供配电系统的继电保护
浅谈6kV供配电系统的继电保护_金鹏
浅谈6kV供配电系统的继电保护金鹏16kV供配电系统中各种运行工况下的继电保护任务在6kV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过预报事故或缩小事故范围的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不间断。
可以设想，在6kV系统中单独利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。
因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中高能电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时切断时间较长，不符合安全要求。
只有采用继电保护装置才是较为完善的措施。
6kV供配电系统有以下运行状态：（1）系统的正常运行：指系统中各种设备或线路均在其额定状态（电压、电流、发热等）下进行工作；各种信号、指示和仪表均在允许范围内正常工作的状况；（2）系统的故障：指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行的事件，并有可能使事态进一步扩大的非正常的运行状况；（3）系统的异常运行：指系统的正常运行遭到了破坏，但尚未构成故障时的运行状况。
作为6kV供配电系统保护装置，继电保护装置需要完成如下任务：（1）在供配电系统中运行正常时，它应能完整、安全地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；（2）如供配电系统中发生故障时，它应能自动、迅速、有选择性地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；（3）当供配电系统中出现异常运行工况时，它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
26kV供配电系统中应设置的继电保护装置按照工厂企业6kV供配电系统的设计规范要求，在6kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置。
2.16kV线路应配置的继电保护6kV线路一般均应装设过流保护。
当过流保护的时限不大于0.5～0.7s，并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；但重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。
当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。
2.26kV配电变压器应配置的继电保护（1）当配电变压器容量小于400kVA时，一般采用高压熔断器保护。
继电保护四原则
精心整理继电保护有四个基本要求，即可靠性、选择性、灵敏性、速动性，要全面考虑。
在某些情况下，“四性”的要求有矛盾不能兼顾时，应有所侧重；片面强调某一项要求，都会导致保护复杂化、影响经济指标及不利于运行维护等弊病。
整定计算尤其需要处理好四性的协调关系。
(一)可靠性要求保护装置处于良好状态，随时准备动作。
保护装置的误动作是造成正常情况下停电、事故情况下扩大事故的直接根源，因此必须避免，用简单的话来说，就是“该动的就动，不该动的不动”，即不误动、不拒动。
做范围有配合。
选择性是继电保护中的一个很重要的问题，一般不允许无选择性产生。
如不能做到应该按照相关规程进行处理，并尽量减小不配合导致失去选择性带来的危害。
为了满足选择性，企业供配电系统的继电保护需要一定时限，允许切除故障的时间一般为20～55s。
速动性和选择性往往是矛盾的，一般应首先满足选择性。
但应在满足选择性的情况下，尽量缩短切除故障的时间。
切除故障所需要的时间等于继电保护装置整定的延时时间及其动作时间与断路器跳闸至灭弧时间的总和，为此，应尽量采用快速继电保护和快速断路器。
但在允许有一定延时来切除故障的场合，不一定要选用快速动作的断路器和继电保护装置，以便降低设备投资费用。
保护装置在无法兼顾选择性和速动性的情况下，为了快速切除故障以保护某些关键设备，或为尽快恢复系统的正常运行，有时也只好牺牲选择性来保证速动性。
(三)灵敏性在保护装置的保护范围内发生故障，保护反映的灵敏程度叫灵敏性，习惯上常叫灵敏度。
灵敏性用灵敏系数来统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。
