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1、第七章 工厂供电系统的二次回路 和自动装置7-17-1、保护装置的作用、要求和类型、保护装置的作用、要求和类型一、保护装置的作用一、保护装置的作用工厂供电系统出现故障后所出现的后果：工厂供电系统出现故障后所出现的后果：（1 1）、短路电流燃起电弧，烧坏故障设备。）、短路电流燃起电弧，烧坏故障设备。（2 2）、设备绝缘遭受损，缩短使用寿命。）、设备绝缘遭受损，缩短使用寿命。（3 3）、降低电网电压，影响到其它电气设备的正常运行。）、降低电网电压，影响到其它电气设备的正常运行。（4 4）、造成较大范围停电，影响到相邻企业的正常生产。）、造成较大范围停电，影响到相邻企业的正常生产。保护装置的作用：保
2、护装置的作用：（1 1）、系统发生故障后，保护装置应动作，借助断路）、系统发生故障后，保护装置应动作，借助断路器来切断故障元件，保证其它设备的正常运行。器来切断故障元件，保证其它设备的正常运行。（2 2）、系统出现不正常情况时，保护装置也应动作，）、系统出现不正常情况时，保护装置也应动作，及时发出报警信号，引起操作人员注意并及时处理。及时发出报警信号，引起操作人员注意并及时处理。（3 3）、保护装置与其他自动装置配合使用，从而缩短）、保护装置与其他自动装置配合使用，从而缩短短路事故的停电时间，提高了供电系统运行的可靠性。短路事故的停电时间，提高了供电系统运行的可靠性。二、对保护装置的四点要求：
3、二、对保护装置的四点要求：1 1、选择性、选择性GSGSQF5QF5QF3QF3QF4QF4QF2QF2QF1QF1 M MK-3K-3K-2K-2K-1K-1例如例如:当当K-1K-1点短路时，因某种原因点短路时，因某种原因QF1QF1拒动作，则拒动作，则QF3QF3的保护就对其下一级线路起着后备保护作用，在这种的保护就对其下一级线路起着后备保护作用，在这种情况下，情况下，QF3QF3的动作就应视为有选择性的动作。的动作就应视为有选择性的动作。当系统发生故障时，保护装置只能切除故障元件，保当系统发生故障时，保护装置只能切除故障元件，保证其他电气设备的正常运行。证其他电气设备的正常运行。2 2
4、、快速性、快速性为减小短路电流的破坏性，应尽可能使保护装置快速为减小短路电流的破坏性，应尽可能使保护装置快速动作。由于快速性和选择性的矛盾，应先满足动作。由于快速性和选择性的矛盾，应先满足选择性选择性再满足快速性再满足快速性的要求。的要求。3 3、可靠性、可靠性保护装置应有足够的可靠性。保护装置应有足够的可靠性。因为保护装置的误动作因为保护装置的误动作和拒动作都将使供电系统的事故扩大，造成严重的损和拒动作都将使供电系统的事故扩大，造成严重的损失。失。4 4、灵敏性、灵敏性过电流过电流保护装保护装置的灵置的灵敏度敏度保护区末端保护区末端发生短路时发生短路时的最小短路的最小短路电流电流保护装置的保
5、护装置的一次侧的动一次侧的动作电流作电流保护装置对本保护区内发生的故障或不正常的运行保护装置对本保护区内发生的故障或不正常的运行状态，无论其位置、程度轻重均应有足够的反应能力状态，无论其位置、程度轻重均应有足够的反应能力保证其动作，这种性能称为保证其动作，这种性能称为灵敏性。灵敏性。保护装置的灵敏性是用灵敏度来衡量：保护装置的灵敏性是用灵敏度来衡量：7-27-2、工厂低压配电系统的保护、工厂低压配电系统的保护一、熔断器保护一、熔断器保护1 1、熔断器及其保护特性曲线、熔断器及其保护特性曲线特点：特点：结构简单、体积小、质量轻、使用方便、结构简单、体积小、质量轻、使用方便、价格低廉、可靠性高。价
6、格低廉、可靠性高。安秒特性：安秒特性：安秒特性安秒特性熔断器熔体熔断的时间和所通过电流熔断器熔体熔断的时间和所通过电流的关系曲线。的关系曲线。、熔体通过、熔体通过1.31.3倍额定电流时，熔断时间在倍额定电流时，熔断时间在1h1h以上以上、熔体通过、熔体通过1.61.6倍额定电流时，熔断时间在倍额定电流时，熔断时间在1h1h以下以下、熔体通过、熔体通过2 2倍额定电流时，熔断时间在瞬时熔断倍额定电流时，熔断时间在瞬时熔断、熔断器的保护特性是一种反时限的保护特性、熔断器的保护特性是一种反时限的保护特性。O OI IN NI It t2 2、熔断器的选择及其与导线的配合、熔断器的选择及其与导线的配
