大三上06工业企业供电

1、主要内容：主要内容： 电力变电力变压器的压器的继电保继电保护护5.3.1 5.3.1 变压器故障的种类及继变压器故障的种类及继电保护的设置原则电保护的设置原则5.3.2 5.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置5.3.3 5.3.3 变压器的气体保护变压器的气体保护5.3.4 5.3.4 变压器的差动保护变压器的差动保护5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 5.3.1 5.3.1 变压器的故障种类和继电保护的设置原则变压器的故障种类和继电保护的设置原则（1 1）变压器故障的种类）变压器故障的种类 内部故障内部故障变

2、压器油箱内变压器油箱内所发生的故障包括绕组的相间所发生的故障包括绕组的相间短路、匝间短路和单相接地（碰壳）短路等。短路、匝间短路和单相接地（碰壳）短路等。 此种故障最危险，因为故障发生的电弧有可能使变压器油箱此种故障最危险，因为故障发生的电弧有可能使变压器油箱发生爆炸。发生爆炸。 外部故障外部故障指指油箱外油箱外引引出线套管的相间短路和单相接地等。出线套管的相间短路和单相接地等。 不正常工作状态不正常工作状态 过负荷（外部短路或负荷过大引起的）过负荷（外部短路或负荷过大引起的） 温度升高温度升高 油面降低油面降低通常只给出通常只给出报警报警信号，不跳闸。因为变压器允许短时不正常工作。信号，不跳

3、闸。因为变压器允许短时不正常工作。5.3.1 5.3.1 变压器的故障种类和继电保护的设置原则变压器的故障种类和继电保护的设置原则（2 2） 继继电保护的设置、原则电保护的设置、原则企业总降压变电站企业总降压变电站（3535110/6110/610KV10KV等级）等级）过流、速断、过流、速断、瓦斯瓦斯；如有可能过负荷，设；如有可能过负荷，设过负荷过负荷保护。保护。单台运行单台运行( ( 10000KV 10000KVA)A)或两台变压器并列运行或两台变压器并列运行（6300KV6300KVA)A)过流、瓦斯、过流、瓦斯、差动差动。车间变电站车间变电站（6 610KV/0.4KV10KV/0.

4、4KV等级）等级）过流、速断；过流、速断；800KV800KVA A以上（车间内以上（车间内400KV400KVA A）过流、速断、）过流、速断、瓦斯瓦斯。5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 5.3.25.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置优点优点：保护方式简单，继电器用量少；：保护方式简单，继电器用量少；缺点缺点：a a）接线系数变化）接线系数变化b b）未装电流互感器那一相（）未装电流互感器那一相（B B相）相），在，在低压低压侧发生侧发生单相短路时单相短路时，由于变压器高，由于变压器高压绕组压绕组Y Y接，零序电流没有流通通路，接，零序电流没有流通通路

5、，故故B B相只流过相只流过 , ,其它两相都是其它两相都是 且且方向相同。因此流入继电器工作线圈的方向相同。因此流入继电器工作线圈的电流为电流为0 0（ 是差流）是差流）。保护装置拒绝。保护装置拒绝工作。工作。 123KI（ ）113KI（ ）5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 KAKAIIC CB BA Ac cb ba aN Nk k(1)13KI(1)23KI(1)13KI(2)KI（1 1）保护装置的接线方式）保护装置的接线方式 两相单继电器式接线两相单继电器式接线 结论：两相单继电器式接线可用于相间短路结论：两相单继电器式接线可用于相间短路保护和过负荷保护，但

6、不能作为低压保护和过负荷保护，但不能作为低压侧的单相短路保护。侧的单相短路保护。5.3.25.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置 两相两继电器式接线（不完全星形）两相两继电器式接线（不完全星形） 优点优点：接线系数为：接线系数为1 1，对各种相间短，对各种相间短路灵敏度相同路灵敏度相同 缺点缺点：同上述分析，各继电器流过：同上述分析，各继电器流过的电流为的电流为 ，说明此接线虽能反映，说明此接线虽能反映这种单相短路，但这种单相短路，但灵敏度低灵敏度低结论：两相两继电器式接线，结论：两相两继电器式接线，适用于适用于相间短路保护和过负荷保护，但不能相间短路保护和过负荷保护，但不能作为

7、低压侧的单相短路保护作为低压侧的单相短路保护。13KI5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 KA2KA2IIC CB BA Ac cb ba aN Nk k(1)13KI(1)23KI(1)13KI(2)KIKA1KA1II5.3.25.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置 （2 2）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 采用下列方法：采用下列方法： 低压侧装设三相带过流脱扣器的低压侧装设三相带过流脱扣器的低压断路器低压断路器经经 济实用，应用较普遍。济实用，应用较普遍。 低压侧装设低压侧装设三相熔断器三相熔断器，但熔断后更换时间长，用于，但熔

