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1、供电系统的保护-供电技术课件供电技术课件第4章 供电系统的保护第一节第一节 继电保护的基本概念继电保护的基本概念第二节第二节 单端供电网络的保护单端供电网络的保护第三节第三节 电力变压器的保护电力变压器的保护第四节第四节 低压配电系统的保护低压配电系统的保护第五节第五节 供电系统的微机保护供电系统的微机保护供电技术课件第一节第一节 继电保护的基本概念继电保护的基本概念 供电技术课件一、继电保护一、继电保护 泛指继电保护的泛指继电保护的技术技术和由各种设备组成的和由各种设备组成的保护系统保护系统，具体包括：具体包括：继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；
2、从互感器二次回路、经过继电保护装置、从互感器二次回路、经过继电保护装置、至断路器跳闸线圈的一整套设备。至断路器跳闸线圈的一整套设备。还包括通信设备。还包括通信设备。其中，其中，继电保护装置继电保护装置是一种能反映供电系统中电气元件是一种能反映供电系统中电气元件发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。出信号的自动装置。供电技术课件供电系统中常见的保护装置类型主要有如下三种：供电系统中常见的保护装置类型主要有如下三种：(1)继继电电保保护护装装置置 是是一一种种能能反反映映供供电电系系统统中中电电气气元元件件（线线路
3、路、变变压压器器、母母线线、用用电电设设备备等等）发发生生故故障障或或处处于于不不正正常常运运行行状状态态、并并动动作作于于断断路路器器跳跳闸闸或发出信号的自动装置，其适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。或发出信号的自动装置，其适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。(2)熔熔断断器器保保护护 广广泛泛适适用用于于高高、低低压压供供电电系系统统。由由于于装装置置简简单单经经济济，在在供供电电系系统统中中应应用用得得相相当当普普遍遍。但但是是它它的的断断流流能能力力较较小小，选选择择性性差差，熔熔体体熔熔断断后后更更换换不不方方便便，不不能能迅迅速速恢恢复复供供电电，因因此此在在要要求求
4、供供电电可可靠靠性性较较高高的的场场所所不不宜用。宜用。(3)低低压压断断路路器器保保护护 又又称称低低压压自自动动开开关关保保护护，由由于于低低压压断断路路器器带带有有多多种种脱脱扣扣器器，能能够够进进行行过过电电流流、过过负负载载、失失电电压压和和欠欠电电压压保保护护等等，而而且且可可作作为为控控制制开开关关进进行行操操作作，因因此此在在对对供供电电可可靠靠性性要要求求较较高高且且频频繁繁操操作作的的低低压压供供电电系系统中广泛应用。统中广泛应用。供电技术课件供电技术课件供电技术课件 继电保护一般应满足以下继电保护一般应满足以下四四个基本要求：个基本要求：1.可靠性可靠性 可靠性是指继电保
5、护可靠性是指继电保护该动作时应动作、不该动作时不动作该动作时应动作、不该动作时不动作，这是对继电保护最基本的要求，常这是对继电保护最基本的要求，常用拒动率、误动率来衡量。用拒动率、误动率来衡量。为保证可靠性为保证可靠性v 宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案v 应采用由可靠的硬件和软件构成的装置应采用由可靠的硬件和软件构成的装置v 并应具有必要的自动监测、闭锁、报警等措施并应具有必要的自动监测、闭锁、报警等措施供电技术课件2.灵敏性灵敏性 灵敏性是指在设备被保护范围内发生金属性短路时，灵敏性是指在设备被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应保
6、护装置应具有必要的反应能力具有必要的反应能力，常以灵敏系数来衡量。，常以灵敏系数来衡量。在国家标准中，对各类继电保护的灵敏系数要求都在国家标准中，对各类继电保护的灵敏系数要求都做了具体的规定，做了具体的规定，一般要求灵敏系数在一般要求灵敏系数在1.22之间之间。系统在最小运行方式时保护区末端的短路电流；系统在最小运行方式时保护区末端的短路电流；保护装置一次侧动作电流。保护装置一次侧动作电流。供电技术课件被保护的电气设备被保护的电气设备 继电保护装置类型继电保护装置类型 最低灵敏度最低灵敏度ks变压器、线路等变压器、线路等所有电气设备所有电气设备 过电流保护过电流保护 5（如满足此要求将使保护复
