工业企业供电系统的保护装置
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工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
3．继电保护装置的任务: ① 借助于断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障元
件从供电系统中切除，以防事故扩大。 ② 给出不正常运行状态信号，以便及时处理。 ③ 与其他自动化装置配合（如自动重合闸，备用电源自
动投入等），缩短事故停电时间，提高供电系统运行 的可靠性。 4. 对继电保护装置的要求
正常运行时不应误动。
④灵敏性
对保护区内发生的故障或不正常运行状态，无论其位 置如何、程度轻重均应敏锐反应并保护动作。
由于继电保护装置主要由继电器和电流互感器组成， 所以下面分别介绍这工两业企个业供元电件系统。的保护装置
5.1.2 电磁式电流继电器工作原理 电磁式继电器结构原理图如下:
5.1 概述
4
第五章工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述 5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
1．工业企业供电系统运行中可能发生： 故障——最常见的是短路故障。它使电气设备由于 受短路电流产生的电动力和热作用而损坏 ，甚至使整个系统运行紊乱。 不正常运行——过负荷，长期过负荷，绝缘破坏， 引起设备损坏。
2．继电保护装置——一种由电流互感器和继电器等元 件组成的装置.
越接近于1，继电器质量越高，反应越灵敏 对DL型可取0.85
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
由于电流继电器是由电流互感器的二次线圈供电，所 有电流互感器的电流方向（极性）及接线方式影响电流 继电器的动作电流。
1．电流互感器的极性 为了正确接线和便于分析问题，电流互感器一次和二 次线圈的引出端要表示极性。 通常可任选一次线圈的一个端子为始端 L 1 ,另一个端 子为终端 L 2 。
●从与之相连的继电器看，流过 其线圈的电流方向，与取消互
I1
I2
感器将继电器直接串连在一次 电路中电流方向相同。
向量图（从继电器看）
即在向量图中方向一致，因此
我们可以用二次电流来表示一次
电流（只须考虑变工业比企折业供算电系）统的。保这护装正置 是减极性标注的优点。
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
由三继电器，三互感器 组成。 三电流互感器二次线圈 同名端接成星形。 三继电器亦接成星形。 两个星形的中性点利用
K1
K1
K 1 I0
中性线连接到一起。
中性线
① 正常时和三相短路时（一、二次都是对称的）
(3 )
IA
(3 )
IC
Ia
I ( 3 )
IB c
∵ IR1 Ia IR2 Ib
∴KW(3)
IR I2
① 选择性——继电保护装置只把故障部分切除，而 保护无故障部分继续运行。
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
K-2 K-3 2QF
5QF
GS
3QF 4QF
1QF K-1 M
图5－1
1QF——K-1点短路，切断故障电机M. 3QF——K-3点短路，切断故障线路
3
2
IR
Φຫໍສະໝຸດ Baidu
1—铁心 2—可动衔铁 3—接点 4—反作用力弹簧 5—线圈
1 5
当电磁铁线圈通入电流时，产生磁通Φ并使衔铁磁化， 产生电磁力F，在铁心未饱和前，有： FK12KIR 2
当线圈中的电流 I R 增大到一定程序时，产生的吸力F超 过弹簧和摩擦的反抗力，铁心吸动衔铁，使接点闭合，
这时称继电器动作或启动。
做为K-1点短路的后备保护（1QF拒动）
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
②快速性
减轻短路电流对电气设备的破坏程度，加速恢复供电 系统的正常运行，减少对其它设备运行的影响。
但在快速性与选择发生矛盾时，应首先满足选择性要 求，然后再考虑快速性。
③可靠性
发生故障时不应拒动；
