三相短路電流Ik要通過FU2和FU1。四.熔斷器保護的靈敏度校驗第二節(jié)熔斷器保護第二十三頁，共200頁。24

保護選擇性要求，F(xiàn)U2的熔體首先熔斷，切斷故障線路WL2，而FU1不再熔斷，使干線WL1正常運行。熔體實際熔斷時間與其產(chǎn)品的標準特性曲線查得的熔斷時間可能有±30%～±50%的偏差，從最不利的情況考慮，k點短路時，F(xiàn)U1的實際熔斷時間

t1′比標準特性曲線查得的時間t1小50%（為負偏差），即t1′=0.5t1；而FU2的實際熔斷時間t2′又比標準特性曲線查得的時間t2大50%（為正偏差），即t2′=1.5t2。五.前后熔斷器之間的選擇性配合第二節(jié)熔斷器保護第二十四頁，共200頁。25圖所示熔斷器保護特性曲線可以看出，要保證前后兩熔斷器FU1和FU2的保護選擇性，必須滿足的條件是t1′>t2′，即0.5t1>1.5t2，因此在后一熔斷器所保護的首端發(fā)生最嚴重的三相短路時，前一熔斷器按其保護特性曲線查得的熔斷時間，至少應為后一熔斷器按其保護特性曲線查得的熔斷時間的3倍，才能確保前后兩熔斷器動作的選擇性。如果不能滿足這一要求時，則應將前一熔斷器的熔體額定電流提高1～2級，再進行校驗。五.前后熔斷器之間的選擇性配合第二節(jié)熔斷器保護第二十五頁，共200頁。解：用和查附錄表5-2曲線得。用和查附錄表4-2曲線得。

由此可見FU1與FU2能保證選擇性動作。例2如圖6-3a所示線路中，設FU1（RT0型）的A，F(xiàn)U2（RM10型）的。k點的三相短路電流。試檢驗FU1與FU2之間是否能選擇性配合。五.前后熔斷器之間的選擇性配合第二節(jié)熔斷器保護第二十六頁，共200頁。2727第六章工廠供電系統(tǒng)的過電流保護

第三節(jié)低壓斷路器保護工廠供電第二十七頁，共200頁。低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置，通常有下列三種方式：

1.單獨接低壓斷路器或低壓斷路器-刀開關(guān)的方式(1)一臺主變壓器的變電所，主開關(guān)采用低壓斷路器，如圖a所示。(2)兩臺主變壓器的變電所，低壓側(cè)采用低壓斷路器時，如圖b所示。(3)低壓配電出線裝設的低壓斷路器，如圖c所示，以隔離來自低壓母線的電源。一.低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置第三節(jié)低壓斷路器保護第二十八頁，共200頁。2.低壓斷路器與磁力啟動器或接觸器配合的方式頻繁操作的低壓電路，如圖d所示3.低壓斷路器與熔斷器配合的方式熔斷器或刀熔開關(guān)實現(xiàn)短路保護，斷路器控制通斷及過負荷和失壓保護，裝熱脫扣器和失壓脫扣器，不裝過流脫扣器，如圖e所示一.低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置第三節(jié)低壓斷路器保護第二十九頁，共200頁。(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不小于線路的計算電流二.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護第三十頁，共200頁。(二)低壓斷路器過電流脫扣器動作電流的整定1.瞬時過電流脫扣器動作電流的整定瞬時過電流脫扣器的動作電流應躲過線路的尖峰電流，即Krel為可靠系數(shù)。對動作時間在0.02s以上的萬能式（DW型）斷路器，可取1.35；對動作時間在0.02s及以下的塑料外殼式（DZ型）斷路器宜取2～2.5。二.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護第三十一頁，共200頁。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電流脫扣器的動作電流應躲過線路短時間出現(xiàn)的負荷尖峰電流，即(二)低壓斷路器過電流脫扣器動作電流的整定

Krel為可靠系數(shù)，一般取1.2。二.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護第三十二頁，共200頁。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于過負荷保護，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，即(二)低壓斷路器過電流脫扣器動作電流的整定

Krel為可靠系數(shù)，一般取1.2。二.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護第三十三頁，共200頁。4.過流脫扣器與被保護線路的配合要求為了不致發(fā)生因過負荷或短路引起絕緣導線或電纜過熱起燃而低壓斷路器不跳閘的事故，低壓斷路器過流脫扣器的動作電流還應滿足條件(二)低壓斷路器過電流脫扣器動作電流的整定為絕緣導線和電纜的允許載流量；為絕緣導線和電纜的允許過負荷倍數(shù)：對瞬時和短延時的過流脫扣器，一般取4.5；對長延時過流脫扣器，可取1；對有爆炸性氣體和粉塵區(qū)域的線路，應取0.8。二.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護第三十四頁，共200頁。(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不小于線路的計算電流，即二.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護第三十五頁，共200頁。2.熱脫扣器動作電流的整定熱脫扣器用于過負荷保護，其動作電流按下式整定：(三)低壓斷路器熱脫扣器的選擇和整定

