第六章 工厂供电系统的过电流保护
(完整版)工厂供电第6版(刘介才)_第6章__工厂供电系统的过电流保护
250～500A 7 —
21
第二节 熔断器保护
四.熔断器保护的灵敏度校验
例1 有一台Y型电动机，其额定电压为380V，额定容量为18.5kW，额定电流为35.5A，启动电流倍数为7。现拟采用
BLV型导线穿焊接钢管敷设。该电动机采用RT0型熔断器作短路保护，短路电流
I (3) k
最大可达13kA。当地环境温度为30℃。
保护装置在应该动作时，就应该动作，不应该拒动； 而不应该动作时，就不应该误动。 (4) 灵敏度
灵敏度或灵敏系数是表征保护装置对其保护区内故障 和不正常工作状态反应能力的一个参数。
6
第一节 过电流保护的任务和要求
二. 对保护装置的基本要求
过电流保护的灵敏度或灵敏系数，用其保护区内在电力
系统为最小运行方式时的最小短路电流
流Ik 要通过FU2和FU1。
23
第二节 熔断器保护
五.前后熔断器之间的选择性配合
保护选择性要求，FU2的熔体首先 熔断，切断故障线路WL2，而FU1不再熔 断，使干线WL1正常运行。
熔体实际熔断时间与其产品的标准 特性曲线查得的熔断时间可能有 ±30% ～ ±50%的偏差，从最不利的情 况考虑，k点短路时，FU1的实际熔断时
15
第第二二节节 熔熔断断器器保保护护
二. 三熔.断熔器断熔器体的电选流择的与选校择验
熔断器选择应满足下列条件： (1)熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压。对高压熔 断器，其额定电压应不低于线路的最高电压。 (2)熔断器的额定电流应不小于它所装熔体的额定电流。 (3)熔断器的类型应符合安装条件（户内或户外）及被保护 设备对保护的技术要求。
25
第二节 熔断器保护
五.前后熔断器之间的选择性配合
工厂供电教案
工厂供电教案第一章工厂供电概论本章主要内容：工厂供电的基本知识供电系统、发电厂、电力系统及自备电源电压、电能质量中性点运行方式低压配电系统的接地型式第一节工厂供电的意义、要求及课程任务一、意义1、工厂供电(plant power supply)：是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
2、重要性：工业生产实现电气化以后可以增加产量、提高产品质量和劳动生产率，供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。
二、基本要求安全、可靠、优质、经济三、本课程的主要任务讲述中小型工厂电能供应和分配、电气照明问题，使学生具有对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设计、计算的能力。
第二节工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源一、工厂供电系统概况1、中型工厂供电系统简图：一根线表示三相线路2、中型工厂供电系统的平面布线示意图3、大型工厂总降压变电所4、高压深入负荷中心的供电系统5、只设一个降压变电所的供电系统二、发电厂和电力系统1、发电厂（发电站）：，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。
有：水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂。
2、电力系统(power system)：由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。
电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电网第三节电力系统的电压与电能质量一、电压和频率的质量参数。
规定：频率偏差正负0.2Hz电压偏差正负5%二、三相交流电网和电力设备的额定电压1、电网（线路）的额定电压2、用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。
3、发电机的额定电压：高于同级电网电压5%4、电力变压器的额定电压的规定第四节电力系统中性点运行方式一、中性点运行方式：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统正常运行及单相接地时的不同点。
工厂供电刘介才.第六章课后答案
第六章—1工厂供电，高级电工,第6章，课后答案1、供电系统中有哪些常用的过电流保护装置?对保护装置有哪些基本要求?过电流保护装置：熔断器、低压断路器、继电保护。
基本要求：选择性、速动性、可靠性、灵敏度（灵敏系数）。
1.min.op k P I I S =2、如何选择线路熔断器的熔体?1、保护电力线路alOL FE N PK FE N FE N I K I KI I I I ≤≥≥..30.2、保护电力变压器TN FE N I .1.)0.2~5.1(=考虑因素：熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流，熔体电流要躲过变压器低压侧电机起动的尖峰电流，熔体电流要躲过变压器空载含闸电流。
