第六节工厂供电系统的保护
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工厂供电系统的保护
工厂供电系统的保护一、工厂供电线路的爱护由架空线或电缆构成的单端供电网络。
常设如下爱护：1.过电流爱护（Ⅲ段）2.电流速断+反时限过电流爱护3.电流速断+过电流爱护（Ⅲ+Ⅲ）常用，一般是1、2、3中选一种4.单相接地爱护5.低电压爱护6.方向电流爱护（采纳双电源供电时，才考虑）二、工厂变压器和母线的爱护1.总降压变压器对于7500kVA及以下的单台变压器设以下爱护：（1）过电流爱护（2）当过电流爱护时限大于（0.5s）时，可采纳电流速断爱护（3）瓦斯爱护（4）温度监视对于10000kVA及以上的单台变压器，或并列运行的每台容量在6300kVA及以上的变压器。
常设：上述的（1）、（3）、（4）及纵差爱护。
2.车间变压器方案一：采纳熔断器爱护，或熔断器+负荷开关爱护。
方案二：采纳定时限或反时限的过电流爱护；当过电流爱护时限大于（0.7s）时，可加设电流速断爱护。
此外，320kVA以上的户内变和800kVA以上的户外变，都应设瓦斯爱护。
3.母线母线的主要故障：单相接地故障三、工厂中的电动机爱护1.电压为3kV以上的感应电动机和同步电动机2.电压在500V以下的电动机，特殊是75kW及其以下的电动机其相间短路故障和单相接地故障，采纳熔断器来爱护。
3.较大容量的高压电动机应设相间短路爱护四、备用电源和自动重合闸装置1.备用电源自投装置（AAT）当工作电源或工作设备故障断开后，能自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致停电。
2.自动重合闸装置（ARC）设在线路出线的断路器上。
线路故障时，继保装置动作，断路器跳开，同时启动ARC，经肯定时限后，ARC使断路器重新合上。
若是瞬时故障，则重合胜利，恢复供电；若是永久性故障，再借继电爱护将线路切断。
五、工厂中低压配电网的爱护（380V系统）1.熔断器爱护可作为过负荷或短路爱护。
要设在相线上，爱护线和中性线切勿设熔断器。
2.低压断路器爱护可作为过负荷、短路、欠压和失压爱护。
供电系统的保护
导电体遗留在设备内部，造成一相线 接金属外壳。 7、操作电气设备时，由于弧光放电造 成一相接地，而导致漏电。 8、在电气设备内增加其他部件，使带 电导体与外壳之间的电气间隙或爬电 距离小于安全值时，造成对外壳入电， 导致漏电。
三、漏电保护
（二）预防措施
1、避免电缆、电气设备浸泡在水中，防
二、保护接地
（三）接地线线和辅助接地母线
井下中央变电所手水泵均应设置接地母线；
采区变电所区配电点及其他机电硐室则应 设置辅助接地母线。 （四）连接导线和接地导线 各个电气设备的金属外壳、铠装电缆的钢 带（或铜丝）和铅包均应通过单独的连接 直接与接地母线或辅助接地母线连接。禁 止采用铝导体作为接地极、接地母线、辅 助接地母线、连接导线和接地导线。
四、过流保护
3、热继电器热继电器在井下作为过载
保护装置，对其基本要求就是要有反 时限的保护特性。
三、漏电保护
（一）漏电原因
1、电气设备困绝缘受潮或进水，造成
绝缘性能下降，从而导致漏电。例如， 长期浸泡在水中的电缆、接线盒进水 等。 2、电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、 铁器划伤或针刺，造成裂口和缝隙后， 长期受潮气的侵蚀造成绝缘子损坏或 导电芯线外露。
三、漏电保护
3、导线连接接头不牢固、有毛刺、无
四、过流保护 2、过负荷 过负荷是指电气设备的工作电流不仅 超过额定电流值，而且超过了允许的 过负荷时间。 （1）电源电压低； （2）频繁启动； （3）启动时间过长； （4）机械卡堵。
四、过流保护
3、断相
三相电动机在运行过程中出现一相断线，
这时电动机仍然会运转。但由于机械载荷 不变，电机的工作电流会比正常工作时的 工作电流大很多，从而造成过负荷。造成 断相的主要原因有： （1）熔断器熔断。 （2）电缆与电动机或开关的连接头脱落。
第6章工厂供电系统的过电流保护-精选
31
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。
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
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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
