工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理

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1、第五章第五章 供配电系统继电保护原理供配电系统继电保护原理5.1 5.1 继电保护基础5.2 5.2 二次接线概述5.3 5.3 高压配电电网的继电保护5.4 5.4 电力变压器保护5.5 5.5 高压电动机保护5.6 5.6 低压配电系统的保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.1 5.1 继电保护基础继电保护基础5.1.1 电力系统继电保护的任务和作用电力系统继电保护的任务和作用5.1.2 继电保护的基本原理和组成继电保护的基本原理和组成5.1.3 继电器的分类继电器的分类5.1.4 对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求5.1.5 继电保护发展简史继电保护发展简史工厂供配电技

2、术第五章供配电系统继电保护原理1 1 短路故障对系统的危害：短路故障对系统的危害：电力系统在运行中可能发生各种故障和不正电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路。发生短路时可能产生以是各种类型的短路。发生短路时可能产生以下后果：下后果：(1) 数值较大的短路电流通过故障点时，产生电弧，使故障设备损坏或烧毁。5.1.1 5.1.1 电力系统继电保护的任务和作用电力系统继电保护的任务和作用工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理(2) 短路电流通过非故障元件时，使电气设备的载流部分和绝缘材料的温度超过散热条

3、件的允许值而不断升高，造成载流导体熔断或加速绝缘老化和损坏，从而可能发展成为故障；(3) 电力系统中部分地区的电压大大下降，破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量。(4) 破坏电力系统中各发电厂并列运行的稳定性，引起系统振荡，从而使事故扩大，甚至导致整个系统瓦解。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理 2 2 电力系统运行状态电力系统运行状态n正常运行，指电压、电流、频率（转速）在规定的范围内，各个一次电气设备能够正常工作而不损坏的运行状态n不正常运行，指电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏但未出现故障的状态，比如像过负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。n故障，各种短路（d(3)、 d(2)

4、 、d(1) 、d(1-1)和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种类型的短路。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理3 3 继电保护基本任务： 继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务：(1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理(2) 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作产生报警信号，以便及时采取措施减轻故障危害。此时一般不要求保护迅速动作。(3) 继电保护装

5、置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理由此可见，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电。因此，继电保护是电力系统的重要组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的必不可少的技术措施之一。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.1.2 5.1.2 继电保护的基本原理和组成继电保护的基本原理和组成1 1 基本原理：基本原理：为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行为区分系统正常运行状态与故

6、障或不正常运行状态状态找差别：找差别：电力系统发生故障前后电气物理量电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征变化的特征工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理22构成构成 它主要由测量、逻辑和执行三部分组成，它主要由测量、逻辑和执行三部分组成，测量回路的作用测量回路的作用是测量与被保护电气设备或线路工作状是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，如态有关的物理量的变化，如电流、电压电流、电压等的变化，以确等的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；逻辑回路的作用逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回

7、是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行路的输出信号，进行逻辑判断逻辑判断，以确定保护是否应该动，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用执行回路的作用是执行逻辑回路的判断，发出切除故障是执行逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的报警信号。的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的报警信号。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理 如图如图5-2所示，当线路上发生短路时，起动用的电流继电器所示，当线路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，使时间继电器瞬时动作，使时间继电器KT起动，起动，KT经整定的一定

8、时经整定的一定时限后，接通信号继电器限后，接通信号继电器KS和中间断电器和中间断电器KM，KM触头接通触头接通断路器断路器QF的跳闸回路，使断路器的跳闸回路，使断路器QF跳闸。跳闸。 图图 5-2继电保护装置框图继电保护装置框图工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理线路过电流保护装置单相原理接线图线路过电流保护装置单相原理接线图工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理1 1 继电器基本概念继电器基本概念继电器是根据某种输入信号来实现自动切换电路的继电器是根据某种输入信号来实现自动切换电路的自动控制电器。自动控制电器。“类似于开关类似于开关”。继电器的继电器的基本原理基本原理：当输入信号达

9、到某一定值或：当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制电路通断。它的功能是反应输入信号的变化以实现电路通断。它的功能是反应输入信号的变化以实现自动控制和保护。自动控制和保护。继电器继电器定义定义：能自动地使被控制量发生跳跃变化的：能自动地使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。控制元件称为继电器。5.1.35.1.3继电器：继电器：工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理2 2 分类分类p按按输入信号输入信号的的性质性质可分为可分为电气继电器电气继电器( (如电流继电如电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器等

10、器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器等) )和和非电气继电器非电气继电器( (如温度继电器、压力继电器、速度如温度继电器、压力继电器、速度继电器、瓦斯继电器等继电器、瓦斯继电器等) )两类；两类；p按按工作原理工作原理可分为电磁式、感应式、电动式、电可分为电磁式、感应式、电动式、电子式子式( (如晶体管型如晶体管型) )、整流式、数字式等；、整流式、数字式等；p按按用途用途可分为可分为控制控制继电器继电器( (用于自动控制电路中用于自动控制电路中) )和和保护保护继电器继电器( (用于继电保护电路中用于继电保护电路中) )。p保护继电器按其在保护继电器按其在继电保护装置继电保护装置中的功能，

11、可分中的功能，可分主继电器主继电器( (如电流继电器、电压继器、阻抗继电器如电流继电器、电压继器、阻抗继电器等等) )和和辅助继电器辅助继电器( (如时间继电器、信号继电器、如时间继电器、信号继电器、中间继电器等中间继电器等) )。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理3. 3. 继电器的继电特性工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理4. 4. 继电器的返回系数 继电器的返回系数是指返回电流与动作电流的比值，即K Krere是一个重要的参数，在实际应用中要求继电器是一个重要的参数，在实际应用中要求继电器有较高的返回系数。有较高的返回系数。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.1

12、.4 5.1.4 对继电保护的基本要求：对继电保护的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：足四个基本要求：选择性选择性、速动性速动性、灵敏性灵敏性、可靠性可靠性。 即保护四性。即保护四性。I.I.选择性：选择性： 选择性选择性是指电力系统发生故障时，保护装置是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。常运行，以尽量缩小停电范围。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理p 当当k1k1点发生短路故障时，应由故障线路上的保点发生短路故障时

13、，应由故障线路上的保护护1 1 和和2 2 动作，将故障线路切除，这时变电所动作，将故障线路切除，这时变电所B B则则仍可由另一条非故障线路继续供电。仍可由另一条非故障线路继续供电。p 在要求保护动作有选择性的同时，还必须考虑在要求保护动作有选择性的同时，还必须考虑保护或断路器有拒动的可能性，因而就需要考虑保护或断路器有拒动的可能性，因而就需要考虑后备保护的问题。后备保护的问题。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理II.速动性：速动性：快速切除故障。提高系统稳定性；减少用户在低电压下的工作时间；减少故障元件的损坏程度 ，避免故障进一步扩大。 t故障切除时间；tbh-保护动作时间； tDL

14、-断路器动作时间一般的快速保护动作时间为0.060.12s，最快的可达0.010.04s。一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.06s。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理III.III.灵敏性灵敏性灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来提高系统稳定性；要求：不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作，而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm。工厂供配电技术第五章供配电

15、系统继电保护原理IV.IV.可靠性可靠性可靠性：指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。影响可靠性有内在的和外在的因素：n内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、 结构设计的合理性、制造工艺水平、内外 接线简明，触点多少等；n外在的：运行维护水平、调试是否正确、 正确安装。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿本章的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理l最早的继电保护是熔断器l1

16、9世纪末期出现了电磁型过电流继电器l1901年出现了感应型过电流继电器l1908年出现了电流差动保护原理l20世纪20年代出现了距离保护l1925年出现了高频方向保护l1950年前后出现了微波保护l20世纪50年代出现了行波保护的思想，50年代末期出现了装置l之后原理上的创新甚少！5.1.55.1.5继电保护发展简史继电保护发展简史工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理l从从2020世纪世纪5050年代出现晶体管，开始出现晶体管年代出现晶体管，开始出现晶体管保护保护l从从2020世纪世纪5050年代末期到年代末期到8080年代初期，出现集成年代初期，出现集成电路保护电路保护l从从2020世

17、纪世纪6060年代提出微机保护，年代提出微机保护，8080年代前后出年代前后出现装置现装置l从上世纪末期，出现基于微机的保护、控制、从上世纪末期，出现基于微机的保护、控制、测量、数据通信于一体的测量、数据通信于一体的综合自动化系统综合自动化系统结构型式：结构型式： 机电型机电型 电子型电子型 微机型微机型( (电磁型、感应型、电动型电磁型、感应型、电动型) )（晶体管、（晶体管、 集成电路）集成电路）工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理常用的机电式继电器分电磁型和感应型两种。常用的机电式继电器分电磁型和感应型两种。（1）电磁式继电器）电磁式继电器1）电磁式电流继电器）电磁式电流继电器电磁

18、式电流继电器电磁式电流继电器在继电保护装置中，通常用作在继电保护装置中，通常用作起动元件起动元件，因此又称因此又称起动继电器起动继电器。常用的常用的DL-10系列电磁式继电器系列电磁式继电器其内部接线和图形符号如图其内部接线和图形符号如图5-1。能使能使过电流继电器动作过电流继电器动作(触点闭合触点闭合)的的最小电流最小电流称继电器的称继电器的“动作电流动作电流”，用，用 表示。表示。使继电器由使继电器由动作状态动作状态返回到返回到起始位置起始位置的的最大电流最大电流，称为继电，称为继电器的器的“返回电流返回电流”，用，用 表示。表示。 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理图图5-1 D

19、L10系列电磁式电流继电器的内部结线和图形符号系列电磁式电流继电器的内部结线和图形符号 a)DL-11型结线型结线 b)DL-12型结线型结线 c)DL-13型结线型结线d)集中表示的图形符号集中表示的图形符号 e)分开表示的图形符号分开表示的图形符号继电器继电器“返回电流返回电流”与与“动作电流动作电流”的比值，称为继电器的返回系数，用的比值，称为继电器的返回系数，用 表示，即表示，即 对于过量继电器，返回系数总是小于对于过量继电器，返回系数总是小于1的的(欠量继电器则大于欠量继电器则大于1)，返回系数越接，返回系数越接近于近于1，说明继电器越灵敏，如果返回系数过低，可能使保护装置误动作。，

20、说明继电器越灵敏，如果返回系数过低，可能使保护装置误动作。DL-10系列继电器的返回系数一般不小于系列继电器的返回系数一般不小于0.8。 DL-10系列系列电磁式继电器电磁式继电器的电流时间特性如图的电流时间特性如图5-2所示所示 只要通入继电器的电流超过某一预先整定的数值时，它就能动作，只要通入继电器的电流超过某一预先整定的数值时，它就能动作，动作时限动作时限是是固固定的，与外加电流无关定的，与外加电流无关，这种特性称作定时限特性。，这种特性称作定时限特性。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理图图5-2电磁式电流继电器的定时限特性电磁式电流继电器的定时限特性 2).电磁式时间继电器电磁

21、式时间继电器 供电系统中常用的供电系统中常用的DS-110、120系列电磁式时间继电器的内部结线和图形符号系列电磁式时间继电器的内部结线和图形符号如图如图5-3所示。所示。图图5-3 DS-110、120系列时间继电器的内部结线和图形符号系列时间继电器的内部结线和图形符号工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理 3).电磁式信号继电器电磁式信号继电器供电系统中常用的供电系统中常用的DX-11型电磁式信号继电器，有型电磁式信号继电器，有电流型电流型和和电电压型压型两种，电流型可串联在二次回路中而不影响其他二次元件两种，电流型可串联在二次回路中而不影响其他二次元件的动作。的动作。电压型必须并联在

22、二次回路内。电压型必须并联在二次回路内。 图图5-4 DX-11型电磁式信号继电器的内部结构和图形型电磁式信号继电器的内部结构和图形符号符号 DX-11型信号继电器的内部结线和图形符号如型信号继电器的内部结线和图形符号如图图5-4 b)所示。所示。 b)工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理 4).电磁式中间继电器电磁式中间继电器电磁式中间继电器常用在保护装置的电磁式中间继电器常用在保护装置的出口回路出口回路中，用来中，用来接通接通断路器的跳闸回路断路器的跳闸回路，故又称为，故又称为出口继电器出口继电器。 工厂供电系统中常用的工厂供电系统中常用的DZ-10系列中间继电器的内部结线和系列中间

23、继电器的内部结线和图形符号如图图形符号如图5-5所示，所示， 5-5 DZ-10系列中间继电器的内部结线和图形符号系列中间继电器的内部结线和图形符号工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.1 5.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念(2)感应式电流继电器感应式电流继电器供电系统中常用供电系统中常用 感应式电流继电器的内部结构如图感应式电流继电器的内部结构如图5-6所示。所示。 图图5-6感应式电流继电器的内部结构感应式电流继电器的内部结构1-1-线圈线圈 2-2-电磁铁电磁铁 3-3-短路短路环环 4-4-铝盘铝盘 5-5-钢片钢片 6-6-铝铝框架框架 5-5-调节弹簧调节弹簧 8

24、-8-制动永久磁铁制动永久磁铁 9-9-扇形扇形齿轮齿轮 10-10-蜗杆蜗杆 11-11-扁杆：扁杆： 12-12-触点触点 13-13-时限调节螺时限调节螺 14-14-速断电流调节螺杆速断电流调节螺杆 15-15-衔铁衔铁 16-16-动作电流调动作电流调节插销节插销工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理感应系统的工作原理可参看图感应系统的工作原理可参看图5-5。当线圈当线圈1有电流流有电流流 过时，电磁铁过时，电磁铁2在短路环在短路环3的作用下，产生在时间和空间位置的作用下，产生在时间和空间位置上不相同的两个磁通上不相同的两个磁通1和和2，且，且1超前于超前于2。这两个磁通均穿过铝

25、盘。这两个磁通均穿过铝盘4，根据电磁感应原理，这两个磁通在磁盘上产生一个始终由超前磁通根据电磁感应原理，这两个磁通在磁盘上产生一个始终由超前磁通1向落后磁向落后磁通通2方向的转动力矩方向的转动力矩M1。根据电能表的工作原理可知，此时作用于铝盘上的。根据电能表的工作原理可知，此时作用于铝盘上的转动力矩为转动力矩为12sin 式中式中为为1与与2之间的相位差，此值为一常数之间的相位差，此值为一常数 由于由于1IKA, 2IKA且且为为常数常数,因此因此I2KA, 在的作用下，铝盘开始转动。铝盘转动后，切割永久磁铁在的作用下，铝盘开始转动。铝盘转动后，切割永久磁铁8，产生反向的制，产生反向的制动力矩

26、。由电度表工作原理知，与铝盘的转速成正比，即动力矩。由电度表工作原理知，与铝盘的转速成正比，即这个制动力矩在某一转速下，与电磁铁产生的转动力矩相平衡，这个制动力矩在某一转速下，与电磁铁产生的转动力矩相平衡，因而在一定的电流下保持铝盘匀速旋转。因而在一定的电流下保持铝盘匀速旋转。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理在上述和的作用下，铝盘受力虽有使框架在上述和的作用下，铝盘受力虽有使框架6和铝盘和铝盘4向外推出的趋势，向外推出的趋势，但由于受到弹簧但由于受到弹簧5的拉力，仍保持在初始位置，见图的拉力，仍保持在初始位置，见图5-5。图图5-5 感应式电流继电器的转动力矩感应式电流继电器的转动力

