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1、1,1,1,霍平,工厂供电,刘介才,2,2,2,第六章 工厂供电系统的过电流保护,本章介绍工厂供电系统中常用的几种过电流保护装置熔断器保护、低压断路器保护和继电保护，其中继电保护广泛应用于高压供电系统中，其保护功能很多，而且是实现供电系统自动化的基础，因此将予以重点讲述。本章内容是保证供电系统安全可靠运行的基本技术知识。,工厂供电,3,3,3,第六章 工厂供电系统的 过电流保护,第一节 过电流保护的 任务和要求,工厂供电,4,4,工厂供电系统的过电流保护装置有：熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。 (1) 熔断器保护 适用于高低压供电系统。 在要求供电可靠性较高的场所不宜采用熔断器保护。 (
2、2) 低压断路器保护 又称低压自动开关保护。适用于要求供电可靠性较高和操作灵活方便的低压供配电系统中。 (3) 继电保护 适用于要求供电可靠性高、操作灵活方便特别是自动化程度较高的高压供配电系统中。,一. 过电流保护装置的类型和任务,第一节 过电流保护的任务和要求,5,5,熔断器保护和低压断路器保护都能在过负荷和短路时动作，断开电路，切除过负荷和短路部分，而使系统的其他部分恢复正常运行。但熔断器大多主要用于短路保护，而低压断路器则除了可作过负荷和短路保护外，有的还可作低电压或失压保护。 继电保护装置在过负荷时动作，一般只发出报警信号，引起运行值班人员注意，以便及时处理；只有当过负荷可危及人身或
3、设备安全时，才动作于跳闸。而在发生短路故障时，则要求有选择性地动作于跳闸，将故障部分切除。,一. 过电流保护装置的类型和任务,第一节 过电流保护的任务和要求,6,6,(1) 选择性 当供电系统发生故障时，只离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而供电系统的其他部分则仍然正常运行。保护装置满足这一要求的动作，称为“选择性动作”。 (2) 速动性 为了防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电力系统运行的稳定性，因此在系统发生故障时，保护装置应尽快地动作，切除故障。 (3) 可靠性 保护装置在应该动作时，就应该动作，不应该拒动；而不应该动作时，就不应该误动。 (4) 灵敏度 灵敏度或灵敏系数是表征保护
4、装置对其保护区内故障和不正常工作状态反应能力的一个参数。,二. 对保护装置的基本要求,第一节 过电流保护的任务和要求,7,7,过电流保护的灵敏度或灵敏系数，用其保护区内在电力系统为最小运行方式时的最小短路电流 与保护装置一次动作电流（即保护装置动作电流 换算到一次电路的值） 的比值来表示，即,GB/T50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范对各种继电保护装置包括过电流保护的灵敏度都有一个最小值的规定，,二. 对保护装置的基本要求,第一节 过电流保护的任务和要求,8,8,8,第六章 工厂供电系统的 过电流保护,第二节 熔断器保护,工厂供电,9,9,熔断器在供配电系统中的配置，应符
5、合选择性保护的原则，也就是熔断器要配置得能使故障范围缩小到最低限度。此外应考虑经济性，即供电系统中配置的数量要尽量地少。,熔断器在低压放射式配电系统中合理配置的方案。,一.熔断器在供配电系统中的配置,第二节 熔断器保护,10,10,FU5用来保护电动机及其支线，当k-5处发生短路时，FU5熔断。 FU4主要用来保护动力配电箱母线；当k-4处发生短路时，FU4熔断。 FU3主要用来保护配电干线， FU2主要用来保护低压配电屏母线。 FU1主要用来保护电力变压器。 在k-1k-3处短路时，靠近短路点的熔断器熔断。,一.熔断器在供配电系统中的配置,第二节 熔断器保护,11,11,(一)保护电力线路的
6、熔断器熔体电流的选择 保护电力线路的熔断器熔体电流，应满足下列条件：。,第二节 熔断器保护,(1)熔体额定电流 应不小于线路的计算电流 。,二. 熔断器熔体电流的选择,12,12,(一) 保护电力线路的熔断器熔体电流的选择,(2)熔体额定电流 还应躲过线路的尖峰电流 。,第二节 熔断器保护,单台电动机K应为： 轻载启动， K =0.250.35； 重载启动， K =0.350.5； 频繁启动、反接制动，K =0.50.8。 多台电动机 视容量最大的一台电动机的启动情况、线路尖峰电流与计算电流的比值及熔断器的特性而定，取为K =0.51。,二. 熔断器熔体电流的选择,13,13,(3)熔断器保护