Krel為可靠系數(shù)，一般取1.1。二.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護第三十六頁，共200頁。選擇低壓斷路器滿足條件：(1)低壓斷路器的額定電壓應不低于保護線路的額定電壓。(2)低壓斷路器的額定電流應不小于它所安裝的脫扣器的額定電流。(3)低壓斷路器的類型應符合安裝條件、保護性能及操作方式的要求。因此應同時選擇其操作機構(gòu)型式。三.低壓斷路器的選擇和校驗第三節(jié)低壓斷路器保護第三十七頁，共200頁。低壓斷路器還必須進行斷流能力的校驗：(1)對動作時間在0.02s以上的萬能式(DW型)斷路器，其極限分斷電流應不小于通過它的最大三相短路電流周期分量有效值，即(2)對動作時間在0.02s及以下的塑料外殼式(DZ型)斷路器，其極限分斷電流或應不小于通過它的最大三相短路沖擊電流或，即或

三.低壓斷路器的選擇和校驗第三節(jié)低壓斷路器保護第三十八頁，共200頁。例3有一條380V動力線路，A，A；此線路首端的A。當?shù)丨h(huán)境溫度為+30℃。試選擇此線路的BLV型導線的截面、穿線的硬塑料管直徑和線路上裝設的DW16型低壓斷路器及其過流脫扣器的規(guī)格。解：(1)選擇低壓斷路器及其過流脫扣器的規(guī)格查附錄表6知，DW16-630型低壓斷路器的過流脫扣器額定電流，故初步選DW16-630型斷路器，其。

(2)選擇導線截面和穿線管直徑查附錄表19-3知，當A=70mm2

的BLV型鋁芯塑料線三根線穿管在30℃時，其AA，故按發(fā)熱條件可選A=70mm2，管徑選為50mm。

校驗機械強度：由附錄表15可知，最小截面為2.5mm2?，F(xiàn)在A=70mm2

，故滿足機械強度要求。校驗斷流能力：再查附錄表6知，所選DW16-630型斷路器的，滿足要求。設瞬時脫扣電流整定為3倍，即。而，不滿足的要求，因此需增大脫扣電流。如脫扣電流整定為4倍時，，滿足脫扣電流躲過尖峰電流的要求。(3)校驗導線與低壓斷路器保護的配合由于瞬時過流脫扣器整定為，而，不滿足的要求。因此將導線截面增大為95mm2，這時其，滿足導線與保護裝置配合的要求。相應的穿線塑料管直徑改選為65mm。三.低壓斷路器的選擇和校驗第三節(jié)低壓斷路器保護第三十九頁，共200頁。為保證低壓斷路器的瞬時或短延時過流脫扣器在系統(tǒng)最小運行方式下在其保護區(qū)內(nèi)發(fā)生最輕微的故障時能可靠地動作，低壓斷路器保護的靈敏度必須滿足下列條件瞬時或短延時過流脫扣器的動作電流；為其保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的單相短路電流（對TN和TT系統(tǒng)）或兩相短路電流（對IT系統(tǒng)）；K為靈敏系數(shù)的最小比值，一般取1.3。四.低壓斷路器過電流保護靈敏度的檢驗第三節(jié)低壓斷路器保護第四十頁，共200頁。（一）前后兩低壓斷路器之間是否符合選擇性配合一般來說，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的過流脫扣器，后一級低壓斷路器則采用瞬時過流脫扣器，而且動作電流也是前一級大于后一級，前一級的動作電流至少不小于后一級動作電流的1.2倍，即五.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第三節(jié)低壓斷路器保護第四十一頁，共200頁。(二)低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合通過斷路器與熔斷器的保護特性曲線。前一級低壓斷路器可按廠家提供的保護特性曲線考慮-30%～-20%的負偏差，而后一級熔斷器可按廠家提供的保護特性曲線考慮+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，則前后兩級保護可實現(xiàn)選擇性動作，而且兩條曲線之間留有的裕量越大，則兩者動作的選擇性越有保證。

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第三節(jié)低壓斷路器保護第四十二頁，共200頁。4343第六章工廠供電系統(tǒng)的過電流保護

第四節(jié)常用的保護繼電器工廠供電第四十三頁，共200頁。44第四十四頁，共200頁。45第四十五頁，共200頁。第四十六頁，共200頁。47第四十七頁，共200頁。

繼電器是一種在其輸入的物理量（電氣量或非電氣量）達到規(guī)定值時，其電氣輸出電路被接通或被分斷的自動電器。

繼電器按其輸入量的性質(zhì)分為電氣繼電器和非電氣繼電器兩大類。按其用途分為控制繼電器和保護繼電器兩大類，保護繼電器按其在繼電保護電路中的功能，可分測量繼電器和有或無繼電器兩大類。

一.概述第四節(jié)常用的保護繼電器第四十八頁，共200頁。

測量繼電器裝設在繼電保護電路中的第一級，用來反應被保護元件的特性變化。當其特性量達到動作值時即行動作，它屬于基本繼電器或啟動繼電器。有或無繼電器是一種只按電氣量是否在其工作范圍內(nèi)或者為零時而動作的電氣繼電器，包括時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器等，在繼電保護裝置中用來實現(xiàn)特定的邏輯功能，屬于輔助繼電器，亦稱邏輯繼電器。