???????最小运行方式是指电力系统处于短路阻抗为最大，短路电流为最小的状态的一种运行方式。
即指被保护线路末端短路时，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。
校验保护装置的灵敏度，应根据对保护装置动作最不利的条件进行计算，即把灵敏度校验点选在保护区末端，只校验在最小运行方式下该点发生两相短路时，保护装置的灵敏度是否满足要求。
继电保护四原则
整定计算的基本要求继电保护有四个基本要求，即可靠性、选择性、灵敏性、速动性，要全面考虑。
在某些情况下，“四性”的要求有矛盾不能兼顾时，应有所侧重；片面强调某一项要求，都会导致保护复杂化、影响经济指标及不利于运行维护等弊病。
整定计算尤其需要处理好四性的协调关系。
(一) 可靠性要求保护装置处于良好状态，随时准备动作。
保护装置的误动作是造成正常情况下停电、事故情况下扩大事故的直接根源，因此必须避免，用简单的话来说，就是“该动的就动，不该动的不动”，即不误动、不拒动。
保护的可靠性主要由高质量的保护装置、合理的设计、可靠的安装调试、精心的运行维护来保证。
整定计算中，主要通过制定简单、合理的保护方案来保证。
另外在运行方式变化时应注意对定值进行调整以确保保护系统可靠动作。
(二) 选择性选择性是指当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小。
首先由故障线路或元件本身的保护切除故障，当上述保护或开关拒动时，才允许相邻保护动作。
继电保护选择性的满足，主要由整定计算来考虑，通过正确整定保护装置的动作值和动作时间来实现，即通常说的灵敏度和动作时间配合，其原则是从故障点向电源方面的各级保护，其灵敏度逐级降低，其动作时限逐级增长。
时限配合：上一级保护时限比下一级保护时限要大，所大的时限差，即为时限级差。
此时限级差视不同的配合情况选取不同的数值。
一般情况下，高精度时间元件的保护之间相互配合的级差采用0.3S；与差动及瓦斯保护、纵联保护、横差保护等之间配合的级差采用0.4S，定时限与反时限保护配合的级差采用 0.5S。
保护范围配合：也叫灵敏度有配合。
保护装置对被保护对象的故障反应有一定的范围，上一级保护的保护范围应比下一级相应段保护范围为短，即在下一级保护范围末端故障时，下一级保护动作，上一级保护不动作这叫做范围有配合。
选择性是继电保护中的一个很重要的问题，一般不允许无选择性产生。
供配电系统继电保护
一、电磁式继电器 1.电磁式电流继电器
（1）文字符号和图形符号
文字符号：KA
（2）结构和工作原理
使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流， 用Iop.kA 表示。
使继电器返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返 回电流，用Ire.KA 表示。
继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数Kre，即 电磁式电流继电器的返回系数通常 为0.85。
感应式电流继电器的这种有一定限度的反时限动作特性， 称为“有限反时限特性”。
3.动作电流和动作时限的调节
(1)继电器的动作电流的调节
用插销16改变线圈抽头（匝数）进行级进调节；也可 以用调节弹簧7的拉力进行平滑调节。
(2)继电器的动作时限的调节
用螺杆13改变扇形齿轮顶杆行程的起点进行调节。继 电器速断电流倍数可用螺钉14改变衔铁与电磁铁之间的气 隙进行调节。
（2）按继电器反应的物理量分有电流继电器、电压 继电器、功率方向继电器、气体继电器等；
（3）按继电器反应的物理量变化分，有过量继电器 和欠量继电器，如过电流继电器、欠电压继电器；
（4）按继电器在保护装置中的功能分，有起动继电 器、时间继电器、信号继电器和中间继电器等。
常用的继电器主要是电磁式和感应式继电器。
a、计算线路2WL首端K点三相短路时保护2的动作电流倍数n2。
式中， 为K点三相短路时，流经保护2
继电器的电流，
，Kw.2和Ki.2分
别为保护2的接线系数和电流互感器变比。
b、由n2从特性曲线2求K点三相短路时保护2的动作时限t2。 c、计算K点三相短路时保护1的实际动作时限t1，t1应较t2大一 个时限级差Δt，以保证动作的选择性，即
1.测量部分 测量被保护设备的某物理量，和保护装置的整定值进
注册电气工程师供配电专业考试大纲