7、杂时，（如满足此要求将使保护复杂时，灵敏度可降为灵敏度可降为1.25）电流速断保护电流速断保护 2.0 后备保护后备保护 1.2（如满足此要求将使保护过分复（如满足此要求将使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可仅杂或在技术上难以实现时，可仅按常见的运行方式和故障类型校按常见的运行方式和故障类型校验灵敏度）验灵敏度）变压器变压器 纵联差动保护纵联差动保护 2.0 310kV电缆线路电缆线路 中性点不直接接地电中性点不直接接地电力网中的零序电流保力网中的零序电流保护护 1.25310kV架空线路架空线路 1.50继电保护装置灵敏度继电保护装置灵敏度 供电技术课件3.选择性选择性 选择性是指首先由故
8、障设备的继电保护切除故障，选择性是指首先由故障设备的继电保护切除故障，当故障设备的继电保护或断路器拒动时，才允许由相邻当故障设备的继电保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备的继电保护切除故障。设备的继电保护切除故障。例如下图，例如下图，当当k2短路时，保护动作只应使短路时，保护动作只应使QF2跳闸来切除故障线路；跳闸来切除故障线路；当当k1短路时，短路时，只应使只应使QF1跳闸，切除电动机跳闸，切除电动机M；但是若由于某种原因造成但是若由于某种原因造成QF1跳不开，跳不开，上级线路的保护动作才跳开上级线路的保护动作才跳开QF2，那么相对的停电范围也较小，也是有选择性的。那么相对的停电范围也较小，
9、也是有选择性的。供电技术课件4.速动性速动性 速动性是指继电保护应能尽快地切除短路故障。速动性是指继电保护应能尽快地切除短路故障。其目的是其目的是 提高电力系统稳定性，提高电力系统稳定性，减轻故障设备的损坏程度，缩小故障波及范围，减轻故障设备的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用自动投入的效果等。提高自动重合闸和备用自动投入的效果等。故障切除时间等于继保装置与断路器的动作时间之和，故障切除时间等于继保装置与断路器的动作时间之和，一般快速保护的动作时间为一般快速保护的动作时间为0.06 0.12秒，秒，一般的断路器的动作时间为一般的断路器的动作时间为0.06 0.15秒。秒。此外，继
10、电保护除应满足上述基本要求外，还要求此外，继电保护除应满足上述基本要求外，还要求其其投资省、便于投资省、便于整定、整定、调试调试和运行维护和运行维护，并尽可能满足，并尽可能满足系统运行时所要求的系统运行时所要求的灵活性灵活性。供电技术课件二、继电器与继电特性二、继电器与继电特性 继电保护装置继电保护装置是由若干个继电器组成的。是由若干个继电器组成的。继电器继电器是一种能自动执行断、续控制的部件，当其输入是一种能自动执行断、续控制的部件，当其输入量达到一定值时，能使其输出的被控制量发生状态变化，如量达到一定值时，能使其输出的被控制量发生状态变化，如触点打开、闭合，或电平由高变低、由低变高等，具有
11、对被触点打开、闭合，或电平由高变低、由低变高等，具有对被控电路实现控电路实现“通通”、“断断”控制的作用。控制的作用。常用继电器的实现原理随相关技术的发展而变化，常用继电器的实现原理随相关技术的发展而变化，按按实现型式实现型式可分为：电磁型、感应型、数字型等；可分为：电磁型、感应型、数字型等；按按反映的物理量反映的物理量可分为：电流继电器、电压继电器、可分为：电流继电器、电压继电器、方向继电器、瓦斯继电器等；方向继电器、瓦斯继电器等；按按继电器在保护回路中所起的作用继电器在保护回路中所起的作用可分为：量度继电器、可分为：量度继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器。时间继电器、中
12、间继电器、信号继电器和出口继电器。供电技术课件继电器举例继电器举例 过电流继电器过电流继电器：它它是供电系统中主要保护（电流保护）的基本元件，是供电系统中主要保护（电流保护）的基本元件，其构成原理如下图：其构成原理如下图：电流互感器二次侧的电流电流互感器二次侧的电流I加到过电流继电器的输入端。加到过电流继电器的输入端。当电流当电流 I Iop 时，比较环节有输出。时，比较环节有输出。为提高动作的可靠性并防止干扰信号引起的误动作，为提高动作的可靠性并防止干扰信号引起的误动作，故必须使测量值大于动作值持续故必须使测量值大于动作值持续23ms后，继电器才输后，继电器才输出。出。供电技术课件 为保证继