7、合（1 1）、熔断器熔体电流的选择）、熔断器熔体电流的选择1 1）、保护电力线路的熔体电流应按以下条件进行：）、保护电力线路的熔体电流应按以下条件进行：、熔体的额定电流只须大于或等于线路正常运行、熔体的额定电流只须大于或等于线路正常运行时的计算负荷电流时的计算负荷电流。、熔体的额定电流必须大于或等于线路上的尖、熔体的额定电流必须大于或等于线路上的尖峰电流。峰电流。计算系数，一般按下列要求取值：计算系数，一般按下列要求取值：轻载启动，轻载启动，时间在时间在3s3s以下的电机，以下的电机，K=0.25K=0.250.40.4重载启动，重载启动，在在3 38s8s以下的电机，以下的电机，K=0.35
8、K=0.350.50.5；超过超过8s8s重负载启动重负载启动、或频繁启动、反接制动时，、或频繁启动、反接制动时，K=0.5K=0.50.60.6；FUFUFUFUFUFUFUFUFUFU1FU1FU2FU2FUA AB BC CQFQFQFQFT TT T组组组组母线母线干线干线干线干线分干线分干线分干线分干线干线干线支干线支干线支线支线分干线分干线支线支线支线支线4FU4FU由熔断器保护的低压配电系统图由熔断器保护的低压配电系统图、熔体的熔断电流必须和导线或电缆的允许电流、熔体的熔断电流必须和导线或电缆的允许电流相配合。相配合。即：即：电缆或绝缘穿管导线电缆或绝缘穿管导线K KOLOL=2
9、.5=2.5；明敷的绝缘导线明敷的绝缘导线K KOLOL=1.5;=1.5;已装设其它过负荷保护的绝缘导线和电缆线路，已装设其它过负荷保护的绝缘导线和电缆线路，而又要求用熔断器作短路保护时而又要求用熔断器作短路保护时K KOLOL=1.25=1.252)2)、保护电力变压器熔断器熔体电流的选择、保护电力变压器熔断器熔体电流的选择 熔体的额定电流是变压器额定电流的熔体的额定电流是变压器额定电流的1.51.52.02.0倍，即：倍，即：当用熔断器作电压互感器的短路保护时，熔体的当用熔断器作电压互感器的短路保护时，熔体的额定电流可选额定电流可选0.5A 0.5A 的的RN2RN2型熔管。型熔管。（2
10、 2）、熔断器（熔管或熔体）的选择与校验）、熔断器（熔管或熔体）的选择与校验熔断器的选择与校验的条件：熔断器的选择与校验的条件：1 1）、熔断器的额定电压应大于或等于被保护线路）、熔断器的额定电压应大于或等于被保护线路的额定电压，即：的额定电压，即：2 2）、熔断器的额定电流应大于或等于它所安装熔体）、熔断器的额定电流应大于或等于它所安装熔体的额定电流，即：的额定电流，即：3 3）、熔断器的类型应符合安装条件及被保护设备的）、熔断器的类型应符合安装条件及被保护设备的技术要求和安全要求。技术要求和安全要求。4 4）、熔断器分断能力的校验）、熔断器分断能力的校验 熔断器的分断能力（电流）应大于流过
11、熔断器短路熔断器的分断能力（电流）应大于流过熔断器短路冲击电流有效值，即：冲击电流有效值，即：（3 3）、熔断器灵敏度的校验）、熔断器灵敏度的校验熔断器保护的灵敏度按下式确定：熔断器保护的灵敏度按下式确定：熔断器的灵敏度熔断器的灵敏度 系统在最小运行方式下，熔断器保护线路系统在最小运行方式下，熔断器保护线路末端的短路电流。末端的短路电流。对中性点不接地系统，应取两相短路电流对中性点不接地系统，应取两相短路电流对中性点直接接地系统，应取单相短路电流对中性点直接接地系统，应取单相短路电流保护降压变压器的高压熔断器，为低压母线两相保护降压变压器的高压熔断器，为低压母线两相短路电流折算到高压侧的值。短