27、矩M1制动力矩制动力矩M21线圈线圈 2-电磁铁电磁铁 3-短路环短路环 4-铝盘铝盘5-钢片钢片 6-铝框架铝框架 5-调节弹簧调节弹簧 8-制动永久磁铁制动永久磁铁工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.25.2二次接线概述二次接线概述n5.2.1二次接线的基本概念n5.2.2二次接线的原理图和安装图n5.2.3变电所二次回路的操作电源n5.2.4高压断路器的控制与信号回路n5.2.5变电所的信号装置n5.2.6变电所电气测量仪表工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.2.15.2.1二次接线的基本概念二次接线的基本概念n在用户供配电系统中，通常将电气设备分为一次设备和二次设备

28、。n直接生产、输送和分配使用电能的设备称为一次设备，如用户的供电系统中变压器、断路器、母线和电动机等属于一次设备。由一次设备构成的电路称为变电站的主电路或一次接线，是变电站的主体。n对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。二次设备包括测量仪器、控制与信号设备、继电保护装置以及自动和远动装置等。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理定义：表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次回路或二次接线，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统及继电保护和自动化系统等。二次接线分类方法:n二次接线按照电源性质分，有直流回路和交流回路。n直流回路是由直流电源供电的控

29、制、保护和信号回路；交流回路又分为交流电流回路和交流电压回路。交流电流回路由电流互感器供电，交流电压回路由电压互感器或所用变压器供电，构成测量、控制、保护、监视及信号等回路。n二次接线按照用途分，有断路器控制回路、信号回路、测量回路、继电保护回路和自动装置回路等。二次接线在用户供配电系统中虽然是一次电路的辅助系统，但它对一次电路的安全、可靠、优质、经济地运行有着十分重要的作用，因此必须予以充分的重视。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.2.25.2.2二次接线的原理图和安装图二次接线的原理图和安装图用户供配电系统的电气接线图，可分为用户供配电系统的电气接线图，可分为一次接线图一次接线

30、图和和二次二次接线图接线图。一次接线图一次接线图: :用规定的图形符号和文字符号表示一次设备用规定的图形符号和文字符号表示一次设备及其相互连接顺序的图称，即主接线图；及其相互连接顺序的图称，即主接线图；二次接线图二次接线图: :用规定的图形符号和文字符号表示二次设备用规定的图形符号和文字符号表示二次设备的元件及其相互连接顺序的图称。二次接线图分为原的元件及其相互连接顺序的图称。二次接线图分为原理接线图和安装接线图。理接线图和安装接线图。1. 1. 二次接线的原理图二次接线的原理图 在供配电系统中，在供配电系统中，用来表示用来表示继电保护、监视和测量仪表继电保护、监视和测量仪表以及自动装置的以及

31、自动装置的工作原理工作原理的的电路图电路图叫做叫做原理接线图原理接线图，原理接线图原理接线图可按可按归总式归总式和和展开式展开式两种方式绘制。两种方式绘制。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n1) 1) 归总式原理接线图归总式原理接线图归总式原理接线图归总式原理接线图：每个元器件以：每个元器件以整体形式绘出整体形式绘出，它对，它对整个整个装置的构成有一个明确的概念，便于掌握其互相关系和装置的构成有一个明确的概念，便于掌握其互相关系和工作原理工作原理。优点：较为直观优点：较为直观缺点：当元器件较多时电路的交叉多，交、直流回路、控制缺点：当元器件较多时电路的交叉多，交、直流回路、控制与信号

32、回路均混合在一起，清晰度差。与信号回路均混合在一起，清晰度差。应用：归总式原理接线图可用来分析工作原理，但对于复杂线路，看图较困难，因此，广泛应用展开式原理图。n2) 2) 展开式原理接线图展开式原理接线图展开式原理接线图展开式原理接线图：按二次接线使用电源来分别画出交流电：按二次接线使用电源来分别画出交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路及信号回路中各流回路、交流电压回路、直流操作回路及信号回路中各元件的线圈和触点。元件的线圈和触点。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理即：属于同一个设备或元件即：属于同一个设备或元件的电流线圈、电压线圈、控制触的电流线圈、电压线圈、控制触点点分别画在

33、不同的回路分别画在不同的回路里。为了避免混淆，里。为了避免混淆，属于同一个属于同一个元件的线圈和触点元件的线圈和触点采用采用相同的文字符号相同的文字符号，但，但各支路需标各支路需标上不同的数字回路标号上不同的数字回路标号。展开图展开图分成分成交流电流交流电流回路、回路、交流电压交流电压回路、回路、直流控制操作直流控制操作回回路和路和信号信号回路等几个主要组成部分。每一部分又分行排回路等几个主要组成部分。每一部分又分行排列。列。n交流回路交流回路按按A A、B B、C C的相序的相序排列排列n控制回路控制回路按继电器的动作顺序按继电器的动作顺序由由上往下上往下分别排列，各回分别排列，各回路右侧通

34、常有文字说明。路右侧通常有文字说明。n图中各元件和回路按统一规定的图形、文字符号绘制。图中各元件和回路按统一规定的图形、文字符号绘制。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理注意：注意：较简单图形可省略回路标号。较简单图形可省略回路标号。所有开关电器和继电器触点都是按照开关断开时的位所有开关电器和继电器触点都是按照开关断开时的位置和继电器线圈中无电流时的状态绘制。置和继电器线圈中无电流时的状态绘制。展开图优点展开图优点：接线清晰，回路次序明显，便于了解整个：接线清晰，回路次序明显，便于了解整个装置的动作程序和工作原理。装置的动作程序和工作原理。目前工程中主要采用这种图形，是运行和安装中一种常

35、目前工程中主要采用这种图形，是运行和安装中一种常用的图纸，又是绘制安装接线图的依据。用的图纸，又是绘制安装接线图的依据。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理2 2. . 二次接线的安装图二次接线的安装图定义：定义：根据根据电气施工安装的要求电气施工安装的要求，用来，用来表示二次设备的表示二次设备的具体位置和布线方式的图形具体位置和布线方式的图形，称为二次回路的安装，称为二次回路的安装接线图。接线图。说明：说明：安装图是二次回路设计的最后阶段，用来作为设安装图是二次回路设计的最后阶段，用来作为设备制造、现场安装的实用二次接线图，也是运行、备制造、现场安装的实用二次接线图，也是运行、调试、检

36、修的主要图纸。调试、检修的主要图纸。在安装图上设备均按实际位置布置，设备的端子在安装图上设备均按实际位置布置，设备的端子和导线，电缆的走向均用符号、标号加以标志。和导线，电缆的走向均用符号、标号加以标志。二次接线安装图包括屏面元件布置图、屏后接线二次接线安装图包括屏面元件布置图、屏后接线图和端子板接线图等几部分组成。图和端子板接线图等几部分组成。1) 1) 二次接线基本要求二次接线基本要求按按电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范工及验收规范(GB 501711992)(GB 501711992)规定，二次回路规定，二次回路的接线应符合下列要求

37、。的接线应符合下列要求。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理(1) (1) 按图施工，接线正确。按图施工，接线正确。(2) (2) 导线与电气元件间采用螺栓、插接、焊接或压接等方法连接，导线与电气元件间采用螺栓、插接、焊接或压接等方法连接，均应牢固可靠。均应牢固可靠。(3) (3) 盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。(4) (4) 电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号应正确，电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号应正确，字迹清晰且不易褪色。字迹清晰且不易褪色。(5) (5) 配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘良好，

38、无损伤。配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘良好，无损伤。(6) (6) 每个接线端子的每侧接线宜为每个接线端子的每侧接线宜为1 1根，不得超过根，不得超过2 2根；对于插接式根；对于插接式端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上；对于螺栓连端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上；对于螺栓连接端子，当接两根导线时，中间应加平垫片。接端子，当接两根导线时，中间应加平垫片。(7) (7) 二次回路接地应设专用螺栓。二次回路接地应设专用螺栓。(8)(8)盘、柜内的二次回路配线：电流回路应采用电压不低于盘、柜内的二次回路配线：电流回路应采用电压不低于500V500V的铜的铜心绝缘导线，其截面不应小于

39、心绝缘导线，其截面不应小于2.5mm22.5mm2；其他回路截面不应小于；其他回路截面不应小于1.5mm21.5mm2；对于电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满；对于电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于0.5mm20.5mm2截面的绝缘导线。截面的绝缘导线。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理2)2)二次回路的编号二次回路的编号目的：目的：为了在安装接线、检查故障等接线、查线过程中，不为了在安装接线、检查故障等接线、查线过程中，不至于混淆，需对二次回路进行编号。表至于混

40、淆，需对二次回路进行编号。表5-15-1和表和表5-25-2所示所示分别为直流回路和交流回路编号范围。分别为直流回路和交流回路编号范围。说明：说明：交流电压、电流回路的编号前附上该点所属相别交流电压、电流回路的编号前附上该点所属相别(A(A、B B、C C、N)N)。直流回路在每行主要压降元件直流回路在每行主要压降元件左侧左侧使用使用奇数奇数号、号、右侧右侧使使用用偶数偶数号。号。后两位为后两位为3333的回路为的回路为断路器跳闸断路器跳闸回路专用回路专用0303为合闸回路为合闸回路专用，安装、调试、检修时应特别注意。专用，安装、调试、检修时应特别注意。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原

41、理n3) 安装接线图的绘制安装接线图的绘制安装接线图一般应安装接线图一般应表示出各个项目表示出各个项目(指元件、器件、部件、指元件、器件、部件、组件和成套设备等组件和成套设备等)的的相对位置相对位置、项目代号项目代号、端子号端子号、导线号导线号、导线类型导线类型和和导线截面导线截面等内容。等内容。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理(1)二次设备的表示方法。由于二次设备是从属于某一次设备或电路的，而一次设备或电路又从属于某一成套装置，因此为避免混淆，所有二次设备都必须按GB/T5094.22003标明其项目种类代号。电气图中的项目种类代号具体要求如下：电气图中每个用图形符号表示的项目，应

42、有能识别其项目种类和提供项目层次关系、实际位置等信息的项目代号。项目代号可分为4个代号段，每个代号段应由前缀符号和字符组成，各代号段的名称及其前缀符号应符合下列规定：第1段高层代号，其前缀符号为“=”；第2段位置代号，其前缀符号为“+”；第3段种类代号，其前缀符号为“ ”；第4段端子代号，其前缀符号为“：”。每个代号段的字符可由拉丁字母或阿拉伯数字构成，或二者组合构成，字母应大写。可使用前缀符号将各代号段以适当方式进行组合。项目代号应以一个系统、成套装置的依次分解为基础。一个代号表示的项目应是前一个代号所表示项目的一部分。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理(2) 接线端子的表示方法。接

43、线端子的表示方法。屏屏(柜柜)外的导外的导线或设备线或设备与与屏上二次设备屏上二次设备相连相连时，时，必须必须经过端子排经过端子排。端子排是。端子排是由专门由专门的接线端子板组合而成。的接线端子板组合而成。右图为端子排的一般形式：右图为端子排的一般形式：最上面标出安装项目名称、端子排代号最上面标出安装项目名称、端子排代号和安装项目代号。和安装项目代号。下面的端子在图上画为三格，中间一格下面的端子在图上画为三格，中间一格注明端子排的序号。注明端子排的序号。一侧列出屏内设备的代号及其端子代号，一侧列出屏内设备的代号及其端子代号，另一侧标明引至设备的代号和端子另一侧标明引至设备的代号和端子号或回路编

44、号。号或回路编号。端子排的文字代号为端子排的文字代号为X，端子的，端子的前缀符前缀符号为号为“：”。若上述有功电能表若上述有功电能表P1有有8个端子，则端个端子，则端子子应标为应标为“A3WL3 P1：1”。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理接线端子板分为普通端子、连接端子、试验端子和终端端子等形式。普通端子板用来连接由屏外引至屏上或由屏上引至盘外的导线；连接端子板有横向连接片，可与邻近端子板相连，用来连接有分支的二次回路导线；试验端子板用来在不断开二次回路的情况下，对仪表、继电器进行试验；终端端子板用来固定或分隔不同安装项目的端子排。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理(3)

45、连接导线的表示方法。连接导线的表示方法。 连续线连续线是指表示两端子之间的连接导线的线条是连续是指表示两端子之间的连接导线的线条是连续的，如图下的，如图下(a)所示。用连续线表示的连接导线需要所示。用连续线表示的连接导线需要全线画出。全线画出。缺点：缺点：连线多时显得过于复杂。连线多时显得过于复杂。 中断线中断线是指表示两端子之间的连接导线的线条是中断是指表示两端子之间的连接导线的线条是中断的，如下图的，如下图(b)(b)所示。在线条所示。在线条中断处必须中断处必须标明导线的标明导线的去向，去向，即在接线端子出线处标明对方端子的代号，即在接线端子出线处标明对方端子的代号，这种标号方法称为这种标

46、号方法称为“相对标号法相对标号法”。优点：优点：此法简此法简明清晰，对安装接线和维护检修都很方便。明清晰，对安装接线和维护检修都很方便。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理4)4)二次接线的安装图举例二次接线的安装图举例工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理高压线路测量及保护回路安装接线图高压线路测量及保护回路安装接线图工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理高压线路测量及保护回路原理接线展开图高压线路测量及保护回路原理接线展开图工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.2.35.2.3变电所二次回路的操作电源变电所二次回路的操作电源n二次回路的操作电源是指控制、信号、监测及继

47、电保护和自动装置等二次回路系统所需的电源。n要求：首先必须安全可靠，不应受供电系统运行情况的影响，保持不间断供电；其次容量要足够大，应能够满足供电系统正常运行和事故处理所需要的容量。n二次回路的操作电源，分直流操作电源和交流操作电源两大类。n直流操作电源，按供电电源的性质又可分为独立直流电源(蓄电池组)和交流整流电源(带电容的储能硅整流装置和复式整流装置)；n交流操作电源又有由所用变压器供电和由仪用互感器供电之分。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理1.直流操作电源有：铅酸蓄电池组、镉镍蓄电池组、带电容储能的硅整流装置、复式整流装置。n铅酸蓄电池组优点：它与交流的供电系统无直接关系，不受

48、供电系统优点：它与交流的供电系统无直接关系，不受供电系统运行情况的影响，工作可靠。运行情况的影响，工作可靠。缺点：设备投资大，还需设置专门的蓄电池室，且有较缺点：设备投资大，还需设置专门的蓄电池室，且有较多的腐蚀性，运行维护也相当麻烦。现在一般变配多的腐蚀性，运行维护也相当麻烦。现在一般变配电所已很少采用。电所已很少采用。n镉镍蓄电池组优点：除了不受供电系统运行情况影响、工作可靠之外，优点：除了不受供电系统运行情况影响、工作可靠之外，还有它的大电流放电性好，使用寿命长，腐蚀性小，还有它的大电流放电性好，使用寿命长，腐蚀性小，无需设蓄电池室，降低了投资，运行维护也比较简无需设蓄电池室，降低了投资

49、，运行维护也比较简便，因此在变配电所中应用比较普遍。便，因此在变配电所中应用比较普遍。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n带电容储能的硅整流装置优点：设备投资更少，并能减少运行维护工作量。优点：设备投资更少，并能减少运行维护工作量。缺点：电容器有漏电问题，且易损坏，可靠性不如蓄电池。缺点：电容器有漏电问题，且易损坏，可靠性不如蓄电池。为了提高整流操作电源供电的可靠性，一般至少应有两个独为了提高整流操作电源供电的可靠性，一般至少应有两个独立的交流电源给整流器供电，其中之一最好是与本变电立的交流电源给整流器供电，其中之一最好是与本变电所没有直接联系的电源。所没有直接联系的电源。n复式整流装

