建筑供配電與照明技術(shù) 課件 第6、7章 繼電保護(hù)、電氣照明

任課教師：劉義艷建筑供配電與照明技術(shù)任課教師：劉義艷第六章繼電保護(hù)繼電保護(hù)概述6.1電力變壓器繼電保護(hù)6.3電力線路的繼電保護(hù)6.2供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)6.46.1繼電保護(hù)概述6.1.1繼電保護(hù)的作用根據(jù)繼電保護(hù)裝置在供配電系統(tǒng)中的作用，繼電保護(hù)的基本任務(wù)如下：1.故障時(shí)動(dòng)作于跳閘。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，并保證該系統(tǒng)中非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.不正常狀態(tài)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)線路及設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置能根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力發(fā)出信號(hào)、減小負(fù)荷或延時(shí)跳閘。6.1.2繼電保護(hù)的基本要求1.選擇性

選擇性指的是當(dāng)供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置將動(dòng)作，切除故障，以保證無故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。例如，圖6-1中k2點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，按照選擇性的要求，應(yīng)由距短路點(diǎn)最近的保護(hù)動(dòng)作，使斷路器QF6跳閘以切除故障，變電所A、B、C及其用戶仍照常運(yùn)行。如果QF6不動(dòng)作，其他斷路器跳閘，則稱為失去選擇性動(dòng)作。圖6-1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中繼電保護(hù)選擇性動(dòng)作說明圖6.1.2繼電保護(hù)的基本要求2.速動(dòng)性

速動(dòng)性是指過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作速度要快?？焖偾谐收峡梢蕴岣吖┡潆娤到y(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性；加速系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，為電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)創(chuàng)造條件；避免擴(kuò)大事故，減輕故障組件的損壞程度。3.靈敏性靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反映能力。如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，則說明保護(hù)裝置的靈敏性高。靈敏性通常用靈敏系數(shù)

來衡量。靈敏系數(shù)應(yīng)按實(shí)際可能出現(xiàn)的最不利于保護(hù)裝置動(dòng)作的運(yùn)行方式和故障類型來計(jì)算。6.1.2繼電保護(hù)的基本要求對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)上升而動(dòng)作的保護(hù)裝置來說，其靈敏系數(shù)為：對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)下降而動(dòng)作的保護(hù)裝置來說，其靈敏系數(shù)為：

無論是反映故障參數(shù)上升還是下降的保護(hù)裝置，對(duì)靈敏系數(shù)的要求均大于1，一般要求不小于1.2～2。6.1.2繼電保護(hù)的基本要求對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)上升而動(dòng)作的保護(hù)裝置來說，其靈敏系數(shù)為：對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)下降而動(dòng)作的保護(hù)裝置來說，其靈敏系數(shù)為：

無論是反映故障參數(shù)上升還是下降的保護(hù)裝置，對(duì)靈敏系數(shù)的要求均大于1，一般要求不小于1.2～2。4.可靠性

可靠性是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠動(dòng)作，不應(yīng)拒動(dòng)；而在保護(hù)范圍外發(fā)生故障以及在正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)。6.1.3繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）微機(jī)化。隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷的發(fā)展。目前隨著電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)要求不斷的提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間、快速的數(shù)據(jù)處理功能、強(qiáng)大的通訊能力、與其他保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力以及高級(jí)語言編程能力等。

（2）網(wǎng)絡(luò)化。實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化，可以在最短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確的判斷出故障的性質(zhì)、位置及故障參數(shù)的檢測(cè)、發(fā)生故障的原因等，并在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出指令給相應(yīng)的保護(hù)裝置，快速切除故障，縮小故障的范圍，提高整個(gè)系統(tǒng)安全性

（3）保護(hù)、控制、測(cè)量、計(jì)量、通訊一體化。在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化的條件下保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)絡(luò)上獲取電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和發(fā)生故障條件下的任何信息和數(shù)據(jù)（如電流、電壓、功率因數(shù)、有功、無功等）同時(shí)將保護(hù)裝置的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給控制總站。6.2電力線路的繼電保護(hù)6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)

帶時(shí)限的過電流保護(hù)按其動(dòng)作時(shí)間特性可分為定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)兩種。定時(shí)限過電流保護(hù)是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間按整定的動(dòng)作時(shí)間固定不變，與故障電流大小無關(guān)；反時(shí)限過電流保護(hù)是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與故障電流的大小成反比關(guān)系，故障電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。1.定時(shí)限過電流保護(hù)

（1）保護(hù)裝置的原理

定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的原理電路如圖6-2所示：6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)（2）保護(hù)的時(shí)限特性圖6-3為定時(shí)限過電流保護(hù)的時(shí)限特性原理圖。當(dāng)線路k點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，由于短路電流流經(jīng)保護(hù)裝置QF1、QF2，且其值大于各保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，因而上述各保護(hù)裝置的電流繼電器均啟動(dòng)；但按選擇性要求，只應(yīng)保護(hù)裝置QF2動(dòng)作，使其跳閘，故障切除后保護(hù)裝置QF1返回，因此各保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)滿足t1>t2。定時(shí)限過電流保護(hù)的選擇性是依靠保護(hù)的時(shí)限特性來保證的，離電源較近的上一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比離電源較遠(yuǎn)的下一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限要長，即式中，

為時(shí)限級(jí)差，通常取為0.5s。圖6-3定時(shí)限過電流保護(hù)的時(shí)限特性原理圖6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)（3）定時(shí)限過電流保護(hù)其動(dòng)作電流的整定計(jì)算

定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流一般按以下原則來確定。1）在被保護(hù)線路中流過最大負(fù)荷電流的情況下，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作，

式中，

為保護(hù)的動(dòng)作電流(指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)所對(duì)應(yīng)的電流互感器一次電流值;為被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流。

