供配电工程PPT第6章供配电系统的继电保护-

1、供配电工程供配电工程第第6 6章章 供配电系统的过电流保护供配电系统的过电流保护第第6章章 工厂供电系统的过电流保护工厂供电系统的过电流保护 6.1 过流保护的任务和要求过流保护的任务和要求 6.2 熔断器保护熔断器保护 6.3 低压断路器保护低压断路器保护 6.4 常用的保护继电器常用的保护继电器 6.5 工厂高压线路的继电保护工厂高压线路的继电保护 6.6 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 6.7 微机继电保护微机继电保护序序: 继电保护的必要性继电保护的必要性系统运行过程中系统运行过程中,故障不可避免故障不可避免! 请看一组现场照片请看一组现场照片:35KV高压电缆头击穿高压电缆

2、头击穿地线短路烧毁地线短路烧毁10KV负荷开关负荷开关烧坏的刀开关烧坏的刀开关短路烧毁电厂主开关短路烧毁电厂主开关35KV开关柜爆炸现场 继电保护是变电所二次回路的重要组成部分，继电保护是变电所二次回路的重要组成部分，也是供电设计的主要内容。本章讲述继电保护也是供电设计的主要内容。本章讲述继电保护的基本知识和理论，继电保护的整定计算方法。的基本知识和理论，继电保护的整定计算方法。 第一节第一节 过电流保护的任务和要求过电流保护的任务和要求继电保护装置是能反应供电系统中的电气设继电保护装置是能反应供电系统中的电气设备备发生故障发生故障或或不正常工作状态不正常工作状态，并能动作于，并能动作于断断路

3、器跳闸路器跳闸或或启动信号装置发出预报信号启动信号装置发出预报信号的一种的一种自动装置。自动装置。一、继电保护的概念一、继电保护的概念第一节第一节 过电流保护的任务和要求过电流保护的任务和要求l二、继电保护的任务二、继电保护的任务u 自动地、迅速地、有选择性地将故自动地、迅速地、有选择性地将故障元件从供电系统切除，使其他非故障障元件从供电系统切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电；部分迅速恢复正常供电；u 能正确反应电气设备的不正常运行能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求，发出预报信号状态，并根据要求，发出预报信号 ；三、继电保护的基本原理三、继电保护的基本原理 四、对继电保护的基本

4、要求四、对继电保护的基本要求 选择性选择性 速动性速动性 灵敏性灵敏性可靠性可靠性1选择性 当供电系统发生短路故障时，继电保护装置当供电系统发生短路故障时，继电保护装置动作，只切除故障元件，并使停电范围最小，动作，只切除故障元件，并使停电范围最小，以减小故障停电造成的损失。保护装置这种能以减小故障停电造成的损失。保护装置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选择性。挑选故障元件的能力称为保护的选择性。 KA1KA2QF1QF2K1WL2WL3WL在图所示系统中，在K点发生短路故障，应由离故障点最近的保护装置2动作，使断路器2QF跳闸，将故障线路2WL切除，线路1WL和3WL仍继续运行。2速动性 注

5、意：注意：必须在满足选择性的基础上必须在满足选择性的基础上Why?!发生故障时，继电保护应该尽快地动作切除故障，减小发生故障时，继电保护应该尽快地动作切除故障，减小故障引起的损失，提高电力系统的稳定性。故障引起的损失，提高电力系统的稳定性。 为了减小由于故障引起的损失，减少用户在为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低电压下的工作时间，以及提高电力系统故障时低电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时尽快尽快动作动作将故障切除。将故障切除。3灵敏性 继电保护装置的灵敏性以灵敏系数继电保护装置的灵敏性以灵敏系数SPSP来衡

6、量。来衡量。灵敏度愈高，反应故障的能力愈强。灵敏度愈高，反应故障的能力愈强。 灵敏性是指继电保护在其保护范围内，对发生灵敏性是指继电保护在其保护范围内，对发生故障或不正常运行状态的反应能力故障或不正常运行状态的反应能力 在继电保护的保护范围内，不论系统的运行方在继电保护的保护范围内，不论系统的运行方式、短路的性质和短路的位置如何，保护都应正式、短路的性质和短路的位置如何，保护都应正确动作。确动作。 （2 2）对于反应故障时参数量降低的保护装置）对于反应故障时参数量降低的保护装置 例如：低电压保护的灵敏系数为例如：低电压保护的灵敏系数为 S SP PU UopopU UKmaxKmax U UK

7、maxKmax保护区内故障的最大残压值保护区内故障的最大残压值 思思 考考故障点位于何处故障点位于何处? （1 1）对于反应故障时参数量增加的保护装置）对于反应故障时参数量增加的保护装置 例如：过电流保护的灵敏系数为例如：过电流保护的灵敏系数为 minkpopISKII Ik kminmin - -保护装置在保护区内在电力系统最小运行方式保护装置在保护区内在电力系统最小运行方式下的最小短路电流。下的最小短路电流。4可靠性 继电保护装置在其所规定的保护范围内发继电保护装置在其所规定的保护范围内发生故障或不正常工作时，一定要准确动作，生故障或不正常工作时，一定要准确动作，即即不能拒动不能拒动；不属

8、其保护范围的故障或不正；不属其保护范围的故障或不正常工作时，一定不要动作，即常工作时，一定不要动作，即不能误动。不能误动。 另外：还要考虑经济性另外：还要考虑经济性 目标：目标：技术上安全可靠，经济上合理技术上安全可靠，经济上合理u五、工厂供电系统的 过电流保护的类型的类型 1、熔断器保护；、熔断器保护； 2、低压断路器保护；、低压断路器保护； 3、继电保护；、继电保护；1、熔断器保护是最早的、也是最古老的继电保护方、熔断器保护是最早的、也是最古老的继电保护方 式；式；适用于高低压供电系统。简单适用于高低压供电系统。简单,经济经济,应用广泛应用广泛;但断流能但断流能力较小力较小,选择性差熔体熔