1、在供配电系统中，下列哪项措施可以有效提高系统的功率因数？A. 增加变压器的数量B. 采用并联电容器进行无功补偿C. 降低系统的额定电压D. 减少输电线路的长度（答案）B2、供配电系统中，关于短路电流的计算，下列说法正确的是？A. 短路电流与系统的阻抗成正比B. 短路电流的大小只与故障点的位置有关C. 短路电流是系统正常运行时的电流D. 短路电流计算是选择和校验电气设备的重要依据（答案）D3、在供配电系统的保护中，过电流保护主要包括哪几种？A. 速断保护、定时限过流保护和反时限过流保护B. 过电压保护、欠电压保护和过流保护C. 差动保护、距离保护和方向保护D. 接地保护、漏电保护和短路保护（答案）A4、供配电系统中，关于电缆的选择，下列说法错误的是？A. 电缆的额定电压应不低于系统标称电压B. 电缆的截面应满足最大负荷电流的要求C. 电缆的长度可以随意截取，不受限制D. 电缆的敷设方式应符合工程实际和规范要求（答案）C5、在供配电系统的接地保护中，TN-S系统是指什么？A. 电源中性点直接接地，电气设备的外露可导电部分通过保护线与电源中性点直接连接B. 电源中性点不接地，电气设备的外露可导电部分通过保护线接地C. 电源中性点经阻抗接地，电气设备的外露可导电部分通过保护线与电源中性点连接D. 电源中性点直接接地，电气设备的外露可导电部分通过保护线与接地极连接（答案）A6、供配电系统中，关于变压器的并联运行，下列说法正确的是？A. 并联运行的变压器容量必须相同B. 并联运行的变压器阻抗电压百分数可以相差很大C. 并联运行的变压器短路阻抗可以不同D. 并联运行的变压器变比应相等（答案）D7、在供配电系统的继电保护中，速断保护的主要作用是？A. 反映线路的全长范围内的短路故障B. 作为相邻元件的后备保护C. 反映线路近距离的短路故障，瞬时动作于跳闸D. 反映系统的过电压情况（答案）C8、供配电系统中，关于电动机的启动方式，下列说法错误的是？A. 直接启动适用于小容量电动机B. 星-三角启动可以减小启动电流C. 自耦变压器启动适用于大容量电动机D. 软启动器启动不能限制启动电流（答案）D9、在供配电系统的防雷保护中，避雷针的主要作用是？A. 将雷电优先引导到避雷针上，然后通过导线接入地下的泄流地网B. 将雷电引入地下，从而保护建筑物免受雷击C. 将雷电引入天空，从而避免雷击建筑物D. 将雷电引入邻近的建筑物，从而保护本建筑物（答案）A10、供配电系统中，关于电压偏差的允许范围，下列说法正确的是？A. 电压偏差的允许范围与系统的额定电压无关B. 电压偏差的允许范围可以随意设定C. 电压偏差的允许范围一般不超过额定电压的±5%D. 电压偏差的允许范围只与用电设备的特性有关（答案）C。
供配电系统继电保护技术分析
继 电保护技术 问题进行探讨 ，进一 步引起 大家对这一 问题的关 注， 并 引导 大家对供配 电系统继 电保护相关技术深入研究 ，推动 电力工
城 市 电力 工 程 行 业 发 展 产 生 推 波 助 澜 的 作 用 。 本 文根 据 供 配 电 系统
证无故 障设备继续运行 。相反 ，如果系统发生故障时，靠近故障点 的保 护 装 置 不 动 作 ，而 离 故 障 点 远 的前 级 保 护 装 置 动 作 ， 则 失 去选 择性 。保护装置在可能 的条件下 ，应尽快地动作切除事故，以减轻 事故对 系统 的破坏程度 ，加快系统恢复正常工作状态 ，这是供 电系 统对保护装置动作速度 的要求 。当事故或故障发生时 ，保护装置应 动作可 靠，不能拒绝 动作 ；而在正常工作情况下 ，保护装置应避开 正 常工 作 时 某 些 设备 的冲 击 电流 作 用 ，不 能 误 动 作 。保 护 装 置 的拒 动或 误动，都是保护 装置 可靠性差 的表现 。一般说来 ，元件的质量 越 高 、 保护 装置 设计 越合 理 ，安 装 调试 以及 运 行 维 护 质 量 越 高 ，继 电保护 装置 的可靠性就越 高。灵敏性是继 电保护对其保护范 围内发
业 的 不 断发 展 ，从 而 为提 高 电 力 系 统的 稳 定 运 行 ，为 城 市 电 力 工业
发 展 做 出贡 献 。
【 关键词 】 供配 电系统 ；继电保护 ； 技 术分析
１ 目前 电力 工程 在 城 市 发 展 概 况
10KV供配电输电线路的继电保护
10KV供配电输电线路的继电保护概述随着电力系统不断发展和完善，各种新型设备不断引入，电网的运行安全和稳定性已成为电力系统日益迫切的问题。
而继电保护作为电力系统不可或缺的一种保护手段，对于电网的安全运行至关重要。
本文将围绕10KV供配电输电线路的继电保护进行介绍和探讨。
10KV供配电输电线路的基础保护10KV供配电输电线路主要包括四种基础保护：过流保护、接地保护、差动保护和跳闸保护。
过流保护过流保护是指在设备发生故障时，通过检测故障电流是否超过一定的设定值，从而实现对电力设备的保护。
在10KV供配电输电线路中，常见的过流保护有欠压保护、过流保护和地锁闭环保护等。
