工廠供配電系統(tǒng)的保護(hù)

工廠供配電系統(tǒng)的保護(hù)第1頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一供配電系統(tǒng)保護(hù)裝置的作用和要求常用保護(hù)繼電器的類型與結(jié)構(gòu)工廠高壓線路繼電保護(hù)電力變壓器的保護(hù)工廠低壓供電系統(tǒng)的保護(hù)電氣設(shè)備的防雷與接地內(nèi)容提要第2頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一1．供配電系統(tǒng)保護(hù)裝置的作用保護(hù)裝置的作用是：在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)檢測(cè)出故障，迅速而有選擇地將故障區(qū)域從供電系統(tǒng)中切除，以免系統(tǒng)設(shè)備繼續(xù)遭到破壞。另一作用是及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中不正常運(yùn)行，如過載、欠電壓等情況時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便及時(shí)處理，保證安全可靠地供電。2．過電流保護(hù)裝置的基本要求為了使保護(hù)裝置能夠正確地反映故障并起到保護(hù)作用，過電流保護(hù)裝置必須滿足以下四個(gè)基本要求，即選擇性、快速性、可靠性和靈敏性。6.1供配電系統(tǒng)保護(hù)裝置的作用和要求第3頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置應(yīng)先動(dòng)作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其它無故障部分繼續(xù)運(yùn)行，滿足這一要求的動(dòng)作就叫有選擇性。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離故障最近的保護(hù)裝置不動(dòng)作，而離故障點(diǎn)遠(yuǎn)的保護(hù)裝置動(dòng)作，這叫失去選擇性?？焖傩员Ｗo(hù)裝置應(yīng)盡快動(dòng)作，迅速切除故障?？煽啃员Ｗo(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，必須可靠動(dòng)作，不應(yīng)拒動(dòng)作，在不該它動(dòng)作的情況下就不應(yīng)該誤動(dòng)作。靈敏性保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力稱為靈敏性第4頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一靈敏系數(shù)為：系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式（指電力系統(tǒng)處于短路阻抗為最大，短路電流為最小的狀態(tài)的一種運(yùn)行方式）時(shí)保護(hù)區(qū)末端的短路電流；保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流。兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系為：保護(hù)裝置的靈敏性第5頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一3．工廠常用保護(hù)裝置的類型（1）繼電保護(hù)。繼電保護(hù)是用各種不同類型的繼電器按一定方式連接和組合，構(gòu)成繼電保護(hù)裝置。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)事故或故障時(shí)，檢測(cè)出并使相應(yīng)的高壓斷路器跳閘，將故障部分切除，或給出報(bào)警信號(hào)。繼電保護(hù)適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中。（2）熔斷器保護(hù)。熔斷器保護(hù)廣泛適用于高、低壓供電系統(tǒng)。由于裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在供電系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。但是它的斷流能力較小，選擇性差，熔體熔斷后更換不方便，不能迅速恢復(fù)供電，因此在要求供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜用。（3）低壓斷路器保護(hù)。這種保護(hù)又稱低壓自動(dòng)開關(guān)保護(hù)。由于低壓斷路器帶有多種脫扣器，能夠進(jìn)行過電流、過負(fù)載、失電壓和欠電壓保護(hù)等，而且可作為控制開關(guān)進(jìn)行操作，因此在對(duì)供電可靠性要求較高且頻繁操作的低壓供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。第6頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一繼電器的特征是，當(dāng)輸入的物理量達(dá)到一定值時(shí)或某物理量一輸入時(shí)就能自動(dòng)動(dòng)作。根據(jù)繼電器反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、電壓繼電器、氣體繼電器等。根據(jù)繼電器的工作原理分，有電磁式、感應(yīng)式等。按其反應(yīng)參量變化情況分，有過電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器等。按其與一次電路的聯(lián)系分，有一次式和二次式。一次式繼電器的線圈是與一次電路直接相連的。二次式繼電器的線圈連接在電流互感器或電壓互感器的二次側(cè)。繼電保護(hù)中用的繼電器都是二次式繼電器。6.2常用保護(hù)繼電器的類型與結(jié)構(gòu)第7頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一1．電流繼電器如圖為DL-10系列電流繼電器的結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)線圈1上通以電流時(shí)，將產(chǎn)生磁通，經(jīng)過由電磁鐵2、空氣隙所組成的磁路，鋼舌片3被電磁鐵的磁場(chǎng)磁化，從而產(chǎn)生電磁力，電磁力克服軸10上的反作用彈簧9的作用力，使鋼舌片3轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度吸近磁極，使常開接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開。當(dāng)線圈上的信號(hào)減小或消失時(shí)，電磁力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不足以克服彈簧拉力和摩擦力所產(chǎn)生的阻力矩，即鋼舌片3被彈簧拉回原來位置，繼電器恢復(fù)到起始狀態(tài)。第8頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一2.電壓繼電器

電壓繼電器與電流繼電器的結(jié)構(gòu)基本相同，只是電壓繼電器的線圈為電壓線圈，多做成欠電壓繼電器。正常工作時(shí)，電壓繼電器的接點(diǎn)動(dòng)作，當(dāng)電壓低于它的整定時(shí)，繼電器會(huì)恢復(fù)起始位置。低電壓繼電器的返回系數(shù)Kre大于1，越接近1，越靈敏，一般取1.25。電壓繼電器的文字符號(hào)為KV。第9頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一中間繼電器觸頭數(shù)量多（一般有8對(duì)），容量也大（5~10A）。當(dāng)電壓繼電器、電流繼電器的觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，可以利用中間繼電器作為功率放大，當(dāng)繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量不夠時(shí)，利用中間繼電器增加觸點(diǎn)數(shù)量以控制多條回路。所以說中間繼電器的作用是增加觸點(diǎn)的數(shù)目或增大觸點(diǎn)的容量。

6.2.2

電磁式中間繼電器第10頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一信號(hào)繼電器在繼電保護(hù)裝置中的作用是用來發(fā)出指示信號(hào)的。分為電流型和電壓型兩種，電流型信號(hào)繼電器的線圈為電流線圈，串聯(lián)在回路中，電壓型信號(hào)繼電器的線圈為電壓線圈，并聯(lián)在回路中。常用的是DX-11型電磁式信號(hào)繼電器

6.2.3

電磁式信號(hào)繼電器第11頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一時(shí)間繼電器在繼電保護(hù)裝置中的作用是用來保護(hù)裝置獲得所需要的延時(shí)。常用的是DS110（用于直流）、120（用于交流）系列6.2.4

電磁式時(shí)間繼電器第12頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一感應(yīng)式電流繼電器常用的型號(hào)是GL10、20系列，它屬測(cè)量元件，廣泛應(yīng)用于反時(shí)限的繼電保護(hù)中。GL型電流繼電器實(shí)際上由感應(yīng)部分和電磁部分構(gòu)成，感應(yīng)部分帶有反時(shí)限特性，而電磁部分是瞬時(shí)動(dòng)作的6.2.5