要考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)電流，電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)電流大于正常運(yùn)行時(shí)的額定電流，其前方線路的最大負(fù)荷電流也大于正常值IR，即

式中，

為電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)，一般取1.5～3；

為線路正常運(yùn)行時(shí)的額定電流，可取計(jì)算電流

6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)

2）為保證相鄰線路上的短路故障在切除后，保護(hù)裝置能可靠地返回，則返回電流Ire應(yīng)大于外部短路故障切除后流過保護(hù)裝置的最大自啟動(dòng)電流，即

又因

故繼電器的動(dòng)作電流為

式中，

為可靠系數(shù)，一般DL型繼電器取1.2，GL型繼電器取1.3；

為保護(hù)裝置的接線系數(shù)；

為自啟動(dòng)系數(shù)，可取1.5～3；

為繼電器的返回系數(shù)，一般DL型繼電器的返回系數(shù)取0.85，GL型繼電器取0.8；

為電流互感器的變流比。保護(hù)裝置靈敏系數(shù)的校驗(yàn)公式為式中，

為靈敏系數(shù)，作為主保護(hù)時(shí)要求

，作為后備保護(hù)時(shí)要求

；6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)2.反時(shí)限過電流保護(hù)

（1）保護(hù)裝置的原理

圖6-4為反時(shí)限過電流保護(hù)的原理電路圖。當(dāng)線路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA動(dòng)作，經(jīng)過一定延時(shí)后其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，緊接著其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。這時(shí)斷路器因跳閘線圈YR分流而跳閘，從而切除了短路故障部分。在GL型繼電器分流跳閘的同時(shí)，其信號(hào)牌將自動(dòng)掉下，指示保護(hù)裝置已經(jīng)動(dòng)作。在短路故障被切除后，繼電器將自動(dòng)返回，其信號(hào)牌可手動(dòng)恢復(fù)。圖6-4反時(shí)限過電流保護(hù)原理圖與展開圖6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)

（2）反時(shí)限過電流保護(hù)的時(shí)限配合

反時(shí)限過電流保護(hù)的原理特點(diǎn)是：保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與故障電流的大小成反比。在同一條線路上，當(dāng)靠近電源側(cè)的始端發(fā)生短路時(shí)，短路電流大，其動(dòng)作時(shí)限短；反之當(dāng)末端發(fā)生短路時(shí)，短路電流較小，動(dòng)作時(shí)限較長。

由于反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限隨電流大小的變化而變化，因此，整定的時(shí)間必須指出是某一電流值或動(dòng)作電流的某一倍數(shù)下的動(dòng)作時(shí)間。如圖6-5所示的線路保護(hù)，保護(hù)KA1、KA2的配合點(diǎn)應(yīng)選在WL2的始端k點(diǎn)，因?yàn)榇它c(diǎn)短路時(shí)，同時(shí)流過保護(hù)KA1、KA2的短路電流最大，動(dòng)作時(shí)限的級(jí)差最小。此時(shí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限可滿足

(

可取0.7s)。圖6-5反時(shí)限過電流保護(hù)的時(shí)限整定說明6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)

假設(shè)如圖6-5所示的線路中，后一級(jí)保護(hù)KA2的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間已經(jīng)整定為t2，現(xiàn)在要確定前一級(jí)保護(hù)KA1的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間t1。整定計(jì)算的步驟如下所述。

1)計(jì)算L2始端的三相短路電流反應(yīng)到KA2中的電流值，即

式中，

為KA2與電流互感器相連的接線系數(shù)；

為電流互感器TA2的變流比。

2)計(jì)算

對(duì)KA2的動(dòng)作電流

的倍數(shù)，即3)確定KA2的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間。在如圖6-6所示KA2的動(dòng)作特性曲線的橫坐標(biāo)軸上，找出n2，然后向上找到該曲線上的a點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間

就是KA2在通過

時(shí)的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間。圖6-6反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作特性曲線6.2.1帶時(shí)限過電流保護(hù)4）計(jì)算KA1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間。根據(jù)保護(hù)裝置選擇性的要求，KA1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間，

，

取0.72s。5)計(jì)算L2始端的三相短路電流

反應(yīng)到KA1中的電流值，即

式中，

為KA1與電流互感器相連的接線系數(shù)；

為電流互感器TA1的變流比。6）計(jì)算

對(duì)KA1的動(dòng)作電流

的倍數(shù)，即

7)確定KA1的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間。

（3）反時(shí)限過電流保護(hù)與定時(shí)限過電流保護(hù)比較

1)定時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間不受短路電流大小的影響，動(dòng)作時(shí)限比較準(zhǔn)確，整定計(jì)算簡單。其缺點(diǎn)是所需繼電器數(shù)量較多，接線復(fù)雜，且需直流操作電源；靠近電源處的保護(hù)裝置其動(dòng)作時(shí)限較長。

2)反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，因此投資少，接線簡單，適于交流操作。其缺點(diǎn)是動(dòng)作時(shí)限的整定比較麻煩，繼電器動(dòng)作的誤差較大，當(dāng)短路電流較小時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間較長。反時(shí)限過電流保護(hù)在中小型工廠供配電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。6.2.2電流速斷保護(hù)

過電流保護(hù)裝置是按躲過最大負(fù)荷的電流來整定其動(dòng)作電流的，其保護(hù)范圍可延伸到下一條線路。規(guī)定，當(dāng)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)電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過電流保護(hù)。

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)，如圖6-7所示。圖6-7電流速斷保護(hù)原理圖6.2.2電流速斷保護(hù)