50、置由于复式整流装置有电压源和电流源，因此能保证供电系统由于复式整流装置有电压源和电流源，因此能保证供电系统在正常和事故情况下直流系统均能可靠地供电在正常和事故情况下直流系统均能可靠地供电。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理2. 2. 交流操作电源交流操作电源优点：优点：交流操作电源比整流电源更简单，它不需设置直流回交流操作电源比整流电源更简单，它不需设置直流回路，可以采用直接动作式继电器，工作可靠，二次接线路，可以采用直接动作式继电器，工作可靠，二次接线简单，便于维护。交流操作电源广泛用于用户中小型变简单，便于维护。交流操作电源广泛用于用户中小型变电所中断路器采用手动操作和继电保护采用

51、交流操作的电所中断路器采用手动操作和继电保护采用交流操作的场合。场合。 交流操作电源交流操作电源可以从可以从电压互感器电压互感器、电流互感器电流互感器或或所用所用变压器变压器取得。取得。说明：说明：在使用在使用电压互感器作为操作电源电压互感器作为操作电源时必须注意：在某时必须注意：在某些情况下，当些情况下，当发生短路发生短路时，母线上的时，母线上的电压显著下降电压显著下降，以，以至加到断路器线圈上的至加到断路器线圈上的电压过低电压过低，不能使操作机构不能使操作机构动作。动作。因此，用电压互感器作为操作电源，只能作为因此，用电压互感器作为操作电源，只能作为保护内部保护内部故障故障的的气体继电器气

52、体继电器的操作电源。的操作电源。对于短路保护的保护装置，其交流操作电源可取自电流互对于短路保护的保护装置，其交流操作电源可取自电流互感器，在短路时，短路电流本身可用来使断路器跳闸。感器，在短路时，短路电流本身可用来使断路器跳闸。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理交流操作电源供电的继电保护装置，根据交流操作电源供电的继电保护装置，根据跳闸线圈供电方式跳闸线圈供电方式的不同的不同，分为，分为“去分流跳闸去分流跳闸”式和式和直接动作式直接动作式两种。两种。n“去分流跳闸去分流跳闸”式式特点：接线方式简单经济，而且灵敏度较高。但继电器触点特点：接线方式简单经济，而且灵敏度较高。但继电器触点的容

53、量要足够大。在工厂供电系统中应用相当广泛。的容量要足够大。在工厂供电系统中应用相当广泛。n直接动作式直接动作式特点：这种交流操作方式最为简单经济，但受脱扣器型号的特点：这种交流操作方式最为简单经济，但受脱扣器型号的限制，没有时限，且动作准确性差，保护灵敏度低，在限制，没有时限，且动作准确性差，保护灵敏度低，在实际工程中已很少应用。实际工程中已很少应用。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n在正常情况下，继电器在正常情况下，继电器KAKA的常闭触点将跳闸线的常闭触点将跳闸线圈圈YRYR短接短接( (分流分流) )，YRYR不不通电，断路器通电，断路器QFQF不会跳不会跳闸。闸。n当一次电路

54、发生当一次电路发生相间短相间短路路时，继电器动作，其时，继电器动作，其常闭触点断开，使常闭触点断开，使YRYR的的短接分流支路被去掉短接分流支路被去掉( (即即“去分流去分流”) )，从而，从而使电流互感器的二次电使电流互感器的二次电流完全流入跳闸线圈流完全流入跳闸线圈YRYR，使断路器跳闸，使断路器跳闸。QFQF断路器断路器 TATA电流互感器电流互感器KAGLKAGL型电流继电器型电流继电器 YRYR跳闸线圈跳闸线圈 图图 “去分流跳闸去分流跳闸”式过电流保护电路式过电流保护电路工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n利用高压断路器手动操作机构内的利用高压断路器手动操作机构内的过电流脱

55、扣器过电流脱扣器( (跳闸线圈跳闸线圈)YR)YR作过电作过电流继电器流继电器KA(KA(直动式直动式) )，接成两相一，接成两相一继电器式或两相两继电器式接线。继电器式或两相两继电器式接线。n正常情况下，正常情况下，YRYR通过正常的二次电通过正常的二次电流，远小于流，远小于YRYR的动作电流，不动作；的动作电流，不动作；n而在一次电路发生相间短路时，短而在一次电路发生相间短路时，短路电流反应到互感器的二次侧，流路电流反应到互感器的二次侧，流过过YRYR，达到或超过，达到或超过YRYR的动作电流，的动作电流，从而使断路器跳闸。从而使断路器跳闸。QF断路器断路器 TA电流互感器电流互感器YR跳

56、闸线圈跳闸线圈(即直动式继电器即直动式继电器KA) 直接动作式过电流保护电路直接动作式过电流保护电路 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n变电所在运行时，由于负荷的变化或系统运行方式的变电所在运行时，由于负荷的变化或系统运行方式的改变，需要将变压器，改变，需要将变压器，线路投入和切除线路投入和切除，都要用，都要用断路断路器进行操作器进行操作。断路器的操作断路器的操作是通过是通过它的操作机构它的操作机构来来完完成成的，断路器的的，断路器的控制回路控制回路就是就是用以控制操作机构动作用以控制操作机构动作的的电路电路。n对断路器的控制，对断路器的控制，按控制的地点按控制的地点可分为可分为就地

57、控制就地控制和和集中控制集中控制。n就地控制：就地控制：在断路器安装地点进行控制；在断路器安装地点进行控制；n集中控制：集中控制：集中在控制室内进行控制，即运行人员在集中在控制室内进行控制，即运行人员在几十米或几百米以外，用控制开关通过控制回路进行几十米或几百米以外，用控制开关通过控制回路进行操作，操作完之后，立即由灯光信号反映出断路器的操作，操作完之后，立即由灯光信号反映出断路器的位置状态，这种控制方式，也称为位置状态，这种控制方式，也称为距离控制。距离控制。5.2.45.2.4高压断路器的控制与信号回路高压断路器的控制与信号回路工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理1.1.对控制回路的

58、一般要求对控制回路的一般要求(1) (1) 断路器操作机构的合闸与跳闸线圈都是按短时通电来设断路器操作机构的合闸与跳闸线圈都是按短时通电来设计的，操作完成之后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路计的，操作完成之后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。以免烧坏线圈。(2) (2) 断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置或继电保护装置作用下自动合闸或跳闸。能在自动装置或继电保护装置作用下自动合闸或跳闸。(3) (3) 控制回路应具有反映断路器位置的信号。一般采用灯光控制回路应具有反映断路器位置的信号。一般采用灯光信号。信号。(4

59、) (4) 对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。(5) (5) 具有防止断路器多次合、跳闸的具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳防跳”装置。装置。 控制回路的接线方式较多，按控制回路的接线方式较多，按监视方式监视方式可分为可分为灯光灯光监视的控制回路监视的控制回路与与音响监视的控制回路音响监视的控制回路。前者多用于小。前者多用于小型变电所，而后者常用于大、中型变电所。型变电所，而后者常用于大、中型变电所。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理2. 2. 灯光监视的控制回路和信号回路灯光监视的控制回路和信号回路1) 1) 控制回路的构成控制回路的

60、构成断路器控制回路由控制元件、中间放大元件和操断路器控制回路由控制元件、中间放大元件和操作机构三部分构成。作机构三部分构成。(1)(1)控制元件。包括控制开关和按扭，目前多采用带有控制元件。包括控制开关和按扭，目前多采用带有操作手柄的控制开关，使断路器合闸或跳闸。如操作手柄的控制开关，使断路器合闸或跳闸。如LW2-ZLW2-Z型控制开关。型控制开关。(2) (2) 中间放大器件。因断路器的合闸电流较大，而控制中间放大器件。因断路器的合闸电流较大，而控制元件和控制回路所能通过的电流只有几安，二者之元件和控制回路所能通过的电流只有几安，二者之间需用中间放大器件进行转换，常采用直流接触器间需用中间放

61、大器件进行转换，常采用直流接触器去接通合闸回路。去接通合闸回路。(3) (3) 操作机构。高压断路器的操作机构有电磁式、弹簧操作机构。高压断路器的操作机构有电磁式、弹簧式和液压式等，操作机构不同，其控制回路不尽相式和液压式等，操作机构不同，其控制回路不尽相同，但基本接线相似。用户变电所的断路器常采用同，但基本接线相似。用户变电所的断路器常采用电磁式操作机构。电磁式操作机构。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理SA控制开关控制开关 BC小母线小母线BF闪光母线闪光母线 KL防跳继电器防跳继电器KM中间继电器中间继电器 KO合闸接触器合闸接触器 YO合闸线圈合闸线圈 YRYR跳闸线圈；跳闸线

62、圈； BASBAS事故音响小母线事故音响小母线 ；KK继电保护触点继电保护触点 K1K1闪光继电器闪光继电器 ；SBSB试验按钮试验按钮工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理图图 LW2LW2ZZ型控制开关触点表型控制开关触点表 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n2) 2) 控制回路和信号回路操作过程分析控制回路和信号回路操作过程分析n(1) (1) 手动合闸。合闸前，断路器处于手动合闸。合闸前，断路器处于“跳闸跳闸后后”状态状态，断路器的辅助触点，断路器的辅助触点QF2QF2闭合，控制闭合，控制开关开关SA10-11SA10-11闭合，绿灯闭合，绿灯GNGN回路接通发亮回路接通

63、发亮。但。但由于电阻由于电阻R1R1的限流，不足以使合闸接触器的限流，不足以使合闸接触器KOKO动作。动作。绿灯亮绿灯亮表示表示断路器断路器处于处于“跳闸跳闸”位置，位置，且且控制电源和合闸回路控制电源和合闸回路完好完好。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n当控制开关扳到当控制开关扳到“预备合闸预备合闸”位置时，触点位置时，触点SA9-10SA9-10接通，接通，绿灯改接在闪光母线绿灯改接在闪光母线BFBF上，发出绿灯闪光，说明情况正上，发出绿灯闪光，说明情况正常，可以合闸。当开关再旋转常，可以合闸。当开关再旋转4545至至“合闸合闸”位置时，位置时，触点触点SA5-8SA5-8接通，

64、合闸接触器接通，合闸接触器KOKO动作，使合闸线圈动作，使合闸线圈YOYO通电，通电，断路器合闸。合闸后，辅助触点断路器合闸。合闸后，辅助触点QF2QF2断开，切断合闸回路，断开，切断合闸回路，同时同时QF1QF1闭合。闭合。n当操作人员将手柄放开之后，在弹簧的作用之下，开当操作人员将手柄放开之后，在弹簧的作用之下，开关回到关回到“合闸后合闸后”位置，触点位置，触点SA13-16SA13-16闭合，红灯闭合，红灯RDRD电路电路接通，接通，红灯亮红灯亮表示表示断路器在合闸状态断路器在合闸状态。n(2) (2) 自动合闸。控制开关在自动合闸。控制开关在“跳闸后跳闸后”位置，若自动装位置，若自动装

65、置的中间继电器接点置的中间继电器接点闭合，将使合闸接触器闭合，将使合闸接触器KOKO动作动作合闸。自动合闸后，信号回路经控制开关中合闸。自动合闸后，信号回路经控制开关中SA14-15SA14-15、红、红灯灯RDRD、辅助触点、辅助触点QF1QF1，与闪光母线，与闪光母线BFBF接通，接通，RDRD发出红色闪发出红色闪光，表示断路器是自动合闸的，只有当运行人员将手柄光，表示断路器是自动合闸的，只有当运行人员将手柄扳到扳到“合闸后合闸后”位置，红灯才能发出平光。位置，红灯才能发出平光。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n(3) (3) 手动跳闸。首先将开关扳到手动跳闸。首先将开关扳到“预

66、备跳闸预备跳闸”位置，位置，SA13-14SA13-14接通，接通，RDRD发出红色闪光。再将手柄扳到发出红色闪光。再将手柄扳到“跳闸跳闸”位置，位置，SA6-7SA6-7接通，断路器跳闸线圈接通，断路器跳闸线圈YRYR通电，断路器跳闸。松手后，开关通电，断路器跳闸。松手后，开关又自动弹回到又自动弹回到“跳闸后跳闸后”位置。跳闸完成后，辅助触点位置。跳闸完成后，辅助触点QF1QF1断断开，红灯熄灭，开，红灯熄灭，QF2QF2闭合，通过触点闭合，通过触点SA10-11SA10-11使绿灯亮。使绿灯亮。n(4) (4) 自动跳闸。如果由于故障继电保护装置动作，使继电保自动跳闸。如果由于故障继电保护

67、装置动作，使继电保护触点护触点K K闭合，引起断路器跳闸。由于闭合，引起断路器跳闸。由于“合闸后合闸后”位置位置SA9-10SA9-10已接通，于是绿灯发出闪光。已接通，于是绿灯发出闪光。 在事故情况下，除用闪光信号显示外，控制电路还备有在事故情况下，除用闪光信号显示外，控制电路还备有音响信号，在图音响信号，在图5.105.10中，开关触点中，开关触点SA1-3SA1-3和和SA19-17SA19-17与触点与触点QFQF串联，接在事故音响母线串联，接在事故音响母线BASBAS上，断路器因事故跳闸而出现上，断路器因事故跳闸而出现“不对应不对应”关系时，音响信号回路的触点全部接通而发出音响，关系

68、时，音响信号回路的触点全部接通而发出音响，引起运行人员的注意。引起运行人员的注意。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n(5) (5) 防跳装置。断路器的防跳装置。断路器的“跳跃跳跃”，是指运行人员手，是指运行人员手动合闸断路器于故障元件时，断路器又被继电保护动动合闸断路器于故障元件时，断路器又被继电保护动作于跳闸，由于控制开关位于作于跳闸，由于控制开关位于“合闸合闸”位置，则会引位置，则会引起断路器重新合闸。为了防止这一现象，断路器控制起断路器重新合闸。为了防止这一现象，断路器控制回路设有跳跃闭锁继电器回路设有跳跃闭锁继电器KLKL。KLKL具有电流和电压两个具有电流和电压两个线圈，电

69、流线圈接在断路器跳闸线圈线圈，电流线圈接在断路器跳闸线圈YRYR之前，电压线之前，电压线圈则经过其本身的常开触点圈则经过其本身的常开触点KL1KL1与合闸接触器线圈与合闸接触器线圈KOKO并并联。当继电保护装置动作，即触点联。当继电保护装置动作，即触点K K闭合使断路器跳闸闭合使断路器跳闸线圈线圈YRYR接通时，同时也接通了接通时，同时也接通了KLKL的电流线圈并使之启的电流线圈并使之启动，于是防跳继电器的常闭触点动，于是防跳继电器的常闭触点KL2KL2断开，将断开，将KOKO回路断回路断开，避免了断路器再次合闸，同时常开触点开，避免了断路器再次合闸，同时常开触点KL1KL1闭合，闭合，通过通

70、过SA5-8SA5-8触点或自动装置触点触点或自动装置触点KK使使KLKL的电压线圈接的电压线圈接通并自保持，从而防止了断路器的通并自保持，从而防止了断路器的“跳跃跳跃”。触点。触点KL3KL3与继电器触点与继电器触点K K并联，用来保护后者，使其不致断开超并联，用来保护后者，使其不致断开超过其触点容量的跳闸线圈电流。过其触点容量的跳闸线圈电流。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n(6) (6) 闪光电源装置。闪光电源装置由闪光电源装置。闪光电源装置由DXDX33型闪光继电器型闪光继电器K1K1、附加电阻、附加电阻R R和电容和电容C C等组成，接线图见图等组成，接线图见图左部。当断左