13、电器动作后可靠地有输出，为保证继电器动作后可靠地有输出，防止输出不停地跳变，对继电器有明确防止输出不停地跳变，对继电器有明确的动作特性要求。的动作特性要求。如图所示，对于过电流继电器，如图所示，对于过电流继电器，正常状态下，继电器不动作，正常状态下，继电器不动作，输出高电平输出高电平E0；只有流过的电流大于动作电流只有流过的电流大于动作电流Iop时时,才迅速起动、稳定可靠输出低电平才迅速起动、稳定可靠输出低电平E1；一旦流过继电器的电流减小，一旦流过继电器的电流减小，并小于返回电流并小于返回电流Ire（其值能够确保继电器复位到初始状态），（其值能够确保继电器复位到初始状态），继电器又能立即返回
14、到输出高电平继电器又能立即返回到输出高电平E0。无论起动和返回，继电器的动作都是明确的，它不可能停留无论起动和返回，继电器的动作都是明确的，它不可能停留在某一个中间位置，这种动作特性常称之为在某一个中间位置，这种动作特性常称之为“继电特性继电特性”。供电技术课件 返回电流返回电流Ire与起动电流与起动电流Iop的比值称为继电器的的比值称为继电器的返回系数返回系数kre，可表示为，可表示为 为了保证动作后输出状态的稳定性和可靠性，为了保证动作后输出状态的稳定性和可靠性，过电流继电器的返回系数恒小于过电流继电器的返回系数恒小于1。在实际应用中，。在实际应用中，常要求过电流继电器有较高的返回系数，如
15、常要求过电流继电器有较高的返回系数，如0.850.95。供电技术课件继电保护装置的组成：继电保护装置的组成：继电器。常用的保护继电器：常用的保护继电器：（1）机电式继电器机电式继电器：电磁型继电器电磁型继电器、感应型继电器感应型继电器。（2）晶体管继电器晶体管继电器：供电技术课件电流继电器：电流继电器：常用的机电式电流继电器分常用的机电式电流继电器分电磁式电磁式和和感应式感应式两种。两种。电磁式电磁式电流继电器的电流时间特性：电流继电器的电流时间特性：定时限特性定时限特性。通入继电器的电流超过某一预先整定的数值时就能动通入继电器的电流超过某一预先整定的数值时就能动作，动作时限是固定的，与外加电
16、流无关。作，动作时限是固定的，与外加电流无关。供电技术课件电磁型电流继电器（电磁型电流继电器（DLDL型）型）一、结构一、结构1铁心铁心 2线圈线圈 3可动舌片可动舌片 4反作用弹簧反作用弹簧 5可动触点可动触点6静触点静触点 7调整杆调整杆8刻度盘刻度盘供电技术课件二、工作原理二、工作原理继电器的起动电流：继电器的起动电流：使继电器常开接点闭合的最小电流，用使继电器常开接点闭合的最小电流，用IopK表示。表示。继继电电器器的的返返回回电电流流：使使继继电电器器闭闭合合了了的的常常开开接接点点断断开开的的最最大大电电流流，用用IreK表示。表示。返返回回系系数数Kre：继继电电器器的的返返回回
17、电电流流IreK与与其其起起动动电电流流IopK的的比比值值，一一般般小小于于1，即：，即：Kre IreK IopK继电器起动电流继电器起动电流IopK的调整方法的调整方法：粗调：粗调：改变继电器两个电流线圈的联结方式改变继电器两个电流线圈的联结方式 (串、并联串、并联)细调：细调：改变反作用弹簧的反作用力矩改变反作用弹簧的反作用力矩供电技术课件电磁型电压、中间、时间、信号继电器电磁型电压、中间、时间、信号继电器 电电磁磁式式电电压压继继电电器器有有过过电电压压和和欠欠电电压压继继电电器器两两大大类，其中欠电压继电器在工厂供电系统应用较多。类，其中欠电压继电器在工厂供电系统应用较多。KV 欠
18、电压继电器的欠电压继电器的起动电压起动电压UopK：使其动作的最低电压使其动作的最低电压;返回电压返回电压UreK：使其返回的最高电压使其返回的最高电压;返回系数返回系数：Kre UreK UopK。供电技术课件时间继电器：时间继电器：KT在保护装置中起延时作用，以保证保护装置动作的在保护装置中起延时作用，以保证保护装置动作的选择性。选择性。中间继电器：中间继电器：KM作用是为了扩充保护装置出口继电器的接点数量和作用是为了扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量，也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时容量，也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时(0.40.8S)，或者通过继电器的自保持，以适应保