如圖6-8所示，前一段線路L1末端k1點(diǎn)的三相短路電流，實(shí)際上與后一段線路L2首端k2點(diǎn)的三相短路電流是近乎相等的(因兩點(diǎn)之間距離很短)。為了避免在后一級(jí)線路首端發(fā)生三相短路時(shí)前一級(jí)速斷保護(hù)誤動(dòng)作，電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流

應(yīng)躲過其所保護(hù)線路末端的最大三相短路電流

來整定，即

，繼電器的動(dòng)作電流為

式中，

為可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.2~1.3，GL型繼電器取1.8~2。圖6-8無時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作特性分析

圖6-8中，曲線1表示在最大運(yùn)行方式下流過保護(hù)安裝處的三相短路電流隨短路點(diǎn)變化的曲線，曲線2表示在最小運(yùn)行方式下流過保護(hù)安裝處的最小兩相短路電流曲線。電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)滿足：

式中，

為保護(hù)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；

為電流速斷保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流值。6.2.3低電壓閉鎖過電流保護(hù)

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。圖6-9低電壓閉鎖過電流保護(hù)

當(dāng)過電流保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)達(dá)不到要求時(shí)，可采用低電壓繼電器閉鎖的過電流保護(hù)裝置來提高靈敏度，如圖6-9所示。測(cè)量啟動(dòng)組件由低電壓繼電器和過電流繼電器組成。

在整定電流繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，只需按躲過線路的計(jì)算電流

來整定，當(dāng)然保護(hù)裝置的返回電流也應(yīng)躲過

。此時(shí)過電流保護(hù)其動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式為6.2.4單相接地保護(hù)

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。1.絕緣監(jiān)察裝置

對(duì)于單相接地故障的檢測(cè)，傳統(tǒng)的方法是采用二次側(cè)接成開口三角形的三相五芯電壓互感器來進(jìn)行檢測(cè)。如圖6-10所示

圖6-10絕緣監(jiān)視裝置的原理接線圖6.2.4單相接地保護(hù)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)。

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，如圖6-11所示。圖6-11零序電流過濾器

電纜線路的單相接地保護(hù)一般采用零序電流互感器，如圖6-12所示。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。圖6-12零序電流互感器6.3電力變壓器繼電保護(hù)

變壓器的故障可分為油箱內(nèi)和油箱外兩種。油箱內(nèi)的故障主要有繞組的相間短路、繞組的匝間短路和繞組的接地短路及鐵芯燒損等。變壓器油箱外的故障最常見的是絕緣套管和引出線上發(fā)生的相間短路與接地短路。變壓器的異常(不正常)運(yùn)行狀態(tài)主要有過負(fù)荷、外部短路引起過電流、外部接地短路引起中性點(diǎn)過電壓以及油箱的油面降低等。800kVA及800kVA以上的油浸式變壓器和400kVA及400kVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)用來反應(yīng)油箱內(nèi)部短路故障及油面降低，其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開各電源側(cè)斷路器。2.過電流保護(hù)400kVA以下的變壓器多采用高壓熔斷器保護(hù)，當(dāng)400kVA以上的變壓器高壓側(cè)裝有高壓斷路器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)帶時(shí)限的過電流保護(hù)裝置。對(duì)車間變壓器來說，過電流可作為主保護(hù)。如果過電流保護(hù)的時(shí)限超過0.5s，而且容量不超過800kVA，則應(yīng)裝設(shè)電流速斷作為主保護(hù)，而過電流保護(hù)則作為電流速斷的后備保護(hù)。電流速斷與過電流保護(hù)均動(dòng)作于跳閘。1.瓦斯保護(hù)

6.3電力變壓器繼電保護(hù)

變壓器的故障可分為油箱內(nèi)和油箱外兩種。油箱內(nèi)的故障主要有繞組的相間短路、繞組的匝間短路和繞組的接地短路及鐵芯燒損等。變壓器油箱外的故障最常見的是絕緣套管和引出線上發(fā)生的相間短路與接地短路。

800kVA及800kVA以上的油浸式變壓器和400kVA及400kVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)用來反應(yīng)油箱內(nèi)部短路故障及油面降低，其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開各電源側(cè)斷路器。2.過電流保護(hù)400kVA以下的變壓器多采用高壓熔斷器保護(hù)，當(dāng)400kVA以上的變壓器高壓側(cè)裝有高壓斷路器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)帶時(shí)限的過電流保護(hù)裝置。1.瓦斯保護(hù)

6.3電力變壓器繼電保護(hù)3.縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)

縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部繞組、絕緣套管以及引出線相間短路的主保護(hù)。較小容量的變壓器可用電流速斷保護(hù)來代替縱差動(dòng)保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作于跳開各電源側(cè)斷路器。

4.過負(fù)荷保護(hù)

對(duì)于400kVA及400kVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。在無人值班的變電所內(nèi)，也可作用于跳閘或自動(dòng)切除一部分負(fù)荷。

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)。6.3.1變壓器的瓦斯保護(hù)

在油浸式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，短路點(diǎn)電弧會(huì)使變壓器油及其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體(含有瓦斯成分)并從油箱向油枕流動(dòng)，反應(yīng)這種氣流與油流而動(dòng)作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)。

瓦斯保護(hù)的測(cè)量繼電器為氣體繼電器。（1）氣體繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理圖6-13FJ-80氣體繼電器結(jié)構(gòu)示意圖

氣體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)用的是開口杯式氣體繼電器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-13所示。6.3.1變壓器的瓦斯保護(hù)（2）變壓器瓦斯保護(hù)的接線