8、断后更换时间长，用于不重要负荷供电的变压器不重要负荷供电的变压器 5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 Y YY YT TQFQFY YY YT TFUFU5.3.25.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置 低压侧中性点引出线上装低压侧中性点引出线上装 设零序过电流保护设零序过电流保护。两相三继电器：两相三继电器：由于公共线上流由于公共线上流 过的电流为其他两相电流的两过的电流为其他两相电流的两 倍，可使保护灵敏度也提高一倍。倍，可使保护灵敏度也提高一倍。IIIIII5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 IIY YY Y+T TKAKAYRY

9、R- -QFQFQFQFQSQS610KV610KV（3）变压器的）变压器的过电流过电流保护、保护、电流速断电流速断保护和保护和过负荷过负荷保护保护5.3.25.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置展开图如下：展开图如下： 5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 定时限定时限速断速断分闸分闸过负荷过负荷KA1KA3YRKA1QFKMKMKA2过负荷信号过负荷信号KA3KA4KS1+KT1KS1KT1KA5KA2KA4KA5KT2KS2KS2KT2故障跳闸信号故障跳闸信号Y YY YT TQFQFQSQS检测回路检测回路主回路主回路1TA2TA1TA2TA5.3.2

10、5.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置 过电流过电流保护保护 组成和原理组成和原理同线路过电流保护同线路过电流保护 整定值整定值 即：即： I I1NT1NT变压器一次侧额定电流变压器一次侧额定电流 动作时限动作时限时间阶梯时间阶梯 t t1 1=t=t0 0+ +t t 灵敏度灵敏度 低压侧母线低压侧母线在系统在系统最小方式最小方式下发生下发生 两相短路两相短路，流经一次侧的短路电流。，流经一次侧的短路电流。11(1.5 3)COKOPNTKreII(2)min1(2)1.251.5KOPISIK(2)minKI5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 Y YY

11、 YT TQFQFQSQS5.3.25.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置 变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护 组成和原理组成和原理同线路过电流速断保护同线路过电流速断保护 整定计算整定计算 系统最大运行方式下系统最大运行方式下低压母线低压母线发生发生三三 相短相短路路时（时（K2K2），流经高压侧的短路电流），流经高压侧的短路电流 周期分量值周期分量值 灵敏度灵敏度变压器变压器高压侧高压侧（保护安装处）（保护安装处）在系统在系统最小最小 运行运行下发生下发生两相短路（两相短路（K1K1）的短路电流的短路电流 来校验来校验(3)maxKI(3)max(3)1COmaxKTA

12、OPqbKIOP qbCOWKIKIIKK(2)min12KOPISIK (2)maxKI5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 Y YY YT TQFQFQSQSK1K1K2K25.3.25.3.2 变压器的电流保护装置变压器的电流保护装置 变压器的变压器的过负荷保护过负荷保护（指变压器正常运行时的过载）（指变压器正常运行时的过载） 过负荷保护只需在变压器高压侧的过负荷保护只需在变压器高压侧的一相一相上装设。上装设。 动作延时：动作延时：101015S15S 保护装置动作电流按躲过变压器一次侧额定电流保护装置动作电流按躲过变压器一次侧额定电流 I I1NT1NT来整定：来整

13、定：I IOP1OP1 OL OL=(1.2=(1.21.5) I1.5) I1NT1NT OL OLover loadover load5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 IIY YY Y+T TKAKAQFQFKTKT5.3.3 5.3.3 变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护（1 1）瓦斯保护：又称）瓦斯保护：又称气体保护气体保护，它能反映变压，它能反映变压 器器油箱内油箱内的所有内部故障。的所有内部故障。（2 2）原理：）原理： 当变压器发生任何故障时，油箱内当变压器发生任何故障时，油箱内绝缘物质绝缘物质和变压器和变压器油油受热或在电弧作用下分解受热或在电弧作用下分解

14、产生气体产生气体， 利用这一特点实现变压器的保护。利用这一特点实现变压器的保护。（3 3）主要元件：瓦斯继电器（又称气体继电器），安）主要元件：瓦斯继电器（又称气体继电器），安 装于变压器油箱与油枕的联通管上。装于变压器油箱与油枕的联通管上。 （油枕的作用（油枕的作用观察油位，排放气体）观察油位，排放气体）5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 两个信号两个信号: 轻瓦斯轻瓦斯，用，用于信号指示，于信号指示，在上层，在上层， 重瓦斯重瓦斯，用，用于跳闸或信号于跳闸或信号指示，在下层。指示，在下层。（4）瓦斯保护电路图）瓦斯保护电路图5.3.3 5.3.3 变压器的瓦斯保护变压

15、器的瓦斯保护（5 5）优缺点：）优缺点： 优点：结构简单，动作迅速，灵敏度高，能优点：结构简单，动作迅速，灵敏度高，能 保护变压器油箱内的所有故障，尤其保护变压器油箱内的所有故障，尤其 是绕组的匝间短路故障。是绕组的匝间短路故障。 缺点：不能反应变压器油箱外任何故障，因缺点：不能反应变压器油箱外任何故障，因 而应与其它保护配合使用。而应与其它保护配合使用。 5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 前面介绍的各种保护都各有优缺点前面介绍的各种保护都各有优缺点 过流保护：接线简单，设备投资少，但有动作时限过流保护：接线简单，设备投资少，但有动作时限, , 动作时间长，动作时间长，