感應(yīng)式電流繼電器第13頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一為了表述繼電器電流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)KW6.3工廠高壓線路繼電保護(hù)繼電保護(hù)裝置由互感器、繼電器和其他一些輔助元件組成。它是一種反應(yīng)短路故障和不正常工作狀態(tài)的自動(dòng)裝置。對(duì)短路故障使斷路器跳閘，對(duì)不正常工作狀態(tài)一般發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于工廠的供電線路大多距離較短，容量不是很大，因此其保護(hù)裝置通常比較簡(jiǎn)單。過電流保護(hù)和速斷保護(hù)是保護(hù)線路相間短路的簡(jiǎn)單可靠的繼電保護(hù)裝置。6.3.1

電流互感器與電流繼電器的接線方式1．電流互感器與電流繼電器的接線方式（1）三相式接線（見圖6.9）。這種接線中，通過繼電器的電流就是電流互感器流出的二次電流。第14頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一三相三繼電器的三相星形接線（三相式接線）三相星形接線時(shí)，兩個(gè)電流是相等的，因此接線系數(shù)KW＝1。常用于110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，作為相間短路和單相短路的保護(hù)。Ｙ，d11變壓器的過電流保護(hù)大都采用這種接線方式，以提高繼電保護(hù)裝置的靈敏度。第15頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一兩相兩繼電器的兩相星形接線（兩相式接線）接線系數(shù)KW＝1。只用了兩個(gè)電流互感器和兩個(gè)繼電器，接線簡(jiǎn)單，所用設(shè)備較少，在6~10kV小接地短路電流系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。第16頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一兩相一繼電器的兩相差式接線（兩相差式接線）能反應(yīng)所有相間短路，而不能完全反應(yīng)單相短路和兩相接地短路，但保護(hù)靈敏度有所不同，有的甚至相差一倍，因此不如兩相式接線。但它接線簡(jiǎn)單，使用繼電器最少，可以作為10kV及以下工廠企業(yè)的高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)。第17頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一2．繼電保護(hù)裝置的操作電源繼電保護(hù)裝置、信號(hào)裝置及斷路器操作機(jī)構(gòu)等都需要有一個(gè)可靠的電源，即操作電源。它應(yīng)能在正?；蚬收锨闆r下向這些裝置不間斷地供電。繼電保護(hù)裝置的操作電源，分為直流操作電源和交流操作電源。直流操作電源，有蓄電池組和硅整流裝置?，F(xiàn)在工廠企業(yè)的變配電所大多采用硅整流裝置（一般帶有電容儲(chǔ)能裝置）作直流操作電源。交流操作電源具有投資少，保護(hù)裝置接線簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在中小工廠中廣泛應(yīng)用。交流操作電源繼電保護(hù)裝置的操作方式如下。第18頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一利用斷路器操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的過流脫扣器（跳閘線圈）YR直接動(dòng)作于跳閘，可接成兩相式或兩相差式接線。正常運(yùn)行時(shí)，YR流過的電流小于YR的動(dòng)作電流，因此不動(dòng)作。而當(dāng)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的電流達(dá)到動(dòng)作值。使斷路器QF跳閘。這種接線不另設(shè)繼電器，設(shè)備最少，接線簡(jiǎn)單，但由于受脫扣器型號(hào)的限制，實(shí)際上很少用。直接動(dòng)作式第19頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一正常運(yùn)行時(shí)，電流繼電器KA的常閉接點(diǎn)將跳閘線圈YR短路，YR無電流流過，斷路器QF不會(huì)跳閘。而在一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，KA動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)斷開，使YR的短路分流支路被去掉（即“去分流”），電流互感器的二次側(cè)的電流全部流過YR，斷路器跳閘。接線簡(jiǎn)單，靈敏度較高，但要求繼電器的觸點(diǎn)容量較大。對(duì)于GL15、16的反時(shí)限的電流繼電器完全能達(dá)到要求。因此這種去分流跳閘的操作方式在工廠企業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。去分流式第20頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一1．定時(shí)限過電流保護(hù)裝置組成和原理所謂定時(shí)限過電流保護(hù)裝置，就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限是一定的，不隨通過保護(hù)裝置電流大小的變化而變化。定時(shí)限過電流保護(hù)裝置采用直流操作電源，原理接線如右圖6.14所示。第21頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一2．反時(shí)限過電流保護(hù)裝置組成和原理所謂反時(shí)限過電流保護(hù)裝置，就是保護(hù)裝置動(dòng)作的時(shí)限是變化的，它是隨通過保護(hù)裝置電流大小的變化而成反時(shí)限的變化，即通過保護(hù)裝置的故障電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，故障電流越小，動(dòng)作時(shí)間就長(zhǎng)。它是由GL型電流繼電器組成。由于現(xiàn)在生產(chǎn)的GL15、GL16等型電流繼電器，其觸點(diǎn)容量較大，短時(shí)分?jǐn)嚯娏髂芰蛇_(dá)150A，所以采用交流操作電源“去分流跳閘”的操作方式。這種方式在工廠供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。反時(shí)限保護(hù)裝置的原理接線如圖6.15所示。第22頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一圖6.15交流操作的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置原理圖第23頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一3．過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作原理和整定在供電系統(tǒng)中發(fā)生過載或短路時(shí)，主要特征是在供電線路上的電流增大。因此必須設(shè)置過電流保護(hù)裝置，對(duì)供電線路進(jìn)行過電流保護(hù)。第24頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一（1）過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定。能使保護(hù)裝置起動(dòng)的最小電流稱為保護(hù)裝置的動(dòng)作電流。帶時(shí)限的過電流保護(hù)裝置（包括定時(shí)限和反時(shí)限）的動(dòng)作電流應(yīng)躲過線路正常運(yùn)行時(shí)流經(jīng)本線路的最大負(fù)荷電流，其保護(hù)裝置的返回電流也必須躲過線路的最大負(fù)荷電流。過電流保護(hù)裝置動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式為：第25頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一各套保護(hù)裝置必須具有不同的動(dòng)作時(shí)限，為了保證前后兩級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，應(yīng)該按“階梯原則”進(jìn)行整定，也就是在后一級(jí)保護(hù)裝置的線路首端（此點(diǎn)為配合點(diǎn)）k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，前一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間t1應(yīng)比后一級(jí)保護(hù)中的動(dòng)作時(shí)間t2要大一個(gè)時(shí)間差Dt。即t1=t2+Dt，Dt一般取0.5。定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，利用時(shí)間繼電器來整定。一般說來，某一保護(hù)裝置的時(shí)限應(yīng)選擇得比它下一段各個(gè)保護(hù)裝置中最長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)限大一個(gè)時(shí)間階段Dt。①定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定和配合。第26頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一為了保證各保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過電流保護(hù)裝置也應(yīng)該按照階梯形的原則來選擇。但是由于它的動(dòng)作時(shí)限與通過保護(hù)裝置的電流有關(guān)，因此，它的動(dòng)作時(shí)限實(shí)際上指的是在某一短路電流下，或者說在某一動(dòng)作電流倍數(shù)下的動(dòng)作時(shí)限。前后級(jí)的配合點(diǎn)仍然在后一級(jí)保護(hù)裝置的線路首端，k點(diǎn)短路時(shí)，t1=t2+Dt，Dt一般取0.7。由于GL型電流繼電器的時(shí)限調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是按10倍動(dòng)作電流的時(shí)間來標(biāo)度的，因此，反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，要根據(jù)前后兩級(jí)保護(hù)的GL型繼電器的動(dòng)作曲線來整定。②反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定和配合。第27頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一為被保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流3.過電流保護(hù)裝置的靈敏度第28頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一斷路器越級(jí)跳閘后應(yīng)首先檢查保護(hù)及斷路器的動(dòng)作情況。如果是WL2的保護(hù)動(dòng)作，斷路器QF2拒絕跳閘造成越級(jí)，則應(yīng)在拉開拒跳斷路器QF2兩側(cè)的隔離開關(guān)后，將其它非故障線路送電；如果是因?yàn)楸Ｗo(hù)未動(dòng)作造成越級(jí)跳閘，則應(yīng)將各線路斷路器斷開，合上越級(jí)跳閘的斷路器QF1，再逐條線路試送電，發(fā)現(xiàn)故障線路后，將該線路停電，拉開斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再將其它非故障線路送電；如果是保護(hù)動(dòng)作，斷路器QF2跳閘，則應(yīng)拉開斷路器QF2兩側(cè)隔離開關(guān)，最后再查找斷路器拒絕跳閘或保護(hù)動(dòng)作的原因。4.越級(jí)跳閘處理第29頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一為了降低起動(dòng)電流，提高保護(hù)裝置的靈敏度，可采用具有低電壓閉鎖的過電流保護(hù)裝置。在線路過電流保護(hù)的過電流繼電器KA的常開觸點(diǎn)回路中，串入低電壓（欠電壓）繼電器KV的常閉觸點(diǎn)，而KV經(jīng)過電壓互感器TV接在被保護(hù)線路上。5.低電壓閉鎖的過電流保護(hù)圖6.17低電壓閉鎖的過電流保護(hù)線路第30頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一4．定時(shí)限和反時(shí)限過電流保護(hù)的比較定時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確，容易整定。而且不論短路電流大小，動(dòng)作時(shí)間是一定的，不會(huì)出現(xiàn)因短路電流小動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)。缺點(diǎn)是：繼電器數(shù)目較多，接線比較復(fù)雜。在靠近電源處短路時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)。反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單，用一套GL系列繼電器也可實(shí)現(xiàn)速斷保護(hù)，在靠近保護(hù)裝置安裝處短路時(shí)，能自動(dòng)縮短動(dòng)作時(shí)間，特別是可采用交流操作，因此簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在工廠供電系統(tǒng)中，車間變電所和配電線路用得較多。缺點(diǎn)是：整定、配合較麻煩，繼電器動(dòng)作時(shí)限誤差較大，當(dāng)距離保護(hù)裝置安裝處較遠(yuǎn)的地方發(fā)生短路時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，延長(zhǎng)了故障持續(xù)時(shí)間。