3、保护电压互感器RN 2为0.5A 3、选择熔断器时应考虑哪些条件?熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压。
熔断器的额定电流不应小于它所装熔体的额定电流。
熔断器的额定类型应满足技术要求。
4、低压断路器的瞬时、短延时和长延时过流脱扣器的动作电流各如何整定?其热脱扣器的动作电流又如何整定?（1）瞬时过流脱扣器动作电流的整定动作电流可靠系数取值为pk rel OP I K I ≥)0(rel K 5.2~2:;35.1:DZ DW （2）短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流取值为1.2pkrel op I K I ≥)5(rel K 动作时间0.2s,0.4s,0.6s 三级,时间差0.2s（3）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流取值为1.130)(I K I rel l op ≥rel K 动作时间：反时限最长1-2h（4）热脱扣器动作电流的整定过负荷保护取值为1.130.I K I rel TR OP ≥rel K5、低压断路器如何选择?选择低压断路器应满足的条件：低压断路器的额定电压不低于保护线路的额定电压。
低压断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。
低压断路器的类型应符合安装、保护、操作方式的要求。
第6章工厂供电系统的过电流保护-精选
6.4.2 电磁式电流继电器和电压继电器
电磁式电流继电器和电压继电器在继电保护装 置中均为起动元件，属测量继电器。
常用的DL-10系列电磁式电流继电器的基本 结构如图所示。
过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电 流，称为继电器的“动作电流”，用Iop表示。
过电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返 回到起始位置的最大电流，称为继电器的“返回 电流”，用Ire表示。
Ø类型应符合安装条件及被保护设备对保护的技 术要求
10
断流能力的校验 限流式熔断器 非限流式熔断器
Ioc I "(3)
Ioc
I (3) sh
具有断流能力上下限的熔断器，其断流能 力的上下限应满足
Ioc.max
I(3) sh
Ioc.min
I(2) k
对中性点不接 地的电力系统
11
6.2.4 熔断器保护灵敏度的检验
继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继 电器的“返回系数”，用Kre表示
32
电磁式电流继电器的动作电流有两种调节方法： （1）平滑调节 （2）级进调节
低电压继电器的动作电压Uop， 为其线圈上的使继电器动作的最 高电压；其返回电压Ure，为其线 圈上的使继电器由动作状态返回 到起始位置的最低电压。低电压 继电器的返回系数 Kre=Ure/Uop>1，一般Kre为1.25。 越接近于1，说明继电器越灵敏。
IN.OR I30
（二）低压断路器过流脱扣器动作电流的整定 1.瞬时过流脱扣器动作电流的整定 瞬时过流脱扣器的动作电流IOP(0)应躲过线路的
尖峰电流IPk，即
Iop(0) KrelIPK
式中，Krel为可靠系数。
习题参考答案 《工厂供电(第3版)》课件
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第七章 工厂供电系统的二次回路和自动装置
7-1 PA1：1-X∶1；PA1：2-PJR∶1； PA2：1-X∶2；PA2：2-PJR∶6； PA3：1-X∶3(X∶3与X∶4并联后接地)；PA3：2-PJR∶8；PJR：1-PA1∶1； PJR：2-X∶5；PJR：3-PJR∶8；PJR：4-X∶7；PJR：6-PA2∶2；PJR：7X∶9；PJR：8-PJ∶3与PA3∶2；X：1-PA1∶1；X：2-PA2∶1；X：3-PA3∶1； X：5-PJR∶2；X：7-PJR∶4；X：9-PJ∶7；X∶4左端与X∶3左端并联后接地， 右端空。
5-3 按经济电流密度可选LJ-70，其Ial =233A > I30=90A，满足发热条件； ΔU%=2.01% < ΔUal% =5% ，也满足电压损耗要求。
5-4 按发热条件选BLV-500-1×25mm2的导线，其Ial =233A，ΔU%=2.06%。
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第六章 工厂供电系统的过电流保护
习题参考答案
第一章 第六章
第二章 第七章
第三章 第八章
第四章 第九章
第五章 第十章