接地保护接地保护是通过对电力设备的接地电流进行监测，当系统出现接地故障时，及时切断故障点的电源，保护系统其他部位的正常运行。
在10KV供配电输电线路中，常见的接地保护有单个接地保护和非整定接地保护。
差动保护差动保护是指在电力系统出现故障时，通过检测设备的两端电流是否相等，以判断设备是否出现故障。
差动保护应用广泛，在10KV供配电输电线路中，常见的差动保护有线路差动保护和变压器差动保护。
跳闸保护跳闸保护是电力系统中保护装置中最基本的保护措施。
它主要是通过检测电力设备的电压、电流以及保护区段的信号，从而实现对电力设备的切断。
在10KV供配电输电线路中，常见的跳闸保护有距离保护、低压保护和分段保护等。
10KV供配电输电线路的差动保护差动保护可以实现对供配电设备进行保护，是电力系统中非常重要的一种保护手段。
在10KV供配电输电线路中，差动保护可以分为线路差动保护和变压器差动保护。
线路差动保护线路差动保护是指在10KV输电线路自助中，采用线路差动保护装置作为主要的继电保护措施，对输电线路的故障实行保护。
线路差动保护通常包括电流互感器、差动保护装置等组成。
在差动保护中，选择适当的互感器比值，对于保护的可靠性和速度都有着重要的影响。
变压器差动保护变压器差动保护是指在输电变压器的保护中，采用差动保护装置作为主要的措施，对变压器出现故障时进行保护。
基于PLC的供配电继电保护及监控系统实现
基于PLC的供配电继电保护及监控系统实现摘要：在供配电系统中，传统的继电器控制存在多种弊端。
为了能够保证供电质量，为企业和社会提供安全可靠的供电服务，有必要将PLC引入到供配电系统中。
文章简要介绍了现代供配电系统中重要的自动化装置PLC及其继电保护及监控系统程序设计，供参考。
关键词：供配电系统；PLC；低频减载；备用电源自动投入；程序设计供配电是研究电力的供应和分配问题，做好供配电工作对于维持企业正常生产活动和社会生活活动至关重要。
随着科技的进步，电力系统中对供配电系统自动化程度要求越来越高，特别是现在供配电系统联网规模越来越大，基于传统的继电器控制存在多种弊端，在供配电系统中引入PLC等基于软件技术、微电子技术、网络技术的控制系统势在必行。
1 PLC技术简介1.1 PLC基本介绍现代工业自动化被认为有三大支柱所支撑，它们分别是PLC技术、工业机器人技术和计算机辅助设计及制造技术（CAD/CAM）。
PLC之所以能够取得一壁江山，就是因为它杰出的控制性能。
PLC的技术核心是单片机，这是一种只应用在工业过程自动化控制中的新型计算机器件。
如今日益复杂的供配电电力系统中，传统技术支持下的机械触点型继电器已然无法满足变、配电所对继电保护控制的要求。
因此，PLC技术的应用在供配电系统中越来越广泛，受到了广大工程技术人员的喜爱。
中国工业自动化经常使用西门子可编程序控制器SIMATICS7系列，该系列的PLC是德国西门子公司在S5系列之后，于1995年推出的一种性价比非常高的控制器。
其中S7－300型的PLC以其卓越的特性在中国应用得越来越广泛，特别是专用电力自动化、机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、电器制造工业及相关产业等诸多领域。
1.2 PLC的功能S7－300型PLC为用户准备了多种可选的CPU，这些CPU性能丰富且递增，同时满足扩展另一些功能更加方便的I/O扩展模块的要求。
这些扩展模块能够更好地满足和适应日益复杂的自动控制要求，用户在使用的时候只需要依照控制要求自主选择适用的模块即可。
《供配电技术》读书笔记思维导图
第3版前言
常用文字符号表
第1章 电力系统概论
1.1 电力系统和供配 电系统概述
1.2 电力系统的额定 电压
1.3 电力系统的运行 状态和中性点运行 方...
1.4 电能质量指标
小结
1.5 电力负荷
思考题和习题
第2章 负荷计算
0 1
2.1 负荷 曲线
0 2
2.2 用电设 备的设备容 量
0 4
11.4 谐波 与抑制
0 6
11.6 电力 线路的运行 和维护
0 3
11.3 电压 波动、闪变 与抑制
0 5
11.5 变配 电所的运行 和维护
小结
11.7 供配电系统综 合管理和智能化
思考题和习题
附录A 常用设备的主要技术数据
参考文献
谢谢观看
读书笔记
最 新
版
本
4
小结
5
思考题和习题
第10章 电 气 照 明
0 1
10.1 电气 照明概述
0 2
10.2 常用 照明光源和 灯具
0 3
10.3 照度 计算
0 4
10.4 照明 配电及控制
0 5
小结
0 6
思考题和习 题
第11章 供配电系统的运行和管理
0 1
11.1 节约 电能
0 2
11.2 电压 偏差与调节
0 4
0 3
3.3 无限 大功率电源 供电系统三 相短路电...