第31頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一電流速斷保護(hù)的組成電流速斷保護(hù)實(shí)質(zhì)上是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過電流保護(hù)。對(duì)于采用DL系列電流繼電器的速斷保護(hù)，就相當(dāng)于定時(shí)限過流保護(hù)中抽去時(shí)間繼電器。對(duì)于采用GL系列電流繼電器，則利用該繼電器的電磁元件來實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)。

電流速斷保護(hù)裝置的原理接線圖6.3.3

電流速斷保護(hù)第32頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一線路中短路電流的大小決定于短路點(diǎn)與電源間阻抗的大小，短路點(diǎn)離電源越遠(yuǎn)短路電流就越小。為了保證前后兩級(jí)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)的選擇性，因此電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過它所保護(hù)線路的末端最大短路電流來整定。整定公式為電流速斷保護(hù)的靈敏度按其安裝處（即線路首端）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)。即電流速斷保護(hù)的整定第33頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)第34頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一線路的過負(fù)荷保護(hù)只對(duì)可能出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路才予以裝設(shè)，一般延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。其動(dòng)作電流整定為6.3.4線路的過負(fù)荷保護(hù)第35頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，將產(chǎn)生很大的短路電流，一般能使保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切除故障部分。在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，其故障電流不大，只有很小的接地電容電流，而相間電壓仍然是對(duì)稱的，因此仍可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。如故障點(diǎn)系高電阻接地，則接地相電壓降低，其它兩相對(duì)地電壓高于相電壓；如系金屬性接地，則接地相電壓為零，但其它兩相的對(duì)地電壓升高倍，故對(duì)電氣設(shè)備的絕緣不利，如果長(zhǎng)此下去，可能使電氣設(shè)備的絕緣擊穿而導(dǎo)致兩相接地短路，從而引起斷路器跳閘，線路停電，因此必須裝設(shè)專用的絕緣監(jiān)察裝置或單相接地保護(hù)裝置。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，一般不跳閘，僅給出信號(hào)，使工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)，采取措施。6.3.5單相接地保護(hù)第36頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一1.絕緣監(jiān)察裝置

利用單相接地后出現(xiàn)零序電壓而發(fā)出信號(hào)的，在工廠供電系統(tǒng)中常用三相五柱式電壓互感器或三只三繞組單相電壓互感器作中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置第37頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一用瞬停拉線查找法，依次斷開故障所在母線上各分路開關(guān)。（1）試?yán)潆娋€路；（2）試?yán)p回線路或有其他電源的線路；（3）試?yán)€路長(zhǎng)、分支多、質(zhì)量差的線路；（4）試?yán)瓱o重要用戶或用戶的重要程度差的線路；（5）最后試?yán)瓗в兄匾脩舻木€路。如果接地信號(hào)消失，絕緣監(jiān)察電壓表指示恢復(fù)正常，即可以證明所瞬停的線路上有接地故障。對(duì)于一般不重要的用戶線路，可以停電并通知查找；對(duì)于重要用戶的線路，可以轉(zhuǎn)移負(fù)荷或者通知用戶做好準(zhǔn)備后停電查找故障點(diǎn)。經(jīng)逐條線路試停電查找，但接地現(xiàn)象仍不能消失，可能的原因是，兩條回路線路同時(shí)接地或站內(nèi)母線及連接設(shè)備接地。

單母線接線的10kW系統(tǒng)發(fā)生單相接地第38頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一2.零序電流保護(hù)