71、部。当断路器发生事故跳闸后，断路器处于跳闸状态，而控制开路器发生事故跳闸后，断路器处于跳闸状态，而控制开关仍保留在关仍保留在“合闸后合闸后”位置，这种情况称为位置，这种情况称为“不对应不对应”关系。在此情况下，触点关系。在此情况下，触点SA9-10SA9-10与断路器辅助触点与断路器辅助触点QF2QF2仍仍接通，电容器接通，电容器C C开始充电，电压升高，待其升高到闪光继开始充电，电压升高，待其升高到闪光继电器电器K1K1的动作值时，闪光继电器的动作值时，闪光继电器K1K1动作，从而断开通电动作，从而断开通电回路，上述循环不断重复，闪光继电器回路，上述循环不断重复，闪光继电器K1K1触点也不断

72、开触点也不断开闭，闪光母线闭，闪光母线(+)BF(+)BF上便出现断续正电压使绿灯闪光。上便出现断续正电压使绿灯闪光。说明说明：控制开关在控制开关在“预备合闸预备合闸”位置、位置、“预备跳闸预备跳闸”位置以位置以及断路器自动合闸、自动跳闸时，也同样能起动闪光继及断路器自动合闸、自动跳闸时，也同样能起动闪光继电器，使相应的指示灯发出闪光。电器，使相应的指示灯发出闪光。 SBSB为试验按钮，按下时白信号灯为试验按钮，按下时白信号灯WHWH亮，表示本装亮，表示本装置电源正常。置电源正常。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.2.55.2.5变电所的信号装置变电所的信号装置n信号装置的总体信号

73、装置的总体称为称为信号系统信号系统，通常由，通常由灯光信号灯光信号装装置和置和音响信号装置音响信号装置两部分组成。两部分组成。n灯光信号灯光信号装置：通过装设在各控制屏上的信号灯和装置：通过装设在各控制屏上的信号灯和光字牌表明各电气设备的运行情况，反映事故或故光字牌表明各电气设备的运行情况，反映事故或故障设备和故障性质。障设备和故障性质。n音响信号装置：音响信号装置：引起值班人员的注意。通过蜂鸣器引起值班人员的注意。通过蜂鸣器( (电笛电笛) )或电铃发出声音，一般全所使用一套音响设或电铃发出声音，一般全所使用一套音响设备，设置在控制室里，所以称之为中央信号装置。备，设置在控制室里，所以称之为

74、中央信号装置。n 信号装置信号装置按用途按用途可以可以分为分为位置信号，事故信号和预位置信号，事故信号和预告信号装置。告信号装置。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理1. 1. 位置信号位置信号位置信号位置信号是用来是用来指示设备的指示设备的运行状态运行状态的，如断路器的通、的，如断路器的通、断状态，所以位置信号又称为断状态，所以位置信号又称为状态信号状态信号。它可使在异地进行。它可使在异地进行操作的人员了解该设备现行的操作的人员了解该设备现行的位置状态，以避免误动作。对位置状态，以避免误动作。对于于断路器断路器以以红灯亮红灯亮表示表示合闸位合闸位置置，以，以绿灯亮绿灯亮表示表示跳闸位置

75、跳闸位置。对隔离开关常采用一种专门的对隔离开关常采用一种专门的位置指示器位置指示器( (如如MK-9MK-9型位置信号型位置信号指示器指示器) )来表示其位置状态，如来表示其位置状态，如图图5.125.12所示。所示。图图5.12 5.12 隔离开关位置隔离开关位置信号指示器信号指示器工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理2. 2. 事故信号事故信号事故信号事故信号表示供电系统在运行中发生了表示供电系统在运行中发生了某种事故而某种事故而使继电保护动作使继电保护动作，同时，同时发出灯光和音响信号发出灯光和音响信号，蜂鸣蜂鸣器器( (电笛电笛) )发出声音发出声音，相应的光字牌变亮相应的光字牌

76、变亮，显示文字，显示文字告知事故的性质、类别及发生事故的设备。告知事故的性质、类别及发生事故的设备。图图5 5.13.13是由是由ZCZC2323型冲击继电器构成的中央复归且能重型冲击继电器构成的中央复归且能重复动作的事故音响信号装置回路图。图中复动作的事故音响信号装置回路图。图中KUKU为冲击为冲击继电器，其中包括干簧继电器继电器，其中包括干簧继电器KRKR，中间继电器，中间继电器KMKM，脉冲变流器脉冲变流器TATA。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理WS信号小母线信号小母线 WAS事故音响信号事故音响信号 小母线小母线 SA控制开关控制开关SB1试验按钮试验按钮 SB2音响解除按

77、钮音响解除按钮 KU冲击继电器冲击继电器KR干簧继电器干簧继电器 KM中间继电器中间继电器 KT时间继电器时间继电器 TA脉冲变流器脉冲变流器图图5.13 重复动作的中央复归式事故音响信号回路重复动作的中央复归式事故音响信号回路工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理3. 3. 预告信号预告信号 预告信号预告信号是在供电系统是在供电系统发生不正常状态发生不正常状态时发出的时发出的信号。一是信号。一是发出音响发出音响，二是，二是光字牌变亮光字牌变亮，告诉值班，告诉值班人员进行处理。为了区别于事故信号，人员进行处理。为了区别于事故信号，预告音响信预告音响信号号采用采用电铃电铃。 预告信号预告信号

78、分为分为瞬时预告信号瞬时预告信号和和延时预告信号延时预告信号。瞬时预告信号瞬时预告信号装置的接线和原理与事故信号相同，只要装置的接线和原理与事故信号相同，只要将蜂鸣器改为电铃即可。将蜂鸣器改为电铃即可。延时预告信号延时预告信号只需在脉冲继电器动作后起动时间继电器，只需在脉冲继电器动作后起动时间继电器，经过一定的延时后发出音响，其他电路与事故信号经过一定的延时后发出音响，其他电路与事故信号电路相同。电路相同。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.2.65.2.6变电所电气测量仪表变电所电气测量仪表n电气测量仪表：电气测量仪表：指对电力装置回路的电气运行参数指对电力装置回路的电气运行参数作

79、经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、作经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。n电气测量仪表电气测量仪表按用途分为按用途分为常用测量仪表常用测量仪表和和电能计电能计量仪表量仪表两种类型。两种类型。n常用测量仪表：常用测量仪表：对一次电路的电力运行参数做经常对一次电路的电力运行参数做经常测量、选择测量和记录用的仪表测量、选择测量和记录用的仪表。n电能计量仪表：电能计量仪表：对一次电路进行供用电的技术经济对一次电路进行供用电的技术经济分析考核和对电力用户用电量进行测量、计量的仪分析考核和对电力用户用电量进行测量

80、、计量的仪表，即各种电能表。表，即各种电能表。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理1. 1. 对电气测量仪表的一般要求对电气测量仪表的一般要求电气测量仪表，要保证其测量范围和准确度满足电气测量仪表，要保证其测量范围和准确度满足变配电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美变配电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美观，便于观测，经济耐用等。具体要求如下：观，便于观测，经济耐用等。具体要求如下：(1) (1) 准确度高，误差小，其数值应符合所属等级准准确度高，误差小，其数值应符合所属等级准确度的要求。确度的要求。(2) (2) 仪表本身消耗的功率应越小越好。仪表本身消耗的功率应越小越好。(3

81、) (3) 仪表应有足够的绝缘强度，耐压和短时过载能仪表应有足够的绝缘强度，耐压和短时过载能力，以保证安全运行。力，以保证安全运行。(4) (4) 应有良好的读数装置。应有良好的读数装置。(5) (5) 结构坚固，使用维护方便。结构坚固，使用维护方便。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理2. 2. 电气测量仪表的准确度等级电气测量仪表的准确度等级准确度准确度是指仪表所是指仪表所测得值测得值与该量与该量实际值实际值的的一致程度一致程度。按照国家标准按照国家标准电气测量指示仪表通用技术条件电气测量指示仪表通用技术条件(GB77676)(GB77676)，仪表准确度等级可分为如下七级：，仪表准

82、确度等级可分为如下七级：0.10.1级、级、0.20.2级、级、0.50.5级、级、1.01.0级、级、1.51.5级、级、2.52.5级、级、5.05.0级。级。说明：说明：1.51.5级及以下的大都为安装式配电盘表；级及以下的大都为安装式配电盘表；0.10.1级、级、0.20.2级仪表用作校验标准表；级仪表用作校验标准表；0.50.5级和级和1.01.0级仪表供实级仪表供实验室和工作较准确的测量使用；验室和工作较准确的测量使用；1.51.5级至级至5.05.0级仪表用级仪表用于一般测量。于一般测量。表表5-3 5-3 电气测量仪表的准确度等级与测量误差的关系电气测量仪表的准确度等级与测量误

83、差的关系工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理3. 3. 变配电装置中测量仪表的配置变配电装置中测量仪表的配置(1) (1) 在用户的电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装在用户的电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有功电能表和无功电能表。为了解负荷电流，进线上还设计费的有功电能表和无功电能表。为了解负荷电流，进线上还应装设一只电流表。应装设一只电流表。(2) (2) 变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点不变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点不接地系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。接地系统中，各段母线上还应装设绝缘监视

84、装置。(3) 35kV(3) 35kV110kV110kV或或6kV6kV10kV10kV的电力变压器，应装设电流表、有功功的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。侧视具体情况而定。6kV6kV10kV/0.4kV10kV/0.4kV的变压器，在高压侧装设的变压器，在高压侧装设电流表和有功电能表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，电流表和有功电能表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电能表。还应装设一只无功电能表。(4) 3kV(4) 3kV10kV1

85、0kV的配电线路，应装设电流表、有功和无功电能表各一只。的配电线路，应装设电流表、有功和无功电能表各一只。如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电能表。如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电能表。(5) 380V(5) 380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未装电能表时，低压侧还应装设有功电能表一只。压器高压侧未装电能表时，低压侧还应装设有功电能表一只。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理（6 6）低压动力线路上，应装设一只电流表。低压照明电路）低压动力线路上，应装设一只电流表。低压照明电路及三相负

86、荷不平衡率大于及三相负荷不平衡率大于15%15%的线路上，应装设三只电的线路上，应装设三只电流表分别测量三相电流。如需计量电能，应装设一只三流表分别测量三相电流。如需计量电能，应装设一只三相四线有功电能表。对于负荷平衡的三相动力线路，可相四线有功电能表。对于负荷平衡的三相动力线路，可装设一只单相有功电能表，实际电能装设一只单相有功电能表，实际电能3 3倍计算。倍计算。(7) (7) 并联电力电容器组的总回路上，应装设并联电力电容器组的总回路上，应装设3 3只电流表，分只电流表，分别测量三相电流，并装设一只无功电能表。别测量三相电流，并装设一只无功电能表。4. 4. 三相电路电能的测量三相电路电

87、能的测量分类：分类：按照所测不同电流种类按照所测不同电流种类可分为可分为直流直流式和式和交流交流式。式。按照准确度等级按照准确度等级可分为可分为普通电能普通电能表表(3.0(3.0、2.02.0、1.01.0级级) )及及标准电能标准电能表表(0.5(0.5、0.20.2、0.10.1、0.050.05级级) )。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理按照不同用途按照不同用途可分为可分为单相感应式单相感应式电能表、电能表、三相感应式三相感应式电能表和电能表和特种电能特种电能表表( (包括标准电能表、最大需量表、包括标准电能表、最大需量表、电子电能表等电子电能表等) )其中其中三相电能表三相

88、电能表又分为又分为三相三线有功电能三相三线有功电能表、表、三相四线三相四线有功电能有功电能表和表和三相无功电能三相无功电能表。表。电能表名称与型号电能表名称与型号：由：由4 4部分组成，其含义如下部分组成，其含义如下。第一部分：第一部分：DD电能表；电能表；第二部分：第二部分：DD单相，单相，SS三相三线，三相三线，TT三相四线，三相四线，XX无功，无功，BB标准，标准，ZZ最大需量，最大需量，JJ直流；直流；第三部分：第三部分：SS全电子式；全电子式；第四部分：设计序号第四部分：设计序号( (阿拉伯数字阿拉伯数字) )。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.35.3高压配电电网的继电

89、保护高压配电电网的继电保护n5.3.1概述n5.3.2保护装置的结线方式n5.3.3带时限的过电流保护n5.3.4电流速断保护n5.3.5中性点不接地的单相接地保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护5.3.1 概述概述 高压线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流高压线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护，动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。速断保护，动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。单相接地保护：单相接地保护：(1)绝缘监视装置，

90、装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。(2)有选择性的单相接地保护有选择性的单相接地保护(零序电流保护零序电流保护)，亦动作于信号，但当危及人身和，亦动作于信号，但当危及人身和设备安全时，则应动作于跳闸。设备安全时，则应动作于跳闸。对可能经常过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护，动作于信号对可能经常过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护，动作于信号 5.3.2 保护装置的结线方式保护装置的结线方式 1、 两相两继电器式结线两相两继电器式结线 。 (见图见图5-16) ，如一次电路发生三相短路或任意，如一次电路发生三相短路或任意两相短路，至少有一

91、个继电器动作，且流人继电器的电流两相短路，至少有一个继电器动作，且流人继电器的电流 就是电流互感器的就是电流互感器的二次电流二次电流 。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护图图5-16 两相两继电器式结线图两相两继电器式结线图 图图5-15 两相一继电器式结线图两相一继电器式结线图 两相两继电器式结线属相电流结线，两相两继电器式结线属相电流结线， ，即保护灵敏度都相同。，即保护灵敏度都相同。 为了表征继电器电流为了表征继电器电流 与电流互感器二次电流与电流互感器二次电流 间的关系，间的关系，特引入一个结线系数特引入一个结线系数

92、（5-3） 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护2、 两相一继电器式结线两相一继电器式结线 (见图见图5-15) 这种结线，又称两相电流差结线，或两相交这种结线，又称两相电流差结线，或两相交 叉结线。正常工作和三相短路时，流人继电器的电流叉结线。正常工作和三相短路时，流人继电器的电流 为为A相和相和C相两相电流互相两相电流互感器二次电流的相量差，即感器二次电流的相量差，即 ，而量值上，而量值上， 如图如图5-18a所示。在所示。在A、C两相短路时，流进继电器的电流为电流互感器二次侧电流的两相短路时，流进继电器的电流为电流互感器二

93、次侧电流的2倍，如图倍，如图5-18b所所示。在示。在A、B或或B、 C两相短路时，流进电流继电器的电流等于电流互感器二次侧两相短路时，流进电流继电器的电流等于电流互感器二次侧的电流，如图的电流，如图5-18c所示。所示。 三相短路：流过继电器的电流为三相短路：流过继电器的电流为 A、B相或相或B、C相短路：流过继电器的电流为相短路：流过继电器的电流为 A、C相短路：流过继电器的电流为相短路：流过继电器的电流为 可见，两相电流差结线的结线系数与一次电路发生短路的形式有关，可见，两相电流差结线的结线系数与一次电路发生短路的形式有关，不同的短路形式，其结线系数不同。不同的短路形式，其结线系数不同。

94、a)三相短路三相短路 b)A相、相、C相短路相短路 c）A相、相、B相短路相短路图图5-18 两相电流差结线在不同短路形工下电流两相电流差结线在不同短路形工下电流工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护5.3.3 带时限的过电流保护带时限的过电流保护1、定时限过电流保护装置、定时限过电流保护装置（1）定时限过电流保护装置的组成及动作原理）定时限过电流保护装置的组成及动作原理图图5-19定时限过电流保护的原理电路图定时限过电流保护的原理电路图 a)原理图原理图 b)展开图展开图 QF-高压断路器高压断路器 TAl、TA2-电流互感器电