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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。
工厂供电教学课件—第六章工厂供电系统的过电流保护
（2）对于装有两台主变压器的变电所，低压侧采用低压断路 器作主开关时，应在低压断路器与低压母线之间加装刀开关或 隔离开关，以便检修变压器或低压断路器时隔离来自低压母线 的反馈电源，确保人身安全。 （3）对于低压配电出线上装设的低压断路器，为保证检修 低压出线和低压断路器的安全，应在低压断路器之前（低压 母线侧）加装刀开关。
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。
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。
006工厂供配电系统的保护
Ik.max
Sp
K
w
I
(2) k.min
Ki Iqb
≥1.5 ~ 2
工厂供配电（第4版）
6.3 工厂高压线路继电保护
2. 电流速断保护的“死区”及其弥补
工厂供配电（第4版）
6.3 工厂高压线路继电保护
6.3.4 线路的过负荷保护 线路的过负荷保护只对可能出现过负荷的电缆线路才予以装设， 一般延时动作发出信号，如图6.21所示。
工厂供配电（第4版）
6.1 供配电系统保护装置的作用和要求
1．供配电系统保护装置的作用 2．过电流保护装置的基本要求 （1）选择性。 （2）快速性。 （3）可靠性。 （4）灵敏性。
Sp
I k. min Iop.1
I
(2) k
3 2
I
(3) k
0.866
I
(3) k
3．工厂常用保护装置的类型 （1）继电保护。（2）熔断器保护。（3）低压断路器保护。
6.2.2 电磁式中间继电器
工厂供配电（第4版）
6.2 常用保护继电器的类型与结构
6.2.3 电磁式信号继电器
工厂供配电（第4版）
6.2 常用保护继电器的类型与结构
6.2.4 电磁式时间继电器
工厂供配电（第4版）
6.2 常用保护继电器的类型与结构
6.2.5 感应式电流继电器
工厂供配电（第4版）
6.3 工厂高压线路继电保护
2．继电保护装置的操作电源 （1）直接动作式。 （2）去分流式。
工厂供配电（第4版）
6.3 工厂高压线路继电保护
6.3.2 线路过电流保护 在供电系统中发生
短路时，线路上的电流剧 增。因此，必须设置过电 流保护装置，对供电线路 进行保护。为了具有选择 性，过电流保护通常应有 一定的时限。按动作的时 限特性，过电流保护装置 分为定时限过电流保护和 反时限过电流保护。
第六章 工厂供电系统的过电流保护
工业与民用供电
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NEXT31
如采用断路器手动操作机构中的过流脱扣器 YR（可视为直动式继电器）作过电流保护，则脱 扣器的动作电流（即脱扣电流）应按下式整定 ：
式中，Krel为脱扣器的可靠系数，可取2-2.5。
2020/4/11
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NEXT32
（四）过电流保护动作时间的整定
动作原理：
一次电路相间短路：
流过1KA、2KA电流IkA>Iop.k予先整定电流→ 1KA、2KA动作（起动）→ KT延时动作→ ＫＳ动
作→ 信号
KM动作→
YR动作→ QF跳闸
2020/4/11
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NEXT29
（二）反时限过电流保护 装置的组成和原理
１）原理图与展开图：
返回系数：继电器返回电流与动作电流的比值Kh
Kre=Ih/Idz。
过量继电器Kre<1
2020/4/11
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NEXT17
②低量继电器（常闭触点）
反映输入量减小而动作，如低电压继电器。
动作值：正常时衔铁处于吸起状态，触点断开。输 入量减小时，衔铁释放，触点闭合，称继电器动作， 此时输入量的最大值即为继电器的动作值。
导线较细并接在YH二次侧。 类型：过电压继电器、低电压继电器。 原理：继电器的动作与否，取决于电网电压 。
2020/4/11
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NEXT19
③时间继电器 用途：在继保中作为时间元件，用来建立所
需要的动作延时。 结120系列（交流） 由电磁驱动机构、钟表机构等组成。
工厂供电系统的保护