變壓器瓦斯保護(hù)的接線圖如圖6-14所示。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障(輕瓦斯)時(shí)，氣體繼電器KG的上觸點(diǎn)將閉合，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障(重瓦斯)時(shí)，KG的下觸點(diǎn)將閉合，動(dòng)作后經(jīng)過信號(hào)繼電器KS將發(fā)出跳閘信號(hào)，同時(shí)經(jīng)中間繼電器KM，跳開變壓器兩側(cè)斷路器。圖6-14變壓器瓦斯保護(hù)接線6.3.2變壓器的電流速斷保護(hù)

式中，

為低壓側(cè)母線的三相短路電流周期分量的有效值換算到高壓側(cè)的穿越電流值；

為可靠系數(shù)，取為1.2~1.3；

為保護(hù)裝置的接線系數(shù)；

為自啟動(dòng)系數(shù)，可取1.5～3；

電流速斷保護(hù)的啟動(dòng)電流還應(yīng)躲過變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流，按上式整定的啟動(dòng)電流可以滿足這一要求。保護(hù)靈敏度應(yīng)按保護(hù)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來校驗(yàn)，要求

。

小容量的變壓器可以在其電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)來代替縱差動(dòng)保護(hù)。電源側(cè)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)時(shí)，保護(hù)采用完全星形接線方式。電源側(cè)為中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)時(shí)，則采用兩相不完全星形接線方式。其組成原理與線路的電流速斷保護(hù)完全相同。其電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流為6.3.3變壓器的過電流、過負(fù)荷保護(hù)1.變壓器的過電流

變壓器過電流保護(hù)的組成和原理與線路過電流保護(hù)的組成和原理相同。為了得到較高的靈敏度，變壓器過電流保護(hù)的電流互感器及繼電器通常采用三相星形接線方式。

三繞組變壓器過電流保護(hù)的原理是：當(dāng)外部短路時(shí)，過電流保護(hù)應(yīng)保證有選擇性地只斷開直接供給故障點(diǎn)短路電流那一側(cè)的斷路器，從而使另外兩側(cè)繞組仍然可以繼續(xù)運(yùn)行。變壓器過電流保護(hù)其動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式與線路過電流保護(hù)的基本相同，即式中，

為變壓器的額定一次電流，其他參數(shù)的含義同線路過電流保護(hù)。靈敏系數(shù)的校驗(yàn)公式為6.3.3變壓器的過電流、過負(fù)荷保護(hù)2.過負(fù)荷保護(hù)

變壓器過負(fù)荷大多數(shù)都是三相對(duì)稱的，因而過負(fù)荷保護(hù)只要在一相上用一個(gè)電流繼電器即可實(shí)現(xiàn)。過負(fù)荷保護(hù)通常經(jīng)過延時(shí)作用于信號(hào)。為防止外部短路時(shí)誤發(fā)信號(hào)，過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于變壓器的過電流保護(hù)時(shí)間。在實(shí)際運(yùn)行中，過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間通常為10s。同時(shí)，時(shí)間繼電器的線圈應(yīng)允許有較長時(shí)間通過電流，應(yīng)選用線圈中串有限流電阻的時(shí)間繼電器。

對(duì)于單側(cè)電源的三繞組變壓器，當(dāng)三側(cè)繞組容量相同時(shí)，只裝在電源側(cè)；當(dāng)三側(cè)繞組容量不同時(shí)，裝在電源側(cè)和容量較小的一側(cè)。兩側(cè)電源的三繞組變壓器則裝在所有的三側(cè)。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)其組成原理與線路的過負(fù)荷保護(hù)基本相同。過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)為：式中，

為可靠系數(shù)，取值范圍為1.2～1.3；

為變壓器的額定電流。6.3.4變壓器的差動(dòng)保護(hù)1.變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的原理接線縱差動(dòng)保護(hù)的原理接線如圖6-15所示。圖6-15變壓器差動(dòng)保護(hù)原理接線

在變壓器正常運(yùn)行或縱差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)外k-1點(diǎn)處發(fā)生短路時(shí)，如果TA1的二次電流

與TA2的二次電流

相等(或相差極小)，則流入繼電器KA(或差動(dòng)繼電器KD)的電流

或差流值極小，一般稱此電流為不平衡電流Idsq，此時(shí)繼電器KA(或KD)不動(dòng)作。而在縱差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)k-2點(diǎn)處發(fā)生短路時(shí)，對(duì)于單端供電的變壓器來說，

，所以

，超過繼電器KA(或KD)所整定的動(dòng)作電流Iop(d)，使KA(或KD)瞬時(shí)動(dòng)作，然后通過出口繼電器KM使斷路器QF跳閘，同時(shí)由信號(hào)繼電器KS發(fā)出信號(hào)。6.3.4變壓器的差動(dòng)保護(hù)2.變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中的不平衡電流及其減小措施（1）變壓器兩側(cè)電流相位不同

變壓器的接線組別有多種，采用Ydll聯(lián)結(jié)組，在正常運(yùn)行時(shí)，Y側(cè)電流滯后d側(cè)30°且電流大小不相等。如不采取措施，則在差動(dòng)回路中就會(huì)有相當(dāng)大的不平衡電流。為了使正常運(yùn)行時(shí)縱差動(dòng)保護(hù)兩臂中的電流同相，必須對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行相位補(bǔ)償和數(shù)值補(bǔ)償。

（2）電流互感器的實(shí)際變流比與計(jì)算變流比不相等

由于電流互感器都是標(biāo)準(zhǔn)化的定型產(chǎn)品，而選擇的電流互感器的變流比與計(jì)算所得的變流比往往不相等，因此在差動(dòng)回路中又會(huì)引起不平衡電流。為了消除這一不平衡電流，可以在互感器二次回路接入自耦電流互感器來進(jìn)行平衡，也可利用速飽和電流互感器中或?qū)ｉT的差動(dòng)繼電器中的平衡線圈來實(shí)現(xiàn)平衡，以消除不平衡電流。6.3.4變壓器的差動(dòng)保護(hù)（3）變壓器勵(lì)磁涌流變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流很小，一般不超過額定電流的2％~10％。當(dāng)發(fā)生外部短路時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁電流更小，因此在這些情況下對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響一般可以不考慮。當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，勵(lì)磁電流將大大增加，其值可達(dá)到變壓器額定電流的6～8倍，稱為勵(lì)磁涌流。（4）變壓器各側(cè)電流互感器的型號(hào)不同