在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，除采用絕緣監(jiān)測(cè)裝置以外，也可以在每條線路上裝設(shè)單獨(dú)的接地保護(hù)，又稱零序電流保護(hù)，它是利用故障線路的比非故障線路的零序電流大的原理來實(shí)現(xiàn)有選擇性動(dòng)作的。

(1)架空線路的單相接地保護(hù)三相的二次電流矢量相加后流入繼電器。當(dāng)三相對(duì)稱運(yùn)行以及三相和兩相短路時(shí)，流入繼電器的電流等于零，發(fā)生單相接地時(shí)，零序電流才流過繼電器，所以稱它為零序電流過濾器第39頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(2）電纜線路的單相接地保護(hù)電纜線路的單相接地保護(hù)一般采用零序電流互感器。零序電流互感器的一次側(cè)即為電纜線路的三相，其鐵芯套在電纜的外面，二次線圈繞在零序電流互感器的鐵芯上，并與過電流繼電器相接注意：電纜頭的接地線必須穿過零序電流互感器的鐵芯，否則接地保護(hù)裝置不起作用第40頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(3）單相接地保護(hù)裝置動(dòng)作電流的整定

IC—發(fā)生單相接地時(shí)，被保護(hù)線路本身流入電網(wǎng)的電容電流；

Ki—零序電流互感器的變流比；

Krel—可靠系數(shù)。保護(hù)裝置不帶時(shí)限，取4～5，保護(hù)裝置帶時(shí)限，取1.5～2。校驗(yàn)在本線路發(fā)生單相接地時(shí)保護(hù)裝置的靈敏度，即：——流經(jīng)接地點(diǎn)的接地電容電流總和第41頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一6.4電力變壓器的保護(hù)6.4.1

電力變壓器保護(hù)裝置的設(shè)置1．變壓器易產(chǎn)生的故障和不正常工作狀態(tài)變壓器故障分內(nèi)部故障和外部故障兩種。常見內(nèi)部故障包括：線圈的相間短路、匝間或?qū)娱g短路、單相接地短路以及燒壞鐵芯等。這些故障都伴隨有電弧產(chǎn)生，電弧將會(huì)引起絕緣油的劇烈汽化，從而可能導(dǎo)致油箱爆炸等更嚴(yán)重的事故。常見的外部故障包括：套管及引出線上的短路和接地。最容易發(fā)生的外部故障是由于絕緣套管損壞而引起引出線的相間短路和碰殼后的接地短路。變壓器常見的不正常工作狀態(tài)是：過負(fù)荷、溫升過高以及油面下降超過了允許程度等。變壓器的過負(fù)荷和溫度的升高將使絕緣材料迅速老化，絕緣強(qiáng)度降低，除影響變壓器的使用壽命外，還會(huì)進(jìn)一步引起其他故障。第42頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一2．變壓器的保護(hù)裝置根據(jù)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)的規(guī)定，對(duì)于高壓側(cè)為6～10kV的車間變電所主變壓器應(yīng)裝設(shè)以下幾種保護(hù)裝置：（1）帶時(shí)限的過電流保護(hù)裝置。反映變壓器外部的短路故障，并作為變壓器速斷保護(hù)的后備保護(hù)，一般變壓器均應(yīng)裝設(shè)。（2）電流速斷保護(hù)裝置。反映變壓器內(nèi)外部故障。如果帶時(shí)限的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5～0.7s均應(yīng)裝設(shè)。（3）瓦斯保護(hù)裝置。反映變壓器內(nèi)部故障和油面降低時(shí)的保護(hù)裝置。對(duì)于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)裝設(shè)。通常輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳閘。（4）過負(fù)荷保護(hù)裝置。反映因過負(fù)荷引起的過電流。應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)裝置，一般過負(fù)荷保護(hù)裝置動(dòng)作于信號(hào)。（5）溫度保護(hù)裝置。反映變壓器上層油溫超過規(guī)定值（一般為95℃）的保護(hù)裝置，一般動(dòng)作于信號(hào)。第43頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一動(dòng)作電流整定：—為（1.5~3）I1N.T；其動(dòng)作時(shí)間亦按“階梯原則”整定，與線路過電流保護(hù)完全相同。對(duì)車間變電所來說，其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值（0.5s）。靈敏度按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路的高壓側(cè)穿越電流值來校驗(yàn)。1.變壓器的過電流保護(hù)6.4.2

變壓器的繼電保護(hù)第44頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一動(dòng)作電流整定：Ik.max為變壓器低壓側(cè)母線的三相短路電流換算到高壓側(cè)的穿越電流值。靈敏度按保護(hù)裝置安裝處（高壓側(cè)）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路的短路電流值來校驗(yàn)。電流速斷保護(hù)的不足之處是保護(hù)范圍受到限制，一般只能保護(hù)到變壓器電源側(cè)的部分線圈。因此，電流速斷保護(hù)必須和瓦斯保護(hù)以及過電流保護(hù)互相配合，才能可靠的對(duì)中小容量的變壓器起到保護(hù)作用。變壓器在空載投入或突然恢復(fù)電壓時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)沖擊性的勵(lì)磁電流，為了避免電流速斷保護(hù)誤動(dòng)作，可在速斷電流整定后，將變壓器空載試投若干次，以檢查速斷保護(hù)是否誤動(dòng)作。2.變壓器的電流速斷保護(hù)第45頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘,應(yīng)作如下檢查和處理:（1）檢查母線及母線上的設(shè)備是否有短路；（2）檢查變壓器及各側(cè)設(shè)備是否短路；（3）檢查低壓側(cè)保護(hù)是否動(dòng)作，各條線路的保護(hù)有無動(dòng)作；（4）確認(rèn)母線無電時(shí)，應(yīng)拉開該母線所帶的線路；（5）如系母線故障，應(yīng)視該站母線設(shè)置情況，用倒母線或轉(zhuǎn)帶負(fù)荷的方法處理；（6）經(jīng)檢查確認(rèn)是否越級(jí)跳閘，如是，應(yīng)試送變壓器；（7）試送良好，應(yīng)逐路檢查故障線路。

3.變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作后的故障分析第46頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一變壓器過負(fù)荷保護(hù)的組成、工作原理與線路過負(fù)荷保護(hù)的組成、工作原理完全相同，動(dòng)作電流整定計(jì)算公式與線路過負(fù)荷保護(hù)基本相同，只是式中的應(yīng)為變壓器一次側(cè)的額定電流。動(dòng)作時(shí)間取10~15s。

4.變壓器的過負(fù)荷保護(hù)瓦斯保護(hù)又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)裝置，是變壓器的主保護(hù)之一。對(duì)于800kVA及以上的油浸式變壓器以及400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于斷路器跳閘。

