工廠供電第六章課件

第六章工廠供電系統(tǒng)過(guò)電路保護(hù)

之一:過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求之二:熔斷器保護(hù)之三:低壓斷路器保護(hù)之四:常用的保護(hù)繼電器之五:工廠高壓線路的繼電保護(hù)之六:電力變壓器的繼電保護(hù)之七:高壓電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)8/2/20231《工廠供電》第一章概論第六章工廠供電系統(tǒng)過(guò)電路保護(hù)

之一:過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、過(guò)電流保護(hù)裝里的類(lèi)型和任務(wù)1.過(guò)電流保護(hù)的類(lèi)型供電系統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)裝置有：熔斷器保護(hù)低壓斷路器保護(hù)繼電器保護(hù)2.繼電器保護(hù)的任務(wù)當(dāng)有過(guò)負(fù)荷時(shí),只作用于信號(hào)當(dāng)有短路故障時(shí),作用于跳閘8/2/20232《工廠供電》第一章概論第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、過(guò)電流保護(hù)裝里的類(lèi)型和二、對(duì)保護(hù)裝置的基本要求選擇性：即保護(hù)裝置應(yīng)“選擇性動(dòng)作”速動(dòng)性：系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快動(dòng)作，切除故障?？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)”。靈敏度：保護(hù)裝置在保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生最輕微故障時(shí)，也能及時(shí)反應(yīng)動(dòng)作。以上四條要求，對(duì)同一個(gè)具體的保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)不一定都同等重要，而要有所側(cè)重。8/2/20233《工廠供電》第一章概論二、對(duì)保護(hù)裝置的基本要求7/28/20233《工廠供電》第靈敏度過(guò)電流保護(hù)的靈敏度或靈敏系數(shù)，用其保護(hù)區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)為最小運(yùn)行方式【1】時(shí)的最小短路電流與保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流（即保護(hù)裝置動(dòng)作電流換算到一次電路的值）的比值來(lái)表示，即(6-1)【1】電力系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式，是指電力系統(tǒng)處于短路回路阻抗為最大、短路電流為最小的狀態(tài)下的一種運(yùn)行方式。例如雙回路供電的系統(tǒng)在只有一回路運(yùn)行時(shí)，就屬于一種最小運(yùn)行方式。8/2/20234《工廠供電》第一章概論靈敏度過(guò)電流保護(hù)的靈敏度或靈敏系數(shù)，用其保護(hù)區(qū)內(nèi)在電力第二節(jié)熔斷器保護(hù)一、熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置，應(yīng)符合選擇性保護(hù)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(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，即供電系統(tǒng)中配置的數(shù)量要盡量地少。8/2/20235《工廠供電》第一章概論第二節(jié)熔斷器保護(hù)一、熔斷器在供電系統(tǒng)中的配置熔斷器在圖6-1是熔斷器在低壓放射式配電系統(tǒng)中合理配置的方案，既可滿(mǎn)足保護(hù)選擇性的要求，又使配置的熔斷器數(shù)量較少。圖中熔斷器FU5用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)及其支線。當(dāng)k-5處發(fā)生短路時(shí)，F(xiàn)U5熔斷。熔斷器FU4主要用來(lái)保護(hù)動(dòng)力配電箱母線。當(dāng)k-4處發(fā)生短路時(shí)，F(xiàn)U4熔斷。同理，熔斷器FU3主要用來(lái)保護(hù)配電干線，F(xiàn)U2主要用來(lái)保護(hù)低壓配電屏母線，F(xiàn)U1主要用來(lái)保護(hù)電力變壓器。在k-1～k-3處短路時(shí)，也都是靠近短路點(diǎn)的熔斷器熔斷。注意：低壓系統(tǒng)中的PE線和PEN線上，不允許裝設(shè)熔斷器！8/2/20236《工廠供電》第一章概論圖6-1是熔斷器在低壓放射式配電系統(tǒng)中合理配置的方案，既可二、熔斷器熔體電流的選擇（一）保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇

同時(shí)滿(mǎn)足以上三個(gè)條件8/2/20237《工廠供電》第一章概論二、熔斷器熔體電流的選擇（一）保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的考慮因素：熔體電流要躲過(guò)變壓器允許的正常過(guò)負(fù)荷電流，熔體電流要躲過(guò)變壓器低壓側(cè)電機(jī)起動(dòng)的尖峰電流，熔體電流要躲過(guò)變壓器空載含閘電流。（二）保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇8/2/20238《工廠供電》第一章概論考慮因素：（二）保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇7/28（三）保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小，因此保護(hù)高壓電壓互感器的RN2型熔斷器的熔體額定電流一般為0.5A8/2/20239《工廠供電》第一章概論（三）保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇7/28/2023三、熔斷器的選擇與校驗(yàn)

1、額定電壓和額定電流的選擇：2、熔斷器的校驗(yàn)靈敏度的校驗(yàn)：斷流能力的校驗(yàn)：8/2/202310《工廠供電》第一章概論三、熔斷器的選擇與校驗(yàn)

1、額定電壓和額定電流的選擇：7/四、熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)為了保證熔斷器在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)可靠地熔斷，按規(guī)定，熔斷器保護(hù)的靈敏度應(yīng)滿(mǎn)足下列條件注：表中K值適用于符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的一些新型熔斷器如RT12、RT14、RT15、NT等型熔斷器。對(duì)于老型熔斷器，可取K=4～7，即近似地按表中熔斷時(shí)間為5s的熔斷器來(lái)取值。(6-9)表6-1檢驗(yàn)熔斷器保護(hù)靈敏度的最小比值K—1110980.4s76554.55s熔斷時(shí)間250～500A80～200A40～63A16～32A4～10A熔體額定電流8/2/202311《工廠供電》第一章概論四、熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)為了保證熔斷器在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短例6-1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，啟動(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。當(dāng)?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(dǎo)線截面和鋼管直徑。A(2)校驗(yàn)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(mǎn)足要求。解：(1)選擇熔斷器及熔體的額定電流A因此由附錄表10-1，可選RT0-100型熔斷器，即A，而熔體選A。8/2/202312《工廠供電》第一章概論例6-1有一臺(tái)Y型電動(dòng)機(jī)，其額定電壓為380V，額定容量(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(chē)間內(nèi)，熔斷器只作短路保護(hù)用，因此導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合條件為(3)選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑按發(fā)熱條件選擇，查附錄表19-2得A=10mm2的BLV型鋁芯塑料線三根穿鋼管時(shí)，，滿(mǎn)足發(fā)熱條件。相應(yīng)地選擇穿線鋼管SC20mm?，F(xiàn)，故滿(mǎn)足熔斷器保護(hù)與導(dǎo)線的配合要求，（注：因未給數(shù)據(jù)，熔斷器靈敏度校驗(yàn)從略。）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)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(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。8/2/202313《工廠供電》第一章概論(4)校驗(yàn)導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合(3)選四、前后熔斷器之間的選擇性配合前后熔斷器之間的選擇性配合，就是要求在線路發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的熔斷器首先熔斷，從而使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。前后熔斷器的選擇性配合，宜按它們的保護(hù)特性曲線（安秒特性曲線）來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。8/2/202314《工廠供電》第一章概論四、前后熔斷器之間的選擇性配合前后熔斷器之間的選擇性配合，就設(shè)支線WL2的首端k點(diǎn)發(fā)生三相短路，則三相短路電流Ik要通過(guò)FU2和FU1。