由于變壓器各側(cè)的電壓等級(jí)和額定電流不同，因而采用的電流互感器的型號(hào)不同，其飽和特性和勵(lì)磁電流(歸算至同一側(cè))也就不同，所以會(huì)在差動(dòng)回路中引起較大的不平衡電流。電流互感器同型系數(shù)可用

來表示，若同型，

取0.5，若不同型，

取1。（5）變壓器的調(diào)壓分接頭改變

當(dāng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，往往需要調(diào)節(jié)變壓器的調(diào)壓分接頭，以保證系統(tǒng)的電壓水平。調(diào)壓分接頭的改變將引起新的不平衡電流，在保護(hù)動(dòng)作值的計(jì)算時(shí)應(yīng)予以考慮。6.3.5變壓器的單相保護(hù)對(duì)變壓器低壓側(cè)的單相短路，可采取下列措施：

（1）當(dāng)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時(shí)，此處低壓斷路器既可用作低壓主開關(guān)，又可用來保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和單相短路。（2）在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)熔斷器時(shí)，熔斷器可用來保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和單相短路。但熔斷器熔斷后需更換熔體才能恢復(fù)供電，因此只用于不重要負(fù)荷的變壓器。（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)。這種零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流Iop可按躲過變壓器低壓側(cè)最大不平衡電流來整定。（4）采用兩相三繼電器接線或三相三繼電器接線的過電流保護(hù)，這種保護(hù)可使低壓側(cè)發(fā)生單相短路時(shí)其保護(hù)靈敏度大大提高。6.4供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)

6.4.1熔斷器保護(hù)

熔斷器保護(hù)能在過負(fù)荷和短路時(shí)動(dòng)作，切除過負(fù)荷和短路部分，保證系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置應(yīng)符合過電流保護(hù)的選擇性要求，即熔斷器要配置得使故障范圍最小?？紤]到經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)使供配電系統(tǒng)中配置的熔斷器數(shù)量盡量少。

圖6-18是車間低壓放射式配電系統(tǒng)中熔斷器配置的合理方案，這種方案既可滿足保護(hù)的選擇性要求，其配置的數(shù)量又較少。圖6-18中，熔斷器FU5用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)及其支線，當(dāng)k-5處短路時(shí)，F(xiàn)U5熔斷。熔斷器FU4主要用來保護(hù)動(dòng)力配電箱母線，當(dāng)k-4處短路時(shí)，F(xiàn)U4熔斷。同理，熔斷器FU3主要用來保護(hù)配電干線，F(xiàn)U2主要用來保護(hù)低壓配電屏母線，F(xiàn)U1主要用來保護(hù)電力變壓器。當(dāng)k-1～k-3處短路時(shí)，也都是靠近短路點(diǎn)的熔斷器熔斷。6.4.1熔斷器保護(hù)圖6-18熔斷器配置1.熔斷器熔體電流的選擇（1）熔斷器用來保護(hù)電力線路1)熔體額定電流

應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流

，即

2)熔體額定電流

還應(yīng)躲過線路的尖峰電流

，以使熔體在線路出現(xiàn)正常尖峰電流時(shí)也不致熔斷。由于尖峰電流是短時(shí)最大電流，而熔體加熱熔斷需要一定的時(shí)間，因此熔體額定電流應(yīng)滿足的條件為

式中，

為小于1的計(jì)算系數(shù)。

對(duì)供單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路來說，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間t<3s(輕載啟動(dòng))時(shí)，宜取

＝0.25～0.35；t＝3～8s(重載啟動(dòng))時(shí)，宜取

＝0.35～0.5；t>8s或頻繁啟動(dòng)、反接制動(dòng)時(shí)，宜取=0.5~0.6。6.4.1熔斷器保護(hù)3)熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，當(dāng)由于過負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱時(shí)，熔斷器應(yīng)保證熔斷，因此還應(yīng)滿足條件：式中，為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量；

為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù)。（2）保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇

在確定保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流時(shí)，應(yīng)考慮以下三個(gè)因素：1)熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流；2)熔體電流要躲過來自變壓器低壓側(cè)的電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的尖峰電流；3)熔體電流要躲過變壓器自身的勵(lì)磁涌流。一般應(yīng)滿足下式的要求，即式中，

為變壓器的額定一次電流。6.4.1熔斷器保護(hù)2.熔斷器的選擇與校驗(yàn)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)不小于它所裝設(shè)的熔體額定電流；(3)熔斷器的類型應(yīng)符合安裝處的條件(戶內(nèi)或戶外)以及被保護(hù)設(shè)備的技術(shù)要求；(4)熔斷器的斷流能力應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)；(5)熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，使之不至于發(fā)生因過負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線或電線過熱起燃時(shí)熔斷器不熔斷的事故。

為了使熔斷器能可靠地分?jǐn)嚯娐罚璋炊搪冯娏餍ｒ?yàn)熔斷器的分?jǐn)嗄芰Α?1)限流式熔斷器。由于限流式熔斷器(如RN1、RT0等)能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前完全熄滅電弧、切除短路，因此只需滿足條件:式中，