5．變壓器的瓦斯保護(hù)第47頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一瓦斯繼電器主要有浮筒式和開口杯式兩種類型.現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是開口杯式。上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落，這時(shí)上接點(diǎn)接通而接通信號(hào)回路，這稱之為“輕瓦斯動(dòng)作”。下觸點(diǎn)接通跳閘回路，這稱之為“重瓦斯動(dòng)作”

FJ3-80瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖(1)瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理第48頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一

優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作快、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障。缺點(diǎn)是：不能反應(yīng)變壓器油箱外、套管及聯(lián)接線上的故障，且由于繼電器結(jié)構(gòu)的不完善等造成誤動(dòng)作較多。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，只要加強(qiáng)試驗(yàn)及運(yùn)行維護(hù)工作，瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作是可以防止的。

(2)變壓器瓦斯保護(hù)的接線第49頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一收集瓦斯繼電器內(nèi)的氣體做色譜分析，如無氣體，應(yīng)檢查二次回路和瓦斯繼電器的接線柱及引線絕緣是否良好；檢查油位、油溫、油色有無變化；檢查防爆管是否爆裂噴油；檢查變壓器外殼有無變形，焊縫是否開裂噴油；如果經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)任何異常，而確系因二次回路故障引起誤動(dòng)作時(shí)，可退出瓦斯保護(hù)，投入其它保護(hù)，試送變壓器，并密切監(jiān)視；在瓦斯保護(hù)的動(dòng)作原因未查清前，不得合閘送電。(3)變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的故障分析第50頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一6．變壓器的差動(dòng)保護(hù)（1）變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理。變壓器的差動(dòng)保護(hù)，主要是用來保護(hù)變壓器線圈及其引出線和絕緣套管的相間保護(hù)，還可以保護(hù)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。變壓器的差動(dòng)保護(hù)，由變壓器兩側(cè)的電流互感器和繼電器等構(gòu)成。差動(dòng)保護(hù)是反映被保護(hù)元件兩側(cè)電流差而動(dòng)作的保護(hù)裝置。圖6.29變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的工作原理第51頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一7.保護(hù)故障分析實(shí)例

某中型工廠新建35kV變電所在運(yùn)行中發(fā)生多次越級(jí)跳閘事故。10kV線路WL1故障，其斷路器跳閘，但同時(shí)變壓器過電流保護(hù)跳閘，造成10kV母線停電，中斷其它線路的供電。第52頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一變壓器過電流保護(hù)整定值與下級(jí)整定值配合不當(dāng)；變壓器過電流保護(hù)整定值校驗(yàn)不準(zhǔn)，取值過??；WL1線路過電流整定值校驗(yàn)不準(zhǔn)，取值過大；變壓器過電流繼電器線圈并聯(lián)接成串聯(lián)，以至整定值縮小一半；WL1線路過電流繼電器線圈串聯(lián)接成并聯(lián)，以至整定值增大一半；變壓器過電流時(shí)間與WL1線路過電流時(shí)間配合不當(dāng)。分析引起變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作的原因第53頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一

在變壓器和WL1線路保護(hù)柜的電流互感器二次側(cè)的試驗(yàn)端子排處，把兩過電流保護(hù)的交流回路串聯(lián)起來，再串接WL1的斷路器的主接點(diǎn)。沖擊地加入可使兩過電流保護(hù)動(dòng)作的電流值。正常的話，WL1的斷路器主接點(diǎn)斷開試驗(yàn)交流電源（模擬短路電流），變壓器達(dá)不到動(dòng)作時(shí)間而返回，不會(huì)跳閘。但事實(shí)變壓器和WL1的斷路器都動(dòng)作跳閘。因此判斷問題出在變壓器保護(hù)回路的接線上。經(jīng)查變壓器保護(hù)裝置的二次接線，發(fā)現(xiàn)過流保護(hù)裝置的時(shí)間繼電器接點(diǎn)接錯(cuò)，動(dòng)作時(shí)間縮短，與線路的過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一樣。因而在線路故障時(shí)，變壓器過流保護(hù)和線路過流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，造成越級(jí)跳閘母線停電。

驗(yàn)證原因第54頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一電氣人員對(duì)任何一套保護(hù)做試驗(yàn)時(shí)，不但要做好各繼電器的檢驗(yàn)，還要認(rèn)真做好整組試驗(yàn)。查二次接線故障時(shí)，要把控制、保護(hù)、信號(hào)回路原理圖和安裝接線圖結(jié)合在一起分析，查找故障時(shí)少走彎路。并要求安裝人員保證施工質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并改正。