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第一章 概 论
1-1 T1，10.5/242kV； WL1，220kV；WL2，35kV。 1-2 G，6.3kV； T1，6/0.4kV；T2，6.3/121kV；T3，110/11kV。 1-3 昼夜电压偏差范围为-5.26%～+9.21%；主变压器分接头宜换至“-5%”的 位置运行，而晚上切除主变压器，投入联络线，由邻近变电所供电。 1-4 由于单相接地电容电流IC =24.1A＜30A，因此无须改变电源中性点运行 方式。
《工厂供电》课程标准
《工厂供电》课程标准(2008级、三年制)专业教研室主任:唐跃系主任:李鹏辉教务处处长签印:批准日期:机电工程系二0一0年六月《工厂供电》课程标准一、教学对象本课程标准适用于:电气自动化专业三年制高职学生。
二、学分与学时学分:18 学时:70三、课程模块类别及课程属性课程模块:专业课。
课程属性:限定选修课。
四、课程性质、任务与目得性质:《工厂供电》课程就是自动化类、电力类专业较为重要得一门专业课,就是工程技术人员处理工矿企业供电问题必备得基本知识。
任务:使学生了解电力系统概况,初步掌握中小型工厂供电系统运行维护与简单设计所必需得基本理论与基本知识。
目得:通过本课程得学习,使学生初步掌握中小型工厂供电系统运行维护与简单设计所必需得基本理论与基本知识,为今后从事工厂供电工作或其她相关工作奠定一定基础。
五、主要先修与后续课程本课程以《高等数学》、《电工基础》、《电机及控制》为先修课程。
六、教学目得要求与主要内容第一章工厂供电概论【目得要求】1、掌握中性点运行方式;接地形式;电力负荷概念。
2、熟悉电力系统得电能质量得相关指标。
3、了解工厂供电得意义、要求;电力系统概况。
【主要内容】1、工厂电力负荷得基本知识。
2、电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地形式。
【讲授内容】1、工厂供电得意义、要求。
2、工厂供电系统及其电源与负荷得基本知识。
3、电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地形式。
4、电力系统得电压与电能质量。
第二章工厂变配电所及其一次系统【目得要求】1、掌握电力变压器、互感器、高低压一次设备得结构、型号与基本工作原理。
2、熟悉工厂变电所得主接线。
3、了解工厂变电所得任务与类型。
4、自学工厂变电所得所址、布置、结构及安装图。
【主要内容】1、电力变压器与互感器得作用、结构、型号、原理、使用注意事项。
2、高低压一次设备得作用、结构、型号、原理。
3、工厂变电所得主接线型式。
【讲授内容】1、工厂变电所得任务与类型。
工厂供电与电气控制技术第六章工厂供电系统的过电流保护
第四节 常用的保护继电器
一、概述
继电器按其应用：控制继电器和保护继电器 机床控制电路应用的继电器多属于控制继电器； 供电系统中应用的继电器多属于保护继电器。 常用的保护继电器：机电式、晶体管、微机型。 晶体管继电器：具有动作灵敏、体积小、能耗低、寿命长等 优点，但受环境温度影响大，元件的质量及运行维护 水平影响保护装置的可靠性，国内较少采用。 机电式继电器：电磁型继电器、感应型继电器 工作可靠，且有成熟的运行经验，国内普遍使用。 电力系统中的保护继电器已向集成电路和微机保护发展。这里 主要介绍机电式保护继电器。
I
( 3) sh
（上限）
断流能力有上下限（ 如RW4等跌开式熔断器）：
I oc.min I
( 2) k （下限）
四、熔断器保护灵敏度的检验
为了保证熔断器在其保护区内发生短路故障时可靠地 熔断,灵敏度应满足下列条件
I k . min SP K I N . FE
K为灵敏系数的最小值。
五、熔断器之间的选择性配合
I N .TR I 30
2）热脱扣器动作电流的整定 过负荷保护
I OP.TR K rel I 30
K rel 取值为1.1。
三、低压断路器的选择与校验
1、选择低压断路器应满足的条件 低压断路器的额定电压不低于保护线路的额定电压。 低压断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。 低压断路器的类型应符合安装、保护、操作方式的要求。 2、低压断路器断流能力的校验 ( 3) 动作时间0.02s以上（DW型）：分断电流 I OC I k
要求线路在发生故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断， 切断故障部分。
第三节 低压断路器的保护 一、低压断路器在低压配电系统中的配置
《工厂供电》第六版习题解答(不全)
高专《工厂供电》习题解答刘介才编前言本习题解答是应采用本人编《工厂供电》高专教材的部分任课教师的要求、并在出版社有关编辑的大力支持下编写的,供教师教学和批改学生作业时参考.由于习题中涉及的一些技术参数大多有一定的选取范围，而从技术图表上查得的数据也不可能绝对精确，因此习题解答应着重注意其解题的方法步骤，而答案不一定是唯一的，仅供参考。