19、护装置的，或者通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。需要。信号继电器：信号继电器：KS用于各保护装置回路中，作为保护动作的指示器。用于各保护装置回路中，作为保护动作的指示器。供电技术课件感应型电流继电器（感应型电流继电器（GLGL型）型）一、结构一、结构1线圈 2铁心3短路环 4铝盘 5钢片 6框架7调节弹簧 8制动永久磁铁9扇形齿轮10涡杆 11扁杆 12继电器触头13时间调节螺杆14速断电流调节螺杆 15衔铁16动作电流调节插销供电技术课件二、工作原理二、工作原理由带延时动作的由带延时动作的感应部分感应部分与与瞬时动作瞬时动作的电磁部分组成。的电磁部分组成。1感应系统部分：感应系统部分
20、：动动作作电电流流是是指指继继电电器器铝铝盘盘轴轴上上蜗蜗杆杆与与扇扇形形齿齿片片相相咬咬合合时时，线线圈圈所所需需要通入的最小电流。要通入的最小电流。动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来调整动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来调整（2，2.5，34.5，5，69，10A）。）。返回电流返回电流是指使扇形齿片脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流。是指使扇形齿片脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流。动动作作时时间间是是指指从从轴轴上上蜗蜗杆杆与与扇扇形形齿齿片片相相咬咬合合起起到到接接点点闭闭合合这这一一段段时时间。间。通入继电器的电流越大，铝盘转速越快，动作时间就越
21、短，这种特通入继电器的电流越大，铝盘转速越快，动作时间就越短，这种特性称为性称为反时限特性反时限特性。时时限限螺螺钉钉指指示示盘盘上上的的刻刻度度，是是指指通通入入10倍倍动动作作电电流流整整定定值值时时的的动动作作时间。时间。供电技术课件2电磁速断部分电磁速断部分 电磁系统的速断特性电磁系统的速断特性：当当通通入入继继电电器器线线圈圈的的电电流流大大到到整整定定值值的的某某个个倍倍数数时时，未未等等感感应应系系统统动动作作，衔衔铁铁右右端端瞬瞬时时被被吸吸下下，接接点点立立即即闭闭合。合。动作电流值：动作电流值：通通过过改改变变衔衔铁铁与与电电磁磁铁铁芯芯之之间间气气隙隙来来调调整整，其其速
22、速断断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的动作电流调整范围是感应系统整定电流值的215倍。倍。GL10型型继继电电器器本本身身带带有有信信号号掉掉牌牌，而而且且接接点点容容量量又又较较大大，所所以以组组成成反反时时限限过过电电流流保保护护时时，无无需需再再接接入入其它继电器。其它继电器。供电技术课件感应式感应式电流继电器的电流时间持性曲线：“反时限特性反时限特性”b）感应式电流继电器的反时限特性感应式电流继电器的反时限特性 *供电技术课件供电技术课件供电技术课件电磁式电流继电器：电磁式电流继电器：（1）优点优点：消耗功率小(0.1VA)，灵敏度高，动作快0.02一0.04s；（2）缺点缺点：
23、触点容量小，不能直接用于断路器跳闸，其出口处要接时间继电器和中间继电器。GL型感应式电流继电器：型感应式电流继电器：（1）优点优点：触点容量大，它同时兼有电磁式电流继电器、时间继电器和中间继电器三者的作用，故用它组成保护装置时可减少元件，简化接线。因而在工厂610kv供电系统中应用广泛。（2）缺点缺点：机械结构复杂，精度不高，瞬动时限误差大。供电技术课件三、继电保护用的电流互感器三、继电保护用的电流互感器 当供电系统设备发生故障或状况异常时，形成强电流。当供电系统设备发生故障或状况异常时，形成强电流。这样的强电流需借助于这样的强电流需借助于电流互感器电流互感器变换为较低的电流、变换为较低的电流
24、、供继电器使用，以满足设备与人身的安全要求，并达到供继电器使用，以满足设备与人身的安全要求，并达到经济设计的目的。经济设计的目的。互感器二次电流必须与工业规范的要求相配合，互感器二次电流必须与工业规范的要求相配合，在稳态短路电流下准确性能应符合在稳态短路电流下准确性能应符合GB1208 电流互感器电流互感器的有关规定；的有关规定；有些场合还应符合有些场合还应符合GB16847 保护用电流互感器暂态特性技术要求保护用电流互感器暂态特性技术要求。供电技术课件 1.电流互感器的电流互感器的10%误差曲线误差曲线 电流互感器的电流误差是指：电流互感器的电流误差是指：式中式中kTAI2为测得的电流为测得