95、流互感器 KAl、KA2-Dl型电流继电器型电流继电器 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护 当一次电路发生相间短路时，电流继电器当一次电路发生相间短路时，电流继电器KAl、KA2中至少一个瞬时动作，闭合其动合触点，使时间继电器中至少一个瞬时动作，闭合其动合触点，使时间继电器KT起动。起动。KT经过整定限时后，其延时触点闭合，使串联的信经过整定限时后，其延时触点闭合，使串联的信号继电器号继电器(电流型电流型)KS和中间继电器和中间继电器KM动作。动作。KM动作后，动作后，其触点接通断路器的跳闸线圈其触点接通断路器的跳闸线圈YR的回路，使

96、断路器的回路，使断路器QF跳跳闸，切除短路故障。与此同时，闸，切除短路故障。与此同时，KS动作，其信号指示牌掉动作，其信号指示牌掉下，接通灯光和音响信号。在断路器跳闸时，下，接通灯光和音响信号。在断路器跳闸时，QF的辅助触的辅助触点随之断开跳闸回路，以切断其回路中的电流，在短路故点随之断开跳闸回路，以切断其回路中的电流，在短路故障被切除后，继电保护装置中障被切除后，继电保护装置中除除KS外的其他所有继电器均外的其他所有继电器均自动返回起始状态自动返回起始状态，而，而KS可手动复位。可手动复位。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理（2） 动作电流的整定：动作电流的整定：过动作电流的整定必须

97、满足下面两个条件。过动作电流的整定必须满足下面两个条件。1）应该躲过线路的最大负荷电流）应该躲过线路的最大负荷电流(包括正常过负荷电流和尖峰电包括正常过负荷电流和尖峰电流流) 以免在最大负荷通过时保护装误动作。以免在最大负荷通过时保护装误动作。 2)保护装置的返回电流保护装置的返回电流Ire也应该躲过线路的最大负荷电流也应该躲过线路的最大负荷电流 ，以保证保护装置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，以保证保护装置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，避免发生误动作。避免发生误动作。 过电流保护动作整定公式：过电流保护动作整定公式： (5-4) 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原

98、理式中式中保护装置的可靠系数，对保护装置的可靠系数，对DL型继电器可取型继电器可取1.2，对，对GL型继电器可取型继电器可取1.3； 保护装置的结线系数，按三相短路来考虑，对两相两继电器结线保护装置的结线系数，按三相短路来考虑，对两相两继电器结线(相电相电流结线流结线)为为1，对两相二继电器结线，对两相二继电器结线(两相电流差结线两相电流差结线)为；为；线路的最大负荷电流线路的最大负荷电流(含尖峰电流含尖峰电流)，可取为，可取为(1.53) ，为线路的计算电流。为线路的计算电流。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护（3） 动作时

99、间整定动作时间整定 为了保证前后级保护装置动作时间的选择性，过电流保护装为了保证前后级保护装置动作时间的选择性，过电流保护装置的动作时间（也称动作时限），应按置的动作时间（也称动作时限），应按“阶梯原则阶梯原则”进行整定，进行整定，也就是在后一级保护装置所保护的线路首端（如图也就是在后一级保护装置所保护的线路首端（如图6-20a中的中的k点）点）发生三相短路时，前一级保护的动作时间应比后一级保护中最长发生三相短路时，前一级保护的动作时间应比后一级保护中最长的动作时间都要大一个时间差的动作时间都要大一个时间差 。即。即大约在大约在0.50.7S之间之间 对于定时限过电流保护，可取对于定时限过电流

100、保护，可取 =0.5S；对于反时限过电流保护，可取对于反时限过电流保护，可取 =0.7S。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护定义：反时限过电流保护，即保护装置的动作时间与反应到继电器中的短路电流的大小成反比关系，短路电流越大，动作时间越短，所以反时限特性也称为反比延时特性或反延时特性。（1）、电路组成及原理图5-215-21为反时限过电流保护的原理接线图，KA1KA1、KA2KA2为GLGL型感应型带有瞬时动作元件的反时限过电流继电器，继电器本身动作带有时限，并有动作及指示信号牌，所以回路不需要时间继电器和信号继电器。2 2、

101、 反时限过电流保护装置反时限过电流保护装置工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理p当一次电路发生相间短路时，电当一次电路发生相间短路时，电流继电器流继电器KAl、KA2至少有一个至少有一个动作，经过一定时延时后动作，经过一定时延时后(延时长延时长短与短路电流大小成反比关系短与短路电流大小成反比关系)，其常开触点闭合。其常开触点闭合。p紧接着其常闭触点断开，这时断紧接着其常闭触点断开，这时断路器跳闸线圈路器跳闸线圈YR因因“去分流去分流”而而通电，从而使断路器跳闸，切除通电，从而使断路器跳闸，切除短路故障部分。短路故障部分。p在继电器去分流跳闸的同时，其在继电器去分流跳闸的同时，其信号牌自动

102、掉下，指示保护装置信号牌自动掉下，指示保护装置已经动作。在短路故障被切除后，已经动作。在短路故障被切除后，继电器自动返回，信号牌则需手继电器自动返回，信号牌则需手动复位。动复位。 图图5-21反时限过电流保护的原理图反时限过电流保护的原理图 TA电流互感器 KA感应型电流继电器 YR跳闸线圈工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理（2）、动作电流的整定）、动作电流的整定动作电流的整定与定时限过电流保护相同，式动作电流的整定与定时限过电流保护相同，式5-4中中 取取1.3。例例5.1 5.1 某高压线路的计算电流为某高压线路的计算电流为90A90A，线路末端的三相，线路末端的三相短路电流为短路

103、电流为1300A1300A。现采用。现采用GL-15GL-15型电流继电器，组成型电流继电器，组成两相电流差接线的相间短路保护，电流互感器变流比两相电流差接线的相间短路保护，电流互感器变流比为为315/5315/5。试整定此继电器的动作电流。试整定此继电器的动作电流。解：取解：取K Krere=0.8=0.8，K Kw w= 1.732 = 1.732 ，K Krelrel =1.3 =1.3，I IL.maxL.max=290A=180A=290A=180A根据公式根据公式(5-4)(5-4)得此继电器的动作电流得此继电器的动作电流可整定为可整定为8A8A。工厂供配电技术第五章供配电系统继电

104、保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护（3）、动作时间的整定）、动作时间的整定 GL型继电器的时限调节机构是按型继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的倍动作电流的动作时间来标度的,而实际通而实际通过继电器的电流一般不会恰恰为动作电流的过继电器的电流一般不会恰恰为动作电流的10倍，因此必须根据继电器的动作特性倍，因此必须根据继电器的动作特性曲线来整定。曲线来整定。4、过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施、过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施-低电压闭锁保护低电压闭锁保护按规定过电流保护的灵敏系数必须满足的条件为按规定过电流保护的灵敏系数必须满足的条

105、件为（1）、）、 过电流保护的灵敏度过电流保护的灵敏度 当过电流保护作后备保护时，如满足上式有困难，可以当过电流保护作后备保护时，如满足上式有困难，可以 = 1.5 (5-10) 1.2 当过电流保护灵敏系数达不到上述要求时，可采用下述的低电压闭锁保护来当过电流保护灵敏系数达不到上述要求时，可采用下述的低电压闭锁保护来提高灵敏度。提高灵敏度。2）、）、 低电压闭锁的过电流保护低电压闭锁的过电流保护 动作电流的整定计算公式为动作电流的整定计算公式为 (5-11) 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护a)b)图图5-25 低电压闭锁

106、的过低电压闭锁的过电流保护电路电流保护电路 a)接线图接线图 b) b) 展开图展开图 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护QF-高压断路器高压断路器 TA-电流互感器电流互感器 TV-电压互感器电压互感器 KA-电流继电器电流继电器 KM-中间继电器中间继电器 KS-信号继电器信号继电器 KV-低电压继电器低电压继电器 YR-断路器跳闸线圈断路器跳闸线圈5.3.4 电流速断保护电流速断保护1、电流速断保护的组成及速断电流的整定、电流速断保护的组成及速断电流的整定对于采用对于采用GL型电流继电器，直接利用继电器本身结构，既可完成

107、反时型电流继电器，直接利用继电器本身结构，既可完成反时限过电流保护，又可完成电流速断保护，不用额外增加设备，非常简限过电流保护，又可完成电流速断保护，不用额外增加设备，非常简单经济。单经济。对于采用对于采用DL型电流继电器，其电流速断保护电路如图型电流继电器，其电流速断保护电路如图5-36、5-35所示。所示。图图5-36电力线路定时限过电流保护和电流速断保护电力线路定时限过电流保护和电流速断保护结线图（按集中表示法绘制）图结线图（按集中表示法绘制）图5-36、35是同时具是同时具有电流速断和定时限电流保护的结线图和展开图有电流速断和定时限电流保护的结线图和展开图工厂供配电技术第五章供配电系统

108、继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护p定时限过电流保护：定时限过电流保护：KAl、KA2、KT、KSl、KM构成构成p电流速断保护：电流速断保护：KA3、KA4、KS2、KM构成构成 p为了保证保护装置动作的选为了保证保护装置动作的选择性择性,电流速断保护继电器的电流速断保护继电器的动作电流动作电流(即速断电流即速断电流) 应按应按躲过它所保护线路末端的最躲过它所保护线路末端的最大短路电流（即三相短路电大短路电流（即三相短路电流）来整定。避免在后一级流）来整定。避免在后一级速断保护所保护线路的首端速断保护所保护线路的首端发生三相短路时，它可能发发生三相短路时

109、，它可能发生的误跳闸。（因后一段线生的误跳闸。（因后一段线路距离很近，阻抗很小，所路距离很近，阻抗很小，所以速断电流应躲过其保护线以速断电流应躲过其保护线 路末端的最大短路电流）。路末端的最大短路电流）。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护图图5-25 电力线路定时限过电流保护和电流速断保护展开图电力线路定时限过电流保护和电流速断保护展开图图图5-28 线路电流速断保护的保护区和线路电流速断保护的保护区和死区死区 -前一级保护应躲过的最大短路电流前一级保护应躲过的最大短路电流 -前一级保护整定的一次速断电流前一级保护整定的一次速

110、断电流 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护 如图如图5-28所示电路中，所示电路中，WLl末端末端k-1点的三相短路电流，实际上与其后一段点的三相短路电流，实际上与其后一段WL2首端首端 k-2点的三相短路电流是近乎相等的点的三相短路电流是近乎相等的 . 因此可得电流速断保护动作电流因此可得电流速断保护动作电流(速断电流速断电流)的整定计算公式为的整定计算公式为 = (5-13)可靠系数，对可靠系数，对DL型继电器，取型继电器，取1.21.3；对；对GL型继电器，型继电器，取取1.41.5；对脱扣器，取；对脱扣器，取1.82。式中式中

111、2、电流速断保护的、电流速断保护的“死区死区”及其弥补及其弥补 在速断保护区内，速断保护作为主保护在速断保护区内，速断保护作为主保护, 过电流保护作为后备保护；过电流保护作为后备保护； 而在速断保护的而在速断保护的“死区死区”内，则过电流保护为基本保护。内，则过电流保护为基本保护。3、电流速断保护的灵敏度、电流速断保护的灵敏度电流速断保护的灵敏度必须满足的条件是电流速断保护的灵敏度必须满足的条件是Sp= 1.52 (5-14) 式中式中 线路首端在系统最小运行方式下的两相短路电流线路首端在系统最小运行方式下的两相短路电流工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继

112、电保护高压配电电网的继电保护例例5-3 试整定例试整定例5-1所示所示GL-15/10型电流继电器的电流速断倍数型电流继电器的电流速断倍数 解解 已知线路末端已知线路末端 =1300A， 且，且， =315/5，取，取 =1.5故由式（故由式（5-13）得）得= 而例而例5-1已经整定已经整定=8A，故速断电流倍数应整定为，故速断电流倍数应整定为由于由于GL型电流继电器的速断电流倍数在型电流继电器的速断电流倍数在 28间可平滑调节，间可平滑调节，因此因此 不必修约为整数。不必修约为整数。= 例例5-4 试整定例试整定例5-2所示装于所示装于WL2首端首端KA2的的GL-1510型电流继电器的速

113、断型电流继电器的速断电流倍数，并校验其过电流保护和电流速断保护的灵敏度。电流倍数，并校验其过电流保护和电流速断保护的灵敏度。解解 1）整定速断电流倍数）整定速断电流倍数 取取 =1.5， =1， =1005，WL2末端末端 =400A故由式故由式(5-13)得得 = 而例而例5-2已经整定已经整定 =6A,故速断电流倍数应整定为故速断电流倍数应整定为= 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护2）过电流保护的灵敏度校验）过电流保护的灵敏度校验 根据式根据式(5-10),其中其中 =0.866 =0.866400A=346A故其保护灵

114、敏系数为故其保护灵敏系数为Sp= 1.5 由此可见，由此可见，KA2整定的动作电流整定的动作电流(6A)满足灵敏度要求。满足灵敏度要求。3）电流速断保护灵敏度的校验）电流速断保护灵敏度的校验 根据式根据式(5-14)，其中，其中 =0.8661100A=953A,保其故护灵敏系数为保其故护灵敏系数为Sp= 1.5 由此可见，由此可见，KA2整定的动作电流整定的动作电流(倍数倍数)也满足灵敏度要求。也满足灵敏度要求。5.3.5 中性点不接地的单相接地保护中性点不接地的单相接地保护1、绝缘监测装置、绝缘监测装置工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电

115、电网的继电保护图图5-29绝缘监测装置绝缘监测装置接线图接线图 图图5-29中在变压所的母线上接一个三相五芯式电压互感器，其二次侧的星形中在变压所的母线上接一个三相五芯式电压互感器，其二次侧的星形联结绕组接有电压表，以测量各相对地电压，通过转换开关测量相间电压；另联结绕组接有电压表，以测量各相对地电压，通过转换开关测量相间电压；另一个二次对地绕组接成开口三角形，接入电压继电器，用来反应线路单相接地一个二次对地绕组接成开口三角形，接入电压继电器，用来反应线路单相接地时出现的零序电压。时出现的零序电压。 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的

116、继电保护系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形两端电压接近于零，继电器不系统正常运行时，三相电压对称，开口三角形两端电压接近于零，继电器不动作，在系统发生一相接地时，接地相电压为零，其它两相对地电压升高到动作，在系统发生一相接地时，接地相电压为零，其它两相对地电压升高到 倍，倍，开口处出现开口处出现100V的零序电压，使继电器动作，发出报警的灯光和音响信号。的零序电压，使继电器动作，发出报警的灯光和音响信号。 这种保护装置简单，虽给出故障信号，但没有选择性，难以找到故障线路。这种保护装置简单，虽给出故障信号，但没有选择性，难以找到故障线路。值班人员根据信号和电压表指示可以知道发生了接地故障且

117、知道故障的相别，但值班人员根据信号和电压表指示可以知道发生了接地故障且知道故障的相别，但不能判断哪一条线路发生了接地故障。因此这种监视装置可用于出线不太多、并不能判断哪一条线路发生了接地故障。因此这种监视装置可用于出线不太多、并且允许短时停电的供电系统中。且允许短时停电的供电系统中。2、 有选择性的单相接地保护装置有选择性的单相接地保护装置（1） 单相接地时，系统中的电容电流分布如图单相接地时，系统中的电容电流分布如图5-30 （2）单相接地保护）单相接地保护 如图如图5-31，在电力系统正常运行及三相对称短路时，在电力系统正常运行及三相对称短路时， 因在零序电流互感器二因在零序电流互感器二次