工厂供电系统的保护工厂的供电系统是工厂正常运行的重要保障，保护工厂供电系统的稳定运行是确保工厂正常生产的关键。
在现代工业生产中，电力已经成为生产过程不可或缺的能源，因此，供电系统的保护显得尤为重要。
工厂供电系统的保护需要从多个方面进行考虑和实施。
首先，电力线路的保护是供电系统保护的重点之一。
电力线路中可能会发生的故障包括短路、断线、接触不良等，这些故障会导致电流异常、电压不稳定甚至停电等问题。
因此，在电力线路中设置适当的保护装置是非常重要的。
常用的电力线路保护装置包括断路器、保险丝、熔断器等。
断路器能够及时切断故障电路，保护线路不受损坏；保险丝和熔断器则能根据电流大小自动断开电路，防止电流过大引发事故。
此外，还可以利用接地保护来保护电力线路。
接地保护装置能够将电流流向地下，保证安全使用电力。
其次，供电设备的保护也是工厂供电系统保护的关键。
供电系统中的设备主要包括变压器、开关设备等。
变压器是将高压电能转换为低压电能，供应给工厂各个环节使用的设备，所以保护变压器对于供电系统的稳定运行至关重要。
常见的保护方法有过流保护、过载保护、欠压保护和过压保护等。
过流保护能够在电流超过额定值时及时切断电路，防止设备损坏；过载保护能够监测设备负载，当负载过大时切断电路；欠压保护和过压保护能够在电压异常时切断电路，保护设备。
开关设备主要包括开关柜、接触器等。
开关柜是供电系统中重要的调节和分配电能的装置，因此保护开关柜的稳定运行也是工厂供电系统保护的重点之一。
开关柜通常会设置过热保护、过载保护、接地保护等。
过热保护能够在开关柜温度超过一定范围时切断电路，防止设备过热；过载保护能够监测电流，当电流超过额定值时切断电路；接地保护能够将地线连接到开关柜，防止触电事故发生。
最后，工厂供电系统的保护还需要考虑外部因素。
外部因素包括雷击、电力异常等，这些因素也会对供电系统造成损坏。
为了保护供电系统，可以在电力线路上设置避雷装置，避免雷击引起的设备损坏；可以在主要设备上设置电力异常监测装置，及时发现电力异常并采取措施，保护供电系统的稳定运行。
工厂供电技术第六章 供电系统的保护
保证继电保护系统可靠地工作。
3、对操作电源的基本要求
应保证供电的可靠性，最好装设独立的直流操作电源，以
免交流系统故障时，影响操作电源的正常供电。
应具有足够的容量，以保证正常运行时，操作电源母线
（以下简称母线）电压波动范围小于±5％额定值；事故 时的母线电压不低于90％额定值。
波纹系数小于5%。 使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积等应合理。
保护装置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选择性。
该点拒动
2、速动性
为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低电压
下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继 电保护在发生故障时尽快动作将故障切除。
一般的快速保护动作时间为0.06～0.12s，最快的可达
0.01～0.04s。
装置之后原理上的创新甚少！
从20世纪50年代出现晶体管，开始出现晶体管保护
从20世纪70年代末期到80年代初期，出现集成电路保护 从20世纪60年代提出微机保护，80年代前后出现装置 从上世纪末期，出现基于微机的保护、控制、测量、数据
通信于一体的综合自动化系统。
第二节
操作电源
一、操作电源概念 二、蓄电池组直流操作电源
四、继电保护的发展和现状
最早的继电保护是熔断器 19世纪末期出现了电磁型过电流继电器 1901年出现了感应型过电流继电器 1908年出现了电流差动保护原理
20世纪20年代出现了距离保护
1927年出现了高频方向保护 1950年前后出现了微波保护 20世纪50年代出现了行波保护的思想，70年代末期出现了
第一节 继电保护装置的概念
一、继电保护装置的作用和任务 二、继电保护装置的基本原理和组成
工厂供电系统的过流保护
6．保护故障分析实例
*
*
7．变压器的异常声音
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；
3
个别零件松动，如铁心的穿心螺丝夹得不紧，使铁心松动，变压器发出强烈而不均匀的噪音；
6
系统发生铁磁谐振时，变压器发出粗细不均的噪音。
5
系统短路或接地，通过很大的短路电流，使变压器有很大的噪音；
*
*
第六章 工厂供电系统的过流保护
单击添加副标题
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点
*
第六章 工厂供电系统的过流保护
