第六章 工厂供电系统的过电流保护2

工厂供电系统的过电流保护 第六章 工厂供电系统的过电流保护
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节
过电流保护的任务和要求 熔断器保护 低压断路器保护 常用的保护继电器 工厂高压线路的继电保护 电力变压器的继电保护 高压电动机的继电保护 晶体管继电保护 微机继电保护简介
第一节 过电流保护的任务和要求
一、基本任务 在电气元件发生故障时，作用于断路器跳闸， （1）在电气元件发生故障时，作用于断路器跳闸，切除故 障元件。 障元件。 在电气元件异常运行时，及时发出报警信号。 （2）在电气元件异常运行时，及时发出报警信号。
输入 信号 测量 部分 定值 调整 逻辑 部分 执行 部分 输出 信号
电流或电压
报警或跳闸
YCT QF KC I2 TA
去分流跳闸方式
第五节
工厂高压线路的继电保护
一、单端电源配电线路的保护设置 单端电源配电线路的保护设置 按国标规定， 电力线路应装设： 按国标规定，对3~66kV电力线路应装设： 电力线路应装设 相间短路保护：采用带时限的过电流保护和电流速断保护。 相间短路保护：采用带时限的过电流保护和电流速断保护。 单相接地保护：采用绝缘监视装置或零序电流保护 绝缘监视装置或零序电流保护。 单相接地保护：采用绝缘监视装置或零序电流保护。 过负荷保护：经常过负荷的电缆线路采用 动作于信号。 采用， 过负荷保护：经常过负荷的电缆线路采用，动作于信号。 二、带时限过电流保护 定时限过电流保护 保护装置的动作时间是按整定的动作时间 固定不变的，与故障电流大小无关； 固定不变的，与故障电流大小无关； 反时限过电流保护 保护装置的动作时间与故障电流成反比关 系。
续
三、低压断路器过电流保护灵敏度的检验 检验原则：按线路末端在电力系统最小运行方式下的最小短路电流。 检验原则：按线路末端在电力系统最小运行方式下的最小短路电流。 注意：最小短路电流是指变压器中性点接地系统的单相最小短路电流， 注意：最小短路电流是指变压器中性点接地系统的单相最小短路电流， 或中性点不接地系统的两相最小短路电流。 或中性点不接地系统的两相最小短路电流。 四、低压断路器的选择与校验 选择原则是 选择原则是：1）低压断路器的额定电压应不低于保护线路的额定电压； ）低压断路器的额定电压应不低于保护线路的额定电压； 2）低压断路器的额定电流应不小于它所安装的脱扣器的额定电流； ）低压断路器的额定电流应不小于它所安装的脱扣器的额定电流； 3）低压断路器类型应能满足安装条件。 ）低压断路器类型应能满足安装条件。 低压断路器断流能力的校验 1）对动作时间在0.02S以上的万能式断路器 ）对动作时间在 以上的万能式断路器(DW型)：断路器的极限分 以上的万能式断路器 型 ： 断电流应大于熔断器安装地点的三相次暂态最大短流电流有效值； 断电流应大于熔断器安装地点的三相次暂态最大短流电流有效值； 2）对动作时间在0.02S及以下的塑壳式断路器 ）对动作时间在 及以下的塑壳式断路器(DZ型)：断路器的极限 及以下的塑壳式断路器 型 ： 分断电流应大于熔断器安装地点的最大三相短流冲击电流值。 分断电流应大于熔断器安装地点的最大三相短流冲击电流值。
I k.min Sp = I op.1
保护装置一次动作电流
保护区的最小短路电流
在GB50062-92 《电力装置的继电保护和自动装置设计规 对继电保护装置的灵敏度都有一个最小值的规定。 范》中，对继电保护装置的灵敏度都有一个最小值的规定。
第二节
熔断器保护
一、熔断器在供电系统中的配置 配置原则：首先是选择性；其次是经济型。 配置原则：首先是选择性；其次是经济型。 注意：低压系统中的 、 线上不允许装设熔断器。 注意：低压系统中的PE、PEN线上不允许装设熔断器。 线上不允许装设熔断器 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选择 选择原则是： ）不小于线路的计算电流； ） 选择原则是：1）不小于线路的计算电流；2）应能躲过线路的尖峰 电流； ） 电流；3）并能保护绝缘导线和电缆不至于过热起燃 。 （二）保护电力变压器的熔断器熔体电流选择 选择原则：按变压器一次绕组的额定电流选择，同时考虑以下 个因素 个因素： 选择原则：按变压器一次绕组的额定电流选择，同时考虑以下3个因素： 1）躲过变压器正常、事故情况下的过负荷电流；2）躲过变压器低压侧 ）躲过变压器正常、事故情况下的过负荷电流； ） 电动机起动引起的尖峰电流； ）躲过变压器自身的励磁涌流。 电动机起动引起的尖峰电流；3）躲过变压器自身的励磁涌流。 （三）保护电压互感器的熔体电流选择: 保护电压互感器的熔体电流选择 一般为0.5A 一般为
Ib KC3
Ic
TA1 TA2 KC1
Ia KC2
三相三继电器式
两相两继电器式
继电器线圈电流I 与电流互感器二次电流I 继电器线圈电流 k与电流互感器二次电流 2的比值称为接 线系数K 线系数 W： Ik KW = = 1 I2
2S1
A
B
C
A
C
Ic
四、继电保护装置的操作方式 大中型变配电所的继电保护装置一般采用直流操作电源， 大中型变配电所的继电保护装置一般采用直流操作电源， 此时，高压断路器通常采用电压脱扣器跳闸的操作方式，跳闸 此时，高压断路器通常采用电压脱扣器跳闸的操作方式， 能量来自电压源。 能量来自电压源。 交流操作电源的电压 受一次系统的影响很大， 受一次系统的影响很大 ， 过电流保护一般采用去分 流跳闸操作方式。 流跳闸操作方式 。 作用于 断路器跳闸的能量通常来 自于电流源。 自于电流源。 要求继电器触头的分 断能力足够大， 断能力足够大 ， 而且先合 后断。
