第三讲厂用电保护

QF TAa
+
I>
KA
TAc
4、特点： 快速切除线路首端的故障。仅
靠动作电流值来保证其选择性，只 能无延时地保护本线路的一部分， 保护范围随运行方式变化较大。
5．无时限电流速断保护电流元件特性试验
测试动作值，返回值，返回系数等
>1
&
或1
与1
图2.4 电流保护电气特性试验原理接线图
二、定时限过电流保护
• 作为本线路主保护的近后备以及相邻线下 一线路保护的远后备。
三、低电压保护
• 低电压保护是一种反应母线电压降低到某 一个电压整定值而延时动作的保护。
• 主要用于反应相间故障。 • 注意防止PT二次回路断线。
>1
& t0
或1
与1
图2.7 低电压保护的原理接线及逻辑图
四、序分量保护
Ua1
1 3
三、 厂用电系统继电保护基本原理
• （一）无时限电流速断保护 • 1．无时限电流速断保护工作原理 • 无时限电流速断保护（又称瞬时速断电流
保护）反应故障时电流增大，超过电流整 定值而不带动时限动作，跳开断路器。 •
PR1
M
l
E
QF1
Zs
Ik
k
Ik 曲线1
曲线2
最小保护区
最大保护区
M
R
Q
PR2
N
QF2
图2.16外部短路暂态过程中的 短路电流和不平衡电流 （a）一次短路电流(b)不平衡电流
I unb.max K aper K ss K er I k.max / nTA
2．比率制动特性差动保护的基本原理
• 所谓比率制动特性就是指继电器的动作电流随外 部短路电流的增大而自动增大，而且动作电流的 增大比不平衡电流的增大还要快。这样就可避免 由于外部短路电流的增大而造成继电器误动作， 同时对于内部短路故障又有较高的灵敏度。
• 1．定时限过电流保护工作原理
• 定时限过电流保护是一种按躲过最大负荷 电流整定，反应故障时电流增大，超过电 流整定值而延时动作的保护。
阶梯特性如下图所示，实际上就是实现指定的跳闸顺序，距离故障点最近的 （也是距离电源最远的）保护先跳闸。阶梯的起点是电网末端，每个“台阶” 是Δt，一般为0.5”， Δt的考虑与Ⅱ段保护动作时限一样。
1、完全星形接线
特点： ①能反应相间短路；②能反应接地短路； ③接线系数KC=1,； ④多用于大接地电流 系统。 应用范围
①广泛用于发电机、变压器、大型贵重电 气设备的保护中。
②用在中性点直接接地电网中（大接地电 流系统中），作为相同短路的保护，同时 也可保护单相接地（对此一般都采用专门 的零序电流保护）。
LZZBJ9-10 200/5A 5P20/0.5
LXZ1-0.5
VCB 1250A 40kA，100kA
LZZBJ9-10 250/5A 5P20/0.5
LXZ1-0.5
D
见清单3
D
见清单2
图3.2
1A锅炉变
2000 KVA
D
6.3±2X2.5%/0.4kV
Ud=8%
Dyn11 LMZJ1-0.5
第三讲 厂用电保护
本节应掌握的内容： 1、厂用电一次设备有哪些 2、厂用电保护配置 3、各个保护的动作原理及特点（重点）
第三讲 厂用电系统保护 一、厂用电接线方案
＃２机
＃1机
图3.1厂用电接线方案示意图
6kV电动机清单1
序号
名称
1 电动给水泵
2 循环水泵
3 引风机
4 凝结水泵
功率 数量 3600 1 2700 1 6600 1 2200 1
2、不完全星形接线
特点：
①能反应相间短路； ②不能反应B相接地短路； ③接线系数KC=1； ④多用于小接地电流系统
采用不完全星形接线时必须注意保护应统一安
装在同名相上（通常装于A、C相）。 在Y，D接线的变压器后某种相间短路的另一侧
保护的灵敏度要降低一半。
解决方法：采用两相三继电器接线方式。 应用范围
E&B
3U&0
(b)A相接地短路时零序电压相量图