16、保护变压器的全部保护变压器的全部。 速断保护：接线简单，设备投资少，但有死区，灵速断保护：接线简单，设备投资少，但有死区，灵 敏度低，敏度低，保护变压器一次绕组、一次侧保护变压器一次绕组、一次侧套管和引出线套管和引出线。 瓦斯保护：对变压器内部故障灵敏，但瓦斯保护：对变压器内部故障灵敏，但不能保护外不能保护外 套管和引出线故障套管和引出线故障。 在速断保护死区段只有过流保护，时间长，有必要在速断保护死区段只有过流保护，时间长，有必要加差动保护。加差动保护。 5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 5.3.4 5.3.4 变压器的差动保护变压器的差动保护5.3.4 5.3.4

17、变压器的差动保护变压器的差动保护1 1差动保护的工作原理差动保护的工作原理 差动保护：是根据被保护元件两侧电流差动保护：是根据被保护元件两侧电流 差额而动作的保护装置。差额而动作的保护装置。 保护区：保护区：两侧电流互感器安装点之间两侧电流互感器安装点之间. . 保护功能：变压器内部及引出线和绝缘套管的保护功能：变压器内部及引出线和绝缘套管的相间短路相间短路，以及绕组的以及绕组的匝间短路匝间短路。 5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 IIK-2KAKA2I1I12KAIIII-I保护保护范围范围110kV110kV35kV35kVI1I2I1I2Ij1、系统正常运行或保护

18、范围外部系统正常运行或保护范围外部 短路时短路时, ,理想情况理想情况Ij=I1-I2=0CDJ不动作不动作CDJ2、保护范围内发生短路时保护范围内发生短路时 只有一个电源时：只有一个电源时： I Ij j=I=I1 1 0 CDJ 0 CDJ动作动作 双边供电（有两个电源）时：双边供电（有两个电源）时： I Ij j=I=I1 1+I+I2 20CDJ0CDJ动作动作1、变压器纵差保护原理5.3.4 5.3.4 变压器的差动保护变压器的差动保护 2 2保护装置中不平衡电流及其限制措施保护装置中不平衡电流及其限制措施 前面说过，正常运行时，前面说过，正常运行时， ，保护装置不动作，保护装置不动

19、作，但实际不可能，正常运行时，也会有电流流入继电，但实际不可能，正常运行时，也会有电流流入继电线圈，该电流称为线圈，该电流称为不平衡电流不平衡电流，以，以 表示。表示。 （dsqdsqdisequilibriumdisequilibrium） 此电流太大，将使保护装置灵敏度降低，并容易产此电流太大，将使保护装置灵敏度降低，并容易产生误动作，故要根据其产生的原因不同，而采取相应的生误动作，故要根据其产生的原因不同，而采取相应的措施。措施。 0KAIdsqI5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 1 1、变压器两侧绕组接线方式不同产生的不平衡、变压器两侧绕组接线方式不同产生的不平

20、衡 相位变化引起的相位变化引起的YAI&YBI&YCI&DAI&DBI&DCI&aI&bI&cI&YAI&YBI&YCI&DAI&DBI&aI&bI&cI& TYAYCacCTYCYBcbBTYBYAbaAn)II(IIIn)II(IIIn)II(III&D DD DD DYAI&YCI&YBI&D DAI&D DBI&D DCI&305.3.4 5.3.4 变压器的差动保护变压器的差动保护（1 1）变压

21、器）变压器两侧绕组接线不同两侧绕组接线不同而产生的不平衡电流。而产生的不平衡电流。 冶金企业变压器一、二次一般用冶金企业变压器一、二次一般用Y/Y/接线（接线（Y Y，d11d11） 两侧电流有两侧电流有3030相位差。相位差。 消除方法：电流互感器接成消除方法：电流互感器接成 /Y (/Y (非微机型非微机型) ) （见（见P P130130 图图5 52929）5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 微机型：采用内部校正微机型：采用内部校正微机变压器保护的TA接法：全Y接入(回路简单)。YAI&YBI&YCI&aI&bI&cI&am

22、p;D DAI&D DBI&D DCI&YAI&YBI&YCI&D DAI&D DBI&D DCI&零线AYBYAdAI)II(ID D &BYCYBdBI)II(ID D &CYAYCdCI)II(ID D & 对于微机保护，通过内部计算，完成相位修正：内部计算修正5.3.4 5.3.4 变压器的差动保护变压器的差动保护 （2 2）变压器）变压器原侧绕组流入励磁涌流原侧绕组流入励磁涌流而产生的不平衡电流而产生的不平衡电流 变压器的励磁电流变压器的励磁电流只只流经变压器流经变压器电源端的原侧绕组电源