本习题解答不宜在学生中传播,以免有的学生盲目抄袭，影响其独立完成作业、培养解决技术问题的能力.如有错误和不当之处，欢迎批评指正。
目录第一章工厂供电概论习题解答—-——---—--——-——---———-—--—————--——-——--—--——-—第三章工厂的电力负荷及其计算习题解答—————----———-—-—--————---———-—-第四章短路电流计算及变配电所电气设备选择习题解答—-—--——---——-第五章工厂电力线路及其选择计算习题解答——-—-——--——--—-——----———-—-———第六章工厂供电系统的过电流保护习题解答----—--—--——————--———--------—第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置习题解答—-—-—----—--——----第八章防雷、接地及电气安全习题解答—-———-—-—-—----————-———-—-——-——--——-第九章节约用电、计划用电及供电系统的运行维护习题解答—-—-----—第一章工厂供电概论习题解答１－１解：变压器Ｔ1的一次侧额定电压应与发电机Ｇ的额定电压相同，即为10.5kV.变压器Ｔ1的二次侧额定电压应比线路ＷL1末端变压器Ｔ2的一次额定电压高10％，即为242kV。
故变压器Ｔ1的额定电压应为10。
5／242kV。
线路WL1的额定电压应与变压器Ｔ2的一次额定电压相同，即为220kV.线路ＷL2的额定电压应为35kV，因为变压器T2二次侧额定电压为38.5kV,正好比35kV高１０%。
第六章 工厂供电系统的过电流保护
6保.5护.3对变象压：器反映的变过压负器荷不正保常护运行状态 。
动作电流的整定：躲过变压器的额定电流整 定。
I opo
KK K re
I N T
动作延时：
一般取10s
大于变压器的过 电流保护的动作时间
和电动机的启动时间。
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6.5.4 变压器的纵联差动保护
原理： 比较一、二次电流差
Idsp II I
9
结构
2020/4/10 10
2020/4/10
3（)电1）磁特式点时：间延时继动电作器
（2）原理：钟表机构
11
2020/4/10
4）电磁式信号继电器
（1）种类：
电流型、电压型。
（2）作用：
动作指示（灯光、音响信号），以便判别故障性 质。
（3）原理 图6—10
12
2020/4/10
5（）1）感结应构式组继成与电工器作原理 图6-14
2020/4/10
第6章 工厂供配电系统的过电流保护
主要内容
过电流保护装置的任务和要求 三段式电流保护原理及整定计算 变压器保护原则 低压断路器保护
重点、难点
过电流保护装置的任务和要求 三段式电流保护原理及整定计算
1
2020/4/10
6.1 过电流保护装置的任务和要求
6.1.1 任务
原理: 过流→电流继电器动作→KT延时闭合 →KS显示→KM动作→YR跳闸。
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2020/4/10
保护装置的时限特性
在供电线路上，每级设有保护，为实现选 择性，各级保护的动作时限应相互配合
时限配合：采用阶梯原则。
时限级差：定时限△t =0.5～0.7s
反时限△t=0.7～0.9s
第六章工厂供电系统的过电流保护(3)
保护
过载、欠电压 不正常检测及报警
4
第一节
工 厂 供 电
过电流保护的任务和要求
2、线路过电流保护装置类型
第 六 章 工 厂 供 电 系 统 的 过 电 流 保 护
① 继电保护 多类型的继电器组合构成继电保护装置。 适于高可靠性、操作灵活方便高压供电。 ② 熔断器保护 适用于高低压供电、低可靠性系统。 简单、经济广泛应用 断流能力较小、选择性差 熔断熔体更换不便，不能迅速恢复供电。 ③ 低压断路器保护=低压自动开关保护。 适于高可靠性、频繁操作低压供电系统 带多脱扣器，可过流、过载、失压和欠压保护 可作为控制开关进行操作
第 六 章 工 厂 供 电 系 统 的 过 电 流 保 护
快速性
可靠性 保护装置在其保护范围内发生故障时，必须可靠动作，
不应拒动作，在不该它动作的情况下就不应该误动作。
灵敏度
保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能 力称为灵敏性（灵敏度=灵敏系数）。 变压器要求高灵敏度。
I K .min SP I op.1
=43A>I30=35.5A，满足发热条件。
7、导线机械强度？查附表15，选定导线截面>穿管铝芯线的最小截面2.5mm2.满足发热条件。 8、导线与熔断器匹配？只作短路保护用，故过载系数=2.5.
2014-10-21
I N .FE 80A KOL I al 2.5 43 107.5 A 满足配合要求.