但保護(hù)選擇性要求，應(yīng)該是FU2的熔體首先熔斷，切斷故障線路WL2，而FU1不再熔斷，使干線WL1恢復(fù)正常運(yùn)行。但是熔體實(shí)際熔斷時(shí)間與其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)特性曲線查得的熔斷時(shí)間可能有±30%～±50%的偏差，從最不利的情況考慮，k點(diǎn)短路時(shí)，F(xiàn)U1的實(shí)際熔斷時(shí)間t1′比標(biāo)準(zhǔn)特性曲線查得的時(shí)間t1小50%（為負(fù)偏差），即t1′=0.5t1；而FU2的實(shí)際熔斷時(shí)間t2′又比標(biāo)準(zhǔn)特性曲線查得的時(shí)間t2大50%（為正偏差），即t2′=1.5t2。8/2/202315《工廠供電》第一章概論設(shè)支線WL2的首端k點(diǎn)發(fā)生三相短路，則三相短路電流Ik要通這時(shí)由圖6-3所示熔斷器保護(hù)特性曲線可以看出，要保證前后兩熔斷器FU1和FU2的保護(hù)選擇性，必須滿(mǎn)足的條件是t1′>t2′，即0.5t1>1.5t2，因此8/2/202316《工廠供電》第一章概論這時(shí)由圖6-3所示熔斷器保護(hù)特性曲線可以看出，要保證前后兩熔解：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(jiàn)FU1與FU2能保證選擇性動(dòng)作。例6-2如圖6-3a所示線路中，設(shè)FU1（RT0型）的A，F(xiàn)U2（RM10型）的。k點(diǎn)的三相短路電流。試檢驗(yàn)FU1與FU2之間是否能選擇性配合。8/2/202317《工廠供電》第一章概論解：用和查附錄表5第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)一、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置圖6-4低壓斷路器的配置方式a)適于一臺(tái)主變壓器的變電所b)適于兩臺(tái)主變壓器的變電所c)適于低壓配電出線d)適于頻繁操作電路e)適于需熔斷器保護(hù)短路的電路Q(chēng)F-低壓斷路器QK-刀開(kāi)關(guān)QKF-刀熔開(kāi)關(guān)KM-接觸器KH-熱繼電器8/2/202318《工廠供電》第一章概論第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)一、低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定（一）低壓斷路器過(guò)電流脫扣器額定電流的選擇（二）脫扣器動(dòng)作電流整定：1.瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流：2.短延時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流：3.長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流：4.過(guò)流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求：8/2/202319《工廠供電》第一章概論二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定（一）低壓斷路器過(guò)電流脫扣器（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2.熱脫扣器動(dòng)作電流的整定：式中，Krel為可靠系數(shù)，可取1.18/2/202320《工廠供電》第一章概論（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三、低壓斷路器的選擇與校驗(yàn)（一）額定電壓和額定電流的選擇1.額定電壓選擇：2.額定電流選擇：（二）低壓斷路器斷流能力的校驗(yàn)1.斷流能力的校驗(yàn)2.靈敏度的校驗(yàn)8/2/202321《工廠供電》第一章概論三、低壓斷路器的選擇與校驗(yàn)（一）額定電壓和額定電流的選擇（二例6-3有一條380V動(dòng)力線路，A，A；此線路首端的A。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為+30℃。試選擇此線路的BLV型導(dǎo)線的截面、穿線的硬塑料管直徑和線路上裝設(shè)的DW16型低壓斷路器及其過(guò)流脫扣器的規(guī)格。解：(1)選擇低壓斷路器及其過(guò)流脫扣器的規(guī)格查附錄表6知，DW16-630型低壓斷路器的過(guò)流脫扣器額定電流，故初步選DW16-630型斷路器，其。校驗(yàn)斷流能力：再查附錄表6知，所選DW16-630型斷路器的，滿(mǎn)足要求。設(shè)瞬時(shí)脫扣電流整定為3倍，即。而，不滿(mǎn)足的要求，因此需增大脫扣電流。如脫扣電流整定為4倍時(shí)，，滿(mǎn)足脫扣電流躲過(guò)尖峰電流的要求。8/2/202322《工廠供電》第一章概論例6-3有一條380V動(dòng)力線路，A(3)校驗(yàn)導(dǎo)線與低壓斷路器保護(hù)的配合由于瞬時(shí)過(guò)流脫扣器整定為，而，不滿(mǎn)足的要求。因此將導(dǎo)線截面增大為95mm2，這時(shí)其，滿(mǎn)足導(dǎo)線與保護(hù)裝置配合的要求。相應(yīng)的穿線塑料管直徑改選為65mm。(2)選擇導(dǎo)線截面和穿線管直徑查附錄表19-3知，當(dāng)A=70mm2