9、断后需更换。选择性差熔体熔断后需更换。2 2、低压断路器保护也称为一次式或直动、低压断路器保护也称为一次式或直动式继电器，在低压电力线路上应用广泛；式继电器，在低压电力线路上应用广泛；3 3、高压线路的继电保护方式很多，主要、高压线路的继电保护方式很多，主要有：三段式电流保护、距离保护、高频保有：三段式电流保护、距离保护、高频保护（短线路的纵联差动保护）、零序电流护（短线路的纵联差动保护）、零序电流保护等）。保护等）。六、学习继电保护应注意的几个问题六、学习继电保护应注意的几个问题 1 1、理解各类保护的原理；、理解各类保护的原理； 2 2、理解各类保护的作用（也就是要知道、理解各类保护的作用

10、（也就是要知道保护装置所反映的故障类型）；保护装置所反映的故障类型）； 3 3、对各类保护的整定计算有一定认识。、对各类保护的整定计算有一定认识。本节结束本节结束一、熔断器在供电系统中的配置一、熔断器在供电系统中的配置 图图6-1 主要考虑主要考虑:选择性、经济性选择性、经济性(一一) 保护线路的熔断器熔体电流的选择保护线路的熔断器熔体电流的选择条件条件:1.躲过线路的计算电流：躲过线路的计算电流： INFEI30 2.躲过线路的尖峰电流：躲过线路的尖峰电流： INFEKIpk -K为小于为小于1的计算系数的计算系数6.2 熔断器保护熔断器保护二、熔断器熔体电流的选择二、熔断器熔体电流的选择通

11、用用电设备配电设计规范通用用电设备配电设计规范（GB5005593） 熔断体的额定电流应大于电动机的额定电流，且其安熔断体的额定电流应大于电动机的额定电流，且其安秒特性曲线计及偏差后略高于电动机起动电流和起动时秒特性曲线计及偏差后略高于电动机起动电流和起动时间的交点。间的交点。 K系数的取值范围系数的取值范围线路情况线路情况起起 动动 时时 间间K值值 单单 台台电动机电动机3s以下以下0.250.3538s（重载起动）（重载起动）0.350.58s以上及频繁起动、反接制动以上及频繁起动、反接制动0.50.6多多 台台电动机电动机按最大一台电动机起动情况按最大一台电动机起动情况0.51I30与

12、与Ipk较接近时较接近时1(一一) 保护线路的熔断器熔体电流的选择保护线路的熔断器熔体电流的选择条件条件:3.熔断器保护还应考虑与被保护线路配合，在被保熔断器保护还应考虑与被保护线路配合，在被保护线路过负荷或短路时能得到可靠的保护，还应满护线路过负荷或短路时能得到可靠的保护，还应满足下式条件：足下式条件： INFEKOLIal 式中式中-Ial为绝缘导线和电缆允许载流量；为绝缘导线和电缆允许载流量； -KoL为绝缘导线和电缆允许短时过负荷系数。为绝缘导线和电缆允许短时过负荷系数。当熔断器作短路保护时，绝缘导线和电缆的过负荷系当熔断器作短路保护时，绝缘导线和电缆的过负荷系数取数取2.5，明敷导线

13、取，明敷导线取1.5 ；当熔断器作过负荷保护；当熔断器作过负荷保护时，各类导线的过负荷系数取时，各类导线的过负荷系数取0.81，对有爆炸危，对有爆炸危险场所的导线过负荷系数取下限值险场所的导线过负荷系数取下限值0.8。 (二二) 保护电力变压器（高压侧）保护电力变压器（高压侧） 熔断器熔体电流的选择熔断器熔体电流的选择 考虑到变压器的正常过负荷能力（考虑到变压器的正常过负荷能力（20%左右）、变左右）、变压器低压侧尖峰电流及变压器空载合闸时的励磁涌流，压器低压侧尖峰电流及变压器空载合闸时的励磁涌流，熔断器熔体额定电流应满足：熔断器熔体额定电流应满足： INFE=（1.52）I1N.T (三三)

14、 保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择 选择选择RN2型专用熔断器作电压互感器短路保护，其熔型专用熔断器作电压互感器短路保护，其熔体额定电流为体额定电流为0.5A 0.5N FEIA(四四)保护并联电容器的熔断器保护并联电容器的熔断器 IN.FE=K IN.C IN.C 电容器额定电流电容器额定电流 K 高压跌落式熔断器：高压跌落式熔断器：1.21.3 限流式熔断器，一台电容器时：限流式熔断器，一台电容器时： 1.52.0 一组电容器时：一组电容器时：1.31.86.2 熔断器保护熔断器保护三、熔断器保护灵敏度校验三、熔断器保护灵敏度校验minkpN FEI

15、SKI Ikmin 熔断器保护线路末端在最小运行方式下的最熔断器保护线路末端在最小运行方式下的最小短路电流。对于中性点直接接地系统为小短路电流。对于中性点直接接地系统为Ik(1) ，中性，中性点不接地系统为点不接地系统为Ik(2) 。四、熔断器的选择与校验四、熔断器的选择与校验 根据工作环境条件要求选择熔断器的型号；根据工作环境条件要求选择熔断器的型号； 熔断器额定电压应不低于保护线路的额定电压；熔断器额定电压应不低于保护线路的额定电压； 熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，即熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，即 INFUIN.FE 校验断流能力校验断流能力 ：有限流能力（有限流