23、端的原侧绕组，因此在差动回路中造成不平衡电流。因此在差动回路中造成不平衡电流。 变压器正常运行时，励磁电流很小，可忽略不计。变压器正常运行时，励磁电流很小，可忽略不计。 在在空载投入或外部故障切除空载投入或外部故障切除后电压恢复时，则可能后电压恢复时，则可能出现数值很大的励磁电流，形成类似涌浪的电流，即所出现数值很大的励磁电流，形成类似涌浪的电流，即所谓励磁涌流，这将引起差动保护误动作（注意，励磁电谓励磁涌流，这将引起差动保护误动作（注意，励磁电流与电压有关，而与负载电流无关）。流与电压有关，而与负载电流无关）。 常用的消除方法：采用具有常用的消除方法：采用具有速饱和铁心的差动继电速饱和铁心的

24、差动继电器（非微机）器（非微机）5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 励磁涌流的特征 1、偏向一侧 2、谐波分量大3、波形中有间断 为了克服励磁涌流对变压器差动保护的影响，一般采用：励磁涌流闭锁措施。（微机型） 对策 波形对称原理 二次谐波制动原理 间断角制动原理 其中，二次谐波制动（闭锁）原理应用的最多，也最成熟。闭锁差动。闭锁差动。时时基波基波二次谐波二次谐波典型值取：典型值取： 15%5.3.4 5.3.4 变压器的差动保护变压器的差动保护 （3 3）变压器）变压器两侧电流互感器的两侧电流互感器的变比不易配合变比不易配合而产生而产生的不平衡电流的不平衡电流 由于电流互

25、感器的变比各有等级规格，且已标准化，由于电流互感器的变比各有等级规格，且已标准化，故故实际实际选取变比不可能与选取变比不可能与计算计算值完全一致，导致产生不值完全一致，导致产生不平衡电流。平衡电流。 消除方法：消除方法：用用BCH-2BCH-2型差动继电器的平衡线圈型差动继电器的平衡线圈进行补进行补偿。但不能完全消除。（非微机）偿。但不能完全消除。（非微机）微机型：内部校正微机型：内部校正5.3 5.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 5.3.4 5.3.4 变压器的差动保护变压器的差动保护 （4 4）由于变压器）由于变压器两侧电流互感器的形式和特性两侧电流互感器的形式和特性不同而引

26、不同而引起的不平衡电流。起的不平衡电流。无法消除无法消除。整定考虑。整定考虑（5 5）由于）由于变压器分接头的改变变压器分接头的改变的不平衡电流。的不平衡电流。 改变变压器的分接头，即改变变压器电压变比，从改变变压器的分接头，即改变变压器电压变比，从而实现调压，但电流互感器的变比没变，所以产生不平而实现调压，但电流互感器的变比没变，所以产生不平衡电流。衡电流。无法消除无法消除。整定考虑。整定考虑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，前两项所产生的不平衡电流，可利用改变互感器综上所述，前两项所产生的不平衡电流，可利用改变互感器接线和采用差动继电器的方法消除，而后三项

27、产生的不平衡接线和采用差动继电器的方法消除，而后三项产生的不平衡电流则是无法消除的，电流则是无法消除的，其总和为其总和为： IdspIdsp1Idsp2Idsp3 此不平衡电流值随外部短路电流的增大而增加。此不平衡电流值随外部短路电流的增大而增加。 低压供电系统一般采用熔断器保护和低压断路器保护。低压供电系统一般采用熔断器保护和低压断路器保护。 5.5.1熔断器保护熔断器保护（适用于供电可靠性要求不高的场合（适用于供电可靠性要求不高的场合)（1）熔断器在供电系统的配置）熔断器在供电系统的配置 符合选择性，以使故障范围尽量小；符合选择性，以使故障范围尽量小； 考虑经济性，即数量要尽量小；考虑经济

28、性，即数量要尽量小； 熔断器装于各配电线路首端，上一级为下一级的后备。熔断器装于各配电线路首端，上一级为下一级的后备。5.5 5.5 工业企业低压供电系统保护工业企业低压供电系统保护注意：低压系统中的注意：低压系统中的PEPE线和线和PENPEN线上不允许装设熔断器。线上不允许装设熔断器。 5.5 5.5 工业企业低压供电系统保护工业企业低压供电系统保护(2)(2)熔断器熔体电流的选择熔断器熔体电流的选择 保护电力线路保护电力线路 保护变压器保护变压器.(1.4 2.0)N FN TII考虑因素：考虑因素： 熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流，熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流，熔

29、体电流要躲过变压器低压侧电机起动的尖峰电流，熔体电流要躲过变压器低压侧电机起动的尖峰电流，熔体电流要躲过变压器空载合闸电流。熔体电流要躲过变压器空载合闸电流。 保护电压互感器保护电压互感器由于二次侧负荷小，一般固定选择：由于二次侧负荷小，一般固定选择：RN2RN2为为0.5A0.5A5.5 5.5 工业企业低压供电系统保护工业企业低压供电系统保护(3)(3)熔断器保护灵敏度的检验熔断器保护灵敏度的检验 .min.4kSN FIKI.minkI被保护末端在系统最小运行方式下的短路电流。对被保护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中性点不接地系统取两相短路电流两相短路电流，对中