保護繼電器按其組成元件分，有機電型、晶體管型和微機型等。

機電型繼電器按其結(jié)構(gòu)原理分，有電磁式、感應式等繼電器。一.概述第四節(jié)常用的保護繼電器第四十九頁，共200頁。

保護繼電器按其反應的物理量分，有電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、瓦斯（氣體）繼電器等。保護繼電器按其反應的物理量數(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、欠電壓繼電器等。保護繼電器按其在保護裝置中的用途分，有啟動繼電器、時間繼電器、信號繼電器、中間（亦稱出口）繼電器等。一.概述第四節(jié)常用的保護繼電器第五十頁，共200頁。過電流保護裝置的框圖當線路上發(fā)生短路時，啟動用的電流繼電器）KA瞬時動作，使時間繼電器KT啟動，經(jīng)整定的一定時限（延時）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QF自動跳閘。一.概述第四節(jié)常用的保護繼電器第五十一頁，共200頁。

保護繼電器按其動作于斷路器的方式分，有直接動作式（直動式）和間接動作式兩大類。

斷路器操作機構(gòu)中的脫扣器（跳閘線圈）實際上就是一種直動式繼電器，而一般的保護繼電器均為間接動作式。

保護繼電器按其與一次電路的聯(lián)系方式分，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流脫扣器和失壓脫扣器，實際上就是一次式繼電器，并且也是直動式繼電器。二次式繼電器的線圈連接在電流互感器和電壓互感器的二次側(cè)，通過互感器與一次電路相聯(lián)系。高壓供電系統(tǒng)中的保護繼電器都屬于二次式繼電器。二.電磁式電流繼電器和電壓繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第五十二頁，共200頁。保護繼電器型號的表示和含義□□-□□/□□

動作原理代號派生產(chǎn)品代號主要功能代號主要規(guī)格代號設計序號產(chǎn)品特征或改進代號

(1)動作原理代號：D-電磁式；G-感應式；L-整流式；B-半導體式；W-微機式。

(2)主要功能代號：L-電流；Y-電壓；S-時間；X-信號；Z-中間；C-沖擊；CD-差動。

(3)產(chǎn)品特征或改進代號：用阿拉伯數(shù)字或字母A、B、C等表示。

(4)派生產(chǎn)品代號：C-可長期通電；X-帶信號牌；Z-帶指針；TH-濕熱帶用。

(5)設計序號和規(guī)格代號：用阿拉伯數(shù)字表示。下面分別介紹工廠供電系統(tǒng)中常用的幾種機電型保護繼電器。一.概述第四節(jié)常用的保護繼電器第五十三頁，共200頁。電磁式電流繼電器和電壓繼電器在繼電保護裝置中均為啟動元件，屬測量繼電器類。電流繼電器的文字符號為KA，電壓繼電器的文字符號為KV。(一)電磁式電流繼電器常用的DL-10系列電磁式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)。1-線圈2-電磁鐵3-鋼舌片4-靜觸點5-動觸點6-啟動電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿7-標度盤(銘牌)8-軸承9-反作用彈簧10-軸二.電磁式電流繼電器和電壓繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第五十四頁，共200頁。

(一)電磁式電流繼電器DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符a)DL-11型b)DL-12型c)DL-13型d)集中表示的圖形e)分開表示的圖形

二.電磁式電流繼電器和電壓繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第五十五頁，共200頁。(一)電磁式電流繼電器

當繼電器線圈1通過電流時，電磁鐵2中產(chǎn)生磁通，力圖使Z形鋼舌片3向凸出磁極偏轉(zhuǎn)。與此同時，軸10上的反作用彈簧9又力圖阻止鋼舌片偏轉(zhuǎn)。當繼電器線圈中的電流增大到使鋼舌片所受的轉(zhuǎn)矩大于彈簧的反作用力矩時，鋼舌片便被吸近磁極，使常開觸點閉合，常閉觸點斷開，繼電器動作。二.電磁式電流繼電器和電壓繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第五十六頁，共200頁。(一)電磁式電流繼電器過電流繼電器線圈中的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，鋼舌片在彈簧作用下返回起始位置。使過電流繼電器由動作狀態(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，即二.電磁式電流繼電器和電壓繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第五十七頁，共200頁。(一)電磁式電流繼電器三.熔斷器的選擇與校驗第二節(jié)熔斷器保護二.電磁式電流繼電器和電壓繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器

過量繼電器（如過電流繼電器），Kre總小于1，一般為0.8。Kre越接近于1，說明繼電器越靈敏。如果過電流繼電器的Kre過低時，還可能使保護裝置發(fā)生誤動作，第五十八頁，共200頁。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)：即撥動轉(zhuǎn)桿6來改變彈簧9的反作用力矩。（2）級進調(diào)節(jié)：即利用線圈1的串聯(lián)或并聯(lián)。當線圈由串聯(lián)改為并聯(lián)時，相當于線圈匝數(shù)減少一倍。電磁式繼電器的動作極為迅速，是一種瞬時繼電器。(一)電磁式電流繼電器二.電磁式電流繼電器和電壓繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第五十九頁，共200頁。電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)和動作原理，與上述電磁式電流繼電器基本相同，只是電壓繼電器的線圈為電壓線圈，且多作成低電壓（欠電壓）繼電器。低電壓繼電器的動作電壓Uop，為其線圈上的使繼電器動作的最高電壓；其返回電壓Ure