118、侧由三相电流产生的三相磁通相量之和为零，即在零序电流互感器中不会感应次侧由三相电流产生的三相磁通相量之和为零，即在零序电流互感器中不会感应山零序电流，继电器不动作。当发生单相接地时，就有接地电容电流通过，此电山零序电流，继电器不动作。当发生单相接地时，就有接地电容电流通过，此电流在二次侧感应出零序电流，使继电器动作，并发山信号。流在二次侧感应出零序电流，使继电器动作，并发山信号。 架空线路的单相接地保护，一般采用由三个电流互感器同极性并联所组架空线路的单相接地保护，一般采用由三个电流互感器同极性并联所组成的零序电流互感器。如图成的零序电流互感器。如图531（a）图但一般供电用户的高压线路不长，

119、很）图但一般供电用户的高压线路不长，很少采用。少采用。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护对于电缆线路，则采用图对于电缆线路，则采用图531 (b)和专用零序电流互感器的接线。注意电缆头和专用零序电流互感器的接线。注意电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器的铁心，否则零序电流的接地线必须穿过零序电流互感器的铁心，否则零序电流(不平衡电流不平衡电流)不穿过不穿过零序电流互感器的铁心零序电流互感器的铁心,保护就不会动作。保护就不会动作。 图图5-31零序电流保护装置零序电流保护装置a)架空线路用，架空线路用， b)电缆线路用电缆线路用

120、（3）单相接地保护动作电流的整定）单相接地保护动作电流的整定 对于架空线路，采用图对于架空线路，采用图5-31 a)的电路，电流继电器的整定值需要躲过正常电流负的电路，电流继电器的整定值需要躲过正常电流负荷下产生的不平衡电流荷下产生的不平衡电流 和其它线路接地时在本线路上引起的电容电流和其它线路接地时在本线路上引起的电容电流 ,即即= + （ ） （5-15）式中式中 可靠系可靠系 其值取其值取45，保护装置带时限时，保护装置带时限时, 其值取其值取1.52工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护(A) （5-16） 式中式中 (A

121、) Ic （4）单相接地保护的灵敏度）单相接地保护的灵敏度1.2 -被保护电路有电气联系的总电网电容电流被保护电路有电气联系的总电网电容电流-线路本身电容电流线路本身电容电流零序电流互感器的变流比零序电流互感器的变流比 和和 均按公式（均按公式（1-2）计算）计算 正常运行负荷电流不平衡在零序电流互感器输出端出现的不平衡电流；正常运行负荷电流不平衡在零序电流互感器输出端出现的不平衡电流；其它线路接地时其它线路接地时 ,在本线路的电容电流。如果是架空电路在本线路的电容电流。如果是架空电路, (A),若是电缆线路若是电缆线路 其中其中 线路的额定电压线路的额定电压(kV) ； 为线路长度为线路长度

122、(km)。对于电缆电路，则采用图对于电缆电路，则采用图5- 31b)的电路，整定动作电流只需躲过本线路的电容的电路，整定动作电流只需躲过本线路的电容电流即可，因此，电流即可，因此，零序电流互感器的变流比。零序电流互感器的变流比。 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.45.4电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护5.4.1概述5.4.2变压器的瓦斯保护5.4.3变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护5.4.4变压器低压侧的单相短路保护5.4.5压器的差动保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护5.4.1 概述概述 1

123、、高压侧为、高压侧为610KV的车间变电所的主变压器，通常装设有带时限的过的车间变电所的主变压器，通常装设有带时限的过电流保护和电流速断保护。如果过电流保护的动作时间范围为电流保护和电流速断保护。如果过电流保护的动作时间范围为0.5-0.5s，也可，也可不装设电流速断保护。不装设电流速断保护。 2、容量在、容量在800KVA及以上的油浸式变压器（如安装在车间内部，则容量在及以上的油浸式变压器（如安装在车间内部，则容量在400及以上时），还需装设瓦斯保护。及以上时），还需装设瓦斯保护。 3、并列运行的变压器容量（单台）在、并列运行的变压器容量（单台）在400KVA及以上，以及虽为单台运行及以上，

124、以及虽为单台运行但又作为备用电源用的变压器有可能过负荷时，还需装设过负荷保护，但过负但又作为备用电源用的变压器有可能过负荷时，还需装设过负荷保护，但过负荷保护只动作于信号，而其他保护一般动作于跳闸。荷保护只动作于信号，而其他保护一般动作于跳闸。 4、是如果单台运行的变压器容量在、是如果单台运行的变压器容量在10000KVA及以上、两台并列运行的变及以上、两台并列运行的变压器容量（单台）在压器容量（单台）在6300KVA及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。高压侧为速断保护。高压侧为35KV及以上的工厂总降压变电所主变压器，一般应装设过及以

125、上的工厂总降压变电所主变压器，一般应装设过电流保护，电流速断保护和瓦斯保护。电流保护，电流速断保护和瓦斯保护。 本节只介绍中小型工厂常用的本节只介绍中小型工厂常用的610KV配电变压器的继电保护，包括过电流配电变压器的继电保护，包括过电流保护、电流速断保护和过负荷保护，着重介绍变压器的瓦斯保护。保护、电流速断保护和过负荷保护，着重介绍变压器的瓦斯保护。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护5.4.2 变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护 变压器的瓦斯保护是保护油浸变压器内部故障的一种基本保护。瓦斯继电变压器的瓦斯保护是保护油浸变压器内部故

126、障的一种基本保护。瓦斯继电保护的主要元件是瓦斯继电器，它装在变压器的油箱和油枕之间的联通管上，保护的主要元件是瓦斯继电器，它装在变压器的油箱和油枕之间的联通管上，如图如图5-32为为FJ-80型开口杯式瓦斯继电器的结构示意图。型开口杯式瓦斯继电器的结构示意图。图图5-32 瓦斯继电器的瓦斯继电器的安装及结构示意图安装及结构示意图a )瓦斯继电器在变压器上的安装瓦斯继电器在变压器上的安装 1-变压器油箱变压器油箱 2-联通管联通管 3-瓦斯继电器瓦斯继电器 4-油枕油枕 b)FJa-80瓦斯继电器的结构示意图瓦斯继电器的结构示意图 1-容器容器 2-盖盖 3-上油杯上油杯 4-永久磁铁永久磁铁

127、5-上动触点上动触点 6-上静触点上静触点 5-下油杯下油杯8-永久磁铁永久磁铁 9-下动触点下动触点 10-下静触点下静触点 11-支架支架 12-下油杯平衡锤下油杯平衡锤 13-下油杯转轴下油杯转轴 14-挡板挡板 15-上油杯平衡锤上油杯平衡锤 16-上油杯转轴上油杯转轴 15-放气阀放气阀工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 在变压器正常工作时，瓦斯继电器的上下油杯中都是充满油的，油杯因其在变压器正常工作时，瓦斯继电器的上下油杯中都是充满油的，油杯因其平衡锤的作用使其上下触点都是断开的。当变压器油箱内部发生轻微故障致使平衡锤

128、的作用使其上下触点都是断开的。当变压器油箱内部发生轻微故障致使油面下降时，上油杯因其中盛有剩余的油使其力矩大于平衡锤的力矩而降落，油面下降时，上油杯因其中盛有剩余的油使其力矩大于平衡锤的力矩而降落，从而使上触点接通，发出报警信号，这就是轻瓦斯动作。当变压器油箱内部发从而使上触点接通，发出报警信号，这就是轻瓦斯动作。当变压器油箱内部发生严重故障时，由于故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过生严重故障时，由于故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕，在油流经过瓦斯继电器时，冲击挡板，使下油杯降落，从而联通管进入油枕，在油流经过瓦斯继电器时，冲击挡板，使下油杯降落

129、，从而使下触点接通，直接动作于跳闸。这就是重瓦斯动作。使下触点接通，直接动作于跳闸。这就是重瓦斯动作。 如果变压器出现漏油，将会引起瓦斯继电器内的油也慢慢流尽。这时继电如果变压器出现漏油，将会引起瓦斯继电器内的油也慢慢流尽。这时继电器的上油杯先降落，接通上触点，发出报警信号，当油面继续下降时，会使下器的上油杯先降落，接通上触点，发出报警信号，当油面继续下降时，会使下油杯降落，下触点接通，从而使断路器跳闸。油杯降落，下触点接通，从而使断路器跳闸。 瓦斯继电器只能反映变压器内部的故障，包括漏油、漏气、油内有气、匝瓦斯继电器只能反映变压器内部的故障，包括漏油、漏气、油内有气、匝间故障、绕组相间短路等

130、。而对变压器外部端子上的故障情况则无法反映。因间故障、绕组相间短路等。而对变压器外部端子上的故障情况则无法反映。因此，除设置瓦斯保护外，还需设置过流、速断或差动等保护。此，除设置瓦斯保护外，还需设置过流、速断或差动等保护。5.4.3 变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护1、变压器的过电流保护、变压器的过电流保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器的过电流保护装置一般都装设在变压器的电源侧。无论是定时限还变压器的过电流保护装置一般都装设在变压器的电源侧。无论是定时限还是反时限

131、，变压器过电流保护的组成和原理与电力线路的过电流保护完全相同。是反时限，变压器过电流保护的组成和原理与电力线路的过电流保护完全相同。 图图5-33为变压器的定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合为变压器的定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路，全部继电器均为电磁式。图电路，全部继电器均为电磁式。图5-34是按分开表示法绘制。是按分开表示法绘制。 变压器过电流保护的动作电流整定计算公式，也与电力线路过电流保护基变压器过电流保护的动作电流整定计算公式，也与电力线路过电流保护基本相同，只是式本相同，只是式(5-4)和式和式(5-5)中的中的 应取为应取为(1.53) ,这里的

132、这里的 为变压为变压器的额定一次电流。器的额定一次电流。 变压器过电流保护的动作时间，也按变压器过电流保护的动作时间，也按“阶梯原则阶梯原则”整定。但对车间变电所来整定。但对车间变电所来说，由于它属于电力系统的终端变电所，因此其动作时间可整定为最小值说，由于它属于电力系统的终端变电所，因此其动作时间可整定为最小值0.5s。 变压器过电流保护的灵敏度，按变压器低压侧母线在系统最小运行方式时变压器过电流保护的灵敏度，按变压器低压侧母线在系统最小运行方式时发生两相短路发生两相短路(换算到高压侧的电流值换算到高压侧的电流值)来校验。其灵敏度的要求也与线路过电来校验。其灵敏度的要求也与线路过电流保护相同

133、，即流保护相同，即 1.5；当作为后备保护时可以；当作为后备保护时可以 1.22、变压器电流速断保护。、变压器电流速断保护。 变压器过电流保护动作实现大于变压器过电流保护动作实现大于0.5s时，必须装设电流速断保护。电流速时，必须装设电流速断保护。电流速断保护的组成、原理，也与电力线路的电流速断保护完全相同。断保护的组成、原理，也与电力线路的电流速断保护完全相同。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 上图上图5-33变压器的定时限过电流保护、电流变压器的定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路（集中法）速断保护和过负荷保

134、护的综合电路（集中法）KA1 KA2 KT1 KS KM定时限过电流保护定时限过电流保护 KA3 KA4 KS2 KM电流速断保护电流速断保护KA5 KT2 KS3过负荷保护过负荷保护右图右图5-34 变压器的定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路变压器的定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路 （按分开表示法绘制）（按分开表示法绘制）工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器电流速断保护的动作电流变压器电流速断保护的动作电流(速断电流速断电流)的整定计算公式，也与电力线的整定计算公式，也与电力线路的电流

135、速断保护基本相同，只是式路的电流速断保护基本相同，只是式(5-13)中的中的 应取低压母线三相短路电应取低压母线三相短路电周期分量有效值换算到高压侧的电流值，即变压器电流速断保护的动作电流按周期分量有效值换算到高压侧的电流值，即变压器电流速断保护的动作电流按躲过低压母线三相短路电流来整定。躲过低压母线三相短路电流来整定。 变压器速断保护的灵敏度，按变压器高压侧在系统最小运行方式时发生两变压器速断保护的灵敏度，按变压器高压侧在系统最小运行方式时发生两相短路的短路电流相短路的短路电流 来校验，要求来校验，要求 1.5。 变压器的电流速断保护，与电力线路的电流速断保护一样，也有死区变压器的电流速断保

136、护，与电力线路的电流速断保护一样，也有死区(不能保护变压器的全部绕组不能保护变压器的全部绕组)。弥补死区的措施，也是配备带时限的过电流保护。弥补死区的措施，也是配备带时限的过电流保护。 考虑到变压器在空载投入或突然恢复电压时将出现一个冲击性的励磁涌流，考虑到变压器在空载投入或突然恢复电压时将出现一个冲击性的励磁涌流，为避免速断保护误动作，可在速断保护整定后，将变压器空载试投若干次，以为避免速断保护误动作，可在速断保护整定后，将变压器空载试投若干次，以检验速断保护是否会误动作。根据经验，当速断保护的一次动作电流比变压器检验速断保护是否会误动作。根据经验，当速断保护的一次动作电流比变压器额定一次电

137、流大额定一次电流大23倍时，速断保护一般能躲过励磁涌流，不会误动作。倍时，速断保护一般能躲过励磁涌流，不会误动作。 例例5-5 某降变压电所装有一台某降变压电所装有一台100.4kV、1000kVA的电力变压器。已知变的电力变压器。已知变压器低压母线三相短路电流压器低压母线三相短路电流 =13kA，高压侧继电保护用电流互感器电流比为，高压侧继电保护用电流互感器电流比为1005，继电器采用，继电器采用GL-25型，接成两相两继电器式。试整定该继电器的反时限型，接成两相两继电器式。试整定该继电器的反时限过电流保护的动作电流、动作时间及电流速断保护的速断电流倍数。过电流保护的动作电流、动作时间及电流

138、速断保护的速断电流倍数。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 解解 （1)过电流保护的动作电流整定过电流保护的动作电流整定 取取 1.3，而，而 1， 0.8, 100/5=20 故按公式故按公式(6-4) 动作电流动作电流 整定为整定为9A。 （2)过电流保护动作时间的整定过电流保护动作时间的整定 考虑此为终端变电所的过电流保护，考虑此为终端变电所的过电流保护，故其故其10倍动作电流的动作时间整定为最小值倍动作电流的动作时间整定为最小值0.5s。（3)电流速断保护速断电流的整定电流速断保护速断电流的整定 取取 而而 故故 因此速断

139、电流倍数整定为因此速断电流倍数整定为 3、变压器的过负荷保护、变压器的过负荷保护 变压器的过负荷保护是用来反应变压器正常运行时出现的过负荷情况，变压器的过负荷保护是用来反应变压器正常运行时出现的过负荷情况，只在变压器确有过负荷可能的情况下才予以装设，一般动作于信号。只在变压器确有过负荷可能的情况下才予以装设，一般动作于信号。 变压器的过负荷在大多数情况下都是三相对称的，因此过负荷保护只需要变压器的过负荷在大多数情况下都是三相对称的，因此过负荷保护只需要在一相上装一个电流继电器。在过负荷时，电流继电器动作，再经过时间继电在一相上装一个电流继电器。在过负荷时，电流继电器动作，再经过时间继电器给予一

140、定延时，最后接通信号继电器发出报警信号。器给予一定延时，最后接通信号继电器发出报警信号。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护过负荷保护的动作电流按躲过变压器额定一次电流过负荷保护的动作电流按躲过变压器额定一次电流 来整定来整定,其计算公式为其计算公式为 (1.21.5) 式中式中 电流互感器的电流比。电流互感器的电流比。 动作时间一般取动作时间一般取1015S。 5.4.4 变压器低压侧的单相短路保护变压器低压侧的单相短路保护1、低压侧装设三相均带过电流脱扣器的低压断路器、低压侧装设三相均带过电流脱扣器的低压断路器 2、低压侧三相装