故障分析第55頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一當(dāng)有大容量的動(dòng)力設(shè)備起動(dòng)時(shí)，負(fù)荷變化較大，變壓器聲音增大過負(fù)荷使變壓器發(fā)出很高而且沉重的“嗡嗡”聲個(gè)別零件松動(dòng)，變壓器發(fā)出強(qiáng)烈而不均勻的“噪音”內(nèi)部接觸不良，或絕緣有擊穿，變壓器發(fā)出放電的“劈啪”聲系統(tǒng)短路或接地，通過很大的短路電流，使變壓器有很大的噪音系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，變壓器發(fā)出粗細(xì)不均勻的噪音變壓器高壓套管臟污和裂損時(shí)，會(huì)發(fā)生表面閃絡(luò)，發(fā)出“嘶嘶”或“哧哧”的響聲變壓器電源電壓過高時(shí)，會(huì)使變壓器過勵(lì)磁，響聲增大且尖銳變壓器繞組發(fā)生層間或匝間短路時(shí)，變壓器會(huì)發(fā)出“咕嘟咕嘟”的開水沸騰聲變壓器的鐵芯接地?cái)嗑€時(shí)，變壓器將產(chǎn)生“嗶剝嗶剝”的輕微放電聲變壓器投入運(yùn)行時(shí)，若分接開關(guān)不到位，將發(fā)出較大的“啾啾”響聲；如果分接開關(guān)接觸不良，就會(huì)產(chǎn)生輕微的“吱吱”火花放電聲，一旦負(fù)荷加大，就有可能燒壞分接開關(guān)的觸頭8.變壓器的異常聲音第56頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一變壓器低壓側(cè)單相短路時(shí)，可采取下列措施之一：在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)三相都帶過流脫扣器的低壓斷路器，這一低壓斷路器，既作低壓主開關(guān)，又可用來保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和單相短路，操作方便。在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)熔斷器，同樣可用來保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和單相短路，但熔斷器不能作開關(guān)用，而且它熔斷后需更換容體才能恢復(fù)供電，因此它只能適用于不重要負(fù)荷的變壓器。采用兩相三繼電器或三相三繼電器的接線，提高其保護(hù)靈敏度。6.4.3變壓器的單相保護(hù)第57頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過變壓器低壓側(cè)最大不平衡電流來整定，即：零序電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一般取0.5～0.7s。靈敏度按低壓干線末端發(fā)生單相短路來校驗(yàn)。采用此種保護(hù)，靈敏度較高，但投資較大。變壓器的零序電流保護(hù)第58頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一選擇熔斷器時(shí)應(yīng)滿足下列條件：（1）熔斷器的額定電壓應(yīng)不小于裝置安裝處的工作電壓。（2）熔斷器的額定電流應(yīng)小于它所裝設(shè)的熔體額定電流。（3）熔斷器的類型應(yīng)符合安裝處條件（戶內(nèi)或戶外）及被保護(hù)設(shè)備的技術(shù)要求。（4）對(duì)熔斷器的斷流能力應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)對(duì)限流式對(duì)非限流式1.熔斷器的選擇6.5.1熔斷器保護(hù)第59頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(1)熔斷器熔體額定電流IN.FE應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30。即：(2)熔斷器熔體額定電流IN.FE還應(yīng)躲過線路的尖峰電流IPK。即：式中，K—小于1的計(jì)算系數(shù)。輕載起動(dòng)：宜取K=0.25～0.35；重載起動(dòng)：宜取K=0.35～0.5；頻繁起動(dòng)：宜取K=0.5～1。2.熔斷器熔體電流的選擇第60頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一3）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)線或電纜過熱起燃而熔斷器不熔斷的事故，因此應(yīng)滿足以下條件：式中，KOL—為絕緣導(dǎo)線或電纜的允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù)。明敷取1.5，穿管或電纜取2.5，作過負(fù)荷保護(hù)時(shí)取1。Ial—為絕緣導(dǎo)線或電纜的允許載流量。如果熔斷器是保護(hù)電力變壓器，則它的熔體額定電流應(yīng)滿足下列要求：如果熔斷器是保護(hù)電壓互感器，由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小，因此保護(hù)高壓電壓互感器的RN2型熔斷器的熔體額定電流一般為0.5A。第61頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一如果不用熔斷器的保護(hù)特性曲線來校驗(yàn)選擇性，則一般只有前一級(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)以上，才有可能保證動(dòng)作的選擇性。前后熔斷器的選擇性配合，宜按它們的保護(hù)特性曲線來校驗(yàn)。3.前后熔斷器之間的選擇性配合第62頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一在500V及以下的低壓用電系統(tǒng)中，低壓斷路器廣泛地作為線路短路及失壓保護(hù)。低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置。常用的有單獨(dú)接低壓斷路器或低壓斷路器與刀開關(guān)的配合。低壓斷路器與接觸器的配合,這種線路常用于頻繁操作的低壓控制線路中，低壓斷路器的作用是作電源開關(guān)和短路保護(hù)。第63頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(1)低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不小于保護(hù)線路的額定電壓。(2)低壓斷路器的額定電流應(yīng)小于它所裝設(shè)的脫扣器額定電流。(3)低壓斷路器的類型應(yīng)符合安裝處條件、保護(hù)性能及操作方式的要求。(4)低壓斷路器的斷流能力應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上

對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以下6.5.2低壓斷路器保護(hù)1.低壓斷路器的選擇第64頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一1）過流脫扣器的額定電流2）瞬時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流的整定3）短延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定4）長(zhǎng)延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定2.低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第65頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一1）前后低壓斷路器之間的選擇性配合前一級(jí)低壓斷路器的脫扣器動(dòng)作電流應(yīng)比后一級(jí)低壓斷路器的脫扣器動(dòng)作電流大一級(jí)以上；而前一級(jí)低壓斷路器宜采用帶短延時(shí)的過流脫扣器，后一級(jí)低壓斷路器則采用瞬時(shí)過流脫扣器。2）低壓斷路器保護(hù)與導(dǎo)線或電纜之間的配合低壓斷路器保護(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)線或電纜過熱起燃而低壓斷路器不跳閘的事故，因此應(yīng)滿足以下條件：

3.低壓斷路器的選擇性配合第66頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一漏電保護(hù)是利用漏電保護(hù)裝置來防止電氣事故的一種安全技術(shù)措施。漏電保護(hù)裝置是一種低壓安全保護(hù)電器，是對(duì)低壓電網(wǎng)中的直接和間接觸電的一種有效保護(hù)，斷路器和熔斷器主要是切斷線路的相間故障，保護(hù)動(dòng)作電流是按線路上的正常工作最大負(fù)荷電流來整定的，電流較大，而漏電保護(hù)開關(guān)是反應(yīng)系統(tǒng)的剩余電流，正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的剩余電流幾乎為零，在發(fā)生漏電和觸電時(shí)，電路產(chǎn)生剩余電流，這個(gè)電流對(duì)斷路器和熔斷器來說，根本不動(dòng)作，而漏電保護(hù)開關(guān)可以可靠地動(dòng)作。漏電保護(hù)開關(guān)根據(jù)動(dòng)作原理，可分為電壓型和電流型兩大類，電流型的漏電保護(hù)開關(guān)比電壓型的性能優(yōu)越，目前大多數(shù)漏電保護(hù)開關(guān)都是電流型的，根據(jù)結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理分電磁式和電子式。6.5.3漏電保護(hù)第67頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一漏電保護(hù)器主要包括檢測(cè)元件(零序電流互感器)、中間環(huán)節(jié)(包括放大器、比較器、脫扣器等)、執(zhí)行元件(一般是自動(dòng)開關(guān))以及試驗(yàn)元件等幾個(gè)部分。1.漏電保護(hù)開關(guān)的工作原理第68頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一單相回路的漏電保護(hù)與三相三線制的漏電保護(hù)器的工作原理基本相同,不同的是單相漏電保護(hù)開關(guān)穿過零序電流互感器的導(dǎo)線是相線和中線。電磁式漏電保護(hù)開關(guān)的特性不受電源電壓影響，環(huán)境溫度對(duì)特性影響也很小，耐壓沖擊能力強(qiáng)，外界磁場(chǎng)干擾小，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)出線可倒接等優(yōu)點(diǎn)；但耐機(jī)械沖擊振動(dòng)能力較差。電子式漏電保護(hù)開關(guān)作用時(shí)，檢測(cè)元件零序電流互感器輸出端有電流信號(hào)，在電子線路中經(jīng)放大、比較，漏電流達(dá)到動(dòng)作值時(shí)，可觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，使脫扣器動(dòng)作，開關(guān)跳閘切斷電源。電子式漏電保護(hù)開關(guān)雖存在電源電壓、環(huán)境溫度對(duì)特性有影響，耐雷電沖擊能力差，抗外磁場(chǎng)干擾弱，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，進(jìn)出線不可倒接的缺點(diǎn)，但制造簡(jiǎn)單，靈敏度高，價(jià)格便宜。特別是電子技術(shù)高速發(fā)展，集成電路、集成塊的廣泛應(yīng)用，因而得到廣泛應(yīng)用。漏電保護(hù)開關(guān)的工作原理第69頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(1)為了保證人身安全,額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)不大于人體安全電流值,30mA為人體安全電流值，動(dòng)作時(shí)間小于0.1s。(2)為了保證電網(wǎng)可靠運(yùn)行,額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)躲過低電壓電網(wǎng)正常漏電電流；(3)漏電保護(hù)開關(guān)的額定電流必須大于線路的最大工作電流；(4)為了保證多級(jí)保護(hù)的選擇性,下一級(jí)額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)小于上一級(jí)額定漏電動(dòng)作電流。