保护 低压 配电 屏母 线 保护配电 干线
保护 动力 配电 箱母 线
2014-10-21
7
第二节
工 厂 供 电
熔断器保护
二、熔断器熔体电流的选择
保护线路的溶体电流选择条件
工厂供电教学课件—第六章工厂供电系统的过电流保护
一般来说，要保证前后两低压断路器之间能选择性动作，前 一级低压断路器宜采用带短延时的过电流脱扣器，后一级低 压断路器则采用瞬时过电流脱扣器，而且动作电流也应是前 一级大于后一级，至少前一级的动作电流不小于后一级动作 电流的1.2倍
们不能在短路电流达到冲击值之前切除短路，因此必须满
足条件
I oc
I (3) sh
（3）对具有断流能力上下限的熔断器，如RW4型等跌开式
熔断器，其断流能力的上限应满足以（2）中的条件；而其
断流能力的下限应满足以下条件：
I oc. min
I (2) k
四、熔断器保护灵敏度的校验
为了保证熔断器在其保护区内发生短路故障时可靠地熔断。 按规定，熔断器保护的灵敏度应满足下列条件：
二、熔断器熔体电流的选择
（一）保护电力线路的熔断器熔体电流的选择
保护电力线路的熔断器熔体电流，应满足下列条件：
（1）熔体额定电流 IN.FE 应不小于线路的计算电流 I30 ，以使
熔体在线路正常运行时不致熔断
I N .FE I30
Hale Waihona Puke （6-2）（2）熔体额定电流 I N.FE 还应躲过线路的尖峰电流 I pk ，以 使熔体在线路上出现正常的尖峰电流时也不致熔断。
如果不用熔断器的保护特性曲线来检验选择性，则一般只有 前一熔断器的熔体电流大于后一熔断器的熔体电流2～3级以 上，才有可能保证其保护的选择性。
工厂供电第6版 (刘介才)_第6章__工厂供电系统的过电流保护
I N .FE 2.5I al
现 I N FE 80A 2.5 41A 102.5 A ，故满足熔断器保护与导线的配合要求，（注：因未给I k .min 数据，熔断器灵敏度校 验从略。）
22
第二节
熔断器保护
四.熔断器保护的灵敏度校验
前后熔断器之间的选择性配合，就是在线路发生故障 时，靠近故障点的熔断器首先熔断，系统的其他部分恢复 正常运行。 前后熔断器的选择性配合，宜按它们的保护特性曲线 （安秒特性曲线）来进行检验。
单台电动机K应为： 轻载启动， K =0.25～0.35； 重载启动， K =0.35～0.5； 频繁启动、反接制动，K =0.5～0.8。 多台电动机 视容量最大的一台电动机的启动情况、线路尖峰电流 与计算电流的比值及熔断器的特性而定，取为K =0.5～1。
12
第二节
熔断器保护
二. 熔断器熔体电流的选择
(2) 低压断路器保护
(3) 继电保护
又称低压自动开关保护。适用于要
求供电可靠性较高和操作灵活方便的低压供配电系统中。 适用于要求供电可靠性高、操作灵活方便
特别是自动化程度较高的高压供配电系统中。
4
第一节
过电流保护的任务和要求
一. 过电流保护装置的类型和任务
熔断器保护和低压断路器保护都能在过负荷和短路时 动作，断开电路，切除过负荷和短路部分，而使系统的其 他部分恢复正常运行。但熔断器大多主要用于短路保护， 而低压断路器则除了可作过负荷和短路保护外，有的还可 作低电压或失压保护。 继电保护装置在过负荷时动作，一般只发出报警信号， 引起运行值班人员注意，以便及时处理；只有当过负荷可 危及人身或设备安全时，才动作于跳闸。而在发生短路故 障时，则要求有选择性地动作于跳闸，将故障部分切除。
第六章中低压供配电系统保护ppt课件
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2．反时限过电 流保护装置
反时限过电流保 护装置是指电流继电 器的动作时限与通过 它的电流的大小成反 比。
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整定原则
整定原则与 定时限过电流保 护装置相同。但 反时限的动作电 流与动作时间的 整定应按照感应 型继电器的动作 时间特性曲线来 确定。
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t t t t0 t t t t t0 2t
t 考虑断路器的动作时间和灭弧时间，取
0.5～0.7秒。
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3）灵敏度
过电流保护装置的灵敏度按系统在最小运行方 式时，保护区末端的两相短路来校验。
Ks
I (2) k . m in.2 Iop.1
1.25 ~ 1.5
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（3）灵敏度 电流速断保护装置的灵敏度按系 统在最小运行方式时，保护装置安装处的两相短路来 校验。
Ks
I (2) k .m in.1 Iop.1
1.25 ~ 1.5(线路） （2 变压器）
式中
I置k(.2m安) in装.1─处─系的统两在相最短小路运电行流方值式（时A），。保护装