6.4 电力变压器的保护
. 4 . 1 电力变压器保护装置的设置 . 4 . 2 变压器的继电保护 . 4 . 3 变压器的单相接地保护
ห้องสมุดไป่ตู้
*
*
*
*
5．变压器的差动保护
1
2
3
4
5
（2）变压器差动保护动作跳闸后的检查和处理
*
*
6．保护故障分析实例
某中型工厂新建35kV变电所在运行中发生多次越级跳闸事故。10kV线路WL1故障（如图所示），其断路器跳闸，但同时变压器过电流保护跳闸，造成10kV母线停电，中断其他线路的供电。
经继电保护人员现场的分析，估计有以下几种原因引起变压器过电流保护动作： （1）变压器过电流保护整定值与下级整定值配合不当； （2）变压器过电流保护整定值校验不准，取值过小； （3）WL1线路过电流整定值校验不准，取值过大； （4）变压器过电流继电器线圈并联接成串联，以致整定值减小一半； （5）WL1线路过电流继电器线圈串联接成并联，以致整定值增大一半； （6）变压器过电流时间与WL1线路过电流时间配合不当。
*
*
7．变压器的异常声音
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；
3
个别零件松动，如铁心的穿心螺丝夹得不紧，使铁心松动，变压器发出强烈而不均匀的噪音；
6
系统发生铁磁谐振时，变压器发出粗细不均的噪音。
5
系统短路或接地，通过很大的短路电流，使变压器有很大的噪音；
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第六章 工厂供电系统的过流保护
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第六章 工厂供电系统的过流保护
6.4 电力变压器的保护
. 4 . 1 电力变压器保护装置的设置 . 4 . 2 变压器的继电保护 . 4 . 3 变压器的单相接地保护
ห้องสมุดไป่ตู้
*
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5．变压器的差动保护
1
2
3
4
5
（2）变压器差动保护动作跳闸后的检查和处理
*
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6．保护故障分析实例
某中型工厂新建35kV变电所在运行中发生多次越级跳闸事故。10kV线路WL1故障（如图所示），其断路器跳闸，但同时变压器过电流保护跳闸，造成10kV母线停电，中断其他线路的供电。
经继电保护人员现场的分析，估计有以下几种原因引起变压器过电流保护动作： （1）变压器过电流保护整定值与下级整定值配合不当； （2）变压器过电流保护整定值校验不准，取值过小； （3）WL1线路过电流整定值校验不准，取值过大； （4）变压器过电流继电器线圈并联接成串联，以致整定值减小一半； （5）WL1线路过电流继电器线圈串联接成并联，以致整定值增大一半； （6）变压器过电流时间与WL1线路过电流时间配合不当。
工厂供电概述—供配电系统的继电保护的
Ire K re IL l.ma x K re K lsIt30
因此，保护装置的动作电流为：
Iop
Kre lKst Kre
IL.m ax
则继电器的动作电流为： Io.p KK Kw i IopKrK eK rleK sK ti wIL.max 式中，Krel取； Kre取； Kst取1.5~3。
✓ 计算WL1首端的三相短路电流Ik反应到KA1中去的电流值：
I k (1)
Kw(1) Ki(1)
Ik
✓ 计算 I k (1) 对KA2的动作电流 I op .K (1) 的倍数，即
n1
I k (1) I op.K (1)
✓ 确定KA2的10倍动作时间：由n1点和 t1找到交点b点，从
过点b所在的曲线上找出n=10时对应的时间t1即为所求。
动作时间：应按“阶梯原则”整定（见图6-13）
即 t1t2 t
➢ 定时限过电流保护：
t0.5s
➢ 反时限过电流保护：
t 0.7s
说明：定时限过电流保护的动 作时间取决于时间继电器预先 整定的时间，与短路电流的大 小无关；反时限过电流保护的 动作时间需要根据前后两级保 护的GL型电流继电器的动作 特性曲线来整定。
图6-6 三相完全星形接线方式
图6-7 两相不完全星形接线方式
3．两相电流差接线方式（图6-8）
流入继电器中的电流等于A、C两相电流互感器二次电流 之差，即
IK Ia Ic
特点：各种短路形式下的接线系 数不同，如图6-9所示。
✓ 正常运行或三相短路时：Kw 3 ✓ 发生A、C两相短路时： Kw 2