，為其線圈上的使繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最低電壓。低電壓繼電器的返回系數(shù)為KreKre值越接近于1，繼電器越靈敏。低電壓繼電器的Kre一般為1.25。

(二)電磁式電壓繼電器三.電磁式時間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十頁，共200頁。電磁式時間繼電器用來使保護裝置獲得所要求的延時（時限）。它屬于機電式有或無繼電器。時間繼電器的文字符號為KT。三.電磁式時間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十一頁，共200頁。DS-110、120系列電磁式時間繼電器的基本結(jié)構(gòu)如圖1-線圈2-電磁鐵3-可動鐵心4-返回彈簧5、6-瞬時靜觸點7-絕緣件8-瞬時動觸點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15-主靜觸點16-動作時限標度盤17-拉引彈簧18-彈簧拉力調(diào)節(jié)器19-摩擦離合器20-主齒輪21-小齒輪22-掣輪23、24-鐘表機構(gòu)傳動齒輪三.電磁式時間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十二頁，共200頁。DS-110、120系列電磁式時間繼電器內(nèi)部接線和圖形符號

a)DS-111、112、113、121、122、123型

b)DS-111C、112C、113C型

c)DS-115、116、125、126型

d)時間繼電器的緩吸線圈及延時閉合觸點e)時間繼電器的緩放線圈及延時斷開觸點

三.電磁式時間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十三頁，共200頁。當繼電器線圈接上工作電壓時，鐵心被吸入，使被卡住的一套鐘表機構(gòu)被釋放，同時切換瞬時觸點。在拉引彈簧作用下，經(jīng)過整定的時限，使主觸點閉合。

繼電器延時的時限可借改變主靜觸點的位置即主靜觸點與主動觸點的相對位置來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的時限范圍可在標度盤上標出。當繼電器的線圈斷電時，繼電器在彈簧作用下返回起始位置。三.電磁式時間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十四頁，共200頁。時間繼電器的線圈通常不按長時間接上額定電壓來設計，因此凡需長時間接上電壓工作的時間繼電器，如DS-111C型等，應在它動作后，利用其常閉瞬時觸點的斷開，使其線圈串入限流電阻，以限制線圈的電流，避免線圈過熱燒毀，同時又能維持繼電器的動作狀態(tài)。三.電磁式時間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十五頁，共200頁。電磁式信號繼電器在繼電保護裝置中用來發(fā)出保護裝置動作的指示信號。它也屬于機電式有或無繼電器。信號繼電器的文字符號為KS。常用的DX-11型電磁式信號繼電器，有電流型和電壓型兩種：電流型信號繼電器的線圈為電流線圈，阻抗小，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，在二次回路中必須并聯(lián)使用。四.電磁式信號繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十六頁，共200頁。

DX-11型信號繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-線圈2-電磁鐵3-彈簧4-銜鐵5-信號牌6-觀察窗口7-復位旋鈕8-動觸點9-靜觸點10-接線端子四.電磁式信號繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十七頁，共200頁。信號繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號如圖內(nèi)部接線和圖形符號a)內(nèi)部接線b)圖形符號

四.電磁式信號繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十八頁，共200頁。

正常狀態(tài)時，其信號牌是被銜鐵支持住的。當繼電器線圈通電時，銜鐵被吸向鐵心而使信號牌掉下，顯示其動作信號，同時帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90°，使固定在轉(zhuǎn)軸上的動觸點（導電條）與靜觸點接通，從而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號。要使信號停止，可旋轉(zhuǎn)外殼上的復位旋鈕，斷開信號回路，同時使信號牌復位。

四.電磁式信號繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第六十九頁，共200頁。電磁式中間繼電器在繼電保護裝置中用作輔助繼電器彌補主繼電器觸點數(shù)量或觸點容量的不足。它通常裝設在保護裝置的出口回路中，用以接通斷路器的跳閘線圈，所以它又稱出口繼電器。中間繼電器也屬于機電式有或無繼電器，其文字符號采用KM（本書中）。五.電磁式中間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十頁，共200頁。常用的DZ-10系列中間繼電器的基本結(jié)構(gòu)1-線圈2-電磁鐵3-彈簧4-銜鐵5-動觸點6、7-靜觸點8-連接線9-接線端子10-底座五.電磁式中間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十一頁，共200頁。電磁式中間繼電器的內(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

五.電磁式中間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十二頁，共200頁。當其線圈通電時，銜鐵被快速吸向電磁鐵，使觸點切換。當其線圈斷電時，繼電器快速釋放銜鐵，使觸點全部返回起始位置。五.電磁式中間繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十三頁，共200頁。

供電系統(tǒng)中，廣泛采用感應式電流繼電器作過電流保護兼電流速斷保護。感應式電流繼電器兼有上述電磁式電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能，可大大簡化繼電保護裝置。感應式電流繼電器組成的保護裝置采用交流操作，可簡化二次系統(tǒng)，減少投資，因此在中小型變配電所中應用非常普遍。六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十四頁，共200頁。1.基本結(jié)構(gòu)常用的GL-10、20系列感應式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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-制動永久磁鐵9-扇形齒輪10-蝸桿11-扁桿12-繼電器觸點13-時限調(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)插銷六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十五頁，共200頁。1.基本結(jié)構(gòu)電流繼電器由兩組元件構(gòu)成，一組為感應元件，另一組為電磁元件。感應元件主要包括線圈1、帶短路環(huán)3的電磁鐵2及裝在可偏轉(zhuǎn)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。六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十六頁，共200頁。1.基本結(jié)構(gòu)