30、性点接地，对中性点接地系统取系统取单相短路电流单相短路电流。 (4(4）熔断器之间的选择性配合）熔断器之间的选择性配合 要求线路在发生故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断，要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。切断故障部分。 一般可是上下级熔断器的熔体额定电流相差一般可是上下级熔断器的熔体额定电流相差23的等级，的等级，即可满足选择性要求。即可满足选择性要求。5.5 5.5 工业企业低压供电系统保护工业企业低压供电系统保护5.5.25.5.2低压断路器保护低压断路器保护(适用于供电可靠性要求高适用于供电可靠性要求高)（1 1）低压断路器在低压配电系统中的配置低压断路器在

31、低压配电系统中的配置 a) )适于一台主变适于一台主变b)b)适于两台主变，适于两台主变，QKQK检修变压器和断路器用检修变压器和断路器用C)C)适于低压配电出线，适于低压配电出线，QKQK检修断路器用检修断路器用2)2)低压断路器与接触器接触器配合配合，断路器短路保护；接触器操作控制用；热继电，断路器短路保护；接触器操作控制用；热继电器过负荷保护（适于频繁操作电路）器过负荷保护（适于频繁操作电路）3)3)低压断路器与熔断器配合熔断器配合。断路器过负荷及失压保护，熔断器短路保护。断路器过负荷及失压保护，熔断器短路保护( (适适用于断路器断流容量不足用于断路器断流容量不足) ) 自复熔断器自复熔

32、断器 自复熔断器采用自复熔断器采用金属钠金属钠作熔体，在作熔体，在常温下常温下具有具有高电导率高电导率。当电路发生。当电路发生短路故障时，短路电流产生短路故障时，短路电流产生高温高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能。自复熔断器导电性能。自复熔断器只能限制短路电流只能限制短路电流，不能真正分断电路。其优点是，不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体，能重复使用。不必更换熔体，能重复使用。1）单独接低压断路器或加装刀开关5.5

33、 5.5 工业企业低压供电系统保护工业企业低压供电系统保护（2 2）低压断路器过电流脱扣器选择与整定低压断路器过电流脱扣器选择与整定脱扣器额定电流脱扣器额定电流选择选择.30N RIICOopRpkIKI低压断路器过流脱扣器动作电流的低压断路器过流脱扣器动作电流的整定整定 1 1）短延时短延时过流脱扣器过流脱扣器动作电流应躲过线路的尖峰电流动作电流应躲过线路的尖峰电流可靠系数 取值为 coK:1.35;:1.7 2DWDZ2 2）长延时过流脱扣器及热脱扣器）长延时过流脱扣器及热脱扣器动作电流动作电流 Rco30opIK ICOK 取值为1.1 5.5 5.5 工业企业低压供电系统保护工业企业低

34、压供电系统保护3）低压断路器断流能力的校验低压断路器断流能力的校验 动作时间动作时间0.02s0.02s以上（以上（DW-DW-框架式）：分断电流框架式）：分断电流 (3)offKII动作时间动作时间0.02s0.02s以下（以下（DZ-DZ-塑壳式）：塑壳式）： (3)off(3)offshshIIii4）低压断路器过电流保护灵敏度的检验低压断路器过电流保护灵敏度的检验 .minSK1.5kopII5.5 5.5 工业企业低压供电系统保护工业企业低压供电系统保护5）上下级低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间的选择性上下级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配合 1 1）断路器

35、配合：）断路器配合： 2 .1 .2 . 1OPOPII2 2）低压断路器与熔断器之间的选择性配合：）低压断路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：前一级低压断路器保护特性曲线：-10%-10%-20%-20%的负偏差的负偏差 后一级熔断器保护特性曲线：后一级熔断器保护特性曲线：-30%-30%+50%+50%的正偏差的正偏差只要保证上一级的曲线总是处于下一级之上，及可只要保证上一级的曲线总是处于下一级之上，及可保证选择性，且两条曲线余量越大，选择性越好。保证选择性，且两条曲线余量越大，选择性越好。 本讲主要内容：本讲主要内容： 工业企业供电系工业企业供电系统的过电压保护

36、统的过电压保护5.6.1 5.6.1 过电压类型与产生原因过电压类型与产生原因5.6.2 5.6.2 直接雷击的防护直接雷击的防护5.6.3 5.6.3 雷电冲击波的防护雷电冲击波的防护5.6 工业企业供电系统的过电压保护工业企业供电系统的过电压保护5 56 6 工业企业供电系统的过电压保护工业企业供电系统的过电压保护1、类型、类型: 内部过电压内部过电压和和外部过电压外部过电压两类。两类。 (1)(1)内部过电压内部过电压 由于电力系统中的开关操作出现故障或其他原因而使系由于电力系统中的开关操作出现故障或其他原因而使系统内部能量发生转化或网路参数发生变化而引起的过电压。统内部能量发生转化或网

37、路参数发生变化而引起的过电压。 1)1)操作过电压操作过电压 操作过电压是指切断操作过电压是指切断空载线路空载线路或或空载变压器空载变压器引起的过电引起的过电压。压。A A、空载线路空载线路属于容性负荷属于容性负荷, , 过电压的幅值与线路参数有关，过电压的幅值与线路参数有关，一般不超过相电压的一般不超过相电压的3.53.5倍。倍。 B B、空载变压器空载变压器属于感性负荷，过电压幅值与回路参数、变压属于感性负荷，过电压幅值与回路参数、变压器接线及构造等多种因素有关，器接线及构造等多种因素有关， 在中性点不接地系统中一般不超过相电压的在中性点不接地系统中一般不超过相电压的4 4倍，最大可达倍，