── 电流互感器一次侧的起动电流
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3. 时间继电器（DS）
时间继电器应用钟表机构和电磁 铁作用，获得一定的动作时限。在继 电保护中完成保护装置的计时功能。
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4. 中间继电器（DZ）
中间继电器的触头容量较大，触头数 量较多，在继电保护接线中，当需要同时 闭合或断开几条独立回路，或者要求比较 大的触点容量去断开或闭合大电流回路时， 可以采用中间继电器。中间继电器可以用 来直接接通断路器的跳闸回路。
《工厂供电(第5版)》习题参考答案
6-4 整定为0.8s。 6-5 反时限过电流保护的动作电流整定为6A，动作时间整定为0.8s；速断电流倍数整定为6.7倍。过电流保护灵敏度 达3.8，电流速断保护灵敏度达1.9，均满足要求。
第六章 工厂供电系统的过电流保护
6-1 选RT0-100/50型熔断器，熔体电流为50A；配电线选BLV-500-1×6mm2，穿硬塑料管（PC），其内径选为 Ø20mm。
6-2 选DW16-630型低压断路器，脱扣器额定电流为315A，脱扣电流整定为3倍即945A，保护灵敏度达2.65，满足 要求。
)
202A I30 179A，PEN线可选LJ-25；校验电压损要求。
5-4 按经济电流密度可选LJ-70，其 Ial =236A I30 =89A，满足发热条件；校验电压损耗 U% =2% U% 5% ， 也满足要求。
5-5 按发热条件选BLX-500-1×25mm2的导线，其 Ial 102 A，U% 2.06% 。
77.16
—
42.8
73.3
84.9
I30 / A
— — — — — 129
2-3 两种计算方法的计算结果如下表所示：
计算方法
需要系数法 二项式法
计算系数 Kd 或 b /c
0.2 0.14 / 0.4
cos tan
0.5
1.73
0.5
1.73
P30 / kW 17 20.9
计算负荷
Q30 / kvar 29.4 36.2
第八章 防雷、接地与电气安全
8-1 避雷针的保护半径约为16.1m＞15m，因此能保护该建筑物。 8-2 需补充装设人工接地装置的接地电阻值为6Ω。可用10根直径50mm、长2.5m的钢管垂直打入地下，用 40×4mm2 的扁钢焊成一圈，管距5m。经短路热稳定度校验，满足要求。
第6章 工厂供电系统的过流保护6-5
Q 3(P2 P1) （6-2） 如采用右图的方法测量无功功率，当负载对称时，两
功率表读数之和再乘以
3 就2 为三相无功功率，即
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Q
3 2
( P1
P2
)
（6-3）
用两个单相功率表测量对称 三相电路无功功率接线图
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6～10kV母线的绝缘监察装置 及电压测量电路
TV—电压互感器（Y0/Y0/△接线）； QS—高压隔离开关及触点；SA—电
压转换开关；PV—电压表；
KV—电压继电器；KS—信号继电器； WC—控制小母线；WS—信号小母
线；WFS—预报信号小母线
14
6.9 备用电源自动投入装置及自动重合闸装置
归称中央复归。1SB为试验按钮，用于检查事故音响是否完好。
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3
（2）中央复归重复动作的事故信号回路
2、中央事故信号
该信号装置采用信号冲击继电器（或信号脉 冲继电器）KI，型号为ZC-23型（或按电流积分原 理工作的BC-4（S）型），虚线框内为ZC-23型冲 击继电器的内部接线图。TA为脉冲变流器，其一 次侧并联的二极管V2和电容C，用于抗干扰；其二 次侧并联的二极管V1起单向旁路作用。当TA的一 次电流突然减小时，其二次侧感应的反向电流经 V1而旁路，不让它流过干簧继电器KR的线圈。 KR为执行元件（单触点干簧继电器），KM为出 口中间元件（多触点干簧继电器）。 另起行当 1QF、2QF断路器合上时， 其辅助触点1QF、2QF （在图中）均打开，各对应回路的1-3、 19-17均 接通。若断路器1QF事故跳闸，辅助常闭触点1QF 闭合，冲击继电器的脉冲变流器一次绕组电流突 增，在其二次侧绕组中产生感应电动势使干簧继 电器KR动作。KR的常开触点（1-9）闭合，使中 间继电器KM动作，其常开触点KM（7-15）闭合 自锁，另一对常开触点KM （5-13）闭合，使蜂鸣 器HB通电发出声响，同时KM （6-14）闭合，使 时间继电器KT动作，其常闭触点延时打开，KM 失电，使音响自动解除。2SB为音响解除按钮， 1SB为试验按钮。此时若另一台断路器2QF事故跳 闸，流经KI的脉冲变流器的电流又增大使HB又发 出声响，称为“重复动作”的音响信号回路。