GL15、25、16、26型電流繼電器有兩對相連的常開和常閉觸點，根據(jù)繼電保護的要求，其動作程序是常開觸點先閉合，常閉觸點后斷開，即構(gòu)成一組“先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點”。電流繼電器“先合后斷轉(zhuǎn)換觸點”的動作說明a)正常位置b)動作后常開觸點先閉合c)接著常閉觸點斷開1-上止檔2-常閉觸點3-常開觸點4-銜鐵5-下止檔6-簧片

六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十七頁，共200頁。2.工作原理和特性當線圈1有電流IKA通過時，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磁通Φ1和Φ2，穿過鋁盤4。這時作用于鋁盤上的轉(zhuǎn)矩為感應式電流繼電器的轉(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

Ψ為Φ1與Φ2之間的相位差。上式通常稱為感應式機構(gòu)的基本轉(zhuǎn)矩方程。六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第七十八頁，共200頁。由于，而Ψ

為常數(shù)，因此鋁盤在轉(zhuǎn)矩M1作用下轉(zhuǎn)動，同時切割永久磁鐵8的磁通，在鋁盤上感應出渦流，渦流又與永久磁鐵的磁通作用，產(chǎn)生一個與M1反向的制動力矩M2。制動力矩M2與鋁盤轉(zhuǎn)速n成正比，即六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器2.工作原理和特性第七十九頁，共200頁。

當鋁盤轉(zhuǎn)速n增大到某一定值時，M1=M2，這時鋁盤勻速轉(zhuǎn)動。繼電器的鋁盤在上述M1和M2的共同作用下，鋁盤受力有使框架繞軸順時針方向偏轉(zhuǎn)的趨勢，但受到彈簧7的阻力。當繼電器線圈電流增大到繼電器的動作電流值Iop時，鋁盤受到的力也增大到可克服彈簧的阻力，使鋁盤帶動框架前偏，使蝸桿10與扇形齒輪9嚙合，這就叫做繼電器動作。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12切換，同時使信號牌掉下，從觀察窗口可看到紅色或白色的信號指示，表示繼電器已經(jīng)動作。使感應元件動作的最小電流，稱為其動作電流Iop

。

六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器2.工作原理和特性第八十頁，共200頁。繼電器線圈中的電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快，使扇形齒輪沿蝸桿上升的速度也越快，動作時間也越短，這就是感應式電流繼電器的“反時限特性”（也稱“反比延時特性”），如圖所示的曲線abc，這一特性是其感應元件所產(chǎn)生的。感應式電流繼電器的動作特性曲線abc-感應元件的反時限特性bb′d-電磁元件的速斷特性六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器2.工作原理和特性第八十一頁，共200頁。當繼電器線圈進一步增大到整定的速斷電流時，電磁鐵2瞬時將銜鐵15吸下，使觸點12瞬時切換，同時使信號牌掉下。電磁元件的“電流速斷特性”，如曲線bb’d。因此該電磁元件又稱電流速斷元件。使電磁元件動作的最小電流，稱為其速斷電流。六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器2.工作原理和特性第八十二頁，共200頁。速斷電流Iqb與感應元件動作電流Iop的比值，稱為速斷電流倍數(shù)，即GL-10、20系列電流繼電器的速斷電流倍數(shù)nqb=2～8感應式電流繼電器的有一定限度的反時限動作特性，稱為“有限反時限特性”。六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器2.工作原理和特性第八十三頁，共200頁。3.動作電流和動作時限的調(diào)節(jié)

繼電器的動作電流（整定電流）Iop，可利用插銷16改變線圈匝數(shù)來進行級進調(diào)節(jié)，也可以利用調(diào)節(jié)彈簧7的拉力來進行平滑的細調(diào)。螺釘14來改變銜鐵15與電磁鐵2之間的氣隙來調(diào)節(jié)繼電器的速斷電流倍數(shù)nqb，氣隙越大nqb越大。繼電器感應元件的動作時限，可利用時限調(diào)節(jié)螺桿13來改變扇形齒輪頂桿行程的起點，以使動作特性曲線上下移動。注意，繼電器的動作時限調(diào)節(jié)螺桿的標度尺，是以10倍動作電流的動作時間來標度的。六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第八十四頁，共200頁。3.動作電流和動作時限的調(diào)節(jié)GL-11、21、15、25型電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號。GL-11、21、15、25型電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號a)GL-11、21型b)GL-15、25型c）圖形符號

六.感應式電流繼電器第四節(jié)常用的保護繼電器第八十五頁，共200頁。8686第六章工廠供電系統(tǒng)的過電流保護

第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護工廠供電第八十六頁，共200頁。

按GB/T50062-2008《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》規(guī)定：對3～66kV電力線路，應裝設相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護。一般工廠的高壓電力線路繼電保護裝置通常比較簡單。線路的相間短路保護，主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護。如果過電流保護動作時限不大于0.5～0.7s時，可不裝設電流速斷保護。相間短路保護應動作于斷路器的跳閘機構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。一.概述第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第八十七頁，共200頁。