➢返回电流：指使扇形齿轮脱离蜗杆返回到原来位置时的最 大电流。 ➢动作时间：指从蜗杆与扇形齿片相咬合起到接点闭合这一 段时间。
供电系统的保护
三、漏电保护
❖ （一）漏电原因
❖ 1、电气设备困绝缘受潮或进水，造成 绝缘性能下降，从而导致漏电。例如， 长期浸泡在水中的电缆、接线盒进水 等。
❖ 2、电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、 铁器划伤或针刺，造成裂口和缝隙后， 长期受潮气的侵蚀造成绝缘子损坏或 导电芯线外露。
三、漏电保护
❖ 3、导线连接接头不牢固、有毛刺、无 防松措施等，会造成接头脱落、接头 松动，使相线一金属外壳直接搭接， 或由于接头处发热绝缘损坏而造成漏 电。
二、保护接地
❖ （三）接地线线和辅助接地母线
❖ 井下中央变电所手水泵均应设置接地母线； 采区变电所区配电点及其他机电硐室则应 设置辅助接地母线。
❖ （四）连接导线和接地导线
❖ 各个电气设备的金属外壳、铠装电缆的钢 带（或铜丝）和铅包均应通过单独的连接 直接与接地母线或辅助接地母线连接。禁 止采用铝导体作为接地极、接地母线、辅 助接地母线、连接导线和接地导线。
一、概论
为防止漏泄电流引起电雷管爆炸，还应减小 电气设备对地的漏泄，电流并加强监测，为 防止电网过流引起电气火灾等事故，应装设 过流保护装置，下面就具体讲矿井供电的三 大保护，即：保护接地，漏电保护和过流保 护。
二、保护接地
运行中的煤矿井下电气设备如由于内部绝缘损坏， 发生一相碰壳事故，会使其金属外壳（如电动机、 开关、变压器等）以及与电气设备所接触的其他 金属上出现危险的对地电压，人体接触后，就有 可能发生触电危险。这种情况下，避免触电最可 靠的办法就是装设保护接地。此外，由于装设了 保护接地装置，带电导体碰壳处的漏电电流的大 部分经接地装置流入大地。
二、保护接地
❖ 即使设备外壳与大地接触不良而产生电火 花，由于接地装置的分流作用，可以使电 火花能量大减小，从而避免了引爆瓦斯、 煤尘的危险。
工厂供电 第6章工厂供电系统的过电流保护PPT课件
图6-2 变压器空载投入时励磁涌流的变化曲线
由图6-2可以看出，励磁涌流中含有数值很大的非周期分量，而且衰减较慢（与短路电流非周期分量相比），因此其 波形在过渡过程中相当长一段时间内，都偏向时间轴的一侧。很明显，熔断器的熔体电流如果不躲过励磁涌流，就可能在 变压器空载投入时或电压突然恢复时使熔断器熔断，破坏了供电系统的正常运行。
【1】电力系统的最小运行方式，是指电力系统处于短路回路阻抗为最大、短路电流为最小的状态下的一种运行方式。例如双回路供电的系统在 只有一回路运行时，就属于一种最小运行方式。
第二节 熔断器保护
一. 熔断器在供配电系统中的配置 熔断器在供配电系统中的配置，应符合选择性保护的原则，也就是熔断器要配置得能使故障范围缩小到最低限度。此 外应考虑经济性，即供电系统中配置的数量要尽量地少。 图6-1是熔断器在低压放射式配电系统中合理配置的方案，既可满足保护选择性的要求，又使配置的熔断器数量较少。 图中熔断器FU5用来保护电动机及其支线。当k-5处发生短路时，FU5熔断。熔断器FU4主要用来保护动力配电箱母线。当 k-4处发生短路时，FU4熔断。同理，熔断器FU3主要用来保护配电干线，FU2主要用来保护低压配电屏母线，FU1主要用 来保护电力变压器。在k-1～k-3处短路时，也都是靠近短路点的熔断器熔断。
第六章 工厂供电系统的过电流保护
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 二. 对保护装置的基本要求
第二节 熔断器保护
一. 熔断器在供配电系统中的配置 二. 熔断器熔体电流的选择 三. 熔断器的选择与校验 四. 熔断器保护灵敏度的检验 五. 前后熔断器之间的选择性配合
第三节 低压断路器保护
长时间过负荷的动力线路，以及在可燃建筑物构架上明敷的有延燃性外层的绝缘导线线路等，则应取KOL=1；当 IN.FE 25 A 时，则取为KOL=0.85 。对有爆炸性气体和粉尘的区域内的线路，应取KOL=0.8。
工厂供配电系统保护
❖ 如：由于电力变压器是供电系统中最关键的设备，对它的保护要求灵敏度 高和速动性较好。
对电力线路的保护装置，灵敏度的要求低一些，但对其选择性动作的要 求较高。
❖ 继电保护装置除满足上面的基本要求外，还要求投资省，便于调试及维护， 并尽可能满足电气设备运行的条件。
工厂供配电系统的保护
第六章
三、工厂常用保护装置的类型
信号继电器有两种：一种继电器的线圈是电压式的，并联接入电路；另一种 继电器的线圈是电流式的，串联接入电路。
文字符号：KS 图形符号：
工厂供配电系统的保护
第六章
6.2.4 电磁式时间继电器