38、最大可达6 6倍，倍，在中性点接地系统中一般不超过相电压的在中性点接地系统中一般不超过相电压的3 3倍。倍。5.6.1 过电压的类型与产生原因过电压的类型与产生原因5 56 6 工业企业供电系统的过电压保护工业企业供电系统的过电压保护 2)2)电弧接地过电压。电弧接地过电压。中性点不接地系统中发生单相电弧接地中性点不接地系统中发生单相电弧接地时，由于系统中存在电感和电容，可能引起线路局部振荡，使时，由于系统中存在电感和电容，可能引起线路局部振荡，使接地电弧交替熄灭与重燃，从而产生过电压，这就是电弧接地接地电弧交替熄灭与重燃，从而产生过电压，这就是电弧接地过电压。一般这种过电压幅值不超过相电压的

39、过电压。一般这种过电压幅值不超过相电压的3.53.5倍倍。 3)3)谐振过电压。谐振过电压。谐振过电压是由于电力系统的电路参数（谐振过电压是由于电力系统的电路参数（R, R, L,CL,C）组合不好发生谐振而引起的过电压）组合不好发生谐振而引起的过电压, ,如电压互感器本身的如电压互感器本身的非线性振荡，电力变压器铁心饱和引起的铁磁谐振等均可引起非线性振荡，电力变压器铁心饱和引起的铁磁谐振等均可引起谐振过电压谐振过电压。这种过电压一般不超过这种过电压一般不超过2.52.5倍倍U U相相, ,最大可达最大可达3.53.5U U相相。 运行经验表明运行经验表明：内部过电压一般不超过电网工频相电压的

40、：内部过电压一般不超过电网工频相电压的6 6倍，只要在选择电气设备时对绝缘强度合理考虑，并在运行中倍，只要在选择电气设备时对绝缘强度合理考虑，并在运行中定期查验，排除绝缘弱点，内部过电压造成的破坏是可以防止定期查验，排除绝缘弱点，内部过电压造成的破坏是可以防止的。另外用来防护外部过电压的阀型避雷器对内部过电压也兼的。另外用来防护外部过电压的阀型避雷器对内部过电压也兼有防护作用。有防护作用。 5 56 6 工业企业供电系统的过电压保护工业企业供电系统的过电压保护 (2) (2)外部过电压外部过电压 指供电系统的电气设备和地面构筑物遭受指供电系统的电气设备和地面构筑物遭受直接雷击直接雷击或或雷电感

41、应雷电感应而引起的过电压，外部过电压又称为大气过电压或雷而引起的过电压，外部过电压又称为大气过电压或雷击过电压。外部过电压有以下三种基本形式：击过电压。外部过电压有以下三种基本形式： 5 56 6 工业企业供电系统的过电压保护工业企业供电系统的过电压保护 5.6.2 5.6.2 直接雷击的防护直接雷击的防护 防护直击雷的有效装置是避雷针和避雷线防护直击雷的有效装置是避雷针和避雷线， 作用作用: : 是能对雷电场产生一个附加电场（由静电感应引起），使雷电场是能对雷电场产生一个附加电场（由静电感应引起），使雷电场发生畸变，从而将雷电吸引到金属针（线）上来并安全导入地下，从发生畸变，从而将雷电吸引到

42、金属针（线）上来并安全导入地下，从而保护附近的建筑物、线路和设备免受雷击。而保护附近的建筑物、线路和设备免受雷击。 另外，对于防雷要求较低的建筑物，也可采用在建筑物屋顶或边另外，对于防雷要求较低的建筑物，也可采用在建筑物屋顶或边缘敷设接地的金属网或金属带，对建筑物进行防雷保护。缘敷设接地的金属网或金属带，对建筑物进行防雷保护。 5.6.2.1 避雷针与避雷线的结构避雷针与避雷线的结构 (1)接闪器接闪器 是指避雷针顶端的镀锌圆钢或避雷线的全部镀锌钢是指避雷针顶端的镀锌圆钢或避雷线的全部镀锌钢绞线绞线,是专门用来接受雷云闪络放电的装置。是专门用来接受雷云闪络放电的装置。 (2)支持构架支持构架

43、支持构架是将接闪器装设于一定高度上的支持物。支持构架是将接闪器装设于一定高度上的支持物。(3)引下线引下线 是接闪器和接地体之间的连线是接闪器和接地体之间的连线,用来将接闪器上的雷电流安全引入接用来将接闪器上的雷电流安全引入接地体。地体。(4)接地体接地体 接地体又称接地装置接地体又称接地装置, 是埋入地下土壤中接地极的总是埋入地下土壤中接地极的总称称,用来将雷电流泄入大地。接地体的用来将雷电流泄入大地。接地体的效果和作用常用其效果和作用常用其冲击接地电阻冲击接地电阻Rsh的大小来表示，其值越小越好。对独的大小来表示，其值越小越好。对独立的避雷针（线）规定立的避雷针（线）规定Rsh应不大于应不