五、反时限保护
• 反时限电流保护的动作时限则是随短路电 流大小而改变的，电流越大，动作时间越 短，其动作特性如图2.12所示。
t
o
反时限部分
I 速断部分
六、差动保护
• 1．差动保护的基本原理 • 比较被保护设备两端电流的大小及相位，
从而确定保护是否动作
高压熔断器 真空接触器 40kA，100kA LZZBJ9-10
5P20/0.5 LXZ1-0.5
VCB 1250A 40kA，100kA
LZZBJ9-10
5P20/0.5 LXZ1-0.5
VCB 1250A 40kA，100kA
LZZBJ9-10
5P20/0.5 LXZ1-0.5
VCB 1250A 40kA，100kA
① 在中性点直接接地电网和非直接接地电网中，
广泛地采用它作为相间短路保护在10kv以上，特 别在35kv非直接接地电网中得到广泛应用。 ② 在6～10kv 中性点不接地系统中的过流保护装 置广泛应用两相星形接线方式。
3、两相电流差接线
两相电流差接线的接线系数则随短路类型而变化，性能不好， 一般不用于线路保护，主要用在610kv中性点不接地系统中， 作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。
Klm (Ksen )
Ik
2
.min(线路首端）
I
I DZ
1.5
3．无时限电流速断保护接线方式及动作逻辑
主要用于大电流接地系统，可以反应相间和接地故障
>1
&
或1
与1
图2.2无时限电流速断保护完全星形接线方式及动作逻辑示意图
无时限电流速断保护不完全星形接线方式及动作逻 辑示意图
主要用于小电流接地系统，反应相间
6KV见 主清单厂1 房厂用电系统示3000意/5A 图
图3.3 6KV脱硫及公用厂用电系统示意图
厂用电系统的主要设备有：
厂用变压器、电动机、输电线路、母 线等
二、厂用电保护配置
• 1．6KV厂用变压器保护配置 • 6KV厂用变压器有干式变压器和油浸式，容量相
对较小，除水源地升压变为5000KVA外，其他配 电变压器的容量有100KVA、500KVA、630KVA、 800KVA、1600KVA、2000KVA及2500KVA。 • 6KV厂用变压器保护配置： • 差动保护（2500KVA及以上） • 速断速断保护 • 过电流保护 • 过负荷保护
2．6KV高压电动机保护配置
• 1）差动保护（200KW及以上） • 2）电流速断保护：启动时速断电流高值投
入，启动完毕速断电流低值自动投入 • 3）过流保护 • 4）零序电流保护 • 5）负序电流保护 • 6）过负荷保护 • 7）低电压保护
高厂变保护配置
脱硫变保护配置
2．6KV高压电动机保护配置
图2.13区别K2、K3短路 的不同
图2.14差动保护原理说 明
当被保护设备本身内部发生故障 时，短路点成为一个新端子，此
时
n•
•
Ii Ik
i 1
图2.15电流互感器I2=f(I1) 的特性曲线及不平衡电流
I unb.max K er I k.max / nTA
I unb.max K ss K er I k.max / nTA
图2.17比率制动特性
+ -
+ >1
-
+ -
图2.18比率制动差动保护装置构成原理图
3．比率制动特性差动保护整定 计算
图2.19比率制动差动保护整定计算示意图
（1）最小动作电流
I act.m in
应大于被保护设备正常运行时的最大不平衡电流
I act.min (0.2 ~ 0.5)I N / nTA
1．序分量的获取方法 （1）零序分量的获取方法。
6KV
. .
IA
..
IB
..
IC
..
.
3I0
Ia
Ib
Ic
TAa TAb TAc
TV Ua .
. 保.护
Ub .