用来使保护装置获得所需要的延时，以保证保护装置动作的选择性。 当继电器的线圈接上工作电压时，经过一定的时间，继电器的触点才动作。 动作时限调整：通过改变主静触头的位置，即改变主动触头的行程获得。
短路计算—动作电流整定IOP、动作时限整定
工厂供配电系统的保护
第六章
2）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。
如图所示系统K点发生短路，保护3不应该拒动作，保护1和保护 2不应该误动作。
工厂供配电系统的保护
第六章
3）快速性 保护装置应尽快动作，迅速切除故障,以减少对用电设备的影 响。如果故障能在0.2s内切除，则一般电动机就不会停转。迅 速的动作还能减轻对系统的破坏程度，减轻对元件的损害程度， 减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，加速恢复正常运 行的过程，提高系统的稳定性。
1.25
3～10kV架空线路
1.5
工厂供配电系统的保护
第六章
❖ 速动性和选择性往往是有矛盾的，当两者发生矛盾时，一般应首先满足选 择性而牺牲一点速动性。但应在满足选择性的前提下，尽量缩短切除故障 部分的延时。对一个具体的保护装置来说，在无法兼顾选择性和速动性的 情况下，为了快速切除故障部分以保护某些关键设备，或者为了尽快恢复 系统的正常运行，有时甚至也只好牺牲选择性来保证速动性。
对电力线路的保护装置，灵敏度的要求低一些，但对其选择性动作的要 求较高。
❖ 继电保护装置除满足上面的基本要求外，还要求投资省，便于调试及维护， 并尽可能满足电气设备运行的条件。
工厂供配电系统的保护
第六章
三、工厂常用保护装置的类型
信号继电器有两种：一种继电器的线圈是电压式的，并联接入电路；另一种 继电器的线圈是电流式的，串联接入电路。
文字符号：KS 图形符号：
工厂供配电系统的保护
第六章
6.2.4 电磁式时间继电器
用来使保护装置获得所需要的延时，以保证保护装置动作的选择性。 当继电器的线圈接上工作电压时，经过一定的时间，继电器的触点才动作。 动作时限调整：通过改变主静触头的位置，即改变主动触头的行程获得。
短路计算—动作电流整定IOP、动作时限整定
工厂供配电系统的保护
第六章
2）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。
如图所示系统K点发生短路，保护3不应该拒动作，保护1和保护 2不应该误动作。
工厂供配电系统的保护
第六章
3）快速性 保护装置应尽快动作，迅速切除故障,以减少对用电设备的影 响。如果故障能在0.2s内切除，则一般电动机就不会停转。迅 速的动作还能减轻对系统的破坏程度，减轻对元件的损害程度， 减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，加速恢复正常运 行的过程，提高系统的稳定性。
1.25
3～10kV架空线路
1.5
工厂供配电系统的保护
第六章
❖ 速动性和选择性往往是有矛盾的，当两者发生矛盾时，一般应首先满足选 择性而牺牲一点速动性。但应在满足选择性的前提下，尽量缩短切除故障 部分的延时。对一个具体的保护装置来说，在无法兼顾选择性和速动性的 情况下，为了快速切除故障部分以保护某些关键设备，或者为了尽快恢复 系统的正常运行，有时甚至也只好牺牲选择性来保证速动性。
第六节工厂供电系统的保护
4、1 备用电源自动投入装置的作用 在具有两个独立电源供电的变配电所中装上备用电源自动投入装置后
若其中一个正在工作的电源不论何种原因失去电压时，备用电源自动装 置能够将失去电压的电源切除，随即将另一备用电源自动投入以恢复供 电，因而能保证一类负荷或重要的二类负荷不间断供电，保证供电的可 靠性。
备用电源自动投入装置的基本工作方式： 明备用：一条线路工作，一条线路备用。 暗备用:两条独立的工作线路分别供电。
其动作时限比出现保护装置的最大动作时限大一个时限极差。
三、 工厂供电系统中电动机的保护
电动机的主要故障是定子绕组的相间短路、单相接地和匝间短路。
由于运行中的电动机，大部分都是中小型的，因此不论是经济条件或者 是根据运行要求，它们的保护装置都应该力求简单和可靠。
3.1 电动机的纵差保护
其动作电流按躲过
谢 谢 大 家 第六节工厂供电系统的保护
第六节 工厂供电系统的保护
一、 工厂供电系统中供电网络的保护 二、 工厂供电系统变压器及母线的保护 三、 工厂供电系统中电动机的保护 四、 工厂供电系统的备用电源自动投入与自动重合闸装置 五、 工厂供电系统中低压配电网络的保护
第六节 工厂供电系统的保护
工厂供电系统指的是一个厂区之内的供配电系统。
Kre为低电压继电器的返回系数，取1.25.