12、路电流折算到高压侧的值。（4 4）、熔断器上、下级间的相互配合）、熔断器上、下级间的相互配合用于保护线路短路故障的熔断器，它们上、下级用于保护线路短路故障的熔断器，它们上、下级之间的配合是：之间的配合是：设：设：上一级熔体理想的熔断时间为上一级熔体理想的熔断时间为t t1 1s s下级为下级为t t2 2s s；因熔体的安秒特特性曲线误差约为因熔体的安秒特特性曲线误差约为50%50%；上一级熔体为负误差，上一级熔体为负误差，t t/1 1=0.5t=0.5t1 1s s；下级为；下级为正误差，正误差，t t/2 2=1.5t=1.5t2 2s.s.如欲在某一电流下使：如欲在某一电流下使：t t
13、/1 1t t/2 2、为保证它们、为保证它们之间的选择性，这样就应该使之间的选择性，这样就应该使t t1 13t3t2 2。对应这个条件，可从熔体的安秒特性曲线上对应这个条件，可从熔体的安秒特性曲线上分别查出这两个熔体的额定电流。分别查出这两个熔体的额定电流。实验证明：上、下级熔体的额定电流相差实验证明：上、下级熔体的额定电流相差2 2个个等级均能满足动作选择性的要求。等级均能满足动作选择性的要求。例：例：设熔断器设熔断器FU1FU1的额定电流为的额定电流为60A60A，熔断器，熔断器FU2FU2的的额定电流为额定电流为40A40A，K1K1点的短路电流为点的短路电流为800A800A，试检
14、验，试检验两个熔断器能否满足选择性配合的要求。两个熔断器能否满足选择性配合的要求。M MM M照明照明FU1FU1FU2FU2K1K1I IK K解：解：由由FU1FU1的额定电流的额定电流60A60A，短路电流，短路电流800A800A查特性曲查特性曲线表得线表得t10.15st10.15s；由由FU2FU2的额定电流的额定电流40A40A，短路电流，短路电流800A800A查特性曲查特性曲线表得线表得t20.048st20.048s；计算得：计算得：因此熔断器因此熔断器FU1FU1与与FU2FU2能满足选择性配合的要求。能满足选择性配合的要求。二、自动开关保护二、自动开关保护特点：能重复操
15、作，动作电流可调节、选择性特点：能重复操作，动作电流可调节、选择性好、工作可靠、分断能力强。好、工作可靠、分断能力强。自动开关在低压配电系统中主要有三种配置方自动开关在低压配电系统中主要有三种配置方式：式：（1 1）、自动开关与带闸刀开关配置方式）、自动开关与带闸刀开关配置方式（2 2）、自动开关与磁力启动器或接触器的配置方）、自动开关与磁力启动器或接触器的配置方式式（3 3）、自动开关与熔断器的配置方式）、自动开关与熔断器的配置方式QFQFQF1QF1QF2QF2QFQFQFQFQFQFQK1QK1QK2QK2QKQKKMKMFU-QAFU-QAKHKHT TT1T1T2T2380V380V
16、380V380V380V380V380V380V380V380V适适用用只只有有一一台台主主变变压压器器，且且低低压压侧侧无无任任何何电电源源联联系系适适用用低低压压侧侧有有其其它它电电源源的的联联系系为为保保证证检检修修和和断断路路器器的的安安全全在在母母线线侧侧装装设设了了隔隔离离开开关关适适用用于于电电路路需需要要频频繁繁地地操操作作，K KH H用用作作热热保保护护。适适用用于于断断路路器器的的断断路路能能力力不不能能断断开开线线路路中中的的短短路路电电流流2 2、自动开关脱扣器动作电流的整定、自动开关脱扣器动作电流的整定（1 1）、长延时过电流脱扣器动作电流的整定）、长延时过电流脱扣
17、器动作电流的整定脱扣器的动作整定电流应稍大于该线路的计算负脱扣器的动作整定电流应稍大于该线路的计算负荷电流即可：荷电流即可：一般情况下，热继电器的额定电流比动作电流大一般情况下，热继电器的额定电流比动作电流大10%10%25%25%较好。较好。长延时脱扣长延时脱扣器的动作整器的动作整定电流值定电流值可靠系数，常取可靠系数，常取1.11.1线路的计算负荷电流线路的计算负荷电流（2 2）、瞬时过电流脱扣器动作过电流的整定）、瞬时过电流脱扣器动作过电流的整定瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流来计算：电流来计算：瞬时脱扣器瞬时脱扣器的动作整定的动作