7、还应与被保护的线路相配合。 保护线路过负荷和短路，不致引起绝缘导线或电缆过热起燃而熔体不熔断的事故，因此熔断器熔体电流还应满足以下条件,为绝缘导线和电缆的允许载流量；KOL 为绝缘导线和电缆的允许短时过负荷倍数。,第二节 熔断器保护,(一) 保护电力线路的熔断器熔体电流的选择,二. 熔断器熔体电流的选择,14,14,如果熔断器只作短路保护，对电缆和穿管绝缘导线，取KOL=2.5；对明敷绝缘导线，取KOL=1.5 。 如果熔断器作短路保护和过负荷保护，KOL=1； 当 A 时，KOL=0.85 。 爆炸性气体和粉尘的区域内，KOL=0.8。,第二节 熔断器保护,(一) 保护电力线路的熔断器熔体电
8、流的选择,二. 熔断器熔体电流的选择,15,15,(二)保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择 保护电力变压器的熔断器熔体电流，应满足下式要求：,I1NT 为变压器的额定一次电流。,上式考虑了以下三个因素： (1)熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流。 油浸式变压器的正常过负荷，室内为20%，室外为30%。 (2)熔体电流要躲过来自变压器低压侧的电动机自启动引起的尖峰电流。 (3)熔体电流还要躲过变压器自身的励磁涌流。,二. 熔断器熔体电流的选择,第二节 熔断器保护,16,16,熔断器选择应满足下列条件： (1)熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压。对高压熔断器，其额定电压应不低于线路的最
9、高电压。 (2)熔断器的额定电流应不小于它所装熔体的额定电流。 (3)熔断器的类型应符合安装条件（户内或户外）及被保护设备对保护的技术要求。,三. 熔断器的选择与校验,第二节 熔断器保护,二. 熔断器熔体电流的选择,第二节 熔断器保护,17,17,(三)保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择 由于电压互感器二次侧的负荷很小，保护电压互感器的RN2型熔断器熔体额定电流一般为0.5A。,二. 熔断器熔体电流的选择,第二节 熔断器保护,18,18,熔断器还必须进行断流能力的校验： (1)对限流式熔断器（如RN1、RT0等型） 由于限流式熔断器能在短路电流达到冲击值之前完全熔断并熄灭电流，切除短路故障，
10、因此满足的条件为,式中 为熔断器的最大分断电流； 为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流有效值，在无限大容量系统中,19,19,(2) 对非限流熔断器（如RW4、RM10等型） 由于非限流熔断器不能在短路电流达到冲击值之前熄灭电弧，切除短路故障，因此需满足的条件为,为熔断器安装地点的三相短路冲击电流有效值。,20,20,(3)对具有断流上下限的熔断器（如RW4等型跌开式熔断器）断流上限的校验条件，其断流下限应满足下列条件,为熔断器的最小分断电流； 为熔断器所保护线路末端的两相短路电流。,21,21,熔断器保护的灵敏度应满足下列条件,为熔断器熔体的额定电流； 为熔断器所保护线路末端在系统最小运行方
11、式下的最小短路电流；K为灵敏系数的最小比值，如表所示。,22,23,23,前后熔断器之间的选择性配合，就是在线路发生故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断，系统的其他部分恢复正常运行。 前后熔断器的选择性配合，宜按它们的保护特性曲线（安秒特性曲线）来进行检验。,如图a所示线路中，设支线WL2的首端k点发生三相短路，则三相短路电流Ik 要通过FU2和FU1。,24,24,保护选择性要求，FU2的熔体首先熔断，切断故障线路WL2，而FU1不再熔断，使干线WL1正常运行。 熔体实际熔断时间与其产品的标准特性曲线查得的熔断时间可能有30% 50%的偏差，从最不利的情况考虑，k点短路时，FU1的实际熔断时间