I1'
(一次电流换算到二次)
K W2 TA W1
I1 ——电流互感器的变比
I2
（安匝是磁动势的单位，等于线圈匝数与线圈通过的电流的乘积，安匝数越 大，产生的磁场越强） 。
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
2．电流互感器与继电器的接线方式
为了表述流过继电器线圈的电流与电流互感器二次侧
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.2 电磁式电流继电器工作原理
与继电器动作有关的几个概念：
·继电器的动作电流—— I 0 P
能使继电器动作的最小电流。
I ·继电器的返回电流—— r e
使继电器由动作状态回到起始位置的最大电流。
·继电器的返回系数—— K r e
K 1 Ire re Iop
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
一次电流 I 1 瞬时由始端 L 1 流向终端 L 2 ，
二次电流
I2
流出的二次线圈端子标注为始端
K
，另一端
1
为K 2 。
将一、二次线圈同名端子 ( L1 , K 1 ) 用符合“*”表示。
流入 1
I1
L1
L2
流出
2 I2 I
电流的关系。引入一个接线系数:
K IR
W
I2
R—relay
为了能保护各种相间短路，电流互感器与继电器常
采用下列几种接线方式：
（1） 三相三继电器接线（又称完全星形接线）
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
I R1
I IR2 I
IA IB IC
I R3 I
为什么要标同名端： 电流互感器制作完成后线圈是绝缘封起来的，不标
同名端，无法形成上述减极性。
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
忽略励磁电流的理想电流互感器，有：
I1W1 I2W2 0 (铁心中合成磁势＝一、二次线圈安匝数之差)
故有
I2
W1 W2
I1
I1 KTA
K1
K2
右螺旋定则：磁通方向
（为安全起见，电流互感器二次线圈的一端和铁心必须直接接地）
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
按照同名端子定义接线后的电特性：
KA
I1
L1
减）I 2 。K 1
I I2
K2
L2
原理图
●从同名端 L1和K1看，电流 I 1 和 I 2 方向相反（I1流入，I2 流出）所以 称为减极性（也可说磁通相
1
Ib
IR3 Ic
IO 0
(由于采用减极性接线，所工业有企一业供、电二系统次的电保流护装同置方向)
5.1 概述
5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
3．继电保护装置的任务: ① 借助于断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障元
件从供电系统中切除，以防事故扩大。 ② 给出不正常运行状态信号，以便及时处理。 ③ 与其他自动化装置配合（如自动重合闸，备用电源自
动投入等），缩短事故停电时间，提高供电系统运行 的可靠性。 4. 对继电保护装置的要求
正常运行时不应误动。
④灵敏性
对保护区内发生的故障或不正常运行状态，无论其位 置如何、程度轻重均应敏锐反应并保护动作。
由于继电保护装置主要由继电器和电流互感器组成， 所以下面分别介绍这工两业企个业供元电件系统。的保护装置
5.1.2 电磁式电流继电器工作原理 电磁式继电器结构原理图如下:
5.1 概述
4
第五章工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述 5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
1．工业企业供电系统运行中可能发生： 故障——最常见的是短路故障。它使电气设备由于 受短路电流产生的电动力和热作用而损坏 ，甚至使整个系统运行紊乱。 不正常运行——过负荷，长期过负荷，绝缘破坏， 引起设备损坏。
2．继电保护装置——一种由电流互感器和继电器等元 件组成的装置.