25、的电流(kTA为变流比为变流比)，I1为实际电流为实际电流 我国规定：保护用电流互感器的电流误差为我国规定：保护用电流互感器的电流误差为10%。供电技术课件 电流互感器的电流互感器的10%误差曲线误差曲线，是指电流误差为，是指电流误差为10%时时一次电流对其额定电流的倍数一次电流对其额定电流的倍数k=与与二次侧负荷阻抗二次侧负荷阻抗 的的关系曲线，如图所示。关系曲线，如图所示。供电技术课件2.电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式 电流互感器的接线方式指互感器与电流继电器之间电流互感器的接线方式指互感器与电流继电器之间的联结方式。的联结方式。流过继电器线圈的电流流过继电器线圈的电流IK与电流
26、互感器二次电流与电流互感器二次电流 的关系表现在的关系表现在接线系数接线系数上：上：kkx=供电技术课件图图a)为为全星形联结方式全星形联结方式 主要用于高压大电流接地系统，以及大型变压器、主要用于高压大电流接地系统，以及大型变压器、电动机的差动保护、相间保护和单相接地保护。电动机的差动保护、相间保护和单相接地保护。图图b)为为非全星形联结法非全星形联结法，它广泛地应用在中性点不接地系统中。它广泛地应用在中性点不接地系统中。图图c)为为差接法差接法，应用于中性点不接地系统的变压器、电动机及线路的相间保护。应用于中性点不接地系统的变压器、电动机及线路的相间保护。供电技术课件发生三相短路时，流过继
27、电器的电流为：供电技术课件 AB或或BC两相短路两相短路时，过继电器的电流为：时，过继电器的电流为：Ik(2)/kTAkkx1 供电技术课件AC两相短路时，流过两相短路时，流过继电器的电流为：继电器的电流为：2Ik(2)/kTA kkx2 供电技术课件第二节单端供电网络的保护第二节单端供电网络的保护 供电技术课件单端供电网络单端供电网络供电线路常见故障：供电线路常见故障：架空线故障；架空线故障；电缆故障。电缆故障。工业企业供电线路常用的保护装置：工业企业供电线路常用的保护装置：GB 50062-1992GB 50062-1992、过电流保护：定时限或反时限；、低电压保护；、电流速断保护；、中性
28、点非直接接地系统的单相接地保护；5、过负荷保护等。供电技术课件一、过电流保护一、过电流保护 当流过被保护元件中的电流超过整定的某个数值时，当流过被保护元件中的电流超过整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器跳闸或给出报警信号，这种继电保护称为跳闸或给出报警信号，这种继电保护称为过电流保护过电流保护。其时限特性有其时限特性有定时限定时限和和反时限反时限两种。两种。1.定时限过电流保护定时限过电流保护 所谓定时限，是指过电流保护的动作时限是固定的，所谓定时限，是指过电流保护的动作时限是固定的，与通过其上电流的大小无关。与通过
29、其上电流的大小无关。供电技术课件(1)定时限过电流保护的原理接线定时限过电流保护的原理接线 定时限过电流保护的原理接线定时限过电流保护的原理接线a)原理图原理图 b)展开图展开图 供电技术课件如上图，定时限过电流保护组成是：如上图，定时限过电流保护组成是：电流继电器电流继电器1KA与与2KA 时间继电器时间继电器KT 信号继电器信号继电器KS正常运行时，正常运行时，1KA、2KA、KT、KS的触点是断开的，的触点是断开的，当被保护区故障或电流过大时，当被保护区故障或电流过大时，1KA或或2KA动作，动作，通过其触点起动时间继电器通过其触点起动时间继电器KT，经过预定的延时后，经过预定的延时后，
30、KT的触点闭合，将断路器的触点闭合，将断路器QF的跳闸线圈的跳闸线圈YR接通，接通，QF跳闸，同时起动了信号继电器跳闸，同时起动了信号继电器KS，信号牌掉下，信号牌掉下，并接通灯光或音响信号。并接通灯光或音响信号。这样，不正常状态或故障被切除。这样，不正常状态或故障被切除。供电技术课件(2)工作原理与动作电流工作原理与动作电流 为保证在正常情况下过电流保护绝对不动作，为保证在正常情况下过电流保护绝对不动作，保护的起动电流必须大于被保护线路上的最大负荷电流；保护的起动电流必须大于被保护线路上的最大负荷电流；同时还必须考虑在外部故障切除后电压恢复，同时还必须考虑在外部故障切除后电压恢复，负荷自起动