16、能力（RN、RT0型）型）(3)OCkII(3)OCshII无限流能力（无限流能力（RW、RM型）型）五、前后熔断器之间的选择性配合五、前后熔断器之间的选择性配合 图图6-3 低压线路中，熔断器较多，前后级间的熔断器在选低压线路中，熔断器较多，前后级间的熔断器在选择性上必须配合，以使靠近故障点的熔断器最先熔断。择性上必须配合，以使靠近故障点的熔断器最先熔断。实际的熔断时间与标准保护特性曲线查得的时间可有实际的熔断时间与标准保护特性曲线查得的时间可有30% 50%的误差，所以必须满足的误差，所以必须满足 t13t2一般前级熔断器的熔体电一般前级熔断器的熔体电流应比后级大流应比后级大23级。级。本

17、节结束本节结束一、低压断路器的种类和类型一、低压断路器的种类和类型1.1.按用途常分为：按用途常分为： 配电用断路器；配电用断路器； 电动机保护用断路器电动机保护用断路器; ; 照明用断路器照明用断路器; ; 漏电保护用断路器。漏电保护用断路器。2.2.按结构型式分有两大类。按结构型式分有两大类。 塑壳式塑壳式 框架式框架式6.3 低压断路器保护低压断路器保护3.按功能分为：6.3 低压断路器保护低压断路器保护短路瞬时保护短路瞬时保护过流保护：过流保护：( (三段保护三段保护) ) 短路短延时保护短路短延时保护短路保护短路保护过载长延时保护过载长延时保护失压失压( (欠压欠压) )保护保护断路

18、器保护功能：断路器保护功能： 低压断路器三段保护功能类似于高压系统中的电流低压断路器三段保护功能类似于高压系统中的电流速断速断, ,带时限过电流及过负荷保护带时限过电流及过负荷保护. . 低压断路器保护功能的实现低压断路器保护功能的实现 低压断路器保护功能的实现是借助于不同类型的脱扣低压断路器保护功能的实现是借助于不同类型的脱扣器完成的器完成的. .6.3 低压断路器保护低压断路器保护瞬时瞬时( (动作动作) )过流脱扣器过流脱扣器 过流脱扣器：过流脱扣器： 短延时短延时( (动作动作) )过流脱扣器过流脱扣器 短路保护短路保护长延时长延时( (动作动作) )过流脱扣器过流脱扣器过载保护过载保

19、护u (智能型智能型)框架式低压断路器功能最强框架式低压断路器功能最强,通常设置三种类通常设置三种类型的过流脱扣器型的过流脱扣器,即即6.3 低压断路器保护低压断路器保护其长延时动作过流脱扣器动作电流值，可按一定步其长延时动作过流脱扣器动作电流值，可按一定步距在其额定电流（称为距在其额定电流（称为过流脱扣器额定电流用过流脱扣器额定电流用IN.OR表示表示）以下一定范围内调整；）以下一定范围内调整；瞬时瞬时( (动作动作) )过流脱扣器和短延时过流脱扣器和短延时( (动作动作) )过流脱扣器过流脱扣器动作电流值可按动作电流值可按过流脱扣器额定电流过流脱扣器额定电流的倍数（一般的倍数（一般为整数）

20、整定为整数）整定u (智能型智能型)框架式低压断路器动作电流整定特点框架式低压断路器动作电流整定特点6.3 低压断路器保护低压断路器保护电磁脱扣器电磁脱扣器-实现瞬时动作实现瞬时动作瞬时动作短路保护瞬时动作短路保护热脱扣器热脱扣器-实现长延时动作实现长延时动作长延时动作过载保护长延时动作过载保护u塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器,通常设置两种类型的过流脱扣器通常设置两种类型的过流脱扣器,即即( (热动型热动型) )复式脱扣器复式脱扣器可实现可实现: :其长延时动作电流其长延时动作电流( (调整极不方便调整极不方便) )的整定的整定, ,实质是选择实质是选择热脱扣器的额定电流热脱扣器的额定电流(

21、 (用用IN.TR表示表示),),而热脱扣器的额而热脱扣器的额定电流是一组定电流是一组不连续不连续的系列值的系列值-不可调不可调( (或不便或不便调调) )! !瞬时动作电流则按热脱扣器额定电流的瞬时动作电流则按热脱扣器额定电流的( (整数整数) )倍数选倍数选择择-即也即也不连续不连续! !6.3 低压断路器保护低压断路器保护欠压脱扣器欠压脱扣器-实现欠压实现欠压( (失压失压) )保护保护分励脱扣器分励脱扣器-实现远程自动控制实现远程自动控制u塑壳式低压断路器中已有电子式塑壳式低压断路器中已有电子式,其动作电流具有一定其动作电流具有一定的可调性的可调性u塑壳式框架式均可根据需要装设塑壳式框

22、架式均可根据需要装设: :二、二、低压断路器常用的配置方式低压断路器常用的配置方式 图图6-46-4三、低压断路器脱扣器的选择和整定三、低压断路器脱扣器的选择和整定 6.3 低压断路器保护低压断路器保护( (一一) )低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定 1.瞬时过流脱扣器的动作电流的整定瞬时过流脱扣器的动作电流的整定 整定整定原则：瞬时和短延时过流脱扣器的动作电流应原则：瞬时和短延时过流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流躲过线路的尖峰电流( )op orelpkIKI式中，式中，Krel 为可靠系数。对动作时间在为可靠系数。对动作时间在0.02s以上的断