越接近于1，继电器质量越高，反应越灵敏 对DL型可取0.85
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
由于电流继电器是由电流互感器的二次线圈供电，所 有电流互感器的电流方向（极性）及接线方式影响电流 继电器的动作电流。
1．电流互感器的极性 为了正确接线和便于分析问题，电流互感器一次和二 次线圈的引出端要表示极性。 通常可任选一次线圈的一个端子为始端 L 1 ,另一个端 子为终端 L 2 。
●从与之相连的继电器看，流过 其线圈的电流方向，与取消互
I1
I2
感器将继电器直接串连在一次 电路中电流方向相同。
向量图（从继电器看）
即在向量图中方向一致，因此
我们可以用二次电流来表示一次
电流（只须考虑变工业比企折业供算电系）统的。保这护装正置 是减极性标注的优点。
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
由三继电器，三互感器 组成。 三电流互感器二次线圈 同名端接成星形。 三继电器亦接成星形。 两个星形的中性点利用
K1
K1
K 1 I0
中性线连接到一起。
中性线
① 正常时和三相短路时（一、二次都是对称的）
(3 )
IA
(3 )
IC
Ia
I ( 3 )
IB c
∵ IR1 Ia IR2 Ib
∴KW(3)
IR I2
① 选择性——继电保护装置只把故障部分切除，而 保护无故障部分继续运行。
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
K-2 K-3 2QF
5QF
GS
3QF 4QF
1QF K-1 M
图5－1
1QF——K-1点短路，切断故障电机M. 3QF——K-3点短路，切断故障线路
3
2
IR
Φຫໍສະໝຸດ Baidu
1—铁心 2—可动衔铁 3—接点 4—反作用力弹簧 5—线圈
1 5
当电磁铁线圈通入电流时，产生磁通Φ并使衔铁磁化， 产生电磁力F，在铁心未饱和前，有： FK12KIR 2
当线圈中的电流 I R 增大到一定程序时，产生的吸力F超 过弹簧和摩擦的反抗力，铁心吸动衔铁，使接点闭合，
这时称继电器动作或启动。
做为K-1点短路的后备保护（1QF拒动）
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求
②快速性
减轻短路电流对电气设备的破坏程度，加速恢复供电 系统的正常运行，减少对其它设备运行的影响。
但在快速性与选择发生矛盾时，应首先满足选择性要 求，然后再考虑快速性。
③可靠性
发生故障时不应拒动；
I1'
(一次电流换算到二次)
K W2 TA W1
I1 ——电流互感器的变比
I2
（安匝是磁动势的单位，等于线圈匝数与线圈通过的电流的乘积，安匝数越 大，产生的磁场越强） 。
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
2．电流互感器与继电器的接线方式
为了表述流过继电器线圈的电流与电流互感器二次侧
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.2 电磁式电流继电器工作原理
与继电器动作有关的几个概念：
·继电器的动作电流—— I 0 P
能使继电器动作的最小电流。
I ·继电器的返回电流—— r e
使继电器由动作状态回到起始位置的最大电流。
·继电器的返回系数—— K r e
K 1 Ire re Iop
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
一次电流 I 1 瞬时由始端 L 1 流向终端 L 2 ，
二次电流
I2
流出的二次线圈端子标注为始端
K
，另一端
1
为K 2 。
将一、二次线圈同名端子 ( L1 , K 1 ) 用符合“*”表示。
流入 1
I1
L1
L2
流出
2 I2 I
电流的关系。引入一个接线系数:
K IR
W
I2
R—relay
为了能保护各种相间短路，电流互感器与继电器常
采用下列几种接线方式：
（1） 三相三继电器接线（又称完全星形接线）
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
I R1
I IR2 I
IA IB IC
I R3 I
为什么要标同名端： 电流互感器制作完成后线圈是绝缘封起来的，不标
同名端，无法形成上述减极性。
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
忽略励磁电流的理想电流互感器，有：
I1W1 I2W2 0 (铁心中合成磁势＝一、二次线圈安匝数之差)
故有
I2
W1 W2
I1
I1 KTA
K1
K2
右螺旋定则：磁通方向
（为安全起见，电流互感器二次线圈的一端和铁心必须直接接地）
工业企业供电系统的保护装置
5.1 概述
5.1.3 电流互感器的极性与接线方式
按照同名端子定义接线后的电特性：
KA
I1
L1
减）I 2 。K 1
I I2
K2
L2
原理图
●从同名端 L1和K1看，电流 I 1 和 I 2 方向相反（I1流入，I2 流出）所以 称为减极性（也可说磁通相
1
Ib
IR3 Ic
IO 0
(由于采用减极性接线，所工业有企一业供、电二系统次的电保流护装同置方向)