線路的相間短路保護：采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護。如果過電流保護動作時限不大于0.5～0.7s時，可不裝設電流速斷保護。相間短路保護應動作于斷路器的跳閘機構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。線路的單相接地保護，有兩種方式：①絕緣監(jiān)視裝置，裝設在變配電所的高壓母線上，動作于信號；②有選擇性的單相接地保護，也作用與信號，當單相接地故障危及人身和設備安全時，則應動作于跳閘。過負荷的電纜線路，按GB50062規(guī)定，應裝設過負荷保護，動作于信號。一.概述第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第八十八頁，共200頁。(一)兩相兩繼電器式接線一次電路發(fā)生三相短路或兩相短路時，至少有一個繼電器要動作，使一次電路的斷路器跳閘。二.繼電保護裝置的接線方式第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第八十九頁，共200頁。繼電器電流IKA

與電流互感器二次電流I2的關(guān)系，引入接線系數(shù)Kw

：兩相兩繼電器式接線在一次電路發(fā)生任意相間短路時，Kw=1

，即其保護靈敏度都相同。二.繼電保護裝置的接線方式第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護(一)兩相兩繼電器式接線第九十頁，共200頁。又稱兩相電流差接線。正常工作時，流入繼電器的電流為兩相電流互感器二次電流的相量差。c二.繼電保護裝置的接線方式第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護(二)兩相一繼電器式接線第九十一頁，共200頁。二.繼電保護裝置的接線方式第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護(二)兩相一繼電器式接線一次電路發(fā)生三相短路時，流入繼電器的電流為電流互感器二次電流的倍（相量圖），即。第九十二頁，共200頁。兩相一繼電器式接線不同相間短路的相量分析a)三相短路b)A、C兩相短路c)A、B兩相短路d)B、C兩相短路在其一次電路的A、C兩相發(fā)生短路時，由于兩相短路電流反應在A相和C相中是大小相等、相位相反（圖b相量圖），因此流入繼電器的電流（兩相電流相量差）為互感器二次電流的2倍，即=2。在其一次電路的A、B兩相或B、C兩相發(fā)生短路時，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（圖c、d相量圖），即。二.繼電保護裝置的接線方式第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護(二)兩相一繼電器式接線第九十三頁，共200頁。

交流操作電源供電的繼電保護裝置主要有兩種操作方式：1.直接動作式利用斷路器手動操作機構(gòu)內(nèi)的過流脫扣器（跳閘線圈）YR作為直動式過流繼電器KA，接成兩相一繼電器式或兩相兩繼電器式。正常運行時，YR通過的電流遠小于其動作電流，因此不動作。而在一次電路發(fā)生相間短路時，YR動作，使斷路器QF跳閘。這種操作方式簡單經(jīng)濟，但保護靈敏度低，實際上較少應用。三.繼電保護裝置的操作方式第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第九十四頁，共200頁。正常運行時，電流繼電器KA的常閉觸點將跳閘線圈YR短路分流，YR中無電流通過，所以斷路器QF不會跳閘。當一次電路發(fā)生相間短路時，電流繼電器KA動作，其常閉觸點斷開，使跳閘線圈YR的短路分流支路被去掉（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，即所謂“去分流跳閘”。

去分流跳閘操作方式的接線也比較簡單，靈敏可靠，廣泛應用于工廠供電系統(tǒng)。三.繼電保護裝置的操作方式第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第九十五頁，共200頁。

有定時限過電流保護和反時限過電流保護兩種。定時限就是保護裝置的動作時限是按預先整定的動作時間固定不變的，與短路電流大小無關(guān)；而反時限就是保護裝置的動作時限原先是按10倍動作電流來整定的，而實際的動作時間則與短路電流大小呈反比關(guān)系變化，短路電流越大，動作時間越短。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第九十六頁，共200頁。(一)定時限過電流保護裝置的組成和工作原理原理電路如圖四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護a)接線圖(按集中表示法繪制)b)展開圖(按分開表示法繪制)QF-斷路器KA-電流繼電器(DL型)KT-時間繼電器(DS型)KS-信號繼電器(DX型)KM-中間繼電器(DZ型)YR-跳閘線圈第九十七頁，共200頁。(一)定時限過電流保護裝置的組成和工作原理

當一次電路發(fā)生相間短路時，電流繼電器KA瞬時動作，閉合其觸點，時間繼電器KT動作。KT經(jīng)過整定的時限后，其延時觸點閉合，使串聯(lián)的信號繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動作。KS動作后，其指示牌掉下，同時接通信號回路，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QF1-2隨之切斷跳閘回路。在短路故障被切除后，繼電保護裝置除KS外的其他所有繼電器均自動返回起始狀態(tài)，而KS則可手動復位。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第九十八頁，共200頁。(二)反時限過電流保護裝置的組成和工作原理原理電路圖四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護a)接線圖(按集中表示法繪制)b)展開圖(按分開表示法繪制QF-斷路器TA-電流互感器KA-電流繼電器(GL-15、25型)YR-跳閘線圈第九十九頁，共200頁。(二)反時限過電流保護裝置的組成和工作原理