31、电流作用下保护装置必须能够返回，负荷自起动电流作用下保护装置必须能够返回，其返回电流应大于负荷自起动电流。其返回电流应大于负荷自起动电流。一般情况下，负荷自起动电流大于最大负荷电流，一般情况下，负荷自起动电流大于最大负荷电流，因此因此往往以负荷自起动电流决定过电流保护的起动电流往往以负荷自起动电流决定过电流保护的起动电流。能使电流继电器起动的最小电流称为动作电流能使电流继电器起动的最小电流称为动作电流 若电流互感器的接线系数为若电流互感器的接线系数为kkx，变流比为，变流比为kTA，则与则与 相对应的电流互感器一次侧动作电流以相对应的电流互感器一次侧动作电流以Iop表示，表示，且且 =。供电技
32、术课件 当保护动作后流入电流继电器的电流将减小。当保护动作后流入电流继电器的电流将减小。能使继电器返回到原先状态的最大电流称为返回电流能使继电器返回到原先状态的最大电流称为返回电流与此对应的电流互感器一次侧的返回电流以与此对应的电流互感器一次侧的返回电流以Ire表示：表示：=在供电系统中整定保护装置的电流值时，在供电系统中整定保护装置的电流值时，必须使必须使Ire大于线路出现且能持续大于线路出现且能持续12s的尖峰电流，的尖峰电流，也可考虑为被保护区母线电压恢复后其它非故障线路的也可考虑为被保护区母线电压恢复后其它非故障线路的电动机自起动时所引起的最大电流，这常以计算负荷电电动机自起动时所引起
33、的最大电流，这常以计算负荷电流流IC的的 倍来表示。于是，倍来表示。于是，引入可靠系数后，引入可靠系数后表示成如下等式表示成如下等式 =()式中，可靠系数式中，可靠系数 一般取一般取1.151.25；自起动系数；自起动系数 由负由负荷性质及线路接线决定，一般取荷性质及线路接线决定，一般取1.53。供电技术课件 由返回系数表示式可得电流互感器一次侧的由返回系数表示式可得电流互感器一次侧的继电器的动作电流继电器的动作电流 =则电流互感器二次侧的继电器的动作电流为则电流互感器二次侧的继电器的动作电流为由上式可见，返回系数由上式可见，返回系数kre越小，则保护的动作电流越大，越小，则保护的动作电流越大
34、，因而其灵敏性就越差，这是不利的（因此，要求过电流因而其灵敏性就越差，这是不利的（因此，要求过电流继电器应有较高的继电器应有较高的返回系数，工程上一般采用返回系数，工程上一般采用0.850.95）供电技术课件(3)按按选择性选择性要求整定过电流保护的动作时限要求整定过电流保护的动作时限 各级过电流保护中时间继电器各级过电流保护中时间继电器KT的延时时限的延时时限是按是按阶梯原则阶梯原则来整定的。来整定的。上图为一单端电源供电线路，当上图为一单端电源供电线路，当k点发生短路故障时，点发生短路故障时，定时限过电流装置定时限过电流装置I和装置和装置II中的继电器等都将同时动作，中的继电器等都将同时动
35、作，但根据选择性要求，应该由距离但根据选择性要求，应该由距离k点最近的保护装置点最近的保护装置I动作动作使断路器使断路器QF1跳闸，故保护装置跳闸，故保护装置I中时间继电器的整定值中时间继电器的整定值应比装置应比装置II的时间继电器整定值小一个的时间继电器整定值小一个 。同理，装置。同理，装置II的时间继电器又比装置的时间继电器又比装置III的时间继电器小的时间继电器小 。供电技术课件 考虑到保护装置动作时间有一定的误差，断路器动作考虑到保护装置动作时间有一定的误差，断路器动作需要一定的时间，并计及一定的时间裕度，过电流保护的需要一定的时间，并计及一定的时间裕度，过电流保护的时限时限 一般确定
36、在一般确定在0.50.7s之间，对于微机型过电流保护之间，对于微机型过电流保护可取可取 =0.35s。供电技术课件(4)灵敏系数的校验灵敏系数的校验 定时限过电流保护的灵敏系数是以其保护末端最小定时限过电流保护的灵敏系数是以其保护末端最小短路电流短路电流 与动作电流与动作电流Iop之比之比ks来衡量，要求来衡量，要求ks1.31.5对于中性点不接地的供电系统，最小短路电流出现在对于中性点不接地的供电系统，最小短路电流出现在最小运行方式下末端两相短路时的短路电流最小运行方式下末端两相短路时的短路电流 ，故，故供电技术课件2.反时限过电流保护反时限过电流保护 由图由图4-9可见，越靠近电源的定时限
37、过电流保护，可见，越靠近电源的定时限过电流保护，其动作时间越长，这对有些系统的安全稳定是很不利的。其动作时间越长，这对有些系统的安全稳定是很不利的。为克服上述缺点，可以采用动作时间与流过继电器为克服上述缺点，可以采用动作时间与流过继电器中电流的大小有关的动作时限特性，中电流的大小有关的动作时限特性，u 当电流大时保护的动作时限短当电流大时保护的动作时限短u 而电流小时动作时限长而电流小时动作时限长此即此即反时限反时限。供电技术课件 (1)反时限过电流保护的原理接线反时限过电流保护的原理接线 当线路有故障时，继电器当线路有故障时，继电器1KA、2KA动作，动作，经过一定时限后，其常开触点闭合，常