18、整定电流值电流值可靠系数可靠系数线路的尖峰电流线路的尖峰电流、规定：、规定：（1）、选择型自动开关）、选择型自动开关 瞬时脱扣器整定电流调节范围对瞬时脱扣器整定电流调节范围对2500A2500A及以上，及以上，应为应为7 71010倍脱扣器的额定电流。倍脱扣器的额定电流。2500A2500A及以下，应为及以下，应为10102020倍。倍。（2 2）、非选择型自动开关）、非选择型自动开关 瞬时脱扣器整定电流调节范围对瞬时脱扣器整定电流调节范围对2500A2500A及以上，及以上，应为应为3 36 6倍脱扣器的额定电流。倍脱扣器的额定电流。2500A2500A及以下，应为及以下，应为3 31010
19、倍。倍。、可靠系数取值：、可靠系数取值：动作时间动作时间t topop0.4s0.4s的的DWDW型自动开关，型自动开关，K Ker1er1=1.35=1.35动作时间动作时间top0.2sDZtop0.2sDZ型自动开关，型自动开关，Ker1=2Ker1=22.52.5对于有多台设备的干线，对于有多台设备的干线，Ker1=1.3Ker1=1.3（3 3）、自动开关过流保护灵敏度校验）、自动开关过流保护灵敏度校验为了保证自动开关的瞬时或短延时过电流脱扣器在为了保证自动开关的瞬时或短延时过电流脱扣器在系统最小运行方式下，在其保护区末端发生短路时系统最小运行方式下，在其保护区末端发生短路时能可靠地
20、动作，其灵敏度必须满足：能可靠地动作，其灵敏度必须满足：系统在最小运行方式下，被保护线路末端的最小短路电流。系统在最小运行方式下，被保护线路末端的最小短路电流。瞬时脱扣器瞬时脱扣器的整定电流的整定电流（4 4）、上、下级自动开关之间的选择性配合）、上、下级自动开关之间的选择性配合上、下级自动开关之间能否满足选择性配合要求，上、下级自动开关之间能否满足选择性配合要求，应按其保护特性曲线进行校验。应按其保护特性曲线进行校验。在一般情况下，上级自动开关宜采用带短延时的在一般情况下，上级自动开关宜采用带短延时的过电流脱扣器，下级自动开关则采用瞬时过电流脱过电流脱扣器，下级自动开关则采用瞬时过电流脱扣器
21、，而且动作电流应是上级大于下级。扣器，而且动作电流应是上级大于下级。至少上级的动作电流不应小于下级动作电流的至少上级的动作电流不应小于下级动作电流的1.21.2倍，即：倍，即：（5 5）、自动开关过电流脱扣器整定值与导线允许）、自动开关过电流脱扣器整定值与导线允许电流之间的配合电流之间的配合 要使自动开关在线路过负荷或短路时，能可靠要使自动开关在线路过负荷或短路时，能可靠地保护导线不致过热烧坏，就必须满足下列要求：地保护导线不致过热烧坏，就必须满足下列要求：或或导线的允许导线的允许载流量载流量长延时脱扣长延时脱扣器整定电流器整定电流瞬时脱扣器瞬时脱扣器整定电流整定电流例：例：有一条低压有一条低
22、压380V380V的动力线路，导线采用的动力线路，导线采用BLXBLX1 17070型，穿硬塑料管敷设。型，穿硬塑料管敷设。I I3030=56A=56A、I IPKPK=230A=230A，此线路末端的此线路末端的 .当地环境温度为当地环境温度为+30+300 0C C。试选择装设在该线路首端的自动开关，并。试选择装设在该线路首端的自动开关，并校验和其导线的配合情况。校验和其导线的配合情况。（1 1）、选用）、选用DZDZ系列自动开关，整定如下：系列自动开关，整定如下：因：因：I I3030=56A=56A，故选用自动开关的额定电流为：，故选用自动开关的额定电流为：长延时脱扣整定电流：长延时脱扣整定电流：解：解：瞬时过电流脱扣器整定电流，（可靠系数取瞬时过电流脱扣器整定电流，（可靠系数取2 2）则：）则：取：取：（2 2）、灵敏度的校验：）、灵敏度的校验：故所选自动开关满足灵敏度的要求故所选自动开关满足灵敏度的要求（3 3）、与导线配合：）、与导线配合：查表得：查表得：由公式得由公式得:故所选自动开关满足和导线配合的要求。故所选自动开关满足和导线配合的要求。