建筑电气第8章 过电流保护

1、第8章供配电系统的过电流保护1第8章供配电系统的过电流保护8.1概述8.2 熔断器保护8.3 低压断路器保护8.4 继电保护21供配电系统过电流保护装置的保护任务8.1概述（1）切除故障：自动、迅速、有选择地切除故障元件。（2）报警：正确反映非正常运行状态或故障、并及时发出报警信号。2. 保护装置工作的基本原理（1）反映现象：电流、电压、电流与电压间相位角改变。（2）装置组成：测量部分、逻辑部分、执行部分。（3）工作原理：测量、比较判断、执行33保护装置的基本要求（1）选择性 离故障点最近的保护装置应先动作，切除故障，而供电系统的其他无故障部分继续运行，满足这一要求的动作就叫有选择性最大限度地

2、缩小停电范围，保证系统中非故障设备继续运行。 k点故障QF2动作选择性快速性可靠性灵敏性43保护装置的基本要求（2）快速性（尽快地动作切除事故） 减少对用电设备的影响。 减少用户在低电压下工作的时间和停电时间。 减轻对电气设备及元件的损害程度。 减轻对输配电系统的破坏程度。 加速恢复系统正常运行，提高系统的稳定性。 53保护装置的基本要求（3）可靠性 在其保护范围内发生故障时，保护装置必须可靠动作，不应拒绝动作，在不该动作的情况下就不应该误动作。 为了满足可靠性的要求： 选择性能满足要求、且原理简单的保护方案。 保护装置接线应尽可能简单，力求减少接点。 避免保护装置断线、短路、接地和错误接线。

3、 所有辅助元件及安装施工，都应可靠。 63保护装置的基本要求（4）灵敏性 灵敏度：保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力。一般用灵敏系数（Sp）来衡量。 灵敏系数：取决于被保护对象和系统的参数及运行方式。被保护的电气设备 保护装置类最低灵敏度Sp 变压器、线路等所有电气设备 过电流保护 5（如满足此要求将使保护复杂时，灵敏度可降为1.25）电流速断保护 2.0 后备保护 1.2变压器 纵联差动保护 2.0 310kV电缆线路 中性点不直接接地电力网中的零序电流保护 1.25310kV架空线路 1.50表：保护装置灵敏度74供配电系统过电流保护常用类别（1）熔断器保护：广泛适用于

4、高、低压系统简单经济。不适于供电可靠性要求较高的场所断流能力较小，选择性差，熔断后更换不便，不能迅速恢复供电。（2）低压断路器保护：又称低压自动开关保护。广泛应用于对供电可靠性要求较高且频繁操作的低压系统中带多种脱扣器，能够进行过电流、过负载、失电压和欠电压保护等，且可作为控制开关进行操作。（3）继电保护（高压）：用各种不同类型的继电器按一定方式连接和组合，构成继电保护装置。适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。当系统出现事故或故障时，检测出并使相应的高压断路器跳闸，将故障部分切除，或给出报警信号。88.2 熔断器保护1. 熔断器的选择 型号： 根据工作环境条件要求选择； 额定电压：应不低

5、于保护线路的额定电压；额定电流：应不小于其熔体的额定电流，即 配置原则：1）选择性（使故障范围缩小到最低限度）2）经济性（数量尽量少）。92. 熔体额定电流的选择（1）保护电力线路的熔体电流： 熔体在线路正常工作时不熔断： 熔体额定电流INFE 线路的计算电流IC 熔体额定电流还应躲过线路尖峰电流Ipk： 熔体额定电流INFEK尖峰电流Ipk 表 K系数的取值范围线路情况起 动 时 间K值单台电动机3s以下0.250.3538s（重载起动）0.350.58s以上、频繁起动、反接制动0.5 0.6多台电动机按最大一台电动机起动情况、 IC/Ipk、熔断器特性0.51IC与Ipk较接近时110 熔

6、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熔断保护，则：INFEKoLIal Ial绝缘导线和电缆最大允许载流量， KoL绝缘导线和电缆允许短时过负荷系数。（1）保护电力线路的熔体电流：熔断器作用KoL短路保护（仅起)电缆或穿管绝缘导线2.5明敷绝缘导线1.5短路保护、过负荷保护各类线缆0.81有爆炸危险场所0.8熔体额定电流，应同时满足上述三个条件。11INFE=（1.52.0）I1N.TI1N.T变压器的一次绕组额定电流（2）保护电力变压器的熔体电流：要躲过变压器允许的正常过负荷电流（达20%-30%）。在事故时允许过负荷更多。要躲过来自变压器低压侧的电动机自

7、启动引起的尖峰电流。要躲过变压器自身的空载合闸（励磁）涌流。熔体额定电流：0.5A。（3）保护电压互感器的熔体电流：12（4） 熔断器保护灵敏度的检验熔断器保护线路末端在系统最小运行方式下的最小短路电流。 熔体额定电流，A4101632406380200250500熔断时间，s54.555670.4891011-检验熔断器保护灵敏度的比值Ks熔断器保护线路末端在系统最小运行方式下的最小短路电流。 13（5） 熔断器的选择 UNFU= UN UNFU熔断器的额定电压 UN 线路的额定电压 INFU INFE INFU 熔断器额定电流 INFE 熔体的额定电流。14（6） 熔断器断流能力校验对限流

8、式熔断器（如RT0、RN1系列）只需满足：对非限流式熔断器(RM10、RW4)应满足： I015（7） 前后级熔断器之间的选择性配合 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。前级后级16保证选择性配合： 用特性曲线检验t1t2 t13t2 式中：t1和t21FU、 2FU据其产品保护特性曲线得到的熔断时间。不用特性曲线检验一般前级熔断器的熔体电流应比后级大23级。17短路电流熔体电流熔断时间熔体电流短路电流熔断时间18例 有一台电动机，UN=380V、PN=17kW，IC=42.3A，属重载起动，起动电流188A，起动时间为38s。采用BLV型导线穿钢管敷设线路，导