38、闭触点断开，经过一定时限后，其常开触点闭合，常闭触点断开，这时断路器的交流操作跳闸线圈这时断路器的交流操作跳闸线圈1YR、2YR通电动作，通电动作，断路器跳闸，切除故障部分，断路器跳闸，切除故障部分，供电技术课件(2)反时限过电流保护的整定配合反时限过电流保护的整定配合：整定方法整定方法 供电技术课件保护装置保护装置I和和II的动作电流的动作电流 和和 按下式确定。按下式确定。保护装置动作时限的整定：保护装置动作时限的整定：1)根据已知的保护装置根据已知的保护装置I的动作电流的动作电流 和动作时限，和动作时限，选择相应的的动作特性曲线，如上图选择相应的的动作特性曲线，如上图b中的曲线中的曲线。
39、2)根据线路根据线路l1上各点三相短路时保护上各点三相短路时保护I动作电流倍数动作电流倍数n1，查到保护装置查到保护装置I的动作时间曲线，如上图的动作时间曲线，如上图a的曲线的曲线1。3)根据保护装置根据保护装置II的动作时限的动作时限t2应比应比I的大一个时限的大一个时限和动作电流倍数和动作电流倍数n2，由上图，由上图b特性曲线特性曲线查得线路上其它查得线路上其它各点短路时保护装置各点短路时保护装置II的时限特性，如上图的时限特性，如上图a中的曲线中的曲线2。供电技术课件3.过电流保护的小结过电流保护的小结定时限过电流保护：定时限过电流保护：优优：时限整定方便，在上下级保护的选择性上易做到准
40、确配合时限整定方便，在上下级保护的选择性上易做到准确配合劣劣：所需继电器数量较多而接线复杂，所需继电器数量较多而接线复杂，靠近电源处保护装置动作时限长。靠近电源处保护装置动作时限长。优优：所需的继电器数量少，接线简单；所需的继电器数量少，接线简单；可使靠近电源端的故障具有较小的切除时间。可使靠近电源端的故障具有较小的切除时间。劣劣：在整定动作时限的配合上比较复杂，继电器误差较大在整定动作时限的配合上比较复杂，继电器误差较大 当系统最小方式下短路时保护的动作时限可能较长。当系统最小方式下短路时保护的动作时限可能较长。反反时限过电流保护时限过电流保护供电技术课件二、电流速断保护二、电流速断保护？设
41、置电流速断保护的原因设置电流速断保护的原因定时限过电流保护的时限可能太长且一经整定便不变动，定时限过电流保护的时限可能太长且一经整定便不变动，例如例如：图：图4-9中中k3处发生三相短路故障时，处发生三相短路故障时，断路器断路器QF3处保护必须经过处保护必须经过 才能动作，才能动作，达不到速动性的目的。达不到速动性的目的。为了减小线路故障下的事故影响范围，当过电流保为了减小线路故障下的事故影响范围，当过电流保护的动作时限大于护的动作时限大于 0.7s 时，便需设置反应电流增大而瞬时，便需设置反应电流增大而瞬时动作的时动作的电流速断保护电流速断保护，以保证本段线路的短路故障能，以保证本段线路的短
42、路故障能迅速地被切除。迅速地被切除。供电技术课件具有电流速断和定时限过电流保护的原理线路图供电技术课件供电技术课件 为了保证电流速断保护动作的选择性，在下级线路上为了保证电流速断保护动作的选择性，在下级线路上可能出现的最大短路电流时保护不应动作。因此，可能出现的最大短路电流时保护不应动作。因此，速断保速断保护的动作电流必须按躲开本段末端在最大运行方式下发生护的动作电流必须按躲开本段末端在最大运行方式下发生三相短路时的电流来整定三相短路时的电流来整定。即。即引入可靠系数引入可靠系数kk=1.21.3后，继电器上的动作电流为后，继电器上的动作电流为 =1.电流速断保护的电流速断保护的整定整定供电技
43、术课件 速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下保护安装处两相短路电流保护安装处两相短路电流 与其动作电流与其动作电流Iop之比：之比：由于可靠系数由于可靠系数kk的引入，速断保护的动作电流大于的引入，速断保护的动作电流大于被保护范围末端的最大短路电流，使保护装置不能保护被保护范围末端的最大短路电流，使保护装置不能保护线路全长而有一段死区，因此线路全长而有一段死区，因此速断保护不能作主保护速断保护不能作主保护，必须和过电流保护配合使用。必须和过电流保护配合使用。=1.电流速断保护的电流速断保护的整定整定供电技术课件线路电流速断保护的保护区线路电流速断保护的保