2.漏電保護(hù)器額定漏電動(dòng)作電流的選擇第70頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一在供電系統(tǒng)中，過電壓有兩種：內(nèi)部過電壓和雷電過電壓。內(nèi)部過電壓是供電系統(tǒng)中開關(guān)操作、負(fù)荷驟變或由于故障而引起的過電壓，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，內(nèi)部過電壓對(duì)電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。雷電引起的過電壓，叫做大氣過電壓。這種過電壓危害相當(dāng)大，應(yīng)特別加以防護(hù)。6.6電氣設(shè)備的防雷與接地6.6.1過電壓與防雷1．雷電現(xiàn)象及危害雷電是帶有電荷的雷云之間或雷云對(duì)大地（或物體）之間產(chǎn)生急劇放電的一種自然現(xiàn)象。大氣過電壓的根本原因，是雷云放電引起的。大氣中的飽和水蒸氣在上、下氣流的強(qiáng)烈摩擦和碰撞下，形成帶正、負(fù)不同電荷的雷云。當(dāng)帶電的云塊臨近大地時(shí)，雷云與大地之間形成一個(gè)很大的雷電場(chǎng)。由于靜電感應(yīng)，大地感應(yīng)出與雷云極性相反的電荷。第71頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一雷電直接對(duì)建筑物或其它物體放電，其過電壓引起強(qiáng)大的雷電流通過這些物體如地，從而產(chǎn)生破壞性很大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，這叫做直接雷擊或直擊雷。造成擊毀桿塔和建筑物，燒斷導(dǎo)線，燒毀設(shè)備，引起火災(zāi)。雷電的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所引起的過電壓，叫做感應(yīng)過電壓或感應(yīng)雷。造成擊穿電氣絕緣，甚至引起火災(zāi)。大氣過電壓的基本形式第72頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一避雷針的作用實(shí)質(zhì)上是引雷作用，是將雷電引到自己身上來，避免了在它所保護(hù)范圍其它物體遭受雷擊。避雷針（線）保護(hù)范圍的大小與其高度有關(guān)。避雷針一般采用針長(zhǎng)為1～2m、直徑不小于20mm的鍍鋅圓鋼或采用針長(zhǎng)為1～2m、內(nèi)徑不小于25mm的鍍鋅鋼管制成。它通常安裝在電桿或構(gòu)架、建筑物上。避雷針由接閃器、引下線、接地體三部分組成。接閃器：避雷針的最高部分，專用來接受雷云放電，稱為“受雷尖端”。接地引下線：它是接閃器與接地體之間的連接線，它將接閃器上的雷電流安全地引入接地體，使之盡快地泄入大地。引下線一般采用直徑為8mm的鍍鋅圓鋼或截面不小于25mm2的鍍鋅鋼絞線。

防雷裝置－－避雷針和避雷線第73頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一接地體：是避雷針的地下部分，其作用是將雷電流直接泄入大地。接地體埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.6m，垂直接地體的長(zhǎng)度不應(yīng)小于2.5m，垂直接地體之間的距離一般不小于5m。接地體一般采用直徑為19mm鍍鋅圓鋼。避雷線主要用來保護(hù)架空線路。它由懸掛在空中的接地導(dǎo)線、接地引下線和接地體等組成。避雷線一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架設(shè)在架空線的上面，以保護(hù)架空線或其它物體免遭直擊雷。第74頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一避雷帶和避雷網(wǎng)主要用來保護(hù)高層建筑物免遭直擊雷和感應(yīng)雷。避雷帶和避雷網(wǎng)宜采用圓鋼和扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑應(yīng)不小于8mm，扁鋼截面應(yīng)不小于48mm2，其厚度應(yīng)不小于4mm。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生過電壓波沿線路侵入變電所或其它設(shè)備內(nèi)，從而使被保護(hù)設(shè)備的絕緣免受過電壓的破壞。它一般接于導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。

防雷裝置－－避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷器第75頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一管型避雷器主要用于室外架空線上。在選擇管型避雷器時(shí)，開斷電流的上限，應(yīng)不小于安裝處短路電流的最大有效值（考慮非周期分量）；開斷電流的下限，應(yīng)不大于安裝處短路電流可能的最小值（不考慮非周期分量）。

主要用于變配電所的進(jìn)線保護(hù)和線路絕緣弱點(diǎn)的保護(hù)，保護(hù)性能較好的管型避雷器可用于保護(hù)配電變壓器。管型避雷器第76頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一由火花間隙和閥片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)。閥型避雷器的火花間隙組是由多個(gè)單間隙串聯(lián)組成的。正常運(yùn)行時(shí)，間隙介質(zhì)處于絕緣狀態(tài)，僅有極小的泄漏電流通過閥片。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)雷電過電壓時(shí)，火花間隙很快被擊穿，使雷電沖擊電流很容易通過閥性電阻盤而引入大地，釋放過電壓負(fù)荷，閥片在大的沖擊電流下電阻由高變低，所以沖擊電流在其上產(chǎn)生的壓降（殘壓）較低，此時(shí)，作用在被保護(hù)設(shè)備上的電壓只是避雷器的殘壓，從而使電氣設(shè)備得到了保護(hù)。閥型避雷器有普通型FS、FD系列，如FS4-10型高壓閥型避雷器和FS-0.38型低壓閥型避雷器。磁吹閥式避雷器有FCD型和FCZ型。廣泛用在交直流系統(tǒng)中，保護(hù)變配電所設(shè)備的絕緣。

閥型避雷器第77頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一又稱角型避雷器，是一個(gè)較簡(jiǎn)單的防雷設(shè)備，它由兩個(gè)金屬電極構(gòu)成的，其中一個(gè)電極固定在絕緣子上，而另一個(gè)電極則經(jīng)絕緣子與第一個(gè)電極隔開，并使這一對(duì)空氣間隙保持適當(dāng)?shù)木嚯x。工作原理：在正常運(yùn)行的情況下，間隙對(duì)地是絕緣的，而當(dāng)架空電力線路遭受雷擊時(shí)，間隙的空氣被擊穿，將雷電流泄入大地，使線路絕緣子或其它電氣設(shè)備的絕緣上不致發(fā)生閃絡(luò)，起到了保護(hù)作用。于室外且負(fù)荷不重要的線路上。保護(hù)間隙第78頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一