141、设熔断器保护、低压侧三相装设熔断器保护 护单相短路，但由于熔断器熔断后更换熔体需护单相短路，但由于熔断器熔断后更换熔体需要一在变压器中性点引出线上装设零序过电流保护要一在变压器中性点引出线上装设零序过电流保护 如图如图5-35所示。所示。图图5-35变压器的零序过电流保护变压器的零序过电流保护 QF-高压断路器高压断路器 TNA- 零序电流互感器零序电流互感器 KA-电流继电器电流继电器 YR-断路跳闸线圈断路跳闸线圈工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护4、采用两相三继电器结线或三相三继电器结线的过电流保护、采用两相三继电器结线或三

142、相三继电器结线的过电流保护 见图见图5-36所示结线所示结线 短路保护。下图短路保护。下图5-36适用于变适用于变压器低压侧单相短路保护的两压器低压侧单相短路保护的两种结线方式种结线方式a)两相三继电器式两相三继电器式 b)三相三继电器式三相三继电器式 图图5-38 YynO联结的变压器，高压侧采用两相一继电器的过电流保护联结的变压器，高压侧采用两相一继电器的过电流保护 5.4.5 压器的差动保护压器的差动保护1、变压器差动保护的基本原理、变压器差动保护的基本原理 图图5-39是变压器差动保护的单相原理电路图。将变压器两侧的电流互感器是变压器差动保护的单相原理电路图。将变压器两侧的电流互感器同

143、极性串联起来，使继电器跨接在两联线之间，于是流入差动继电器的电流就同极性串联起来，使继电器跨接在两联线之间，于是流入差动继电器的电流就是两侧电流互感器二次是两侧电流互感器二次 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.4 5.4 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 电流之差，即电流之差，即 - 在变压器正常运行或差动保护的保护区外在变压器正常运行或差动保护的保护区外k-1点发生短路时点发生短路时,在变压器正常运行或差动保护的保护区外在变压器正常运行或差动保护的保护区外k-1点发生短路时点发生短路时,流入继电器流入继电器KA(或差动继电器或差动继电器KD)的电流相等或相差极小，继电器的

144、电流相等或相差极小，继电器KA(或或KD)不动作，而在差动保护的保护区内不动作，而在差动保护的保护区内k-2点发生短路时，对于单端供电的变压器点发生短路时，对于单端供电的变压器来说，来说， ,所以所以 ，超过继电器，超过继电器KA(或或KD)所整定的动作电流所整定的动作电流 ，使使 KA(或或KD)瞬时动作瞬时动作 然后通过出口继电器然后通过出口继电器KM使断路器使断路器QF1、QF2同时同时跳闸跳闸, 将故障变压器退出，切除短路故障，同时由信号继电器发出信号。将故障变压器退出，切除短路故障，同时由信号继电器发出信号。 0 图图539变压器差动保护的单相变压器差动保护的单相原理电路图原理电路图

145、 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 综上所述，变压器差动保护的工作原理是：正常工作或外部故障时，流入综上所述，变压器差动保护的工作原理是：正常工作或外部故障时，流入差动继电器的电流为不平衡电流，在适当选择好两侧电流互感器的变压比和结差动继电器的电流为不平衡电流，在适当选择好两侧电流互感器的变压比和结线方式的条件下，该不平衡电流值很小，并小于差动保护的动作电流，故保护线方式的条件下，该不平衡电流值很小，并小于差动保护的动作电流，故保护不动作；在保护范围内发生故障，流入继电器的电流大于差动保护的动作电流，不动作；在保护范围内发生故障

146、，流入继电器的电流大于差动保护的动作电流，差动保护动作于跳闸。因此它不需要与相邻元件的保护在整定值和动作时间上差动保护动作于跳闸。因此它不需要与相邻元件的保护在整定值和动作时间上进行配合，可以构成无延时速动保护。其保护范围包括变压器绕组内部及两侧进行配合，可以构成无延时速动保护。其保护范围包括变压器绕组内部及两侧套管和引出线上所出现的各种短路故障。套管和引出线上所出现的各种短路故障。 2 变压器差动保护动作电流的整定变压器差动保护动作电流的整定变压器差动保护的动作电流变压器差动保护的动作电流 应满足以下三个条件：应满足以下三个条件： （1） 应躲过变压器差动保护区外短路时出现的最大不平衡电流应

147、躲过变压器差动保护区外短路时出现的最大不平衡电流 。即。即 （5-19） 式中，式中， 为可靠系数，可取为可靠系数，可取1.3 （2） 应躲过变压器励磁涌流，即应躲过变压器励磁涌流，即 （5-20） 式中，式中， 为变压器额定一次电流；为变压器额定一次电流； 为可靠系数，可取为可靠系数，可取1.31.5。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护(5-21) 式中，式中， 为最大负荷电流，取为最大负荷电流，取(1.21.3) ； 为可靠系数，取为可靠系数，取1.3，(3) 动作电流应大于变压器最大负荷电流动作电流应大于变压器最大负荷电流,

148、防止在电流互感器二次回路断线且防止在电流互感器二次回路断线且变压器处于最大负荷时，差动保护误动作。变压器处于最大负荷时，差动保护误动作。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.5 5.5 高压电动机的继电保护高压电动机的继电保护1 1 概述电动机常见故障及不正常运行状态类型：n定子绕组相间短路；n单相接地；n电动机过负荷；n低电压；n同步电动机失磁、失步等。应装设的保护n电流速断保护；差动保护；n过负荷保护；n低电压保护；n单相接地保护。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理电流速断保护电流速断保护n接线方式：两相两继电器、两相一继电器结线。接线方式：两相两继电器、两相一继电器结线。

149、n动作电流：按躲过电动机的最大起动电流动作电流：按躲过电动机的最大起动电流Ist. Ist. maxmax来整定，整定计算的公式为来整定，整定计算的公式为 : : 式中，式中，KrelKrel为保护装置的可靠系数，采用为保护装置的可靠系数，采用DLDL型电型电流继电器时取流继电器时取1.4-1.61.4-1.6，采用，采用GLGL型电流继电器时取型电流继电器时取1.8-21.8-2。2 2 电动机的相间短路保护电动机的相间短路保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n灵敏度校验工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n 动作电流动作电流 应按躲过电动机额定电流应按躲过电动机额定电流IN

150、. M来整定，整定计算的公来整定，整定计算的公式为式为 : 式中，式中，Krel为保护装置的可靠系数，对为保护装置的可靠系数，对DL型继电器，型继电器，取取1.5-2。 纵联差动保护纵联差动保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n灵敏度校验工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n 动作电流：按躲过电动机的额定电流来整定，动作电流：按躲过电动机的额定电流来整定， 式中，式中，Krel为保护装置的可靠系数，动作于信号取为保护装置的可靠系数，动作于信号取1.4-1.6；动作于信号，；动作于信号， Kre为继电器的返回系数，一般为为继电器的返回系数，一般为0.8。3 电动机的过负荷保护电动

151、机的过负荷保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理n5.6.1熔断器保护n5.6.2低压断路器保护n5.6.3低压断路器与熔断器在低压电网保护中的配合5.65.6低压配电系统的保护低压配电系统的保护工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护5.6.1 熔断器保护熔断器保护 1熔断器及其安秒特性曲线熔断器及其安秒特性曲线 熔断器包括熔管熔断器包括熔管(又称熔体座又称熔体座)和熔体。通常它串接在被保护的设备前或接和熔体。通常它串接在被保护的设备前或接在电源引出线上。当被保护区出现短路故障或过电流时，熔断器熔体熔断，在电源引出线上。当被保护区

152、出现短路故障或过电流时，熔断器熔体熔断，使设备与电源隔离，免受电流损坏。因熔断器结构简单、使用方便、价格使设备与电源隔离，免受电流损坏。因熔断器结构简单、使用方便、价格低廉，所以应用广泛。低廉，所以应用广泛。 熔断器的技术参数包括熔断器熔断器的技术参数包括熔断器(熔管熔管)的额定电压和额定电流，分断能力，的额定电压和额定电流，分断能力，熔体的额定电流和熔体的安秒特性曲线。熔体的额定电流和熔体的安秒特性曲线。250V和和500V是低压熔断器，是低压熔断器，3llOkV属高压熔断器。决定熔体熔断时间和通过电流的关系曲线称为熔断属高压熔断器。决定熔体熔断时间和通过电流的关系曲线称为熔断器熔体的安秒特

153、性曲线，如图器熔体的安秒特性曲线，如图5-41所示，该曲线由实验得出，它只表示时限的所示，该曲线由实验得出，它只表示时限的平均值，其时限相对误差会高达平均值，其时限相对误差会高达50%。 图图5-42是由变压器二次侧引出的低压配电图。如采用熔断器保护，应在是由变压器二次侧引出的低压配电图。如采用熔断器保护，应在各配电线路的首端装设熔断器。熔断器只装在各相相线上，中性线是不各配电线路的首端装设熔断器。熔断器只装在各相相线上，中性线是不允许装设熔断器的。允许装设熔断器的。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护图图5-41熔断器熔体的安秒特性曲

154、线熔断器熔体的安秒特性曲线 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护图图5-42低压配电系统示意图低压配电系统示意图1-干线干线 2-分干线分干线 3-支干线支干线 4-支线支线 Q-低压断路器（自动空气开关）低压断路器（自动空气开关） 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护 (1) 、熔断器的额定电压应不低于被保护线路的额定电压。、熔断器的额定电压应不低于被保护线路的额定电压。 (2) 、熔断器的额定电流应不小于它所安装的熔体的额定电流。、熔断器的额定电流应不小于它所安装的熔体的额定

155、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。熔断器的类型应符合安装条件及被保护设备的技术要求。 (4)、 熔断器的分断能力应满足熔断器的分断能力应满足 (525) 式中式中 流经熔断器的短路冲击电流有效值。流经熔断器的短路冲击电流有效值。 2 2、熔断器、熔断器( (熔管或熔座熔管或熔座) )的选择和校验的选择和校验选择熔断器选择熔断器( (熔管或熔座熔管或熔座) )时应满足下列条件：时应满足下列条件： 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理3、熔断器的选用及其与导线的配合、熔断器的选用及其与导线的配合 对保护电力线路和电气设备的熔断器，其熔体电流的选用可按以下条件

156、进行：对保护电力线路和电气设备的熔断器，其熔体电流的选用可按以下条件进行： 1）、熔断器熔体电流应不小于线路正常运行时的计算电流）、熔断器熔体电流应不小于线路正常运行时的计算电流 ，即，即 (522) （2）、熔断器熔体电流还应躲过由于电动机起动所引起的尖峰电流）、熔断器熔体电流还应躲过由于电动机起动所引起的尖峰电流 ，以使线路出现正常的尖峰电流而不致熔断。因此以使线路出现正常的尖峰电流而不致熔断。因此 (523) 式中式中选择熔体时用的计算系数。选择熔体时用的计算系数。轻负荷起动时起动时间在轻负荷起动时起动时间在3s以下者，以下者，k=0.250.4重负荷起动时，起动时间应在重负荷起动时，起

157、动时间应在38s者，者，k0.350.5；超过超过8s的重负荷起动或频繁起动、反接制动等，的重负荷起动或频繁起动、反接制动等，k0.50.6 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护尖峰电流。尖峰电流。 对一台电动机，尖峰电流为对一台电动机，尖峰电流为 对多台电动机对多台电动机, 为起动电流最大的一台电动机的起动电流倍数。为起动电流最大的一台电动机的起动电流倍数。 为起动电流最大的一台电动机的额定电流。为起动电流最大的一台电动机的额定电流。 （3）、为使熔断器可靠地保护导线和电缆，避免因线路短路或过负荷损坏甚）、为使熔断器可靠地保护导线和电

158、缆，避免因线路短路或过负荷损坏甚至起燃，熔断器的熔体额定电流至起燃，熔断器的熔体额定电流 必须和导线或电缆的允许电流必须和导线或电缆的允许电流 相配合，相配合，因此要求：因此要求： (524) 式中式中 熔断器熔体额定电流与被保护线路的允许电流的比例系数。熔断器熔体额定电流与被保护线路的允许电流的比例系数。对电缆或穿管绝缘导线，对电缆或穿管绝缘导线， 2.5；对明敷绝缘导线，对明敷绝缘导线， 1.5；对于已装设有其它过负荷保护的绝缘导线、电缆线路而又要求用熔断器进行对于已装设有其它过负荷保护的绝缘导线、电缆线路而又要求用熔断器进行短路保护时短路保护时 =1.25。 工厂供配电技术第五章供配电系

159、统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护对于保护电力变压器，其熔体电流可按下式选定，即对于保护电力变压器，其熔体电流可按下式选定，即（1.42） (525) 式中式中 变压器的额定一次电流。熔断器装设在哪一侧，就选用哪侧的变压器的额定一次电流。熔断器装设在哪一侧，就选用哪侧的额定值用于保护电压互感器的熔断器，其熔体额定电流可选用额定值用于保护电压互感器的熔断器，其熔体额定电流可选用0.5A，熔管可选，熔管可选用用RN2型。型。附录表附录表6和附录表和附录表11分别列出了常用的高压熔断器和低压熔断器的技术数据，分别列出了常用的高压熔断器和低压熔断器的技术数据，供参考。供

160、参考。4、熔断器保护灵敏度校验、熔断器保护灵敏度校验熔断器保护的灵敏系数熔断器保护的灵敏系数 4 (526) 式中式中 熔断器保护线路末端在系统最小运行方式下的短路电流，熔断器保护线路末端在系统最小运行方式下的短路电流，对中性点不接地系统，取两相短路电流；对中性点直接接地系统，取单相对中性点不接地系统，取两相短路电流；对中性点直接接地系统，取单相短路电流；对于保护降压变压器的高压熔断器来说，应取低压母线的两相短路电流；对于保护降压变压器的高压熔断器来说，应取低压母线的两相短路电流换算到高压之值。短路电流换算到高压之值。熔断器熔体的额定电流。熔断器熔体的额定电流。 工厂供配电技术第五章供配电系统

161、继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护5、上下级熔断器的相互配合、上下级熔断器的相互配合 用于保护线路短路故障的熔断器，它们上下级之相的相互配合应是这样：用于保护线路短路故障的熔断器，它们上下级之相的相互配合应是这样：设上一级熔体的理想熔断时间为设上一级熔体的理想熔断时间为t1，下一级为，下一级为t2：，因熔体的安秒特性曲线误：，因熔体的安秒特性曲线误差约为差约为50，设上一级熔体为负误差，有，设上一级熔体为负误差，有 =0.5 ，下一级为正误差，下一级为正误差，即即 =1.5 ，如欲在某一电流下使，如欲在某一电流下使 ,以保证它们之间的选择性，这样就应以保证它们之间

162、的选择性，这样就应使使 3 。对应这个条件可从熔体的安秒特性曲线上分别查出这两熔体的额。对应这个条件可从熔体的安秒特性曲线上分别查出这两熔体的额定电流值。一般使上、下级熔体的额定值相差定电流值。一般使上、下级熔体的额定值相差2个等级即能满足动作选择性个等级即能满足动作选择性的要求。的要求。 例例5-6 图图5-42b的虚线框内是某车间部分的配电系统图。其负荷分布如下表，的虚线框内是某车间部分的配电系统图。其负荷分布如下表，各电动机均属轻负荷起动，试选定各熔断器的额定电流及导线截面。各电动机均属轻负荷起动，试选定各熔断器的额定电流及导线截面。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.