0 5
小结
0 6
思考题和习 题
第4章 变配电所及其一次系统
4.1 电压的选择 4.2 变电所的配置
4.3 变压器的选择
4.4 变电所主要电气 设备
供配电系统继电保护的基本原理及接线方式
供配电系统继电保护的基本原理及接线方式作者：覃焕勤来源：《现代企业文化·理论版》2010年第17期摘要:供配电系统能否安全、稳定、可靠地运行,不但直接关系到工厂企业用电的畅通。
而且涉及到整个系统能否正常运行。
为了确保供配电系统的正常运行,必须正确设计和设置继电保护装置。
关键词:供配电系统;继电保护;接线方式一、继电保护的任务(一)继电保护简述继电保护的任务有以下几个方面:1.当被保护线路或设备发生故障时,能自动迅速且有选择性地将故障元件从供配电系统中切除,以免故障元件继续遭到破坏。
同时保证其他非故障线路迅速恢复正常运行。
2.当供配电系统出现不正常运行状态时,根据保护装置的性能和运行维护条件,有的作用于信号,如变压器的继电保护、轻瓦斯保护等;有的经过一段时间不正常状态不能自行消除时,作用于开关跳闸,将电路切断,如断路器、自动空气开关保护等。
(二)继电保护的要求根据继电保护所担负的主要任务,基本要求如下:1.选择性:当供配电系统发生短路故障时,继电保护装置动作,应只切除故障元件,使停电范围最小,以减小故障停电造成的损失。
保护装置的这种能选择故障元件的能力称为保护的选择性。
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,以及提高供配电系统运行的稳定性,要求继电保护在发生故障时应能尽快动作,切除故障。
快速地切除故障部分可以防止故障扩大,减轻故障电流对电气设备的损坏,加快c}}配电系统电压的恢复,提高供配电系统运行的可靠性。
由于既要满足选择性,又要满足速动性,所以工厂供配电系统的继电保护允许带一定时限,以满足保护的选择性而牺牲一点速动性。
对工厂供配电系统,允许延时切除故障的时间一般为0.5s～2.0s。
3.灵敏性:灵敏性是指在保护范围内发生故障或不正常工作状态时,保护装置的反应能力。
即在保护范围内故障时,不论短路点的位置以及短路的类型如何,保护装置都应当能敏锐且正确地做出反应。
10kV系统的继电保护配置
一、参考依据GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范DL/T 584-2017 3kV～110kV电网继电保护装置运行整定规程工业与民用供配电设计手册第四版二、变压器的继电保护配置1、带时限的过电流保护：装设。
注：当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的带时限过电流保护，或复合电压启动的过电流保护。
2、电流速断保护：装设。
3、纵联差动保护：2000kVA以上装设。
注：当电流速断保护不能满足灵敏性要求时装设。
4、低压侧单相接地保护：装设。
注：当利用高压侧过电流保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器中性导体上的零序过电流保护。
5、过负荷保护：装设。
注：低压侧电压为230/400V的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护。
6、瓦斯保护：油浸变压器装设。
7、温度保护：干式变压器装设。
三、线路的继电保护配置1、无时限电流速断保护：装设。
注：无时限电流速断保护范围，应保证切除所有使该母线残压低于60%额定电压的短路。
为满足这一要求，必要时保护装置可无选择地动作，并以自动装置来补救。
2、带时限速断保护：当无时限电流速断不能满足选择性动作时装设。
3、过电流保护：装设。
注：当过电流保护灵敏系数不满足要求时，采用低电压闭锁过电流保护或复合电压启动的过电流保护。
4、单相接地保护：根据需要装设。
5、过负荷保护：装设。
四、母线分段的继电保护配置1、电流速断保护：仅在分段断路器合闸瞬间投入，合闸后自动解除。
2、过电流保护：装设。
注：当过电流保护灵敏系数不够时，可采用复合电压启动过电流保护。
高压电动机的继电保护
动作电流按躲过电动机额定电流整定。
电 动 机
I op1
K rel K re
I NM
的 K rel——可靠系数 ，动作于信号取1.05，
保
动作于跳闸、自动减负载取1.2
护
K re ——返回系数 ，GL型取0.8。
2。动作时限整定：
一般取15～20 秒。
注意：
高 压 电
对于GL型继电器，其感应部分作为电 动机的过负荷保护，其速断部分作为电动
动 机 的
3 ） 当 电 源 电 压 下 降 到 60%~70%UN 时 ， KV1 、 KV2及KV3释放，接通时间继电器KT1，经0.5s延时 后，使出口中间继电器KM得电，其接点接通跳闸小
保 母线，将不重要电动机切除。
护
4 ） 当 电 源 电 压 继 续 下 降 到 40%~50%UN 以 下 时
2。接线
高 压 电 动 机 的 保 护
高压电动机低电压保护原理图
3。电动机的低电压保护工作原理
1）在正常运行的各低电压继电器处于带电状态， 低电压保护不动作。
高 压 电