23、以上的断路器，如路器，如DW型、型、ME型等，型等，Krel=1.35。对动作时间在。对动作时间在0.02s以下的断路器，如以下的断路器，如DZ型等，型等，Krel =22.5。 ( )op srelpkIKI2. 短延时过流脱扣器的动作电流和动作时间的整定短延时过流脱扣器的动作电流和动作时间的整定 短延时过流脱扣器动作电流短延时过流脱扣器动作电流Iop(s) 也应躲过线路尖峰也应躲过线路尖峰电流电流Ipk，即，即 式中，式中，Krel 为可靠系为可靠系数，一般取数，一般取1.2 短延时脱扣器动作时间一段不超过短延时脱扣器动作时间一段不超过1s，通常分为，通常分为0.2、0.4、0.6秒三级，

24、但是现在一些新产品中短延时的时间也秒三级，但是现在一些新产品中短延时的时间也有所不同，如有所不同，如DW40型断路器其定时限特性为型断路器其定时限特性为0.1、0.2、0.3、0.4s四级，四级，ME系列断路器采用半导体过电流脱扣器系列断路器采用半导体过电流脱扣器时，其短延时范围为时，其短延时范围为30270ms，分级式，每级，分级式，每级30或或60ms。可根据保护要求确定动作时间。可根据保护要求确定动作时间。 ( )30op lrelIKI3.长延时过流脱扣器的动作电流和动作时间的整定长延时过流脱扣器的动作电流和动作时间的整定 长延时过流脱扣器动作电流长延时过流脱扣器动作电流Iop(l)

25、需躲过线路最大负需躲过线路最大负荷电流即计算电流荷电流即计算电流I30，即，即 式中，式中，Krel 为可靠系为可靠系数，一般取数，一般取1.1 长延时过流脱扣器用于过负荷保护，动作时间为反时限长延时过流脱扣器用于过负荷保护，动作时间为反时限特性。一般不可选。但应结合短延时动作时间校验尖峰电特性。一般不可选。但应结合短延时动作时间校验尖峰电流时的可返回时间。流时的可返回时间。配电保护型断路器的反时限断开特性配电保护型断路器的反时限断开特性 过流脱扣器的瞬时和短延时动作电流，按照其过流脱扣器的瞬时和短延时动作电流，按照其额定电流额定电流IN.OR的倍数来整定，即选择过流脱扣的倍数来整定，即选择过

26、流脱扣器瞬时和短延时动作的整定倍数器瞬时和短延时动作的整定倍数K。 瞬时和短延时动作电流应不大于整定倍数与瞬时和短延时动作电流应不大于整定倍数与过流脱扣器额定电流的积，即过流脱扣器额定电流的积，即( )op lN ORII( )op oN ORIKI( )op sN ORIKI 各种型号断路器的脱扣器动作电流整各种型号断路器的脱扣器动作电流整定倍数不一样。不同类型过流脱扣器如定倍数不一样。不同类型过流脱扣器如瞬时、短延时、长延时，其动作电流倍瞬时、短延时、长延时，其动作电流倍数也不一样。数也不一样。 有些型号断路器动作电流倍数分档设有些型号断路器动作电流倍数分档设定，而有些型号断路器动作电流倍

27、数可定，而有些型号断路器动作电流倍数可连续调节。连续调节。 ( (二二) )低压断路器低压断路器( (热动型热动型) )复式脱扣器动作电流的整定复式脱扣器动作电流的整定 （三）（三） 欠电压脱扣器和分励脱扣器选择欠电压脱扣器和分励脱扣器选择 欠压脱扣器主要用于欠压或失压（零压）保护，当电欠压脱扣器主要用于欠压或失压（零压）保护，当电压下降低于（压下降低于（0.350.7）UN时便能动作。分励脱扣器主时便能动作。分励脱扣器主要用于断路器的分闸操作，在（要用于断路器的分闸操作，在（0.851.1）UN时便能可时便能可靠动作。靠动作。 欠压和分励脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压，欠压和分励脱扣器

28、的额定电压应等于线路的额定电压，并按直流或交流的类型及操作要求进行选择。并按直流或交流的类型及操作要求进行选择。 热脱扣器热脱扣器-实现长延时过载保护，与长延时过流脱实现长延时过载保护，与长延时过流脱扣器等效扣器等效 电磁脱扣器电磁脱扣器-实现瞬时短路保护与瞬时过流脱扣器实现瞬时短路保护与瞬时过流脱扣器等效等效实际使用中过流脱扣器和实际使用中过流脱扣器和热脱扣器无须严格区分热脱扣器无须严格区分( (四四) )过流脱扣器与配电线路的配合要求过流脱扣器与配电线路的配合要求式中，式中，Ial为绝缘导线或电缆的允许载流量；为绝缘导线或电缆的允许载流量；KOL为导线或为导线或电缆允许的短时过负荷系数。电

29、缆允许的短时过负荷系数。 对瞬时和短延时过流脱扣器对瞬时和短延时过流脱扣器KOL=4.5，对长延时过流脱，对长延时过流脱扣器扣器 KOL=1.1。对有爆炸气体区域内的配电线路。对有爆炸气体区域内的配电线路KOL=0.8。 当上述配合要求得不到满足时，可改选脱扣器动作电当上述配合要求得不到满足时，可改选脱扣器动作电流，或增大配电线路导线截面。流，或增大配电线路导线截面。 低压断路器还需考虑与配电线路的配合，防止被保护低压断路器还需考虑与配电线路的配合，防止被保护线路因过负荷或短路故障引起导线或电缆过热，其配合线路因过负荷或短路故障引起导线或电缆过热，其配合条件为：条件为： opOLalIKI过流

30、脱扣器过流脱扣器与配电线路的与配电线路的配合配合,规范有明确要求规范有明确要求( (五五) ) 低压配电系统保护低压配电系统保护1.变压器保护变压器保护 一般设置三段保护一般设置三段保护.其中其中- 尖峰电流尖峰电流 Ipk=(24)I2NT 计算电流计算电流 I30=I2NT 根据经验根据经验,变压器低压侧总断路器瞬时保护过流脱扣器变压器低压侧总断路器瞬时保护过流脱扣器动作电流整定为变压器额定电流的动作电流整定为变压器额定电流的34倍是适宜的倍是适宜的,短延短延时动作电流可适当减小时动作电流可适当减小. ( (五五) ) 低压配电系统保护低压配电系统保护2.配电线路保护配电线路保护 一般据需