163、6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护解解 (1)第第I组负荷各熔断器及导线截面可根据式组负荷各熔断器及导线截面可根据式(5-22)、式、式(5-23)计算计算21.4A 并并 k (0.250.4) 139.1A(34.855.6)A选选RTO-100熔断器，熔丝额定电流熔断器，熔丝额定电流 =50A 选用塑料绝缘铝导线选用塑料绝缘铝导线BLV-34mm,穿管，车间环境温度穿管，车间环境温度25 时，时， 25A 50A， 2.5 合格。合格。 (2）同理选择第）同理选择第组负荷的熔断器及导线截面如下：组负荷的熔断器及导线截面如下： 因因 (0.250.4) 98.8A (24.539.5

164、)A，选，选RTO50型熔断器，熔丝型熔断器，熔丝 规格规格 40A，配用，配用BLV-3 2.5mm 穿管导线，查得其穿管导线，查得其 15.2A，同时，同时 2.5 2.519，合格。，合格。(3)BC段支干线选择如下：段支干线选择如下： =51.3+(6.5-1) 21.4A169A(根据式根据式5-23中中 确定确定)由由 51.3A并并 (0.250.40)169A=(42.365.6)A，选用，选用RTO-100型熔断器，考虑要与型熔断器，考虑要与I级负荷熔断器相差两个等级，选熔丝电流级负荷熔断器相差两个等级，选熔丝电流 80A，导线用导线用BLV-310mm ，明敷线，查，明敷线

165、，查 55A 51.3A，因因 ， ， 1.5 ，合格。，合格。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护5.6.2 低压断路器保护低压断路器保护1、 低压断路器在低压配电系统中的配置方式低压断路器在低压配电系统中的配置方式低压断路器在低压配电系统中的配置方式如图低压断路器在低压配电系统中的配置方式如图5-44所示所示 (4）选择）选择AB段干线时，由于段干线时，由于AB段后接电动机较多，可按频繁起动考虑。段后接电动机较多，可按频繁起动考虑。 =99.9A，或电动机频繁起动时，或电动机频繁起动时， (0.50.6) (0.50.6)99.9+

166、(6.5-1)21.4 (110.3131.5)A。 考虑到和考虑到和BC段的配合，选段的配合，选 120A。选用。选用RTO200型熔断器。型熔断器。导线选用导线选用BLV3 25 mm 明敷线，查得明敷线，查得 100A因因 ， ， 1.5 ，校验合格。，校验合格。2工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护 图图544 低压断路器在低压系统中常用的配置方式低压断路器在低压系统中常用的配置方式Q-低压断路器低压断路器 QK-刀开关刀开关 KM-接触器接触器 KH-热继电器热继电器 FU-熔断器熔断器1#、2#的接法适用于两台变压器供电的接

167、法适用于两台变压器供电;在在3#、4#的接法适用于低压配电出线图的接法适用于低压配电出线图544;刀开关刀开关OK是为了检修低压断路器用。是为了检修低压断路器用。 6#出线是低压断路器与接触器出线是低压断路器与接触器KM配合用，低压断路器用作短路保护，接触器用配合用，低压断路器用作短路保护，接触器用作电路控制器，供电动机频繁起动用。其次热继电器作电路控制器，供电动机频繁起动用。其次热继电器KR用作过负荷保护。用作过负荷保护。5#出线是低压断路器与熔断器的配合方式，适用于开关断流能力不足的情况。出线是低压断路器与熔断器的配合方式，适用于开关断流能力不足的情况。此时靠熔断器进行短路保护，低压断路器

168、只在过负荷和失压时才断开电路此时靠熔断器进行短路保护，低压断路器只在过负荷和失压时才断开电路工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护3、低压断路器的过电流脱扣器、低压断路器的过电流脱扣器 非选择型非选择型: 动作时间可以不小于动作时间可以不小于10s的长延时电磁脱扣器，或动作时限小于的长延时电磁脱扣器，或动作时限小于0.1s 的瞬时脱扣器，其中长延时用作过负荷保护，短延时或瞬时均用于短路故的瞬时脱扣器，其中长延时用作过负荷保护，短延时或瞬时均用于短路故障保护障保护选择型：延时时限分别为选择型：延时时限分别为0.2s、0.4s、0.6s的短延

169、时脱扣器。的短延时脱扣器。低压断路器各种脱扣器的电流整定如下：低压断路器各种脱扣器的电流整定如下： (528) 1）、长延时过流脱扣器）、长延时过流脱扣器(即热脱扣器即热脱扣器)的整定的整定 1.1 上式中上式中 为长延时脱扣器为长延时脱扣器(即热脱扣器即热脱扣器)的整定动作电流。但是，热元件的的整定动作电流。但是，热元件的额定电流额定电流 应比应比 大大(1025)为好。为好。 即即(1.11.25) (529) （2）、瞬时）、瞬时(或短延时或短延时)过电流脱扣器的整定过电流脱扣器的整定 (530) 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的

170、保护 式中式中 瞬时或短延时过电流脱扣器的整定电流值，规定短延时过电流瞬时或短延时过电流脱扣器的整定电流值，规定短延时过电流脱扣器整定电流的调节范围对于容量在脱扣器整定电流的调节范围对于容量在2500A及以上的断路器为及以上的断路器为36倍脱扣器倍脱扣器的额定值，对的额定值，对2500A以下为以下为310倍；瞬时脱扣器整定电流调节范围对倍；瞬时脱扣器整定电流调节范围对2500A及及以上的选择型自动开关为以上的选择型自动开关为510倍，对倍，对2500A以下则为以下则为1020倍。对非选择型开倍。对非选择型开关约为关约为310倍；倍；可靠系数。对动作时间可靠系数。对动作时间 0.4s的的DW型断

171、路器，取型断路器，取 =1.35 对动作时间对动作时间 0.2s的的DZ型断路器，型断路器， =1.52；对有多台设备的干线，可取对有多台设备的干线，可取 =1.3(4) 低压断路器过流脱扣器整定值与导线的允许电流低压断路器过流脱扣器整定值与导线的允许电流 的配合的配合 (3) 灵敏系数灵敏系数 = 1.5 (531) 线路末端最小短路电流。线路末端最小短路电流。 瞬时或短延时脱扣器的动作电流。瞬时或短延时脱扣器的动作电流。 或或 4.5 工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护例例55 供电系统如图供电系统如图5-45所示，所需的数据均标

172、在图上，试选择低压断路器，所示，所需的数据均标在图上，试选择低压断路器，导线按导线按40 温度校验。温度校验。解解: (1)QF2选用保护电动机用的选用保护电动机用的DZ系列低压断路器，其整定计算如下系列低压断路器，其整定计算如下 因因 182.4A，故选定低压断路器的额定电流，故选定低压断路器的额定电流 200A 长延时脱扣器的整定电流为长延时脱扣器的整定电流为 瞬时过电流脱扣器电流整定值，瞬时过电流脱扣器电流整定值，( 取取1.5)1.1=200A图图545 例例6-5的供电系统图的供电系统图工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护(2

173、) QF1选用选用DW系列低压断路器以保护变压器用。因变压器二次侧额定系列低压断路器以保护变压器用。因变压器二次侧额定电流电流 1500A，故选定低压断路器的额定电流，故选定低压断路器的额定电流 1500A，可选长延时脱扣器，可选长延时脱扣器电流整定为电流整定为 1500A。 短延时脱扣器动作时间整定为短延时脱扣器动作时间整定为0.4s，整定电流要考虑，整定电流要考虑1#电动机起动时电动机起动时产生的峰值电流产生的峰值电流 ，取，取 =1.35，于是，于是1.351500+(5.8-1)329A4155A可选定可选定 =4500A (3倍额定电流倍额定电流)。 1.5 1.5(6.5 182.

174、4)A 2015A 选定选定 2000A(10倍额定值倍额定值)灵敏系数灵敏系数 1.5,合格。合格。配合导线配合导线 200A，选，选BBLX-3100mm ， 查得查得T 40时时其其 224A。满足。满足 的要求。的要求。 断路器可选用断路器可选用DZ20系列塑料外壳式低压断路器系列塑料外壳式低压断路器,断路器的额定电流断路器的额定电流200A，瞬时脱口器整定电流倍数为，瞬时脱口器整定电流倍数为10倍，即倍，即2000A。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护选用选用LMY1208矩形铝母线，矩形铝母线，T40 时，时， 1550A

175、 断路器可选用断路器可选用DW15系列低压断路器，脱口器额定电流为系列低压断路器，脱口器额定电流为1500 A ，短延时脱口器电流整定为短延时脱口器电流整定为4500 A。5.6.3 低压断路器与熔断器在低压电网保护中的配合低压断路器与熔断器在低压电网保护中的配合低压断路器与熔断器在低压电网中的设置方案如图低压断路器与熔断器在低压电网中的设置方案如图5-46。若能正确选定其额定。若能正确选定其额定参数，使上一级保护元件的特性曲线在任何电流下都位于下一级保护元件安秒参数，使上一级保护元件的特性曲线在任何电流下都位于下一级保护元件安秒特性曲线的上方，便能满足保护选择性的动作要求。图特性曲线的上方，

176、便能满足保护选择性的动作要求。图5-46a是能满足上述要求是能满足上述要求的。因此这种方案应用得最为普遍。的。因此这种方案应用得最为普遍。图图5-46 低压断路器与熔断器的设置低压断路器与熔断器的设置工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理5.6 5.6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护 在图在图5-46b中，如果电网被保护范围内的故障电流中，如果电网被保护范围内的故障电流 大于大于 临界短路电流，临界短路电流，(图中两条曲线交点处对应的短路电流图中两条曲线交点处对应的短路电流)则无法满足有选择地动作。图则无法满足有选择地动作。图5-46c中，中，如果要使两级低压断路器的动作满足选择性要

177、求，必须使如果要使两级低压断路器的动作满足选择性要求，必须使1处的安秒特性曲线处的安秒特性曲线位于位于2处的特性曲线之上。否则，必须使处的特性曲线之上。否则，必须使1处的特性曲线为处的特性曲线为 或或2处的特性曲线处的特性曲线为为 由于安秒特性曲线是非线性的，为使保护满足选择性的要求，由于安秒特性曲线是非线性的，为使保护满足选择性的要求，设计计算时宜用图解方法。设计计算时宜用图解方法。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理小小 结结 1、 继电保护装置的任务、要求、常用的保护及电器及保护装置的接线方继电保护装置的任务、要求、常用的保护及电器及保护装置的接线方式。继电保护装置的任务是，在供电

178、系统出现短路故时，保护装置动作，切除式。继电保护装置的任务是，在供电系统出现短路故时，保护装置动作，切除故障；在供电系统出现异常情况时，发出报警信号，及时处理，以免发展为故障；在供电系统出现异常情况时，发出报警信号，及时处理，以免发展为故障。对继电保护的要求要具有选择性、速动性、可靠性和灵敏度。故障。对继电保护的要求要具有选择性、速动性、可靠性和灵敏度。 继电保护常用的继电器继电保护常用的继电器 ，有，有 电磁式电磁式DL型和感应式型和感应式GL型，其中型，其中DL型用直流型用直流电源，用于定时限保护装置中；电源，用于定时限保护装置中；GL型用交流电源，用于反时限保护装置中。型用交流电源，用于

179、反时限保护装置中。保护装置的接线方式，指电流互感器与过电流继电器之间的连接方式。有两相两保护装置的接线方式，指电流互感器与过电流继电器之间的连接方式。有两相两继电器和两相一继电器两种方式。两相两继电器接线无论发生何种相间短路，接继电器和两相一继电器两种方式。两相两继电器接线无论发生何种相间短路，接线系数线系数KW都等于都等于1，两相一继电器，不同形式的相间短路，其接线系数不同，但，两相一继电器，不同形式的相间短路，其接线系数不同，但简单经济，在车间变压器、高压线路的保护中仍有采用。简单经济，在车间变压器、高压线路的保护中仍有采用。2、 带时限过电流保护：针对相间短路保护，有定时限和反时限保护两

180、种。带时限过电流保护：针对相间短路保护，有定时限和反时限保护两种。定时限保护：保护装置的动作时间是固定的，动作时间比较准确，定时限保护：保护装置的动作时间是固定的，动作时间比较准确，易整定，但需要直流电源，投资大。易整定，但需要直流电源，投资大。反时限保护：用反时限保护：用GL型继电器，按十倍动作电流来整定，通过线圈的电流越大，型继电器，按十倍动作电流来整定，通过线圈的电流越大，动作时间越短，只需要交流电源，投资较小，在动作时间越短，只需要交流电源，投资较小，在6-10KV供电系统中有广泛供电系统中有广泛的应用。的应用。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理小小 结结动作电流整定，应躲过线

181、路的最大负荷电流，动作电流整定，应躲过线路的最大负荷电流， IOP= 动作时间整定，用时间继电器或利用动作时间整定，用时间继电器或利用GL继电器本身进行整定，前后级保护继电器本身进行整定，前后级保护装置的动作时间按装置的动作时间按“阶梯原则阶梯原则”进行整定，当过流保护的动作时限超过进行整定，当过流保护的动作时限超过0.5S时，时，应装设电流速断保护。应装设电流速断保护。 3、电力线路的单相接地保护，分无选择性的单相接地保护和有选择、电力线路的单相接地保护，分无选择性的单相接地保护和有选择性单相接地保护。无选择性的单相接地保护，装绝缘监测装置；有选择性性单相接地保护。无选择性的单相接地保护，装

182、绝缘监测装置；有选择性的单相接地保护，装零序电流互感器。的单相接地保护，装零序电流互感器。4、 低压配电系统的保护，通常采用熔断器保护和低压断路器保护低压配电系统的保护，通常采用熔断器保护和低压断路器保护熔断器的选择，熔断器的电压大于所装线路的额定电压，其电流大于所装熔体的熔断器的选择，熔断器的电压大于所装线路的额定电压，其电流大于所装熔体的电流，熔体电流应大于线路的计算电流、峰值电流、小于被保护线路的允许电流。电流，熔体电流应大于线路的计算电流、峰值电流、小于被保护线路的允许电流。同时要注意上下级熔断器的配合及与断路器的配合。同时要注意上下级熔断器的配合及与断路器的配合。低压熔断器，又叫低压

183、自动开关。既能带负荷通断电路又能在短路、过负荷和低压熔断器，又叫低压自动开关。既能带负荷通断电路又能在短路、过负荷和失压时自动跳闸。在低压保护线路中广泛应用。失压时自动跳闸。在低压保护线路中广泛应用。 按过电流脱扣器延时时限分，有长延时、短延时、瞬时动作三种脱扣器。按过电流脱扣器延时时限分，有长延时、短延时、瞬时动作三种脱扣器。我国目前普遍应用的是瞬时动作方式。我国目前普遍应用的是瞬时动作方式。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理小小 结结 不同时限脱扣器的动作电流的整定值不同，长延时动作电流最小，不同时限脱扣器的动作电流的整定值不同，长延时动作电流最小，瞬时动作电流最大。同时注意过流脱

184、扣器的整定值与导线允许电流的瞬时动作电流最大。同时注意过流脱扣器的整定值与导线允许电流的配合及与熔断器的配合。配合及与熔断器的配合。5、晶体管继电保护、晶体管继电保护 具有动作速度快、灵敏度高、功率消耗低、体积小、重量轻、调试比较简单具有动作速度快、灵敏度高、功率消耗低、体积小、重量轻、调试比较简单以及易于适应新的复杂保护技术等优点，但是存在抗干扰性差、元件较易损坏及以及易于适应新的复杂保护技术等优点，但是存在抗干扰性差、元件较易损坏及可能因元件性能不稳定而导致误动作等缺点。可能因元件性能不稳定而导致误动作等缺点。电路有电压形成回路、启动回路、时限回路、信号出口回路组成。电路有电压形成回路、启动回路、时限回路、信号出口回路组成。工厂供配电技术第五章供配电系统继电保护原理