低电压保护动作时间一般为0.5s。
1.5 单相接地保护
工厂供电系统中一般采用中性点不接地的接地方式，发生单相接地时， 由于不影响接于线电压上电气设备的正常工作，一般不要求立即将电源切断。
但是要满足接地电容电流的限制值，单回路单相接地电容电流可如下估算：
对于架空线路：
：变压器一次侧额定电流。 ： 取值与线路的保护相同。 动作时间：按阶梯原则整定，与线路保护相同。
若其中一个正在工作的电源不论何种原因失去电压时，备用电源自动装 置能够将失去电压的电源切除，随即将另一备用电源自动投入以恢复供 电，因而能保证一类负荷或重要的二类负荷不间断供电，保证供电的可 靠性。
备用电源自动投入装置的基本工作方式： 明备用：一条线路工作，一条线路备用。 暗备用:两条独立的工作线路分别供电。
其动作时限比出现保护装置的最大动作时限大一个时限极差。
三、 工厂供电系统中电动机的保护
电动机的主要故障是定子绕组的相间短路、单相接地和匝间短路。
由于运行中的电动机，大部分都是中小型的，因此不论是经济条件或者 是根据运行要求，它们的保护装置都应该力求简单和可靠。
3.1 电动机的纵差保护
其动作电流按躲过
谢 谢 大 家 第六节工厂供电系统的保护
第六节 工厂供电系统的保护
一、 工厂供电系统中供电网络的保护 二、 工厂供电系统变压器及母线的保护 三、 工厂供电系统中电动机的保护 四、 工厂供电系统的备用电源自动投入与自动重合闸装置 五、 工厂供电系统中低压配电网络的保护
第六节 工厂供电系统的保护
工厂供电系统指的是一个厂区之内的供配电系统。
Kre为低电压继电器的返回系数，取1.25.
低电压保护动作时间一般为0.5s。
1.5 单相接地保护
工厂供电系统中一般采用中性点不接地的接地方式，发生单相接地时， 由于不影响接于线电压上电气设备的正常工作，一般不要求立即将电源切断。
但是要满足接地电容电流的限制值，单回路单相接地电容电流可如下估算：
对于架空线路：
：变压器一次侧额定电流。 ： 取值与线路的保护相同。 动作时间：按阶梯原则整定，与线路保护相同。
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反时限过电流保护
QF4
~
QF3
k2
QF2
k2
QF1
k1
Ik3.max
Ik2.max
Ik1.max
t4 2t
t
t
t2
t1=tp
对于保护1： 动作电流：
动作时间：
I op.1
K K rel ast K re
I L.max
t1 tb 0s
对于保护2：
动作电流：
动作时间：
其特点：动作时限与短路电流大小有关， 并且短路电流越大动作时间越短，故障切除快； 它的动作时限误差较大。
：变压器一次侧额定电流。 ： 取值与线路的保护相同。 动作时间：按阶梯原则整定，与线路保护相同。
3、灵敏度校验 按变压器低压侧最小运行方式下两相短路电流校验。
应注意：
最小运行方式下，变压器低压侧的短路电 流归算到高压侧的数值。
当灵敏度不满足要求，应采用低电压闭 锁的过电流保护方式。
2.2 变压器的电流速断保护 1、组成及原理： 与线路保护相同。 2、整定计算 动作电流： ①躲过变压器低压母线上的最大运行方式下的三相短路电
采用三个电流互感器获取零序电流时
其动作电流按躲过正常负荷电流下产生的不平衡电流以及其他线路接地时本线路
的三倍零序电容电流，即
3I0
I K (I ) op.r
rel unb
K 其灵敏度系数
TA
采用专用的零序电流互感器获取零序电流时 其不平衡电流很小，可以忽略。因此其动作电流
其灵敏度系数
1.6 方向电流保护
——保护装置安装处最小运行方式下的两相短 路电流。
2.3 变压器的差动保护
1）变压器差动保护动作电流的整定计算 应同时满足以下3个条件： 1、应躲过变压器差动保护区外短路时出现的最大不平 衡电流Idsp.max。
其中，可靠系数取1.3 2、应躲过变压器的励磁涌流。
其中，可靠系数取1.3～1.5 3、在电流互感器二次回路断线且变压器处于最大负荷时， 差动保护不应动作。
第六节 工厂供电系统的保护
