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1、,第六章 工厂供电系统的过电流保护,-,本章讲述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用电系统中，其保护功能很多，而且是实现供电系统自动化的基础，因此将予以重点介绍。,第一节 过电流保护的任务和要求,（一）、过电流装置的类型和任务,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。,熔断器保护 适用于高低压供电系统。由于其装置简单经济，所以，在供电系统中应用特别广泛；但是其断流能力较小，选择性较差，且其熔体熔断后要更换熔体才能恢复供电，因此，在供电要求可靠性高的场所不宜采用。 （简单、经济）,低压断路器保护 又
2、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。 （供电可靠性较高、操作灵活）,继电保护 适用于要求供电可靠性较高、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。（自动化程度较高的场所）,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，以切除过负荷和短路部分，而使系统的其它部分恢复正常运行，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。,继电器保护装置在过负荷时动作，一般只发出报警信号，引起值班人员注意，以便及时处理，只有过负荷危及人身或设备安全时，才动作于跳闸；而在发生短路故障时，则要求有选
3、择性地动作于跳闸，将故障部分切除。,二、对保护装置的基本要求,选择性,速动性,可靠性,灵敏度,第二节 熔断器保护,一、熔断器在供配电系统中的配置 熔断器在供配电系统中的配置，应符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熔断器数量要尽量少。,必须注意：在低压系统中的PE线和PEN线上，不允许装设熔断器。,二、熔断器熔体电流的选择,(一) 保护电力线路的熔断器熔体电流的选择,熔体额定电流应不小于线路的计算电流，以使熔体在线路正常运行时不致熔断，即,熔体额定电流还应躲过线路的尖峰电流以使熔体在线路正常运行时也不致熔断，即,熔断器保护还应
4、于被保护的线路相配合，使之不致发生因过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而熔体不熔断的事故，因此还应满足条件,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短时过负荷倍数,(二) 保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择,式中 为变压器的额定一次电流,上式考虑了以下三个因素： 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，在室内可达20%，室外可达30%。 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。 熔体电流要躲过变压器自身的励磁涌流。,(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电流很小，因此保护高压电压互感器的RN2
5、型熔断器的熔体额定电流一般为0.5A,三、熔断器保护灵敏度的检验,注：表中K值适用于符合IEC标准的一些新型熔断器如RTl2、RTl4、RTl5、NT等型熔断器。对于老型熔断器，可取K=47，即近似地按表中熔断时间为5s的熔断器来取值。,四、熔断器的选择与校验,选择 熔断器时应满足下列条件：,1)熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压。,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及被保护设备的技术要求。,熔断器还必须进行断流能力的校验。,限流式（RM 、RT0等）,非限流式（RW4、RM10）：,断流能力有上下限（跌开式）：,五、熔断器之间的选择性配合,要
6、求线路在发生故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断，切断故障部分。,第三节 低压断路器保护,一、低压断路器在低压配电系统中的配置,1、单独接低压断路器或低压断路器刀开关的形式,2、低压断路器与磁力启动器或接触器配合的方式， 3、低压断路器与熔断器配合的方式。,二、低压断路器脱扣器的选择和整定,（一）、低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择 脱扣器额定电流,（二）、低压断路器过流脱扣器动作电流的整定,（1）瞬时过流脱扣器动作电流的整定,（2）短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定,（3）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定,动作时间：反时限最长1-2h,(4) 过流脱扣器与被保护线路的配合要求,
7、取1.2 动作时间 0.2s,0.4s, 0.6s,瞬时、短延时取4.5,长延时取1,爆炸性,粉尘取0.8,万能式 1.35 塑壳式 22.5,1.1,（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：,（2）热脱扣器动作电流的整定：,取1.1,四、低压断路器的选择与校验,1、选择低压断路器应满足的条件：,额定电压不低于保护线路的额定电压。 额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。 类型应符合安装、保护、操作方式的要求。,三、低压断路器过电流保护灵敏度的检验,2、低压断路器断流能力的校验：,动作时间0.02s以上（DW）：分断电流,动作时间0.02s以下（DZ）：,一般来