44、护区供电技术课件电流速断保护的“死区”及其弥补 由由于于电电流流速速断断保保护护的的动动作作电电流流是是按按被被保保护护线线路路末末端端的的最最大大短短路路电电流流来来整整定定的的，因因而而其其动动作作电电流流会会大大于于被被保保护护范范围围末末端端的的短短路路电电流流，这这使使得得保护装置不能保护全段线路，出现一段保护装置不能保护全段线路，出现一段“死区死区”。速断保护只能保护线路的一部分，而不能保护线路的全长。速断保护只能保护线路的一部分，而不能保护线路的全长。为为了了弥弥补补死死区区得得不不到到保保护护的的缺缺点点，在在装装设设电电流流速速断断保保护护的的线线路路上上，必必须须配配备备带
45、带时时限限的的过过电电流流保保护护。在在电电流流速速断断的的保保护护区区内内，速速断断保保护护为为主主保保护护，过过电电流流保保护护为为后后备备保保护护；而而在在电电流流速速断断保保护护的的死死区区内内，过过电电流流保保护为基本保护。护为基本保护。供电技术课件 电流速断保护与定时限过电流保护配合使用，既适用电流速断保护与定时限过电流保护配合使用，既适用于线路保护，也可用于容量为于线路保护，也可用于容量为6300kVA及以下的变压器保及以下的变压器保护。如图是这两种保护配合后的动作时间示意图。护。如图是这两种保护配合后的动作时间示意图。供电技术课件例 某工厂10kV供电线路，已知计算负荷电流 =
46、180A，=1.5，在最大运行方式下末端和始端的短路电流分别为 2300A，4600A；在最小运行方式时，2200A，4400A，线路末端出线保护动作时间为0.5s，线路首端保护的继电器为非全星形联结，试整定该保护各个参数。解：1)过电流保护整定如下：=1.5180A=270A，选用300/5A电流互感器，=300/5=60。保护动作一次侧电流=继电器1KA动作电流=6.35A,取6.5A=时间继电器的整定时限 供电技术课件保护灵敏度=2)因动作时限大于0.7s，需加速断保护装置，其整定计算如下：一次动作电流=继电器2KA的动作电流=，取48A速断保护的灵敏度=供电技术课件三、低电压保护三、低
47、电压保护 1.低电压闭锁的过电流保护低电压闭锁的过电流保护 定时限过电定时限过电流保护的动作电流保护的动作电流是按躲过最大流是按躲过最大负荷电流来整定负荷电流来整定的，在某些情况的，在某些情况下可能满足不了下可能满足不了灵敏度要求。为灵敏度要求。为此，可采用低电此，可采用低电压闭锁的过电流压闭锁的过电流保护来提高其灵保护来提高其灵敏度，其闭锁接敏度，其闭锁接线如图所示。线如图所示。供电技术课件 过电流继电器的动作电流过电流继电器的动作电流 不必按躲过线路的最大不必按躲过线路的最大负荷电流（一般为线路计算负荷电流负荷电流（一般为线路计算负荷电流IC的的1.53倍）来整倍）来整定，而只需按躲过定，
48、而只需按躲过IC来整定，即来整定，即 低电压继电器的动作电压低电压继电器的动作电压 按躲过正常最低工作按躲过正常最低工作电压电压 来整定，即来整定，即 式中，式中，Umin通常可取为通常可取为(0.850.95)UN；可靠系数；可靠系数kk可取可取1.2；返回系数返回系数kre 可取可取1.15；kTV表示电压互感器的变压比表示电压互感器的变压比供电技术课件灵敏度校验：灵敏度校验：过电流继电器的灵敏度校验方法与不带低电压闭锁的过电流保护相同。低电压继电器由于是反应于数值下降而动作，其灵敏系数按下式校验：Ks=Uop.kkTV/U(3)k.max式中：U(3)k.max：最大运行方式下相邻电气元
49、件末端发生三相金属性短路时保护安装处感受到的最大残压；Ks：灵敏系数，一般要求Ks1.25供电技术课件2.用于电动机的低电压保护用于电动机的低电压保护 1)在电网发生故障时伴随着电压暂时下降甚至消失，当在电网发生故障时伴随着电压暂时下降甚至消失，当故障切除后系统电压又恢复，为保证重要电动机此时故障切除后系统电压又恢复，为保证重要电动机此时能顺利自起动，对不重要和不准许自起动的能顺利自起动，对不重要和不准许自起动的电动机，可装设时限为电动机，可装设时限为(0.51.5)s的低电压保护的低电压保护2)对于由于生产工艺或技术、安全的要求不允许对于由于生产工艺或技术、安全的要求不允许“长期长期”失电后
50、再自起动的电动机，可装设时限为失电后再自起动的电动机，可装设时限为(510)s的低电压保护。的低电压保护。供电技术课件四、中性点非有效接地系统的单相接地保护四、中性点非有效接地系统的单相接地保护 供电系统一般采取中性点非有效接地方式，供电系统一般采取中性点非有效接地方式，当发生单相接地时，当发生单相接地时，流经故障点的电流流经故障点的电流IC比负荷电流小得多比负荷电流小得多，而且三相之间线电压仍然保持对称而且三相之间线电压仍然保持对称，对接于线电压上负荷的供电没有影响，对接于线电压上负荷的供电没有影响，因此在一般情况下允许系统再继续运行因此在一般情况下允许系统再继续运行12小时。小时。但是，在