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

校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：由附錄表15可知，最小截面為2.5mm2?，F(xiàn)在A=70mm2，故滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。8/2/202323《工廠供電》第一章概論(3)校驗(yàn)導(dǎo)線與低壓斷路器保護(hù)的配合(2)選擇導(dǎo)1、斷路器配合:四、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2、低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合：前一級(jí)低壓斷路器保護(hù)特性曲線：-30%～-20%的負(fù)偏差后一級(jí)熔斷器保護(hù)特性曲線：+30%～+50%的正偏差8/2/202324《工廠供電》第一章概論1、斷路器配合:四、前后低壓斷路器之間及低壓斷路器2、低壓斷6-1供電系統(tǒng)中有哪些常用的過(guò)電流保護(hù)裝置？對(duì)保護(hù)裝置有哪些基本要求？6-2如何選擇線路熔斷器的熔體？為什么熔斷器保護(hù)要考慮與被保護(hù)的線路導(dǎo)線相配合？6-3選擇熔斷器時(shí)應(yīng)考慮哪些條件？在校驗(yàn)斷流能力時(shí)，限流熔斷器與非限流熔斷器各應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？跌開(kāi)式熔斷器又應(yīng)滿(mǎn)足哪些條件？6-4低壓斷路器的瞬時(shí)、短延時(shí)和長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器的動(dòng)作電流各如何整定？其熱脫扣器的動(dòng)作電流又如何整定？6-5低壓斷路器如何選擇？在校驗(yàn)斷流能力時(shí)，萬(wàn)能式和塑料外殼式斷路器各應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？6-6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在繼電保護(hù)裝置中各起什么作用？它們的圖形符號(hào)和文字符號(hào)各是什么？感應(yīng)式電流繼電器又有哪些功能？其圖形符號(hào)和文字符號(hào)又是什么？6-7什么叫過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流、返回電流和返回系數(shù)？如果過(guò)電流繼電器返回系數(shù)過(guò)低有什么不好？6-8兩相兩繼電器式接線和兩相一繼電器式接線作為相間短路保護(hù)，各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？6-9定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)中，如何整定和調(diào)節(jié)其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限？在反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)中，又如何整定和調(diào)節(jié)其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限？什么叫10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限？6-10在采用去分流跳閘的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)電路中，如果繼電器的常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)、常開(kāi)觸點(diǎn)后閉合會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？實(shí)際采用的是什么觸點(diǎn)？6-11采用低電壓閉鎖為什么能提高過(guò)電流保護(hù)的靈敏度？6-12電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流（速斷電流）為什么要按躲過(guò)被保護(hù)線路末端的最大短路電流來(lái)整定？這樣整定又會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？如何彌補(bǔ)？6-13在單相接地保護(hù)中，電纜頭的接地線為什么一定要穿過(guò)零序電流互感器的鐵心后接地？6-14電力線路和變壓器各在什么情況下需要裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)？其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限各如何整定？6-15變壓器的過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流各如何整定？其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限又如何整定？第六章復(fù)習(xí)思考題8/2/202325《工廠供電》第一章概論6-1供電系統(tǒng)中有哪些常用的過(guò)電流保護(hù)裝置？對(duì)保護(hù)裝6-16對(duì)變壓器低壓側(cè)的單相短路，可有哪幾種保護(hù)措施？最常用的單相短路保護(hù)措施是哪一種？6-17變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)在接線上如何消除因變壓器兩側(cè)電流相位不同而引起的不平衡電流？差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流整定應(yīng)滿(mǎn)足哪些條件？6-18油浸式變壓器的瓦斯保護(hù)在哪些情況下應(yīng)予裝設(shè)？什么情況下“輕瓦斯”動(dòng)作？什么情況下“重瓦斯”動(dòng)作？各動(dòng)作什么部位？6-19高壓電動(dòng)機(jī)的電流速斷保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)各適用于什么情況？它們的動(dòng)作電流各如何整定？8/2/202326《工廠供電》第一章概論6-16對(duì)變壓器低壓側(cè)的單相短路，可有哪幾種保護(hù)措施第六章習(xí)題6-1有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓為380V，額定電流為22A，啟動(dòng)電流為140A，該電動(dòng)機(jī)端子處的三相短路電流為16kA。試選擇保護(hù)該電動(dòng)機(jī)的RT0型熔斷器及其熔體額定電流，并選擇該電動(dòng)機(jī)的配電線（BLV-500型）的導(dǎo)線截面及穿線的塑料管內(nèi)徑（環(huán)境溫度為+30℃）。6-2有一條380V線路，其A，A，線路首端的kA，末端的kA。試選擇線路首端裝設(shè)的DW16型低壓斷