12、 t1比标准特性曲线查得的时间 t1小50%（为负偏差），即t1=0.5 t1 ；而FU2的实际熔断时间t2又比标准特性曲线查得的时间t2大50%（为正偏差），即t2=1.5 t2 。,25,25,图所示熔断器保护特性曲线可以看出，要保证前后两熔断器FU1和FU2的保护选择性，必须满足的条件是t1t2，即0.5t11.5t2，因此,在后一熔断器所保护的首端发生最严重的三相短路时，前一熔断器按其保护特性曲线查得的熔断时间，至少应为后一熔断器按其保护特性曲线查得的熔断时间的3倍，才能确保前后两熔断器动作的选择性。如果不能满足这一要求时，则应将前一熔断器的熔体额定电流提高12级，再进行校验。,26,
13、27,27,27,第六章 工厂供电系统的 过电流保护,第三节 低压断路器保护,工厂供电,28,低压断路器在低压配电系统中的配置，通常有下列三种方式： 1. 单独接低压断路器或低压断路器-刀开关的方式 (1) 一台主变压器的变电所，主开关采用低压断路器，如图a所示。 (2) 两台主变压器的变电所，低压侧采用低压断路器时，如图 b所示。 (3) 低压配电出线装设的低压断路器，如图c所示，以隔离来自低压母线的电源。,29,2. 低压断路器与磁力启动器或接触器配合的方式 频繁操作的低压电路，如图d所示 3. 低压断路器与熔断器配合的方式 熔断器或刀熔开关实现短路保护，断路器控制通断及过负荷和失压保护，
14、装热脱扣器和失压脱扣器，不装过流脱扣器，如图e所示,30,(一)低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择,过电流脱扣器的额定电流 应不小于线路的计算电流,31,(二)低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定,1.瞬时过电流脱扣器动作电流的整定 瞬时过电流脱扣器的动作电流 应躲过线路的尖峰电流 ，即,Krel为可靠系数。 对动作时间在0.02s以上的万能式（DW型）断路器，可取1.35；对动作时间在0.02s及以下的塑料外壳式（DZ型）断路器宜取 22.5。,32,2.短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定 短延时过电流脱扣器的动作电流 应躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流 ，即,(二)低压断路器过电流
15、脱扣器动作电流的整定,Krel为可靠系数，一般取1.2。,33,3.长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定 长延时过流脱扣器主要用于过负荷保护，因此其动作电流 只需躲过线路的最大负荷电流即计算电流 ，即,(二)低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定,Krel为可靠系数，一般取1.2。,34,4.过流脱扣器与被保护线路的配合要求 为了不致发生因过负荷或短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而低压断路器不跳闸的事故，低压断路器过流脱扣器的动作电流 还应满足条件,(二)低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定,为绝缘导线和电缆的允许载流量； 为绝缘导线和电缆的允许过负荷倍数：对瞬时和短延时的过流脱扣器，一般取4
16、.5；对长延时过流脱扣器，可取1；对有爆炸性气体和粉尘区域的线路，应取0.8。,35,(三) 低压断路器热脱扣器的选择和整定,1.热脱扣器额定电流的选择 热脱扣器的额定电流 应不小于线路的计算电流 ，即,36,2.热脱扣器动作电流的整定 热脱扣器用于过负荷保护，其动作电流 按下式整定：,(三) 低压断路器热脱扣器的选择和整定,Krel为可靠系数，一般取1.1。,37,选择低压断路器满足条件： (1)低压断路器的额定电压应不低于保护线路的额定电压。 (2)低压断路器的额定电流应不小于它所安装的脱扣器的额定电流。 (3)低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能及操作方式的要求。因此应同时选择其操作机构型式。,38,低压断路器还必须进行断流能力的校验： (1)对动作时间在0.02s以上的万能式(DW型)断路器，其极限分断电流 应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值