為熔斷器的最大分?jǐn)嚯娏鳎?/p>

為熔斷器安裝處的三相次暫態(tài)短路電流的有效值，在無限大系統(tǒng)中，

。6.4.1熔斷器保護(hù)(2)非限流式熔斷器。由于非限流式熔斷器(如RW4、RM10等)不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前熄滅電弧、切除短路，因此需滿足條件：

式中，

為熔斷器安裝處的三相短路沖擊電流的有效值。(3)具有斷流能力上下限的熔斷器。這種熔斷器(如RW4等跌開式熔斷器)其斷流能力的上限應(yīng)滿足式(6-30)的校驗(yàn)條件，其斷流能力的下限應(yīng)滿足條件：

式中，

為熔斷器的最小分?jǐn)嚯娏鳎?/p>

為熔斷器所保護(hù)的線

路末端的兩相短路電流(對(duì)中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)而言)。

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)能可靠地熔斷，靈敏度應(yīng)滿足

式中，

為熔斷器熔體的額定電流；

為熔斷器保護(hù)的線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的最小短路電流，K為靈敏度比值。6.4.1熔斷器保護(hù)3.前后熔斷器之間的選擇性配合

在低壓配電系統(tǒng)中，如果上下兩級(jí)線路都采用熔斷器作短路保護(hù)，則應(yīng)使它們的動(dòng)作具有選擇性。如圖6-19所示，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的FU2熔斷器最先熔斷，切除故障部分后，則FU1不再熔斷，從而可使系統(tǒng)的其他部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。因此，上級(jí)熔體的熔斷時(shí)間t1與下級(jí)熔體的熔斷時(shí)間t2應(yīng)滿足t1>3t2。如果不滿足這一要求，則應(yīng)將前一熔斷器的熔體電流提高1～2級(jí)再進(jìn)行校驗(yàn)。圖6-19熔斷器在配電系統(tǒng)中的選擇性配合6.4.2斷路器保護(hù)1.斷路器在供配電系統(tǒng)中的作用

斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置。2.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3.低壓斷路器過流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定(1)瞬時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流

應(yīng)躲過線路的尖峰電流

，即

式中，

為可靠系數(shù)，對(duì)于動(dòng)作時(shí)間t>0.02s的萬能式斷路器(DW型)，

可取1.35；對(duì)于t≤0.02s的塑殼式斷路器(DZ型)，

宜取2～2.5。6.4.2斷路器保護(hù)(2)短延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定。短延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流

應(yīng)躲過線路短時(shí)間出現(xiàn)的負(fù)荷尖峰電流

，即

式中，

為可靠系數(shù)，一般取1.2。

短延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作時(shí)間通常分0.2s、0.4s和0.6s三級(jí)，應(yīng)按前后保護(hù)裝置其保護(hù)的選擇性要求來確定，應(yīng)使前一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比后一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間長一個(gè)時(shí)間級(jí)差0.2s。(3)長延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定。長延時(shí)過流脫扣器主要用來保護(hù)過負(fù)荷，因此其動(dòng)作電流

只需躲過線路的最大負(fù)荷電流(計(jì)算電流

)即可，即

式中，

為可靠系數(shù)，一般取1.1。

長延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)躲過允許過負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間。其動(dòng)作特性通常是反時(shí)限的，即過負(fù)荷電流越大，其動(dòng)作時(shí)間越短。一般動(dòng)作時(shí)間為1～2h。(4)過流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求。為了不致發(fā)生因過負(fù)荷或短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱起燃時(shí)其低壓斷路器不跳閘的事故，低壓斷路器過流脫扣器的動(dòng)作電流

還應(yīng)滿足條件：

式中，

為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量；

為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短時(shí)過負(fù)荷系數(shù)，對(duì)于瞬時(shí)和短延時(shí)過流脫扣器

一般取4.5，對(duì)于長延時(shí)過流脫扣器

可取1，對(duì)于有爆炸氣體區(qū)域內(nèi)的線路

應(yīng)取為0.8。6.4.2斷路器保護(hù)4.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(yīng)不小于線路的計(jì)算電流

，即

(2)熱脫扣器動(dòng)作電流的整定。熱脫扣器的動(dòng)作電流應(yīng)滿足：

式中，

為可靠系數(shù)，可取1.1。一般應(yīng)通過實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)對(duì)

進(jìn)行檢驗(yàn)。5.低壓斷路器的選擇和校驗(yàn)選擇低壓斷路器時(shí)應(yīng)滿足下列條件：(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)不小于它所裝設(shè)脫扣器的額定電流；(3)低壓斷路器的類型應(yīng)符合安裝處的條件、保護(hù)性能及操作方式等要求；(4)低壓斷路器的斷流能力應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)。6.4.2斷路器保護(hù)為使低壓斷路器可靠地?cái)嚅_電路，應(yīng)按短路電流來校驗(yàn)其分?jǐn)嗄芰?，滿足如下要求。(1)對(duì)于分?jǐn)鄷r(shí)間大于0.02s的萬能式斷路器(DW型)，應(yīng)滿足：

(2)對(duì)于分?jǐn)鄷r(shí)間小于等于0.02s的塑殼式斷路器(DZ型)，應(yīng)滿足：

式中，

、

為斷路器極限分?jǐn)嚯娏鳎?/p>

為三相短路電流其周期分量的有效值；

為最大三相短路沖擊電流。為使斷路器能可靠地動(dòng)作，必須按短路電流來校驗(yàn)其靈敏度，即

式中，

為低壓斷路器保護(hù)的線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的單相短路電流(對(duì)TN和TT系統(tǒng))或兩相短路電流(對(duì)IT系統(tǒng))；

為瞬時(shí)或短延時(shí)過流脫扣器的動(dòng)作電流。6.4.2斷路器保護(hù)6.前后低壓斷路器之間以及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合