一、 工厂供电系统中供电网络的保护 二、 工厂供电系统变压器及母线的保护 三、 工厂供电系统中电动机的保护 四、 工厂供电系统的备用电源自动投入与自动重合闸装置 五、 工厂供电系统中低压配电网络的保护
第六节 工厂供电系统的保护
工厂供电系统指的是一个厂区之内的供配电系统。
该供电系统的电源一般是110kV或是35kV电压等级的输电线， 从外部引接至厂区内的总降压变电所，降为10kV的电压等级， 再经工厂高压配电线路（架空线或电缆线）引到各个车间，经 车间变电所变换成380V或220V的低电压，供车间的生产设备。
1.2 电流速断保护 由于反时限过电流保护的动作时限误差较大，为了可靠、
快速的切除故障，可以装限电流速断保护和定时限过电流保护
1.4 低电压保护
系统发生故障时，往往伴随着电压的降低甚至消失，这将引起电动机的 转速下降。
当故障切除后，系统电压恢复时，由于电动机要恢复转速而吸收比额定 大几倍的自启动电流，致使系统的电压损失增大，母线电压太低，会影响重 要电动机的重新工作。
因此对于某些不重要的电动机可装设低电压保护，当系统电压降低到 一定程度时，首先将他们从系统中切除，从而保证重要电动机的启动。
过电流保护与低电压保护连锁的原理接线
低电压保护动作电压为：
U op
U min Krel Kre
Umin为正常工作时的最低工作电压，一般取电网额定电压的90%；
Krel为可靠系数，取1.1；
其中，可靠系数取1.3
2.4 工厂供电系统的母线保护 大多数母线故障是单相接地。其原因主要是母线绝缘子
及断路器套管闪络、电压互感器或装于母线与断路器之间的 电流互感器故障、母线隔离开关在操作时绝缘子破坏以及运 行人员的误操作。
工厂中母线保护的主要方式有两种：
1）利用接于母线上供电元件的保护装置来保护母线。 2）装设母线的专用保护。当母线为分段母线时，其他元件
IC
Ul 350
对于电缆线路：
U为线电压，l为该电压等级的线路长度。 6--10kV的线路，要求接地电容电流小于30A； 20--60kV的线路，要求接地电容电流不超过10A.
针对工厂供电系统的具体情况，对于其单相接地故障可采用绝缘监察或 零序电流保护。
绝缘监察接线图
零序电流保护接线图（结合课本227页图7-17）
以保护装置2和保护装置3的定时限过电流保护的动作时间 为例进行分析。
线路上发生相间短路时，短路功率从电源流向短路点。
二、 工厂供电系统变压器及母线的保护 2.1 变压器的过电流保护
1、组成及原理： 与线路的保护相同。 2、整定计算（动作电流、动作时间及灵敏度校验）： 动作电流：躲过变压器一次侧最大负荷电流。
的保护不能保证只切除故障母线，此时就要装设专门的 母线保护。
6--10kV母线分段断路器上的过电流保护接线图
母线分段器过电流保护的动作电流：
I op
K rel K re
I pk
动作时间： tB tKT 3 t
不完全母线差动保护接线图
第一段TA1为电流速断保护： 其动作电流按躲过线路电抗 器后的最大短路电流整定：
Kre为低电压继电器的返回系数，取1.25.
低电压保护动作时间一般为0.5s。
1.5 单相接地保护
工厂供电系统中一般采用中性点不接地的接地方式，发生单相接地时， 由于不影响接于线电压上电气设备的正常工作，一般不要求立即将电源切断。
但是要满足接地电容电流的限制值，单回路单相接地电容电流可如下估算：
对于架空线路：
流。
：为变压器低压母线三相的短路电流归算到高压侧 的数值。 ：与线路的保护取值相同。
② 动作电流应躲过变压器的励磁涌流
Iqb应同时满足上述两式的条件，取较大的数值作为动作 值。
速断保护有保护死区，它只能够保护变压器的一次线圈和 二次线圈的一部分，必须与瓦斯和过电流保护配合。
3、灵敏度校验——灵敏度的要求比线路略高， 一般要求Sp≥2。
一、 工厂供电系统中供电网络的保护
1.1 过电流保护
定时限过电流保护（电流Ⅲ保护）
动作电流整定：
I op1
K
rel
K
ast
K re
I L.max
动作时间整定：
t1 t2 t
其特点：动作电流小，灵敏度高；
能保护本线路全长，作为本线路的近后备保护，
也可以作为相邻线路的远后备保护；
动作时限准确，整定简单，且与短路电流无关。