31、要设置二段或三段保护一般据需要设置二段或三段保护.其中其中-尖峰电流应根据负荷情况具体计算尖峰电流应根据负荷情况具体计算 3.电动机保护电动机保护 一般据需要设置二段一般据需要设置二段-瞬时和长延时保护瞬时和长延时保护,而又以瞬而又以瞬时短路保护为主时短路保护为主,因为低压断路器的过负荷保护性能与电因为低压断路器的过负荷保护性能与电动机的过载特性不匹配动机的过载特性不匹配. 尖峰电流尖峰电流 Ipk=KstIN.M 计算电流计算电流 I30=IN.M 故针对电机保护故针对电机保护,还应设置还应设置u过载保护装置过载保护装置,传统手段传统手段-设置热继电器设置热继电器(兼有断相保兼有断相保护护)

32、;热继电器的脱扣值热不动作电流为热继电器的脱扣值热不动作电流为11.05 倍的倍的INM u低电压保护低电压保护-电压继电器电压继电器 大型电机现一般采用综合保护装置大型电机现一般采用综合保护装置. u 6倍长延时电流整定值的可返回时间倍长延时电流整定值的可返回时间电动机实际起电动机实际起动时间，按起动时负载的轻重，可选用的可返回时间为动时间，按起动时负载的轻重，可选用的可返回时间为1S、3S、5S、8S、12S、15S中某一档。中某一档。 ( (五五) ) 低压配电系统保护低压配电系统保护Iop(l)=K1I30Iop(o)=K2I304.照明线路保护照明线路保护 一般据需要设置二段一般据需

33、要设置二段:瞬时和长延时保护瞬时和长延时保护( (五五) ) 低压配电系统保护低压配电系统保护5.并联电容器的保护并联电容器的保护 低压电容器一般采用熔断器保护低压电容器一般采用熔断器保护.熔体额定电流整定熔体额定电流整定: IN.FE=(1.431.65)IN.C 四、四、低压断路器灵敏度校验低压断路器灵敏度校验6.3 低压断路器保护低压断路器保护1.3pS k minopI=I式中，式中，Iop为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流整定值。为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流整定值。Ikmin为保护线路末端在最小运行方式下的短路电流，对为保护线路末端在最小运行方式下的短路电流，对TN和和TT系统

34、系统Ikmin应为单相短路电流，对应为单相短路电流，对IT系统则为两相系统则为两相短路电流。短路电流。五、前后级低压断路器选择性的配合五、前后级低压断路器选择性的配合6.3 低压断路器保护低压断路器保护按保护特性曲线进行校验按保护特性曲线进行校验 由于低压断路器保护特性时间误差为由于低压断路器保护特性时间误差为20%30%，为防止误动作，应把前一级动作时间计入负误差（提前为防止误动作，应把前一级动作时间计入负误差（提前动作），后一级动作时间计入正误差（滞后动作），在动作），后一级动作时间计入正误差（滞后动作），在这种情况下，仍要保证前一级动作时间大于后一级动作这种情况下，仍要保证前一级动作时间

35、大于后一级动作时间，才能保证前后级断路器选择性配合。时间，才能保证前后级断路器选择性配合。6.3 低压断路器保护低压断路器保护 为了保证前后级断路器选择性要求，在动作电流选择为了保证前后级断路器选择性要求，在动作电流选择性配合，前一级的动作电流大于后一级动作电流的性配合，前一级的动作电流大于后一级动作电流的1.2倍，倍，或过流脱扣器额定电流大出或过流脱扣器额定电流大出12档即：档即： Iop.11.2Iop.2 在动作时间选择性配合，如果后一级（靠近负载）采在动作时间选择性配合，如果后一级（靠近负载）采用瞬时过流脱扣器，则前一级（靠近电源）要求采用短用瞬时过流脱扣器，则前一级（靠近电源）要求采

36、用短延时过流脱扣器延时过流脱扣器; 如果前后级都采用短延时脱扣器，则前一级短延时时如果前后级都采用短延时脱扣器，则前一级短延时时间应至少比后一级短延时时间大一级。间应至少比后一级短延时时间大一级。六、六、低压断路器的选择与校验低压断路器的选择与校验6.3 低压断路器保护低压断路器保护 在选择低压断路器时应满足下列条件：在选择低压断路器时应满足下列条件： 低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境、低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境、保护性能等方面的要求；保护性能等方面的要求； 低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压；定电压；

37、低压断路器的（等级）额定电流应不小于它所能安低压断路器的（等级）额定电流应不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流；装的最大脱扣器的额定电流； 低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流。相短路电流。 低压断路器断流能力校验低压断路器断流能力校验6.3 低压断路器保护低压断路器保护(3)OCkII对塑壳式（对塑壳式（DZ型或其他型号）断路器，其分断时间在型或其他型号）断路器，其分断时间在0.02S以下时以下时 对万能式（对万能式（DW型）断路器，其分断时间在型）断路器，其分断时间在0.02S以以上时上时 (3)OCshII(3)OCshii