44、大于101.5hhh/2hahx45rx)()25 . 1 (2/)()(2/mphhrhhmphPhhrhhxxxaxxx时当时当hPmhPmhP/5 . 5,120300 . 1,30高度影响系数 单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围5.6.2.2 避雷针与避雷线的避雷针与避雷线的保护范围保护范围 h0=h-a/7p; bx=1.5(h0-hx) 若若a7h，则，则ho为负值，说明两针的中点已超出联合保为负值，说明两针的中点已超出联合保护范围。护范围。 一般一般a不宜大于不宜大于5h。两支等高避雷针的保护范围两支等高避雷针的保护范围a5.6.2.2 防雷电流反击的措施防雷电流反击的措施

45、反击：避雷针落雷时其引下线泄放雷电流瞬间具有很高电位，反击：避雷针落雷时其引下线泄放雷电流瞬间具有很高电位，可能会对较近的被保护物放电或者对被保护物接地装置放电。可能会对较近的被保护物放电或者对被保护物接地装置放电。措施：措施：1、保持距离、保持距离2、降低接地电阻、降低接地电阻5.6.3 5.6.3 雷电冲击波的防护雷电冲击波的防护5.6.3.1 避雷器的工作原理与特性避雷器的工作原理与特性 正常运行正常运行时，避雷器的电阻呈无限大状态，不会对地短路。时，避雷器的电阻呈无限大状态，不会对地短路。 当雷电侵入波沿线路进入发电厂或变电所当雷电侵入波沿线路进入发电厂或变电所时，避雷器的电阻会时，避

46、雷器的电阻会变得很小，使巨大的雷电冲击电流顺利入地。变得很小，使巨大的雷电冲击电流顺利入地。实质上是一种放电器，一端接某一相实质上是一种放电器，一端接某一相带电导体，另一端接地。带电导体，另一端接地。避雷器的种类；避雷器的种类；管型避雷器管型避雷器阀型避雷器阀型避雷器压敏避雷器（金属压敏避雷器（金属氧化物避雷器）氧化物避雷器）1管型避雷器管型避雷器由产气管、内部间隙和外部间隙三部分组成。 产气管由纤维、有机玻璃或塑料制成。 内部间隙装在产气管内部，一个电极为棒形，另一个电极为环形。 外部间隙设在避雷器和带电的导体之间，其作用是保证正常时避雷器与电网的隔离，避免纤维管受潮漏电。阀型避雷器由装在密

47、封磁套管中的火花间隙组和具有非线性电阻特性的阀片串联组成。 2、阀型避雷器、阀型避雷器 单个平板型火花间隙1黄铜电极；2云母片 火花间隙组是根据额定电压的不同采用若干个单间隙叠合而成。 每个间隙由两个黄铜电极和一个云母垫圈组成。由于两黄铜电极间间距小，面积较大，因而电场较均匀，可得到较平缓的放电伏秒特性。 阀片用金刚砂细粒(70)、水玻璃（20）和石墨（10）在高温下烧制而成，呈圆饼状。 阀片具有良好的非线性特性，其电阻在通过电流大时,阻值很小；通过的电流小时，阻值很大。因而在通过较大雷电流后不会使残压过高，且对工频续流加以限制，有利于火花间隙切断工频续流。阀型避雷器的工作原理： 当雷电冲击波

48、侵入时，过电压使火花间隙击穿放电,雷电流通过阀片迅速泄入大地,但随后的工频续流较小，阀片呈现很大电阻,使火花间隙的电弧容易熄灭,从而切断工频续流，保证线路恢复正常运行。 阀型磁吹避雷器： 阀型避雷器除上述普通型外，还有一种磁吹型，其内部附加磁吹装置来加速火花间隙电弧的熄灭，并可进一步降低残压，因此一般用于保护重要的设备或绝缘较弱的设备。 (3)压敏避雷器又称金属氧化物避雷器， 其结构上无火花间隙而仅由压敏电阻阀片叠装而成。阀片是由氧化锌或氧化铋等金属氧化物高温烧结而成，具有较理想的伏安特性。在工频电压下，它呈现极大电阻，能迅速有效地抑制工频续流，因此无需火花间隙熄灭工频续流电弧；而在过电压下，

49、其电阻又变得很小，可以很好地泄放雷电流。这种避雷器无间隙无续流、体积小、重量轻. 伏秒特性：伏秒特性：是指避雷器或设备绝缘材料在一定电压波是指避雷器或设备绝缘材料在一定电压波形作用下，击穿电压的峰值与击穿延迟时间的关系曲线。形作用下，击穿电压的峰值与击穿延迟时间的关系曲线。132UtUUtt12233电气设备上可能出现的最高工频电压电气设备上可能出现的最高工频电压2避雷器的伏秒特性避雷器的伏秒特性1变压器的伏秒特性变压器的伏秒特性变压器不能得到保护变压器不能得到保护变压器不能得到保护变压器不能得到保护5.6.3.2 避雷器与被保护物绝缘的伏秒特性配合第第5章章图图5-535-53给出了管型或阀