Uc . 3U0
图2.9 获取零序电流零序电压的接线图
图2.10电缆型零序电流互感器
（2）负序分量的获取方法
• 在微机保护中负序分量的获取是通过计算 的方法得到的
k1
I act
I (2) k.min
N
I (3) k.max l
2、整定计算
三部曲：动作值、动作时限、灵敏度
1）动作值：按躲过被保护线路末端短路的最大电流整定。 Iop=KrelIk.max
2)动作时限:t=0s 3)灵敏度:与保护范围成正比 方法（1）按保护范围不小于被保护线路15%~20% 方法（2）用线路首端最小两相短路电流来校验。 灵敏系数计算：用线路首端的最小短路电流除以动作电流。
Ua
Ub
2Uc
Ua2
1 3
Ua
2Ub
Uc
Ua0
1 3
Ua
Ub
Uc
•
I a1
1
•
I
a
•
Ib2
•
Ic
3
•
I a2
1
•
I
a
2
•
Ib
•
Ic
3
•
I a0
1
•
I
a
•
•
Ib Ic
3
Ua1
Ub2
1200
1200
Ua2
Ua0 Ub0
Uc0
Uc1
Ub1
Uc2
(a)
(b)
(c)
图2.8 三相量的对称分量 (a)正序分量 (b) 负序分量 (c)零序分量
PR1
M
1QF
PR2
N
2QF
PR3
P
3QF
PR4
Q
4QF
k
t
Δt
t1
t2
Δt
t3
Δt
t4
图2.5 定时限过电流保护的阶梯时限特性
R
l
2、定时限过电流保护接线方式 及动作逻辑
>1
& t0
或1
与1
图2.6 定时限过电流保护的完全星形接线方式及逻辑图
3、特点
• 此保护不仅能保护本线路全长，且能保护 相邻线路的全长。依靠动作时间来保证其 选择性，其动作时间按阶梯原则整定。
• 1）差动保护（200KW及以上） • 2）电流速断保护：启动时速断电流高值投
入，启动完毕速断电流低值自动投入 • 3）过流保护 • 4）零序电流保护 • 5）负序电流保护 • 6）过负荷保护 • 7）低电压保护
小结
• 1、厂用电系统的主要设备有： • 厂用变压器、电动机、输电线路、母线等 • 2、厂用电系统的主要故障及异常状况有： • 1）输电线路相间及接地故障 • 2）母线失压 • 3）变压器、电动机相间故障 • 4）电动机不平衡运行 • 5）过负荷 • 3、厂用电系统主要保护配置有 • 1）电流速断保护 • 2）过电流保护 • 3）低低压保护 • 4）差动保护 • 5） 零序电流保护 • 6）负序电流保护 • 7）过负荷保护
I （2）最小制动电流
（拐点电流）
ren. m in
• 通常取
I ren.min I N / nTA
（3）比率
K re s Iact.max I ren.max ：
按最大外部短路电流下不误动的原则整定
先计算最大动作电流和最大制动电流
第二节 厂用电系统测控保护装置 。
厂用电系统通常采用测、控、保护、 通信四合一微机测控保护装置
一、交流电流电压回路
图2.20 交流电流电压回路
二、断路器控制和信号回路
就地1（L）
wenku.baidu.com
远方（R）
就地2（L）
分（T）
合（C）
图2.21 控制开关触点表
图2.22 断路器控制回路
三、开关量输入回路
图2.23开关量输入回路
序分量保护
（1）零序分量保护 在厂用电系统中，主要反应单相接地故障。
（2）负序分量保护 在厂用电系统中，主要用负序电流保 护作电动机的不平衡保护和过热保护。
A B C I&01
G
I&0G
C01
C0G
I&02
k
(a)A相接地短路时零序电流分布图
1线
I&02 E&A I&01 I&0G
E&C 2线 C02
注：括号内数值用于B段。
6kV电动机清单2
序号
名称
1 钢球磨煤机
2 送风机
3 一次风机
功率 数量 1800 3 1800 1 1600 1
主厂房6KV 1A段
6kV电动机清单3
序号
名 称 功率 数量
1 汽动给水泵前置泵 530 1
2 开式循环冷却水泵 250 1
3 启动系统再循环泵 450 1
注：括号内数值用于B段。
>1
&
或1
与1
图2.3无时限电流速断保护不完全星形接线方式及动作逻辑示意图
电流保护接线方式 所谓电流保护接线方式，是指电流保护中电
流继电器线圈与电流互感器二次绕组间的连接 方式。
对保护接线方式的要求是能反应各种类型故障， 且灵敏度尽量一致。
电流保护接线方式有： 三相三继电器的完全星形接线 两相两继电器的不完全星形接线 电动机保护也可采用两相电流差接线 接线系数KC：流入电流继电器的电流与电流互 感器二次绕组电流的比值。