當一次電路發(fā)生相間短路時，電流繼電器KA動作，經(jīng)過一定延時后（反時限特性），其常開觸點閉合，緊接著其常閉觸點斷開，斷路器QF因其跳閘線圈YR被“去分流”而跳閘，切除短路故障。在電流繼電器KA去分流跳閘的同時，其信號牌掉下，指示保護裝置已經(jīng)動作。在短路故障被切除后，繼電器返回，其信號牌可利用外殼上的旋鈕手動復位。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百頁，共200頁。

比較兩圖可以看出，“去分流跳閘”必須采用前面所示的”先合后斷“的轉(zhuǎn)換觸點。否則，假如常閉觸點先斷開，將造成電流互感器二次側(cè)帶負荷開路，這是不允許的，同時將使繼電器失電返回，不起保護作用。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百零一頁，共200頁。(三)過電流保護動作電流的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護帶時限過電流保護（含定時限和反時限）的動作電流，應躲過被保護線路的最大負荷電流（包括正常過負荷電流和尖峰電流），以免在通過時使保護裝置誤動作；而且其返回電流也應躲過被保護線路的最大負荷電流，否則保護裝置還可能發(fā)生誤動作。第一百零二頁，共200頁。(三)過電流保護動作電流的整定如圖四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護線路過電流保護整定說明圖

a)電路b)定時限過電流保護的時限整定說明c)反時限過電流保護的時限整定說明第一百零三頁，共200頁。假設線路WL2的首端k點發(fā)生相間短路，由于短路電流遠大于線路上的所有負荷電流，所以沿線路的過負荷保護裝置包括KA1、KA2均要動作。按照保護選擇性的要求，應該是靠近故障點k的保護裝置KA2首先動作，斷開QF2，切除故障線路WL2。這時由于故障線路WL2已被切除，保護裝置KA1應立即返回起始狀態(tài)，不致再斷開QF1。(三)過電流保護動作電流的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百零四頁，共200頁。(三)過電流保護動作電流的整定但是如果KA1的返回電流未躲過線路WL1的最大負荷電流時，則在KA2動作并斷開線路WL2后，KA1可能不返回而繼續(xù)保持動作狀態(tài)，經(jīng)過KA1所整定的動作時限后，錯誤地斷開斷路器QF1，造成線路WL1也停電，擴大了故障停電的范圍，這是不允許的。所以過電流保護裝置不僅動作電流應該躲過線路的最大負荷電流，而且其返回電流也應該躲過線路的最大負荷電流。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百零五頁，共200頁。(三)過電流保護動作電流的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護設保護裝置所連接的電流互感器變流比為，保護裝置的接線系數(shù)為，保護裝置的返回系數(shù)為，則線路的最大負荷電流換算到繼電器中的電流為。由于要求返回電流也要躲過最大負荷電流，即。而，因此。將此式寫成等式，計入一個可靠系數(shù)，即得到過電流保護裝置動作電流的整定計算公式為第一百零六頁，共200頁。(三)過電流保護動作電流的整定為保護裝置的可靠系數(shù)，對DL型電流繼電器取1.2，對GL型電流繼電器取1.3；為保護裝置的接線系數(shù)，對兩相兩繼電器式接線(相電流接線)為1，對兩相一繼電器式接線(兩相電流差接線)為；為線路上的最大負荷電流，可取為(1.5～3)為線路計算電流。采用斷路器手動操作機構(gòu)中的過流脫扣器(跳閘線圈)YR作過電流保護，過流脫扣器的動作電流（脫扣電流）應按下式整定：

為脫扣器的可靠系數(shù)，可取2～2.5。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百零七頁，共200頁。(四)過電流保護動作時限的整定過電流保護的動作時限，應按“階梯原則”進行整定，以保證前后兩級保護裝置動作的選擇性，也就是在后一級保護裝置的線路首端發(fā)生三相短路時，前一級保護的動作時間t1應比后一級保護中最長的動作時間t2大一個時間級差Δt，即四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百零八頁，共200頁。(四)過電流保護動作時限的整定時間級差Δt：前一級保護動作時間t1可能發(fā)生的負偏差（即提前動作）Δt1，后一級保護動作時間t2可能發(fā)生的正偏差（即延后動作）Δt2，保護裝置GL型感應式繼電器動作時具有的慣性誤差Δt3。保險時間Δt4（可取0.1～0.15s）。因此時間級差應為四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百零九頁，共200頁。(四)過電流保護動作時限的整定定時限過電流保護：Δt=0.5s；反時限過電流保護：Δt=0.7s。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百一十頁，共200頁。反時限過電流保護的動作時限，GL型電流繼電器的時限調(diào)節(jié)機構(gòu)是按“10倍動作電流的動作時限”來標度的，因此要根據(jù)前后兩級保護的GL型繼電器的動作特性曲線來整定。假設上圖a所示電路中，后一級保護KA2的10倍動作電流的動作時限已整定為t2。現(xiàn)在要整定前一級保護KA1的10倍動作電流的動作時限t1，整定計算的步驟如下(四)過電流保護動作時限的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百一十一頁，共200頁。(1)計算WL2首端的三相短路電流Ik反應到KA2中的電流值Kw(2)為KA2與電流互感器相連接的接線系數(shù)；Ki(2)為KA2所連電流互感器的變流比。(四)過電流保護動作時限的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百一十二頁，共200頁。(2)計算I’k(2)

對KA2的動作電流Iop(2)