50、型给出了管型或阀型BLBL与变压器间伏秒特性配合的几种情况与变压器间伏秒特性配合的几种情况。显然显然(a)(a)图中图中两条曲线相交两条曲线相交, ,不能起到保护作用不能起到保护作用;(b);(b)图中由于管型避雷器伏秒特性过陡而图中由于管型避雷器伏秒特性过陡而被迫下移被迫下移, ,使其放电电压偏低使其放电电压偏低, ,易于误动作；而易于误动作；而图两个伏秒特性的配合较为图两个伏秒特性的配合较为理想。理想。 图图5 55353避雷器与被保护绝缘的伏秒特性应合理配合避雷器与被保护绝缘的伏秒特性应合理配合： 其其配合原则配合原则是应使是应使BL的伏秒特性曲线的上包线总是低于被保的伏秒特性曲线的上包

51、线总是低于被保护绝缘的伏秒特性的下包线护绝缘的伏秒特性的下包线,而且二者应有一定间距且平缓度越而且二者应有一定间距且平缓度越接近越好接近越好。这样就能保证在同一冲击电压作用下。这样就能保证在同一冲击电压作用下,BL总是先对总是先对地放电，从而保护电气设备绝缘。地放电，从而保护电气设备绝缘。5.7 5.7 电气装置的接地与安全用电电气装置的接地与安全用电 5.7.25.7.2、接地装置构成及其散流效应、接地装置构成及其散流效应 1 1、接地装置构成、接地装置构成 接地线、接地体 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接电气连接，称为，称为接地。埋入地中并直接与

52、大地接触的金属导体，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体接地体或或接地极接地极。 人工接地体：人工接地体：专门为接地而人为装设的接地体。专门为接地而人为装设的接地体。自然接地体：自然接地体：兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等。件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等。 1接地体，2接地干线，3接地支线，4电气设备 5.7.15.7.1、触电事故及其影响因素、触电事故及其影响因素 （自看）剖面2.2.接地装置的散流效应接地装置的散流效应 （1）接地电流和对地电压）接地电流和对地电压 当电气设备发

53、生接地故障时，当电气设备发生接地故障时，电流经接地装置是以半球面形状电流经接地装置是以半球面形状向大地散开的，称为向大地散开的，称为散流效应。散流效应。在距接地体在距接地体20m20m左右处，散流电左右处，散流电阻趋近于零，该处电位也接近于阻趋近于零，该处电位也接近于零，称为零，称为电气上的电气上的“地地”。 5.7 5.7 电气装置的接地电气装置的接地 （2 2）接触电压和跨步电压）接触电压和跨步电压 接触电压：接触电压：电气设备的绝缘损坏时，在电气设备的绝缘损坏时，在身体身体可同时可同时触及的触及的两部分之间出现的电位差两部分之间出现的电位差。例如人站在发生接地。例如人站在发生接地故障的电

54、气设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手故障的电气设备旁边，手触及设备的金属外壳，则人手与脚之间所呈现的电位差，即为与脚之间所呈现的电位差，即为接触电压接触电压 。 跨步电压：跨步电压：在接地故障点在接地故障点附近行走时，两脚之间出现的附近行走时，两脚之间出现的电位差电位差 ，越靠近接地故障，越靠近接地故障点或跨步越大，跨步电压越大。点或跨步越大，跨步电压越大。离接地故障点达离接地故障点达20m20m时，跨步电时，跨步电压为零。压为零。 接触电压和跨步电压 touUstepU 接地类型接地类型 1、工作接地：电力系统由于运行和安全的需要，常将发电机和变压器的中性点以及避雷器、避雷针的接地端与大

55、地连接。2、保护接地：为避免触电事故的发生，保障人身安全而将电气设备的金属外壳进行接地。 5.7.35.7.3、电气设备的接地、电气设备的接地保护接地型式保护接地型式 我国我国220380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线式，而且引出有中性线N、保护线、保护线PE、保护中性线、保护中性线PEN。1、中性线、中性线(N线，变压器中性点线，变压器中性点)的功能：的功能：1、是用来接用额定电、是用来接用额定电压为系统压为系统相电压相电压的单相用电设备；的单相用电设备；2、是用来传导三相系统中、是用来传导三相系统中的的不平衡电

56、流和单相电流不平衡电流和单相电流； 2、保护线、保护线(PE线，接地线线，接地线)的功能：的功能：它是用来保障它是用来保障人身安全人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电设备的外露可导电部分部分(指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等)通过保护线接地，通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。可在设备发生接地故障时减少触电危险。3、保护中性线、保护中性线(PEN线线)的功能：的功能：它兼有中性线它兼有中性线(N线线)和保护线和保护线(PE线线)的功能。这种保护中性线在我国通称为的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线零线”，俗称，俗称“地线地线”。 5.7 5.7 电气装置的接地电气装置的接地 根据保护接地的实现方式又可以分为IT系统、TN系统以及TT系统。 5.7 5.7 电气装置