8、说，要保证前后两级低压断路器之间能选择性动作，前一级低压断路器宜采用带短延时的过流脱扣器，后一级低压断路器则采用瞬时过流脱扣器。而且。动作电流也是前一级大于后一级，前一级的动作电流至少不小于后一级的动作电流1.2倍，即,五、前后低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间的选择性配合,（二）低压路断器与熔断器之间的选择性配合 前一级低压断路器保护特性曲线：20%30%的负偏差 后一级熔断器保护特性曲线：30%50%的正偏差,作业： 思考题：6-1，6-2，6-3，6-5第一问 习题： 6-1，6-2,上次课小结： 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
9、用于高低压供电系统。由于其装置简单经济，所以，在供电系统中应用特别广泛；但是其断流能力较小，选择性较差，且其熔体熔断后要更换熔体才能恢复供电，因此，在供电要求可靠性高的场所不宜采用。 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较高、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。 供电系统对保护装置有下列基本要求 1选择性 2速动性 3可靠性 4灵敏度,第四节 常用的保护继电器,一、概述,分类：电气继电器；非电气继电器。控制继电器，保护继电器。,保护继电器：按其在继电保护电路中的功能分：测量继电器；有
10、或无继电器。 测量继电器装设在继电保护电路中的第一级，用来反映被保护元件的特性量变化。 有或无继电器是一种只按电气量是否再其工作范围内或者为零时而动作的电气继电器。,继电器：输入物理量达到规定值时，电气输出电路被接通或分断。,保护继电器 按其组成元件分，有机电型、晶体管型和微机型。 机电型继电器按其结构原理分：电磁式、感应式等 按其反映的物理量：电流继电器、电压继电器、功率继电器、瓦斯继电器。 按其反映的数量变化分：过量继电器、欠量继电器。 按其在保护装置中的用途分：启动继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器等。 按其动作于断路器的方式分：直接动作式、间接动作式。 按其在与一次电路的联系方
11、式分：一次式继电器和二次式继电器。,KA电流继电器，KT时间继电器，Ks信号继电器，KM中间继电器,二、电磁式电流继电器和电压继电器,过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作电流，用 表示。,使 过电流继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用 表示。,继电器的返回电流与继电器的动作电流之比，称为继电器的返回系数,一般为0.8，越接近1越灵敏。,这种电流继电器的动作极为迅速，可认为是瞬时动作的，因此它是一种瞬时继电器。 电压继电器多做成欠电压继电器，其动作电压 ，返 回电压 ，返回系数 1； 其值越接近于1，说明继电器越灵敏， 一般为1.25。,三、
12、电磁式时间继电器 电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来使保护装置获得所要求的延时，它属于机电式有或无继电器，代表符号 KT 工厂供电系统中常用的DS110、120系列，,四、电磁式信号继电器 KS 在继电保护装置中用来发出保护装置动作的指示信号。,五、电磁式中间继电器 在继电保护保护装置中用作辅助继电器,六、感应式继电器 过电流保护，兼电流速断保护。,第五节 工厂高压线路的继电保护,规定3-66KV线路：,相间短路保护、单相接地保护、过负荷保护,二、继电保护的接线方式,一、概述,（一） 两相两继电器式 接线系数,二、两相一继电器式（差接式） （主要用于高压电动机保护）,接线系数,三、继电保护
13、装置的操作方式,操作电源：直流电源、交流电源,1、直接动作式,2、“去分流跳闸”的操作方式,四、带时限的过电流保护,带时限的过电流保护，按其动作时限特性分，有定时限过电流保护和反时限过电流保护两种。定时限就是保护装置的动作时限是按预先整定的动作时间固定不变的，与短路电流大小无关；而反时限就是保护装置的动作时限原先是按10倍动作电流来整定的，而实际的动作时间则与短路电流呈反比关系变化，短路电流越大，动作时间越短。,（一）、定时限过电流保护装置的组成和原理,定时限过电流保护装置的原理电路如下图所示，其中图a为集中表示的原理电路图，称为接线图，这种图的所有电器的组成部件是各自归总在一起的。图b为分开
14、表示的原理电路图，称为展开图，这种图的所有电器的组成部件按各部件所属回路来分开绘制。从原理分析的角度来说，展开图简明清晰，在二次回路中应用最为普遍。,（二）、反时限过电流保护装置的组成和原理,反时限过电流保护装置由GL型感应式电流继电器组成，其原理如图所示。当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA动作，经过一定延时后(反时限特性)。其常开触点闭合，常闭触点断开，这时断路器QF因其跳闸线圈YR被“去分流”而跳闸，切除短路故障。在继电器KA去分流跳闸的同时，其信号牌掉下，指示保护装置已经动作。在短路故障切除后，继电器自动返回，其信号牌可利用外壳上的旋钮手动复位。要求，继电器这两对触点的动作程序必须
15、是常开触点先闭合，常闭触点后断开的转换触点。,（三）、过电流保护动作电流的整定,带时限过电流保护(含定时限和反时限)的动作电流，应躲过线路的最大负荷电流(包括正常过负荷电流和尖峰电流)，以免保护装置误动作；其返回电流，也应躲过线路的最大负荷电流，否则保护装置还可能发生误动作。如图所示。,a)电路b)定时限过电流保护的时限整定说明C)反时限过电流保护的时限整定说明,四、过电流保护动作时限的整定,过电流保护的动作时限，应按“阶梯原则”进行整定，以保证前后两级保护装置动作的选择性，在后一级保护装置所保护的线路首端(如图前页所示线路中的k点)发生三相短路时，前一级保护的动作时间t1应比后一级保护中最长的动作时间t2大一个时间级差t，如图b和C所示， 即 t1t2+ t,这一时间级差t，应考虑到前一级保护动作时间可能发生的负偏差(提前动作)，考虑后一级保护动作时间可能发生的正偏差(延后动作)，还要考虑保护装置特别是GL型感应式继电器动作时具有的惯性误差。为了确保动作选择性，还应考虑一个保险时间。,（五）过电流保护的灵敏度,六、提高过电流保护灵敏度的措施低电压闭锁,定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较 定时限过电流保护的优点是：动作时间比较精确，整定简便，且