38、或或 例例6-2 某某0.38kV动力线路，采用低压断路器保护，线路动力线路，采用低压断路器保护，线路计算电流为计算电流为125A，尖峰电流为，尖峰电流为390A，线路首端最大三相，线路首端最大三相短路电流为短路电流为7.6kA，末端最小单相短路电流为，末端最小单相短路电流为2.5kA，线路，线路允许载流量为允许载流量为165A（BLV三芯绝缘导线穿塑料管，三芯绝缘导线穿塑料管，30时），试选择低压断路器。时），试选择低压断路器。 6.3 低压断路器保护低压断路器保护解：低压断路器用于配电线路保护，选择解：低压断路器用于配电线路保护，选择DW16系列系列断路器，查附录表确定配置瞬时和长延时过流

39、脱扣器。断路器，查附录表确定配置瞬时和长延时过流脱扣器。 1瞬时脱扣器额定电流选择及动作电流整定瞬时脱扣器额定电流选择及动作电流整定 INORI30=125A，故选取，故选取INOR=200A脱扣器脱扣器 Iop（0）Krel Ipk=1.35390A=527A根据上表中的整定倍数，选择根据上表中的整定倍数，选择3倍整定倍数的瞬时脱扣器，倍整定倍数的瞬时脱扣器，则动作电流整定值为：则动作电流整定值为： 3200=600527A 与保护线路的配合与保护线路的配合Iop（0）=600A4.5Ial=4.5165A=742.5A 满足要求满足要求2长延时过流脱扣器的动作电流整定长延时过流脱扣器的动作

40、电流整定 动作电流整定动作电流整定Iop（l）Krel I30=1.1125A=137.5A选取选取128160200中整定电流为中整定电流为160A（0.8倍）的脱倍）的脱扣器，则扣器，则Iop（l）=160A与保护线路的配合与保护线路的配合Iop=160KOL Ial=1165A=165A 满足要求满足要求3断路器额定电流选择断路器额定电流选择IN.QFIN.OR =200A查附录表选查附录表选630A DW16系列断路器。系列断路器。 4.断流能力校验断流能力校验 Ioc=50kAI K（3）=7.6kV 满足要求满足要求 5.灵敏度校验灵敏度校验 Sp=4.21.3 灵敏度满足要求。灵

41、敏度满足要求。所选低压断路器为所选低压断路器为DW16-630，脱扣器额定电流为，脱扣器额定电流为160A。本节结束本节结束6.4 6.4 常用保护继电器常用保护继电器按继电器的结构原理分，有电磁式、感应式、数字式、按继电器的结构原理分，有电磁式、感应式、数字式、微机式等继电器。微机式等继电器。按继电器反应的物理量分有电流继电器、电压继电器、按继电器反应的物理量分有电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、气体继电器等。功率方向继电器、气体继电器等。 按继电器反应的物理量变化分，有过量继电器和欠量按继电器反应的物理量变化分，有过量继电器和欠量继电器，如过电流继电器、欠电压继电器。继电器，如过电流

42、继电器、欠电压继电器。按继电器在保护装置中的功能分，有起动继电器、时按继电器在保护装置中的功能分，有起动继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器等。间继电器、信号继电器和中间继电器等。一、概述 供配电系统的继电保护装置由各种保护用继电器构供配电系统的继电保护装置由各种保护用继电器构成。保护继电器的种类很多。成。保护继电器的种类很多。 供配电系统中常用的继电器主要是电磁式继电器和供配电系统中常用的继电器主要是电磁式继电器和感应式继电器。在现代化的大用户中也开始使用微机感应式继电器。在现代化的大用户中也开始使用微机式继电器或微机保护。式继电器或微机保护。 二、电磁型电流继电器（二、电磁型电流继电

43、器（DLDL型）型）电磁式电流继电器的内部结构如图电磁式电流继电器的内部结构如图7-67-6所示，图所示，图7-77-7是其是其内部接线图和图形符号，电流继电器的文字符号为内部接线图和图形符号，电流继电器的文字符号为KAKA。（一）结构集中表示的图形符号集中表示的图形符号分开表示的图形符号分开表示的图形符号（二）（二）工作原理工作原理（二）工作原理（二）工作原理 当电流通过继电器线圈当电流通过继电器线圈1 1时，电磁铁时，电磁铁2 2中产生磁通，对中产生磁通，对Z Z形铁片形铁片3 3产生电磁吸力，若电磁吸力大于弹簧产生电磁吸力，若电磁吸力大于弹簧9 9的反作用力，的反作用力，Z Z形铁片就转

44、动，带动同轴的动触头形铁片就转动，带动同轴的动触头5 5转动，使常开触头闭转动，使常开触头闭合，继电器动作。合，继电器动作。 动作电流动作电流(I Iop)：线圈中使继电器动作：线圈中使继电器动作的的最小电流最小电流。返回电流返回电流(I Ire)：使继电器由动作状态：使继电器由动作状态返回到起始位置时的返回到起始位置时的最大电流最大电流。返回系数返回系数(Kre)：继电器的返回电流与：继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数动作电流之比称为返回系数Kre，即，即 rereopIKI基本参数：基本参数：过电流继电器的返回系数小于1，返回系数愈大，继电器愈灵敏，电磁式电流继电器的返回系数通常为

45、0.85。 继电特性：继电特性：输出输出输入输入IopIre输入动输入动作值作值输入返输入返回值回值有输出有输出无输出无输出粗调粗调：改变继电器两个电流线圈的联结方式：改变继电器两个电流线圈的联结方式 (串、串、并联并联) 细调细调：改变反作用弹簧的反作用力矩：改变反作用弹簧的反作用力矩动作电流的调节方法动作电流的调节方法 （二）工作原理（二）工作原理电磁式电流继电器的动作极为迅速，动作时间为百分之几秒，可认为是瞬时动作的继电器。 三、电磁型电压、中间、时间、信号继电器三、电磁型电压、中间、时间、信号继电器 DJ DJ型电磁式电压继电器的结构和工作原理与型电磁式电压继电器的结构和工作原理与DL