的倍數(shù)，即(四)過電流保護動作時限的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百一十三頁，共200頁。(3)確定KA2的實際動作時間。在上圖所示KA2的動作特性曲線的橫坐標軸上，找出n2，然后向上找到該曲線上的a點，該點在縱坐標上對應的動作時間i’2

就是KA2在通過I’(2)

時的實際動作時間。(4)計算KA1必需的實際動作時間。根據(jù)保護選擇性的要求，KA1的實際動作時間；取s，故s。(四)過電流保護動作時限的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百一十四頁，共200頁。(5)計算WL2首端的三相短路電流Ik反應到KA1中的電流值，即

為KA1與電流互感器相連接的接線系數(shù)；為KAI所連電流互感器的變流比。(四)過電流保護動作時限的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百一十五頁，共200頁。(四)過電流保護動作時限的整定四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護(6)計算對KA1的動作電流的倍數(shù)，即(7)確定KA1的10倍動作電流的動作時限。從圖6-25所示KA1的動作特性曲線的橫坐標軸上找出n1，從縱坐標軸上找出，然后找到n1與相交的坐標b點，這b點所在曲線所對應的10倍動作電流的動作時間t1即為所求。第一百一十六頁，共200頁。(五)過電流保護的靈敏度及提高靈敏度的措施—低電壓閉鎖四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護

1.過電流保護的靈敏度保護靈敏度。對于線路過電流保護，應取被保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流。而。過電流保護的靈敏度必須滿足的條件為如果過電流保護作為后備保護，其保護靈敏度。

當過電流保護靈敏度達不到上述要求時，可采用低電壓閉鎖保護來提高其靈敏度。第一百一十七頁，共200頁。KV-低電壓繼電器

(五)過電流保護的靈敏度及提高靈敏度的措施—低電壓閉鎖四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護2.低電壓閉鎖的過電流保護如圖保護電路，在線路過電流保護的過電流繼電器KA的常開觸點回路中，串入低電壓繼電器KV的常閉觸點，而KV經(jīng)過電壓互感器TV接在被保護線路的母線上。第一百一十八頁，共200頁。

2.低電壓閉鎖的過電流保護系統(tǒng)正常運行時，母線電壓接近于額定電壓，因此低電壓繼電器KV的常閉觸點是斷開的。這時的過電流繼電器KA即使由于線路過負荷而誤動作（即KA觸點閉合）也不致造成斷路器QF誤跳閘。正因為如此，凡裝有低電壓閉鎖的過電流保護裝置的動作電流Iop

，不必按躲過線路的最大負荷電流ILmax

來整定，而只需按躲過線路的計算電流I30來整定。當然保護裝置的返回電流也Ire應躲過I30。因此，裝有低電壓閉鎖的過電流保護的動作電流整定計算公式為(五)過電流保護的靈敏度及提高靈敏度的措施—低電壓閉鎖四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百一十九頁，共200頁。如電壓繼電器KV的動作電壓Uop，按躲過母線正常最低工作電壓Umin

來整定，當然其返回電壓也應躲過Umin。因此低電壓繼電器動作電壓的整定計算公式為(五)過電流保護的靈敏度及提高靈敏度的措施—低電壓閉鎖四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護

Umin

為母線最低工作電壓，?。?.85～0.95）UN，UN為線路額定電壓；為保護裝置的可靠系數(shù)，可取1.2；為低電壓繼電器的返回系數(shù)，一般取1.25；為電壓互感器的變壓比。第一百二十頁，共200頁。(六)定時限過電流保護與反時限過電流保護的比較定時限過電流保護優(yōu)點：動作時間比較精確，整定簡便，動作時間與短路電流大小無關(guān)，不會因短路電流小而使故障時間延長。缺點：所需繼電器多，接線復雜，且需直流電源，投資較大。越靠近電源，其動作時間越長。反時限過電流保護優(yōu)點：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時實現(xiàn)電流速斷保護，可采用交流操作，簡單經(jīng)濟，投資大大降低。缺點：動作時限整定麻煩，誤差較大；當短路電流小時，其動作時間可能相當長，延長了故障持續(xù)時間；越靠近電源、動作時間越長。四.帶時限的過電流保護第五節(jié)工廠高壓線路的繼電保護第一百二十一頁，共200頁。利用和KA1已整定的時間，查附錄表21-2的GL-15型繼電器動作特性曲線，得KA1的實際動作時間。由此可得KA2的實際動作時間應為：根據(jù)GL-15/10型繼電器的規(guī)格，動作電流整定為9A。

(2)整定KA2的動作時間先確定KA1的實際動作時間。由于k-1點發(fā)生三相短路時KA1中的電流為例4某10kV電力線路，如圖6-28所示。已知TA1的變流比為100/5A，TA2的變流比為50/5A。WL1和WL2的過電流保護均采用兩相兩繼電器式接線，繼電器均為GL-15/10型。今KA1已經(jīng)整定，其動作電流為7A，10倍動作電流的動作時限為1s。WL2的計算電流為28A，WL2首端k-1點的三相短路電流為500A，其末端k-2點的三相短路電流為160A。試整定KA2的動作電流和動作時間，并檢驗其保護靈敏度。圖6-29例6-4的電力線路解：(1)整定KA2的動作電流取，而