071工厂供电系统保护

第七章工厂供电系统的二次回路和自动装置 7 1 保护装置的作用 要求和类型一 保护装置的作用 工厂供电系统出现故障后所出现的后果 1 短路电流燃起电弧 烧坏故障设备 2 设备绝缘遭受损 缩短使用寿命 3 降低电网电压 影响到其它电气设备的正常运行 4 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 1 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 2 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 3 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 二 对保护装置的四点要求 1 选择性 例如 当K 1点短路时 因某种原因QF1拒动作 则QF3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 QF3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 保证其他电气设备的正常运行 2 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动作 由于快速性和选择性的矛盾 应先满足选择性再满足快速性的要求 3 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和拒动作都将使供电系统的事故扩大 造成严重的损失 4 灵敏性 过电流保护装置的灵敏度 保护区末端发生短路时的最小短路电流 保护装置的一次侧的动作电流 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 这种性能称为灵敏性 保护装置的灵敏性是用灵敏度来衡量 7 2 工厂低压配电系统的保护 一 熔断器保护1 熔断器及其保护特性曲线 特点 结构简单 体积小 质量轻 使用方便 价格低廉 可靠性高 安秒特性 安秒特性 熔断器熔体熔断的时间和所通过电流的关系曲线 熔体通过1 3倍额定电流时 熔断时间在1h以上 熔体通过1 6倍额定电流时 熔断时间在1h以下 熔体通过2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 2 熔断器的选择及其与导线的配合 1 熔断器熔体电流的选择1 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峰电流 计算系数 一般按下列要求取值 轻载启动 时间在3s以下的电机 K 0 25 0 4 重载启动 在3 8s以下的电机 K 0 35 0 5 超过8s重负载启动 或频繁启动 反接制动时 K 0 5 0 6 FU FU FU FU FU 1FU 2FU A B C QF QF T T 组 组 母线 干线 干线 分干线 分干线 干线 支干线 支线 分干线 支线 支线 4FU 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相配合 即 电缆或绝缘穿管导线 KOL 2 5 明敷的绝缘导线 KOL 1 5 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 KOL 1 25 2 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1 5 2 0倍 即 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0 5A的RN2型熔管 2 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 1 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 2 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 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和安全要求 4 熔断器分断能力的校验熔断器的分断能力 电流 应大于流过熔断器短路冲击电流有效值 即 3 熔断器灵敏度的校验熔断器保护的灵敏度按下式确定 熔断器的灵敏度 系统在最小运行方式下 熔断器保护线路末端的短路电流 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 为低压母线两相短路电流折算到高压侧的值 4 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 下级之间的配合是 设 上一级熔体理想的熔断时间为t1s下级为t2s 因熔体的安秒特特性曲线误差约为 50 上一级熔体为负误差 t 1 0 5t1s 下级为正误差 t 2 1 5t2s 如欲在某一电流下使 t 1 t 2 为保证它们之间的选择性 这样就应该使t1 3t2 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 实验证明 上 下级熔体的额定电流相差2个等级均能满足动作选择性的要求 例 设熔断器FU1的额定电流为60A 熔断器FU2的额定电流为40A K1点的短路电流为800A 试检验两个熔断器能否满足选择性配合的要求 解 由FU1的额定电流60A 短路电流800A查特性曲线表得t1 0 15s 由FU2的额定电流40A 短路电流800A查特性曲线表得t2 0 048s 计算得 因此熔断器FU1与FU2能满足选择性配合的要求 二 自动开关保护 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 自动开关在低压配电系统中主要有三种配置方式 1 自动开关与带闸刀开关配置方式 2 自动开关与磁力启动器或接触器的配置方式 3 自动开关与熔断器的配置方式 QF QF1 QF2 QF QF QF QK1 QK2 QK KM FU QA KH T T1 T2 380V 380V 380V 380V 380V 适用只有一台主变压器 且低压侧无任何电源联系 适用低压侧有其它电源的联系 为保证检修和断路器的安全在母线侧装设了隔离开关 适用于电路需要频繁地操作 KH用作热保护 适用于断路器的断路能力不能断开线路中的短路电流 2 自动开关脱扣器动作电流的整定 1 长延时过电流脱扣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10 25 较好 长延时脱扣器的动作整定电流值 可靠系数 常取1 1 线路的计算负荷电流 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的动作电流应躲过线路的尖峰电流来计算 瞬时脱扣器的动作整定电流值 可靠系数 线路的尖峰电流 规定 1 选择型自动开关 瞬时脱扣器整定电流调节范围对2500A及以上 应为7 10倍脱扣器的额定电流 2500A及以下 应为10 20倍 2 非选择型自动开关瞬时脱扣器整定电流调节范围对2500A及以上 应为3 6倍脱扣器的额定电流 2500A及以下 应为3 10倍 可靠系数取值 动作时间top 0 4s的DW型自动开关 Ker1 1 35 动作时间top 0 2sDZ型自动开关 Ker1 2 2 5 对于有多台设备的干线 Ker1 1 3 3 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 瞬时脱扣器的整定电流 4 上 下级自动开关之间的选择性配合 上 下级自动开关之间能否满足选择性配合要求 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过电流脱扣器 下级自动开关则采用瞬时过电流脱扣器 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1 2倍 即 5 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 或 导线的允许载流量 长延时脱扣器整定电流 瞬时脱扣器整定电流 例 有一条低压380V的动力线路 导线采用BLX 1 70型 穿硬塑料管敷设 I30 56A IPK 230A 此线路末端的 当地环境温度为 300