2）当电压互感器的一次侧或两次侧发生一相或两 相断线时，KV1，KV2及KV3中相应的低电压继电器 返回，从而起动中间继电器KM1，切断KT1和KT2线 圈电源，防止误跳阀，并发出电压回路短线信号定
电
保护装置动作电流：躲过电动机的起动电流
动 机
I op1 K rel I stM
的 保
K rel ——可靠系数 ，一般DL取1.8～2，
护
GL取1.4～1.6 。
I stM——电动机起动电流
I op• K
KW KTA
I op1
两相电流差接线：KW ＝ 3 不完全星形接线：KW ＝1
工厂供配电系统保护
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。
供配电系统的保护
当继电器的线圈断电时,继电器在返 回弹簧的作用下返回。
第2节
为了缩小继电器的尺寸和节约材料, 时间继电器的线圈通常不按长时间接上 额定电压来设计。因此凡需长时间接上 电压工作的时间继电器,应在它动作后, 利用其常闭的瞬时触点的断开,使其线圈 串入限流电阻,以限制线圈电流,免使线 圈过热烧毁,同时又能维持继电器的动作 状态。
图 6-1 是 过 电 流 保 护 的 框 图。当线路上发生短路时,起 动用的电流继电器KA瞬时动 作,使时间继电器KT起动。KT 经整定的一定延时后,接通信 号继电器KS和中间继电器KM。 KM 就 接 通 断 路 器 QF 的 跳 闸 线圈回路,使断路器跳闸,从而 切除短路故障。
图6-1 过电流继电保护框图 KA—电流继电器 KT—时间继电器 KS—信号继电器 KM—中间(出口)继电器
第2节
这种快吸快放的DZ-10系列电磁式中间继电器的内部接线及其图形符号和文字符号, 如图6-9所示。
图6-9 DZ-10系列电磁式中间继电器的内部接线及其图形符号和文字符号
第2节
(五)感应式电流继电器 感应式电流继电器兼有上述电磁式电流 继电器、时间继电器、信号继电器和中间 继电器的功能,而且可用来同时实现过电流 保护和电流速断保护,从而可使继电保护装 置大大简化,减少投资,因此在用户的中小型 变配电所中应用极为广泛。感应式电流继 电器属测量继电器。 常用的GL-10、20系列感应式电流继电 器的内部结构如图6-10所示。
第1节
第1节
以上四项要求对于一个具体的保护装置来说,不一定都是同等重要的,而是往往有所 侧重。例如对电力变压器,由于它是供配电系统中最关键的设备,因此对它的保护装置的 灵敏度要求较高;而对一般电力线路的保护装置,其灵敏度要求可低一些,但其选择性要 求较高。又例如,在无法兼顾保护选择性和速动性的情况下,为了快速切除故障以保护某 些关键设备,或者为了尽快恢复系统的正常运行,有时甚至牺牲选择性来保证速动性。
供配电技术(第四版)第7章 供配电系统的继电保护 检测题解析
第7章供配电系统的继电保护检测题解析成绩：班级：学号：姓名：一、填空题：1.电力设备和电力线路短路故障应有主保护和后备保护，必要时还需增设辅助保护。
其中能够满足系统稳定性和设备安全要求，并以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护称之为主保护，当断路器拒动时，用以切除故障的保护称为后备保护。
2.对继电保护的要求包括可靠要求、选择要求、灵敏要求和速动要求。
3.继电保护装置主要由测量比较单元、逻辑判断单元和执行输出单元三部分组成。
4.按继电器的结构原理分有电磁、感应、数字和微机继电器。
5.使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流，用I op.KA表示；使继电器返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用I re.KA表示；二者之比称为返回系数。
6.过电流保护装置中，电磁式电流继电器的时限特性为定时限过电流保护，由感应式电流继电器构成的时限特性为反时限过电流保护。
7. 从继电器感应系统动作到触头闭合的时间称为继电器的动作时限。
其中继电器线圈中的电流增大时，继电器动作时限基本不变的动作特性称为定时限特性；继电器线圈中的电流越大，继电器动作时限越短的动作特性称为反时限特性。
8.电力线路装设绝缘监视装置可起到零序电压保护和零序电流保护。
9.电流保护的接线方式有三相三继接线方式、两相两继接线方式和两相一继接线方式。
用于高压大接地电流系统、保护相间短路和单相短路的接线方式是三相三继接线方式。
10. 电力变压器的常见故障分短路故障和异常运行状态两种。
二、判断正误题：1.线路的过电流保护可以保护线路的全长，速断保护也是。
参看：P161页（F）2.差动保护就是发生短路故障时，变压器一、二次侧的断路器跳闸，切除故障的保护。
（T ）3.线路的电流速断保护存在死区，变压器的速断保护则不存在死区。
（ F ）4.架空线路在线路的各相装设电流互感器可构成零序保护。
（T）5.速断保护的死区可以通过带时限的过流保护来弥补。
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②躲过外部短路时引起的最大不平衡电流
I op.1
Krel .I dq.m
K
re
l
.