t
由时间继电器KT预先整定 由时间继电器 预先整定
top I
0
I op
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2．感应式电流继电器(KA) 感应式电流继电器 感应式电流继电器的电流时间特性曲线具有“反时限特性” 感应式电流继电器的电流时间特性曲线具有“反时限特性”， 具有 如下图所示曲线 abc，这一特性是其感应元件所产生的。 ，这一特性是其感应元件所产生的。 电磁元件的作用使感应式继 电器兼有“ 电流速断特性” 电磁元件的作用使感应式 继 电器兼有 “ 电流速断特性 ” ， 如图所示bb/d曲线。 如图所示 曲线。 曲线 t 速断电流I 速断电流 qb 是指 继电器线圈中的使电 流速断元件动作的最 小电流。 小电流。 速断电流I 速断电流 qb 与感 应元件的动作电流I 应元件的动作电流 op 之比称速断电流倍数 nqb。
第四节
常用的保护继电器
（一）保护继电器分类 继电器是一种在其输入的物理量（电量或非电量） 达到规 继电器是一种在其输入的物理量 （ 电量或非电量） 定值时，其电气输出电路被接通（导通）或分断（关断） 定值时 ，其电气输出电路被接通 （ 导通 ） 或分断 （ 关断） 的自 动电器。 动电器。 功能 测量继电器： 作为起动元件，如电流继电器、 测量继电器： 作为起动元件，如电流继电器、电压继电 （主） 气体继电器、温度继电器等。 器、气体继电器、温度继电器等。 实现特定逻辑功能，如时间继电器、 实现特定逻辑功能，如时间继电器、信 有或无继电器： 有或无继电器： 号继电器、中间继电器等。 号继电器、中间继电器等。 辅助） （辅助） 机电型(有电磁式、感应式） 机电型(有电磁式、感应式） 组成元件 晶体管型（又称静态继电器） 晶体管型（又称静态继电器） 微机型（又称数字式保护继电器） 微机型（又称数字式保护继电器）
反时限特性
a
速断特性
b 0 I op b I qb
c d 10I op
I
三、继电保护装置的接线形式 指互感器与电流继电器之间的连接方式如图所示。 指互感器与电流继电器之间的连接方式如图所示。
2S1 2S1
2S1
2S1
TA1 QF
TA2
2S2
TA3
2S2 2S2
TA1 QF
TA2
2S2 2S2
Ia TA1 TA2TA3 KC1 KC2
第三节
低压断路器保护
一、低压断路器在低压配电系统中的配置 配置原则：低压断路器在低压系统中主要用于电路通断控制、短路保护、 配置原则：低压断路器在低压系统中主要用于电路通断控制、短路保护、 过负荷保护等。根据系统不同，可选择低压断路器单独使用， 过负荷保护等。根据系统不同，可选择低压断路器单独使用，与隔离 开关配合使用，与负荷开关和交流接触器配合使用， 开关配合使用，与负荷开关和交流接触器配合使用，与熔断器配合使 用等。 用等。 二、低压断路器过电流脱扣器的选择和整定 （一）低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择 选择原则是：不小于线路的计算负荷电流。 选择原则是：不小于线路的计算负荷电流。 （二）低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定 整定原则： ） 整定原则：1）瞬时和短延时过电流脱扣器动作电流应按躲过线路尖峰 电流整定； ） 电流整定；2）长延时过电流脱扣器动作电流应按躲过线路最大计算 负荷电流整定； ） 负荷电流整定；3）过电流脱扣器应与被保护线路的过热起燃电流相 配合，保证不会发生线路过热起燃，断路器不动作事故。 配合，保证不会发生线路过热起燃，断路器不动作事故。 （三）低压断路器热脱扣器的选择和整定 按线路计算电流。 按线路计算电流。
继电保护装置的原理框图 继电保护装置的原理框图
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二、基本要求 离故障元件最近的保护装置动作， 1.选择性 离故障元件最近的保护装置动作，而供电系统的 其它部分仍然正常运行。 其它部分仍然正常运行。 应尽快地动作，切除故障元件。 2.速动性 应尽快地动作，切除故障元件。 不应拒动；也不应误动。 3.可靠性 不应拒动；也不应误动。 4.灵敏度 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。 态反应能力的一个参数。
1
0
I re
I op
I
I re K re = I op
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用电磁式电流继电器KA构成保护装置时， 还要用到电磁 用电磁式电流继电器 构成保护装置时， 构成保护装置时 式时间继电器KT、 信号继电器KS以及中间继电器 以及中间继电器KM作为辅 式时间继电器 、 信号继电器 以及中间继电器 作为辅 助继电器。 助继电器。 电磁式电流继电器的电流时间特性曲线具有“ 电磁式电流继电器的电流时间特性曲线 具有“定时限特 具有 性”。