（1）前后低壓斷路器之間的選擇性配合

當(dāng)選擇性配合進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，按產(chǎn)品樣本給出的保護(hù)特性曲線考慮其偏差范圍為±20％～±30％。如果在后一斷路器出口發(fā)生三相短路，則前一斷路器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間計(jì)入負(fù)偏差、后一斷路器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間計(jì)入正偏差，此時(shí)，前一級(jí)的動(dòng)作時(shí)間仍大于后一級(jí)的動(dòng)作時(shí)間，能實(shí)現(xiàn)選擇性配合。

（2）低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合

通過保護(hù)特性曲線可檢驗(yàn)低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合。前一級(jí)低壓斷路器可按保護(hù)特性曲線考慮-30％～-20％的負(fù)偏差，而后一級(jí)熔斷器可按保護(hù)特性曲線考慮+30％～+50％的正偏差。本章小結(jié)

本章主要介紹了供配電系統(tǒng)常見的繼電器，重點(diǎn)是電力線路、電力變壓器和供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)方法。通過本章以下知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)要掌握繼電器的使用和計(jì)算，并能根據(jù)工程進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。1.繼電保護(hù)的作用和基本要求2.電力線路的繼電保護(hù)：帶時(shí)限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓閉鎖過電流保護(hù)和單相接地保護(hù)3.電力變壓器繼電保護(hù)：變壓器的瓦斯保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過電流、過負(fù)荷保護(hù)4.供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)：熔斷器保護(hù)和斷路器保護(hù)。思考題與習(xí)題6-1繼電保護(hù)的作用是什么？6-2電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么樣的嚴(yán)重后果？6-3繼電保護(hù)的基本要求是什么？各項(xiàng)要求的主要內(nèi)容是什么？6-4評(píng)價(jià)繼電保護(hù)性能的標(biāo)準(zhǔn)是什么？6-5依據(jù)短路的特征，已經(jīng)構(gòu)成了哪些繼電保護(hù)的方式？6-6主保護(hù)和后備保護(hù)的作用分別是什么？6-7在圖6-20所示的單電源系統(tǒng)示意圖中，當(dāng)K處發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)當(dāng)由哪個(gè)保護(hù)動(dòng)作于跳閘？如果該保護(hù)拒動(dòng)，那么，又應(yīng)當(dāng)由哪個(gè)保護(hù)動(dòng)作于跳閘？為什么？

圖6-206-8某110kV單電源系統(tǒng)如圖6-21所示，其中，

、

，線路的單位阻抗為0.4

。在可靠系數(shù)

的情況下，試求：1）保護(hù)1的電流I段整定值，并進(jìn)行靈敏度驗(yàn)證；2）當(dāng)線路AB的長度減小到25km時(shí)，重復(fù)上述的計(jì)算，并分析計(jì)算結(jié)果。圖6-21任課教師：劉義艷建筑供配電與照明技術(shù)任課教師：劉義艷第七章電氣照明電氣照明基本知識(shí)7.1照明光源與燈具7.2室內(nèi)照度計(jì)算7.3電氣照明設(shè)計(jì)7.4應(yīng)急照明設(shè)計(jì)7.57.1電氣照明基本知識(shí)1.光和光通量7.1.1照明系統(tǒng)的概念

光是人眼可以感覺到的、波長在一定范圍內(nèi)的電磁輻射,即電磁波?？梢姽猓?80～780nm(1nm=10-9m)紅外線：780～34000nm紫外線：10～380nm7.1.1照明系統(tǒng)的概念

光通量描述光的輻射能量的強(qiáng)弱。光通量定義為單位時(shí)間內(nèi)光輻射能量的大小，即光通量表示光源在單位時(shí)間內(nèi)向四周發(fā)射的引起人體視覺感應(yīng)的輻射能量。光通量一般用符號(hào)

，單位為lm（流明）。說明光源發(fā)光能力2.光強(qiáng)

光強(qiáng)是發(fā)光強(qiáng)度的簡稱，表示光源向空間某一給定方向發(fā)射的光通量，定義為光源在給定方向的單位立體角內(nèi)所傳播的光通量；

光強(qiáng)一般用符號(hào)I表示，單位為cd（坎德拉），光強(qiáng)可表示為：，A為與

相對(duì)應(yīng)的球面積，r為球的半徑。其中，7.1.1照明系統(tǒng)的概念3.照度

照度是光照度的簡稱，定義為投射到某個(gè)被照物體表面的光通量

與被照物體表面面積A之比，或者說照度是被照物體表面單位面積上輻射的光通量。

照度一般用符號(hào)E表示，單位為lx（勒克斯），照度可表示為：4.亮度

亮度是光亮度的簡稱。亮度定義為發(fā)光體在視覺方向上的單位投影面上的發(fā)光強(qiáng)度，它描述發(fā)光體或反光物體表面光亮程度。

亮度一般用符號(hào)L表示，亮度的單位為cd/m2。7.1.1照明系統(tǒng)的概念5.光的反射系數(shù)

一般將被照物體反射的光通量

與入射的光通量

之比稱為光的反射系數(shù)，如圖7-2所示。反射系數(shù)是描述被照物體對(duì)光的吸收能力的無量綱參數(shù)。6.光效

光效是光源發(fā)光效能的簡稱，光效定義為光源發(fā)出的光通量與光源消耗的電功率P之比，是一個(gè)有單位的參數(shù)，光效一般用符號(hào)