(K
np
.K
eq
.10%
u
%
f
c
)
I
(3)
K.m
a
x
Krel 可靠系数，取1.3；
Knp 非周期分量引起的误差，一般取1；
Keq 电流互感器同型系数，同型时取0.5，不同时取1；
二、继电保护的基本要求 • 1、选择性
• 2、快速性 • 3、灵敏性 • 4、可靠性
三、继电保护装置的基本原理
• 不同原理的继电保护装置有： • 1.利用电流改变的继电保护装置： • 电流速断、定时限过电流、零序电流保护装置等 • 2.利用电压改变的继电保护装置： • 低电压、过电压和零序电压保护装置等 • 3.利用电压与电流的相位关系改变的继电保护装置： • 方向过电流保护装置
Iop.1 0.25Krel.I NT .2 Krel. 可靠系数，取1.2 ~ 1.3 I NT .2 变压器二次侧额定电流
七、变压器过负荷保护 注：一般在一相装电流继电器来实现（电源侧）。 1.整定计算
相电压表读数为原来的 3 倍；电压继电器 KV电压为 3U 0 ,KV动作，发出接地报警信号。
2.零序电流保护 利用零序电流的大小来反应三相电网对地电抗
的不平衡度，监视电网对地的绝缘情况。
注：零序电流 保护整电流应躲过其他线路发 生单相接地故障时在该支路引起的零序电流。
整定电流：
Iop.1 Krel.I0 I0 本线路正常时的零序电流； Krel 可靠系数，取1.5 ~ 2
Kw=1
（三）两相一继电器的两相电流差式接线
Kw=1, 2或 3
三、电流继电器工作原理
动作电流：使电流继电器动作的最小电流，用 Iop
表示。
返回电流：使电流继电器返回的最大电流，用 I re
表示。
返回系数：返回电流与动作电流之比，用 Kre 表示
K re
I re I op
四、定时限过电流保护
（一）相关概念 1.过电流保护
7-5电力变压器的继电保护
一、变压器故障类型及保护设置
1.故障类型
内部故障：相间、匝间短路、单相接壳和铁芯烧坏。
外部故障：绝缘套管及引出线的相间短路和单相接地
故障
2.保护类型
（1）瓦斯保护 （2）差动保护
变压器的主保护
（3）过电流保护
（4）零序电流保护
（5）过负荷保护 （6）温度保护 3.继电保护设置 （1）35~110KV/6~10KV 变压器继电保护 ①1000KVA以下设定时限过电流保护和电流速断保护； ② 1000KVA~6300KVA设瓦斯、设定时限过电流保护和
当被保护元件中电流超过预先整定值时，使断路器跳闸 的保护。 2.过电流保护类型
过电流保护
电流速断保护 时限过流保护
定时限过电流保护 反时限过电流保护
3.定时限过电流保护：保护装置动作时限固定，与电 流大小无关。
（二）定时限过电流保护工作原理 分析（1）正常工作时：
（2）过电流时：
定时限过电流保护原理
2.两侧电流互感器变比计算值与标准值不同 消除措施：利用差动继电器的平衡线圈消除
3.两侧电流互感器的型号和特性不同 消除措施：提高动作电流躲过
（4）变压器励磁涌流 消除措施：①延时动作躲过；②提高提高动作电流 躲过；③利用差动继电器中的速饱和变流器抑制。
（5）运行中改变变压器调压分接头 消除措施：提高动作电流躲过
• 4.利用电压与电流的比值改变的继电保护装置： 距离保护装置
• 5.利用电网输入电流与输出电流的之差继电保护装置： • 差动保护 • 6.综合保护
7-2 6~10KV电网过电流保护和电流速断保护
一、电流互感器
二、保护接线方式 （一）三相三继电器的完全星形接线
Kw=1
（二）两相两电器的不完全星形接线
基准侧线圈匝数计算：
Wd .op
A.W0 I op
60 I op
Wd .op Wd WeqI
(取整）
一般 WeqI取1，则Wd Wd.op 1
（4）确定另一侧的平衡线圈
WeqII.c
Wd.op
I N 2I I N 2II
Wd
取整作为 WeqII
（5）求实际平衡线圈匝数与计算匝数不等引起的相对误
I0
1 3
(
I' A
I' B
IC' )
注：零序电压和零序电流反应三相电路的不对称度， 利用零序电压和零序电流可以监测和保护单相接地 故障。
一、中性点不接地系统单相接地故障分析 正常运行时：
正常运行时： UA,UB ,UC 对称，每相对地电压为相电 压；各相对地电容电流平衡，相量和为0.