工厂供电系统的过流保护
1
经查变压器保护装置的二次接线，发现过电流保护装置的时间继电器接点接错，动作时间缩短，与线路的过电流保护动作时间一样。因而在线路故障时，变压器过电流保护和线路过电流保护同时动作，造成越级跳闸母线停电。
2
6．保护故障分析实例
1
当有大容量的动力设备启动时，负荷变化较大，使变压器声音增大；
2
过负荷使变压器发出很高而且沉重的“嗡嗡”声；
一、 电力变压器保护装置的设置
1．变压器易产生的故障和不正常工作状态
变压器故障 及不正常工作状态
变压器故障
不正常工作状态
内部故障 线圈的相间短 路、匝间或层 间短路、单相 接地短路以及 烧坏铁心等。
外部故障 套管及引出线 上的短路和接 地。
过负荷、温升过 高以及油面下降 超过了允许程度 等。
变压器的保护装置
根据长期的运行经验和有关的规定，对于高压侧为6～10kV的车间变电所主变压器应装设以下几种保护装置： 带时限的过电流保护装置。 电流速断保护装置。 瓦斯保护装置。 过负荷保护装置。 温度保护装置。
二、 变压器的继电保护
1．变压器的过电流保护
变压器过电流保护动作电流整定
式中 IL.max——(1.5～3)I1N.T ； I1N.T——变压器一次侧的额定电流。
为了进一步查明原因，继电保护人员做了如下的实验：在变压器和WL1线路保护柜的电流互感器二次侧的试验端子排处，把两过电流保护的交流回路串联起来，再串接WL1的断路器的主接点。冲击性地加入可使两过电流保护动作的电流值。正常的话，WL1的断路器主接点先动作，断开试验交流电源（模拟短路电流），而变压器的继电保护装置达不到动作时间而复位，不会跳闸。但事实上变压器和WL1的断路器都动作跳闸。因此判断问题出在变压器保护回路的接线上。
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（3）对具有断流能力上下限的熔断器，如 RW4等: (3) I 上限： OC.max ≥ I sh (2) 下限： IOC.min ≤ I k （IT系统两相短路电流） 教材P199例6-1。
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1．单台T高压侧有QS，低压侧单独装设低压断 路器，6-3a。 2 ．两台 T 的变电所，低压侧 QF+QK （刀开关， 相当于QS，隔离T与QF→检修），6-3b。 3．低压配出线，QK+QF，6-3c。 4 ．频繁操作的低压线路，低压 QF（短路保护） +KM（频繁操作）+KH（热继电器，过负荷保护）。 5 ．低压 QF 的断流能力不足以断开电路的短路 电流，FU或QKF<短路保护>+低压QF<通断控制和 过负荷保护>。 我国现已生产低压QF与自复式组合电器， DZ10-100R等。
第一节 过电流保护的任务和要求
一、过电流保护的类型和任务
为了保证工厂供电系统的安全运行，以防过负 荷和短路引起的过电流对系统的影响，故在工厂供 电系统中装有不同类型的过电流保护装置（ overcurrent protector）。 1．类型 熔断器保护、低压断路器保护、继电保护。
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2．校验（断流能力） （1）对限流式FU，如RN1、RT0等，由于它能 在短路电流达到冲击值之前完全熄灭电弧、切除短 路故障，因此应满足： IOC≥ I ( 3) IOC ：FU的最大分断电流。 I ( 3)：FU安装地点的三相次暂态短路电流有效 (3) (3) 值，对∞系统： I (3) I 。 Ik （ 2 ）对非限流式 FU ，如 RM0 、 RW4 等，由于 (3) (3) 它不能在 前切除短路故障，∴ I ≥ I ish OC sh （安装点的 冲击电流有效值）。
五、前后熔断器之间的选择性配合
要求：在线路发生故障时，靠近故障点的FU最 先熔断，切除故障部分，而使系统的其他部分仍能 正常运行。 按保护特性曲线（安秒特性曲线）校验（±30~ ±50%）。教材P200图6-3。
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重
工厂高压线路继电保护的过电流和速断整 点 定、校验 。
难
电力变压器继电保护的过电流和速断整定、 点 校验；高压电动机的继电保护。
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⑶继电保护 relay protection，适于要求可靠性较高、操作 灵活方便特别是自动化程度较高的高压供电系统中。 （过负荷报警，短路时跳闸） 2．任务 （ 1 ）熔断器保护和低压断路器保护：过负荷和 短路时切除故障，保证其他部分运行。 （2）继电保护 过负荷时，发出报警信号（不正常，音响、灯 光等）； 短路时，QF跳闸（故障时）。
二、熔断器熔体电流的选择 （一）保护电力线路的FU熔体电流的选择