表示，其單位為lm/W，按光效的定義，光效可表示為:7.1.1照明系統(tǒng)的概念7.光源的色溫

所謂光源的色溫是以發(fā)光體表面顏色來估計(jì)其溫度的一個(gè)物理量。我國照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按照CIE的建議將光源的色表分為三類，并提出典型的應(yīng)用場(chǎng)所，見表7-1。7.1.1照明系統(tǒng)的概念8.光源的顯色性CIE將燈的顯色性能分為4類，其中第Ⅰ類又細(xì)分為Ａ、Ｂ兩組，并提出每類燈的適用場(chǎng)所，作為評(píng)估室內(nèi)照明質(zhì)量的指標(biāo)，見表7-2。7.1.2照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)良的室內(nèi)照明質(zhì)量由以下五個(gè)要素構(gòu)成：１）適當(dāng)?shù)恼斩人?；２）舒適的亮度分布；３）優(yōu)良的燈光顏色品質(zhì)；４）沒有眩光干擾；５）裝飾性和能耗等要求。1.照度水平2.照度的均勻度3.光源的光色4炫光要求5.能耗指標(biāo)7.2照明光源與燈具7.2.1常用電光源的類型及選擇1.電光源分類7.2.1常用電光源的類型及選擇照明燈具指具有配光特性的光源支架。

由燈具的概念，燈具應(yīng)該具有以下的特性：

一是作為光源支架，支撐和固定光源；

二是配光特性，利用燈具的反射和遮光特性，可以改變光源的光通量在照明空間的分布，即改變光強(qiáng)在空間各個(gè)方向上的分布，進(jìn)而改變照明效果，防止直接眩光；

三是作為長期使用的支架，燈具應(yīng)具有裝飾、美化環(huán)境的特性；

四是燈具應(yīng)具有保護(hù)光源、防止意外事故的特性。7.2.1常用電光源的類型及選擇1.照明燈具的分類（1）按照明燈具光通量分布的分類

分為直接型、半直接型、全漫射型、半間接型和間接型等五類（2）按外殼防護(hù)等級(jí)分類

其形式為“IPXX”，XX為特征數(shù)字，第一個(gè)特征數(shù)字表示防塵的防護(hù)等級(jí)，分為0～6級(jí)；第二個(gè)數(shù)字特征表示防水的防護(hù)等級(jí)，分為0～8級(jí)。（3）按防觸電保護(hù)分類

分為0類、I類、II類、III類共四類。7.2.1常用電光源的類型及選擇2.照明燈具選擇的基本原則（1）配光曲線

燈具的配光特性要求主要指應(yīng)根據(jù)照明空間的功能要求選擇具有合適的光通量分布的燈具。（2）燈具效率

燈具效率定義為燈具投射出的光通量

與燈具內(nèi)光源發(fā)出的光通量

之比，是描述燈具對(duì)入射光反射能力強(qiáng)弱的無量綱參量。（3）遮光角：指為防止高亮度的光源造成直接眩光。7.2.1常用電光源的類型及選擇3.燈具的懸掛高度與布置間距（1）光源與燈具的懸掛高度

懸掛高度影響照明安全性能、照明質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性能和維護(hù)性能。例如燈具的懸掛高度太高，導(dǎo)致照度降低，同時(shí)維護(hù)也不方便。燈具的懸掛高度也不能太低，懸掛太低，容易產(chǎn)生眩光，影響視覺效果，同時(shí)存在不安全因素。（2）光源與燈具布置

光源與燈具布置主要考慮照明方式。一般照明場(chǎng)所主要采用一般照明方式和分區(qū)一般照明方式，光源與燈具布置主要采用均勻布置方案，即不考慮空間內(nèi)設(shè)備的位置，使燈具在照明空間內(nèi)均勻分布，使照明空間獲得均勻的照度分布。在大多數(shù)情況下，選擇均勻布置方案可滿足照度質(zhì)量要求。7.3室內(nèi)照度計(jì)算7.3.1利用系數(shù)法1.利用系數(shù)

照明空間的室空間形狀、表面材料、燈具配光特性和燈具的效率等會(huì)對(duì)光源的光通量分布產(chǎn)生影響，引入利用系數(shù)來描述這種影響，利用系數(shù)

定義為投射到工作面的光通量

和所有光源發(fā)出的總光通量

之比，在照明空間的燈具數(shù)量為

，每個(gè)燈具內(nèi)光源的光通量為

時(shí)，利用系數(shù)可以表示為：7.3.1利用系數(shù)法2.室形指數(shù)

照明空間的形狀會(huì)對(duì)光源的光通量分布產(chǎn)生影響，照明空間的高矮、表面面積的大小等都會(huì)影響利用系數(shù)，在編制利用系數(shù)表格時(shí)，需要考慮照明空間的形狀影響，查表求利用系數(shù)時(shí)，需要根據(jù)照明空間的形狀選擇相應(yīng)利用系數(shù)。按我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和CIE的推薦，照明工程應(yīng)用中，采用室形指數(shù)RI描述照明空間形狀，室形指數(shù)RI的計(jì)算表達(dá)式為：

式中l(wèi)是房間寬度，l是房間長度，h是燈具的計(jì)算高度（燈具平面到工作面的垂直距離）7.3.1利用系數(shù)法3.有效空間反射比

照明空間的表面材料會(huì)對(duì)光源的光通量分布產(chǎn)生影響，在光源的光通量入射到照明空間的表面時(shí)，一部分被吸收，一部分反射回照明空間。顯然，利用系數(shù)與照明空間的表面對(duì)光通量的反射性有關(guān)。有效空間反射比的計(jì)算表達(dá)式為：7.3.1利用系數(shù)法4.維護(hù)系數(shù)

照明設(shè)備在使用一定周期后，由于環(huán)境、灰塵等因素的影響，會(huì)使照度下降，為保持要求的照度，需要對(duì)照明光源與燈具進(jìn)行擦拭維護(hù)。污染嚴(yán)重的環(huán)境，每年要求進(jìn)行的