金屬氧化物避雷器又稱壓敏避雷器。它是一種沒有火花間隙只有壓敏電阻片的閥型避雷器。壓敏電阻片有氧化鋅等金屬氧化物燒結(jié)而成的多晶半導(dǎo)體陶瓷元件，具有理想的閥特性。在工頻電壓下，它具有極大的電阻，能迅速有效的阻斷工頻電流，因此無需火花間隙來熄滅由工頻續(xù)流引起的電弧，而且在雷電過電壓作用下，其電阻又變得很小，能很好地泄放雷電流。目前氧化物避雷器廣泛應(yīng)用于高低壓設(shè)備的防雷保護(hù)。金屬氧化物避雷器第79頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一架設(shè)避雷線，這是防雷的有效措施，造價(jià)高，只在66kV及以上的架空線線路上才裝設(shè)。35kV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變電所的一段線路上裝設(shè)。而10kV及以下線路上一般不裝設(shè)避雷線。提高線路本身的絕緣水平?？梢圆捎酶咭患?jí)電壓的絕緣子，以提高線路的防雷水平。盡量裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。線路發(fā)生雷擊閃絡(luò)之所以跳閘，是因?yàn)殚W絡(luò)造成了穩(wěn)定的電弧而形成短路。當(dāng)線路斷開后，電弧即行熄滅，而把線路再接通時(shí)，一般電弧不會(huì)重燃，因此重合閘后，線路恢復(fù)正常狀態(tài)，能縮短停電時(shí)間。裝設(shè)避雷器和保護(hù)間隙。這是用來保護(hù)線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，包括個(gè)別特別高的桿塔，帶拉線的桿塔、跨越桿塔、分支桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔以及木桿線路中的金屬桿塔等處。架空線的防雷措施第80頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)于低壓（380/220V）架空線路的保護(hù)：在多類雷地區(qū)，當(dāng)變壓器采用Y，yn0或Y，y0接線時(shí)，宜在低壓側(cè)裝設(shè)閥式避雷器或保護(hù)間隙。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)，應(yīng)在其中性點(diǎn)裝設(shè)擊穿保險(xiǎn)器。對(duì)于重要用戶，宜在低壓線路進(jìn)入室內(nèi)前50m處安裝低壓避雷器，進(jìn)入室內(nèi)后再裝低壓避雷器。對(duì)于一般用戶，可在低壓進(jìn)線第一支持物處裝設(shè)低壓避雷器或擊穿保險(xiǎn)器。架空線的防雷措施第81頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一裝設(shè)避雷針。裝設(shè)避雷針來防止直接雷。裝設(shè)避雷器。這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所。

3~10kV變壓器的防雷保護(hù)

3~10kV配電裝置防止雷電波侵入的保護(hù)接線變配電所的防雷措施第82頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一高壓電動(dòng)機(jī)對(duì)雷電波侵入的保護(hù)，不能采用普通型的閥式避雷器，應(yīng)采用FCD型磁吹閥式避雷器或氧化鋅避雷器。高壓電動(dòng)機(jī)的防雷措施第83頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一建筑物分成三類。對(duì)第一類防雷建筑物和第二類防雷建筑物中有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入的措施，指定專人看護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，并定期檢查防雷裝置。第二類防雷建筑物除有爆炸危險(xiǎn)者外及第三類防雷建筑物，應(yīng)有防直擊雷和防雷波侵入的措施。

建筑物的防雷措施第84頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(1)接地和接地裝置.電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體或接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、建筑物的基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。接地體與電氣設(shè)備的金屬外殼之間的連接線，稱為接地線。接地線在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)是不載流的，但在故障情況下通過接地故障電流。接地線又分為接地干線和接地支線。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個(gè)整體，稱為接地網(wǎng)。6.6.2接地第85頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(2）接地電流和對(duì)地電壓當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，電流就通過接地體向大地作半球形散開，這一電流，稱為接地電流。試驗(yàn)表明，在距單根接地體或接地故障點(diǎn)20米左右的地方，實(shí)際上散流電阻已趨近于零，這電位為零的地方，稱為電氣上的“地”或“大地”。電氣設(shè)備的接地部分與零電位的“地”（大地）之間的電位差，就稱為接地部分的對(duì)地電壓。

第86頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一(3)接觸電壓和跨步電壓接觸電壓是指設(shè)備的絕緣損壞時(shí)，在身體可同時(shí)觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。如人站在發(fā)生接地故障的設(shè)備旁邊，手觸及設(shè)備的金屬外殼，則人手與腳之間的電位差，即為接觸電壓?？绮诫妷菏侵冈诠收宵c(diǎn)附近行走，兩腳之間出現(xiàn)的電位差。在帶電的斷線落地點(diǎn)附近及防雷裝置泄放雷電流的接地體附近行走時(shí)，同樣也有跨步電壓?？绮诫妷旱拇笮∨c距接地點(diǎn)的遠(yuǎn)近有關(guān)，距離短路接地點(diǎn)愈遠(yuǎn)，跨步電壓愈小，距離20米以外時(shí)，則跨步電壓近似等于零。而接觸電壓的大小則反之，當(dāng)距離接地短路點(diǎn)愈遠(yuǎn)時(shí)，接觸電壓愈大，愈近時(shí)，接觸電壓愈小。因此在敷設(shè)變配電所的接地裝置時(shí)，應(yīng)盡量使接地網(wǎng)做到電位分布均勻，以降低接觸電壓和跨步電壓。第87頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一跨步電壓和接觸電壓示意圖第88頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一（1）工作接地工作接地是為保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的一種接地，例如電源中性點(diǎn)的接地、防雷裝置的接地等。各種工作接地有各自的功能。例如電源中性點(diǎn)直接接地，能在運(yùn)行中維持三相系統(tǒng)中相線對(duì)地電壓不變，而電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，能在單相接地時(shí)消除接地點(diǎn)的斷續(xù)電弧，防止系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓。至于防雷裝置的接地，其功能更是顯而易見的，不進(jìn)行接地就無法對(duì)地泄放雷電流，從而無法實(shí)現(xiàn)防雷的要求。

接地的種類第89頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一（2）保護(hù)接地由于絕緣的損壞，在正常情況下不帶電的電力設(shè)備外殼有可能帶電，為了保障人身安全，將電力設(shè)備正常情況不帶電的外殼與接地體之間作良好的金屬連接，稱為保護(hù)接地保護(hù)接地一般應(yīng)用在高壓系統(tǒng)中，在中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)中有時(shí)也有應(yīng)用。保護(hù)接地可分為三種不同類型，即TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。第90頁，共103頁，2023年，2月20日，星期一TN-C系統(tǒng)：中性線N與保護(hù)線PE是合在一起的，電氣設(shè)備不帶電金屬部分與之相連，適用于三相負(fù)荷比較平衡且單相負(fù)荷不大的場(chǎng)所，在工廠低壓設(shè)備接地保護(hù)中使用相當(dāng)普遍。T