单相接地故障时（如C相）：
单相接地时：接地相对地电压为0V,非接地相对低电压
变为线电压，即为原来的 3 倍；非接
地相对地有电容电流，接地相无电容电
流，接地点电流和不为0.
结论： 1.单相接地时，故障点的零序电压（以C相接地为例）:
U0
1 (U' 3A
U' B
UC' )
1 3
(UA
UC
UB
UC
0)
1 3
(UA
• （三）时限特性
（四）整定计算
动作电流：
•
I op
Krel K w Kre Ki
I L.max
Iop 断路器动作电流
IL.max 线路最大工作电流
Krel 可靠系数（1.15 ~ 1.25）
Kw 接线系数
Kre 返回系数
Ki 电流比
动灵敏系数：
•
Sp
I (2) K .min
I op.1
Sp 灵敏系数
I (2) K .min
最小运行方式下，末端两相短路电流
I op.1折算到一次侧的电流继电器动作电流
注：主保护要求S p 1.5，后备保护S p 1.2
五、反时限过电流保护
（一）定义 保护装置的动作时间与电流的大小成反比，即电流越 大，动作越快。
（二）元件实现 GL 型感应式电流继电器，其既是起动元件，又是时 间元件。
u% 调整分接头误差，取0.05
f 变比与计算值不同引起的误差，取0.05
③躲过电流互感器二次断线引起的不平衡电流
Iop.1 Krel.I w.max 或
Iop.1 1.3I NT
注：取上述最大电流作为动作电流。
（3）差动线圈匝数和基准侧平衡线圈匝数确定 基准侧继电器动作电流
I op
K w .I op.1 Ki
第三节6~10kv线路单相接地保护及绝缘监视
明确两个概念： 1.大电流接地系统：
指中性点直接接地的系统。单相接地时，故障 点流过很大的短路电流。
（用于110KV及以上和380V系统。） 2.小电流接地系统：
指中性点不接地或经消弧线圈接地的系统。单 相接地时，故障点流过电流不大。
（用于6~10KV系统。）
动作电流：
•
I op
Krel K w Ki
I K .m ax
Iop 断路器动作电流
I K.max 线路末端三相短路电流
灵敏系数：
•
Sp
I (2) K .m in
I op.1
1.25 ~ 1.5
（三）速断保护定时限保护的配合 1.速断保护为什么要配合定时限保护使用？
为了排除速度按保护上的“死区”。 2.速断保护定时限保护的配合（如何配合？） 分析：
五、过电流保护
注：可作为变压器外部故障的的主保护，同时作为内部故
障的后被保护。装设在电源侧。
1.整定计算
I op
Krel.K w Kre.K i
I L.max
或
I op
Krel.K w Kre.K i
K
stI
NT
.1
(带电动机，K
是起动系数）
st
Krel. 可靠系数，取1.2 ~ 1.3 IL.max 折算到电源侧的最大工作电流
（三）差动保护继电器 由速饱和变流器和电流继电器组成。
速饱和变流器组成： （1）差动线圈Wd:接入差动电路，把不平衡电流通过磁
路传给二次线圈W2→电流继电器KA； （2）平衡线圈Weqו, Weqװ:分别接入两臂中，适当选择
平衡线圈和差动线圈，能使正常运行情况下满足
I2NI (WeqI Wd ) I2NII (WeqII Wd )
（三）定、反时限过电流保护比较 ·定时限保护动作时间准确，整定简单；继电器多，接
触线复杂，投资大，用于大型总变电站。 ·反时限保护所需继电器少，接线简单、投资少；动作
时间整定繁琐，动作误差大，用于中小型总变电站。
五、电流速断保护 （一）定义和分析 是一种瞬时动作的电流保护，无延时，保护范围小。
（二）整定计算
三、差动保护 （一）工作原理
Ij II 2 III2
电流继电器输入电流为变压器 两侧电流互感器二次侧电流 之差。正常时，电流差为零， 继电器不动；故障时，电流 差较大，继电器动作。
注：差动保护的保护范围是两 互感器安装点之间的故障。
（二）差动保护装置中不平衡电流产生的原因及消除 措施
1.变压器一、二次侧接线方式不同 消除措施：变压器Y接侧的电流互感器Δ接 变压器Δ 接侧的电流互感器Y 接
1.整定计算
I I Krel.Kw
op
Ki
K.max
Krel. 可靠系数，取1.2 ~ 1.3
IK.max 二次侧母线三相短路时的最大