46、DL型电磁式电流继电器基本相同。型电磁式电流继电器基本相同。 不同之处仅是电压继电器的线圈为电压线圈，不同之处仅是电压继电器的线圈为电压线圈，匝数多，导线细，与电压互感器的二次绕组并联。匝数多，导线细，与电压互感器的二次绕组并联。电压继电器文字符号用电压继电器文字符号用KVKV表示。表示。 （一）电磁式电压继电器（一）电磁式电压继电器 电磁式电压继电器有过电压和欠电压继电电磁式电压继电器有过电压和欠电压继电器两大类，其中欠电压继电器在工厂供电系器两大类，其中欠电压继电器在工厂供电系统应用较多。统应用较多。 欠电压继电器的欠电压继电器的起动电压起动电压Uop是使其动作是使其动作的最高电压的最高电

47、压;返回电压返回电压Ure是使其返回的最低是使其返回的最低电压电压;返回系数返回系数Kre Ure Uop 。 由于欠电压继电器的返回电压大于起动电由于欠电压继电器的返回电压大于起动电压，所以其返回系数压，所以其返回系数Kre大于大于1，一般在，一般在 11.2之间。之间。 作用：作用：时间继电器用于继电保护装置中，使继时间继电器用于继电保护装置中，使继电保护获得需要的延时，以满足选择性要求。电保护获得需要的延时，以满足选择性要求。 DSDS型电磁式时间继电器的内部结构型电磁式时间继电器的内部结构如图如图6-86-8所所示。示。 它由电磁系统、传动系统、钟表机构、触头它由电磁系统、传动系统、钟

48、表机构、触头系统和时间调整系统等组成。系统和时间调整系统等组成。 图图6-96-9是是DS110DS110型、型、112112型时间继电器的内部接型时间继电器的内部接线图和图形符号。线图和图形符号。 时间继电器的文字符号为时间继电器的文字符号为KTKT。DS-110DS-110型为直型为直流时间继电器，流时间继电器，DS-120DS-120型为交流时间继电器，延型为交流时间继电器，延时范围均为时范围均为0.10.19 9秒。秒。 （二）电磁式时间继电器（二）电磁式时间继电器 作用：信号继电器在继电保护装置中用于发出指示信作用：信号继电器在继电保护装置中用于发出指示信号，表示保护装置已动作，同时

49、接通信号回路，发出灯光号，表示保护装置已动作，同时接通信号回路，发出灯光或者音响信号。或者音响信号。（三）（三）电磁式信号继电器电磁式信号继电器 信号继电器的内部结信号继电器的内部结构如构如图图6-106-10所示。所示。图图6-116-11是其内部接线是其内部接线图和图形符号。图和图形符号。信号继电器的文字符信号继电器的文字符号为号为KSKS。 DX-11 DX-11型信号继电器有两种：电流型和电压型。电流型型信号继电器有两种：电流型和电压型。电流型信号继电器串联接入二次电路，电压型信号继电器并联接信号继电器串联接入二次电路，电压型信号继电器并联接入二次电路。入二次电路。 图图6-126-1

50、2是是DZ-10DZ-10型中间继电器的内部结构图。其内部接型中间继电器的内部结构图。其内部接线图和图形符号如图线图和图形符号如图6-136-13所示。中间继电器的文字符号为所示。中间继电器的文字符号为KMKM。当中间继电器的线圈通电时，衔铁动作，带动触头系。当中间继电器的线圈通电时，衔铁动作，带动触头系统使动触头与静触头闭合或断开。统使动触头与静触头闭合或断开。 （四）电磁式中间继电器（四）电磁式中间继电器作用：扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量作用：扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时(0.40.8S)或者通

51、过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。或者通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。时间继电器时间继电器在保护装置中起延时作用，以保证保护在保护装置中起延时作用，以保证保护装置动作的选择性。装置动作的选择性。中间继电器中间继电器的作用是为了扩充保护装置出口继电器的作用是为了扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量，也可以使触点闭合或断开时带的接点数量和容量，也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时有不大的延时(0.40.8S)，或者通过继电器的自保持，或者通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。以适应保护装置的需要。信号继电器信号继电器用于各保护装置回路中，作为保护动作用于各保护装置回路中，作

52、为保护动作的指示器的指示器 DL-10系列电流继电器 DL-30系列电流继电器系列电流继电器 JY10、20、30系列集成电路电压继电器系列集成电路电压继电器 时间继电器时间继电器SSJ10、20、30系列集系列集成电路时间继电器成电路时间继电器 四、感应型电流继电器（四、感应型电流继电器（GLGL型）型）（一）结构（一）结构 GL-10和和20型感应式电流继电器的内部结构如型感应式电流继电器的内部结构如图图6-14所示。图所示。图6-15是其内部接线图和图形符号。是其内部接线图和图形符号。 感应式电流继电器有两个系统：感应系统和电感应式电流继电器有两个系统：感应系统和电磁系统。磁系统。 继电

53、器的感应系统主要由线圈继电器的感应系统主要由线圈1，带短路环，带短路环3的的电磁铁电磁铁2和装在可偏转的框架和装在可偏转的框架6上的铝盘上的铝盘4组成。组成。 继电器的电磁系统由电磁铁继电器的电磁系统由电磁铁2和衔铁和衔铁15组成。组成。 （二）工作原理（二）工作原理 当继电器的线圈中通过电流时，电磁铁在无短路环的磁当继电器的线圈中通过电流时，电磁铁在无短路环的磁极内产生磁通极内产生磁通11，在带短路环的磁极内产生磁通，在带短路环的磁极内产生磁通22，两，两个磁通作用于铝盘，产生转矩个磁通作用于铝盘，产生转矩M1M1，使铝盘开始转动，同时，使铝盘开始转动，同时铝盘转动切割永久磁铁铝盘转动切割永