1 ．熔体额定电流应不小于线路的计算电流 I 30 ， 以使熔体在线路正常时不致熔断，即：
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I N.FE ≥ I 30
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（2）多台M的线路FU 视容量最大的一台M的起动情况、线路Ipk与I30 的比值及熔断器的特性而定，K=0.5~1。 如果 Ipk I 30 1 ，可取K=1。 规定：IN.FE＞ IN（M），且其安秒特性曲线计 及偏差后略高于电动机起动电流和起动时间的交点。 当电动机频繁起动和制动时，IN· FE再加大1~2级。 3．与被保护的线路相配合，使之不致发生因过 负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而熔体不 熔断的事故，应满足： IN.FE≤KOLIal
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第六章 工厂供电系统的过电流保护
1．了解：过电流保护的任务和要求；低压 断路器保护；常用的保护继电器；高压电 教学目的 动机的继电保护。 2．理解并掌握：熔断器保护；工厂高压线 路的继电保护；电力变压器的继电保护。
三、熔断器保护灵敏度的校验
保护区内发生短路故障时可靠地熔断。
I k .min Sp ≥K I N.FE
教材P198表6-2。
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=0.5t1＞ t 2 =1.5t2，即t1＞3t2（前后熔断器保护 t1 选择性的条件）。若不满足这一要求，则IN.FE1（前 级）↑（1~2）级，再校验，如不用特性曲线，则一 般前一级FU的IN.FE1 ＞后一级的IN.FE22~3倍以上。 教材P201例6-2。
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4．灵敏度（sensitivity） 又称灵敏系数。
def
I k .min Sp I op.1
I k .min：最小运行方式（ Z↑ ， I ↓ ，如双路的单路 运行）时的最小短路电流（保护区末端）。 Iop.1 ：保护装置一次动作电流（动作电流换算 到一次电路的值）。 以上4点往往各有所侧重。 T ：灵敏度高，线路：选择性高。有时牺牲选 择性保证速动性→尽快恢复某些重要负荷供电。
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（三）保护TV（PT）的FU的IN.FE RN2型FU等，IN.FE =0.5A。（∵TV二次侧的负 荷很小）
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二、对保护装置的基本要求
1．选择性 最靠近故障点的保护装置动作，切除故障，而 其他部分仍能正常运行→“选择性动作”。 近的拒动（不动作） → 前一级动作（越级动作） →“失去选择性”。 2．快速性 尽快动作，切除故障。 3．可靠性 “不拒动、不误动”。
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2 ．还应躲过线路的尖峰电流 I pk ，即在线路出 现正常尖峰电流（如 M 起动电流）时，熔体不致熔 断，即： I N.FE ≥ KI pk K＜1，计算系数。 （1）单台M K应根据FU的特性和电动机的起动情况决定。 轻载起动：（起动时间＜3s），K=0.25~0.35； 重载起动：（起动时间3~8s），K=0.35~0.5； 起动时间超过8s或频繁起动、反接制动， K=0.5~0.6。
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K OL ：绝缘导线和电缆的允许短时过负荷倍数。 Ial：允许载流量。 （1）FU只作短路保护时 明敷绝缘导线，KOL=1.5； 穿管绝缘导线和电缆，KOL=2.5。 （2）作过负荷保护、短路保护时 长期过负荷的动力线，延燃外层，KOL=1； 若IN· FE≤25A，取KOL=0.85； 爆炸气体和粉尘区内线路，KOL=0.8。 若按1、2选择的不满足3，则改选或↑。
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（1）熔断器保护 fuse-protection，适用于高低压供电系统。简单、 经济、应用广泛，但断流能力小，选择性差，且熔 体熔断后要进行更换，不能迅速恢复供电，故要求 供电可靠性较高的场所不宜采用。（短路保护） （2）低压断路器保护 low-voltage circuit-breaker protection，又称低 压自动开关保护，适用于要求供电可靠性较高和操 作灵活方便的低压供电系统。（还可欠压、失压动 作）