54、久磁铁8 8的磁通，在铝盘上产生蜗流，蜗的磁通，在铝盘上产生蜗流，蜗流与永久磁铁的磁通作用，又产生一个与转矩流与永久磁铁的磁通作用，又产生一个与转矩M1M1方向相反方向相反的制动力矩的制动力矩M2M2，当铝盘转速增大到某一定值时，当铝盘转速增大到某一定值时，M1=M2M1=M2，这时铝盘匀速转动。这时铝盘匀速转动。112sinM 感应式机构基本战局转矩方程：感应式机构基本战局转矩方程：21KAMI2Mn 继电器的铝盘在上述继电器的铝盘在上述M1和和M2的作用下，铝盘的作用下，铝盘受力有使框架受力有使框架6绕轴顺时针偏转的趋势，但受到绕轴顺时针偏转的趋势，但受到弹簧弹簧7的阻力的阻力 当通过继电

55、器线圈中的电流增大到继电器的动作当通过继电器线圈中的电流增大到继电器的动作电流时，铝盘受力增大，克服弹簧阻力，框架顺电流时，铝盘受力增大，克服弹簧阻力，框架顺时针偏转，铝盘前移，使蜗杆时针偏转，铝盘前移，使蜗杆10与扇形齿轮与扇形齿轮9啮合，啮合，这就叫这就叫继电器的感应系统动作继电器的感应系统动作。 由于铝盘的转动，扇形齿轮沿着蜗杆上升，最由于铝盘的转动，扇形齿轮沿着蜗杆上升，最后使继电器触头后使继电器触头12闭合，同时信号牌掉下，从观闭合，同时信号牌掉下，从观察孔中可看到红色的信号指示，表示继电器已动察孔中可看到红色的信号指示，表示继电器已动作。从继电器感应系统动作到触头闭合的时间就作。从

56、继电器感应系统动作到触头闭合的时间就是是继电器的动作时限继电器的动作时限。 图图6-16 6-16 感应式电流继感应式电流继电器的动作特性曲线电器的动作特性曲线 继电器线圈中的电流越继电器线圈中的电流越大，铝盘转速越快，扇大，铝盘转速越快，扇形齿轮上升速度也越快，形齿轮上升速度也越快，因此动作时限越短。这因此动作时限越短。这就是感应式电流继电器就是感应式电流继电器的的“反时限反时限”特性，如特性，如曲线中的曲线中的ab段段 当继电器线圈中的电流继续增大时，电磁铁中的磁当继电器线圈中的电流继续增大时，电磁铁中的磁通逐渐达到饱和，作用于铝盘的转矩不再增大，使继通逐渐达到饱和，作用于铝盘的转矩不再增

57、大，使继电器的动作时限基本不变。这一阶段的动作特性称为电器的动作时限基本不变。这一阶段的动作特性称为定时限特性，如曲线中的定时限特性，如曲线中的bc段。段。 当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的速断电流整定值时，电磁铁速断电流整定值时，电磁铁2瞬时将衔铁瞬时将衔铁15吸下，吸下，触头闭合，同时也使信号牌掉下。这是感应式继触头闭合，同时也使信号牌掉下。这是感应式继电器的速断特性，如图电器的速断特性，如图6-16曲线曲线 段段 dc 当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的速断电流整定值时，电磁铁速断电流整定值时，

58、电磁铁2瞬时将衔铁瞬时将衔铁15吸下，吸下，触头闭合，同时也使信号牌掉下。这是感应式继触头闭合，同时也使信号牌掉下。这是感应式继电器的速断特性，如图电器的速断特性，如图6-16曲线曲线 段段 dc 整个装置由带延时动作的感应部分与瞬时整个装置由带延时动作的感应部分与瞬时动作的电磁部分组成。动作的电磁部分组成。 小小 结结1 1感应系统部分：感应系统部分：动作电流动作电流是指继电器铝盘轴上蜗杆与扇形齿片相咬合是指继电器铝盘轴上蜗杆与扇形齿片相咬合时，线圈所需要通入的最小电流。时，线圈所需要通入的最小电流。动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的

59、匝数来调整（匝数来调整（2 2，2.52.5，3 34.54.5，5 5，6 69 9，10A10A）。）。 返回电流返回电流是指便扇形齿片脱离蜗杆返回到原来位置时是指便扇形齿片脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流。的最大电流。动作时间动作时间是指从轴上蜗杆与扇形齿片相咬合起到接点是指从轴上蜗杆与扇形齿片相咬合起到接点闭合这一段时间。闭合这一段时间。通入继电器的电流越大，铝盘转速越快，动作通入继电器的电流越大，铝盘转速越快，动作时间就越短，这种特性称为时间就越短，这种特性称为反时限特性反时限特性。 继电器电磁系统的速断动作电流与继电器继电器电磁系统的速断动作电流与继电器的感应系统动作电流之比，称

60、为的感应系统动作电流之比，称为速断电流倍速断电流倍数数，用，用nqb表示。表示。 时限螺钉指示盘上的刻度，指通入时限螺钉指示盘上的刻度，指通入10倍倍动作电流整定值时的动作时间。动作电流整定值时的动作时间。或者说感或者说感应式电流继电器动作时间特性是应式电流继电器动作时间特性是10倍动作倍动作电流整定值时的动作时间来标定的。电流整定值时的动作时间来标定的。2 2电磁速断部分电磁速断部分 电磁系统的速断特性电磁系统的速断特性即当通入继电器线圈即当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个倍数时，未等感应系的电流大到整定值的某个倍数时，未等感应系统动作，衔铁右端瞬时被吸下，接点立即闭合。统动作，衔铁右端