9、线截面为10mm2。该电机采用RT0型熔断器做短路保护，线路最大短路电流为21kA。选择熔断器及熔体的额定电流，并进行校验。保护电力线路的熔断器选择解：（1）选择熔体及熔断器额定电流INFEIc=42.3AINFEKIpk=(0.4188)A=75.2A 查表，选RT0100型熔断器，其熔体额定电流为80A，熔断器额定电流为100A,最大断流能力50kA。选INFE=80A19（2）校验熔断器能力IOC=50kA =21kA 断流能力满足要求。（3）导线与熔断器的配合校验：熔断器作短路保护,导线为绝缘导线时：KoL=2.5、查表得该导线允许载流量 Ial=44A。INFE=80A2.544A=

10、110A 满足要求。 20例：图中，设1FU（RT0型-填料式）的INFE1=100A， 2FU（RM10型-跌落式）的INFE2=60A。K点三相短路电流为1000A。试校验1FU和2FU是否能选择性配合。解： （1）由INFE1=100A和Ik=1000A查RT0型熔断器特性曲线图 得t10.3s；（2）由INFE2=60A和Ik=1000A查RM10型熔断器特性曲线图 得t20.04s；（3）比较： t10.3s 3t20.12s（4）结论：由上可知 1FU和2FU能够满足选择性配合。前级后级21RT0型熔断器特性曲线图22RW10型熔断器特性曲线图23图 低压断路器的配置方式a) 适于

11、一台主变压器的变电所 b) 适于两台主变压器的变电所 c) 适于低压配电出线 d) 适于频繁操作电路 e) 适于需熔断器短路保护的电路 QF-低压断路器 QK-刀开关 QKF-刀熔开关 KM-接触器 KH-热继电器 8.3 低压断路器保护8.3.1 低压断路器在低压配电系统中的配置248.3 低压断路器保护8.3.2 低压断路器选择的一般原则 在选择低压断路器时应满足下列条件： 类型及操动机构形式应符合工作环境、保护性能等方面的要求； 额定电压应不低于装设地点线路的额定电压； 额定电流应不小于线路的计算负荷电流； 塑壳式、框架式（万能式）25 短路断流能力应线路中最大短路电流。 对万能式（DW

12、型）断路器(断路周期0.02s） 对塑壳式（DZ型或其他型号）断路器(断路周期0.02s） 或 断路器的分断能力指标额定极限短路分断能力Ioc额定运行短路分断能力Ics。268.3.3 低压断路器脱扣器的选择和整定过电流脱扣器-短路、过载保护欠电压脱扣器-低电压、失压保护热脱扣器-过热保护分励脱扣器-实现断路器跳闸脱扣器种类步骤：先选其额定电流 后整定其动作电流和动作时间。271、过电流脱扣器的选择和整定（1）过电流脱扣器额定电流的选择：INORIC,线路 （2）过电流脱扣器动作电流的整定长延时的电流整定值，动作时间10s；作过载保护短延时的电流整定值，动作时间=0.10.4s； 作短路保护、

13、过载保护。瞬时的电流整定值，动作时间=0.02s,作短路保护。瞬时过电流脱扣器动作电流的整定IOP(0) IOP(0)应躲过线路的尖峰电流IPk，即： Iop(0) Krel IPkKrel 可靠系数。 Krel=1.35(万能式断路器，如DW型、ME型等)。 Krel =22.5 (塑壳式断路器，如DZ型等。)281、过电流脱扣器的选择和整定 短延时过流脱扣器动作电流Iop(s）和动作时间的整定 动作电流 Iop(s）也应躲过线路尖峰电流Ipk，即： Iop(s) Krel Ipk Krel可靠系数，可取1.2。动作时间一般：不超过1s，通常分为0.2、0.4、0.6秒三级新产品：不同。DW

14、40型断路器其定时限特性为0.1、0.2、0.3、0.4s四级，ME系列断路器采用半导体过电流脱扣器时，其短延时范围为30270ms，分级式，每级30或60ms。可根据保护要求确定动作时间。29 长延时过流脱扣器动作电流Iop（l）和动作时间整定 动作电流: 只需躲过线路中最大负荷计算电流Ic，即：Iop(l) Krel Ic Krel=1.1。 动作时间: 用于过负荷保护，动作时间为反时限特性。 一般动作时间在12h。 动作电流整定倍数: 按过流脱扣器的额定电流的倍数来设定的。 型号、类型不同，其动作电流倍数也不一样。 30过流脱扣器与配电线路的配合要求 低压断路器还需考虑与配电线路的配合，

15、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，其配合条件： IopKOLIal Ial绝缘导线或电缆的允许载流量， KOL导线或电缆允许的短时过负荷系数。过流脱扣器类型KOL瞬时、短延时4.5长延时1爆炸气体区域内的配电线路0.8当上述配合要求得不到满足时：a、改选脱扣器动作电流，b、或增大配电线路导线截面。312. 低压断路器热脱扣器的选择和整定 额定电流：应不小于线路最大计算负荷电流Ic：INTRIc 动作电流：应按线路最大计算负荷电流来整定： I opTRKrelIc Krel=1.1，并应在实际运行时调试。3. 欠电压脱扣器和分励脱扣器选择 欠压脱扣器：用于欠压或失压（零压）保护

16、，当电压下降低于（0.350.7）UN时便能动作。 分励脱扣器：用于断路器分闸操作，在（0.851.1）UN时便能可靠动作。 欠压和分励脱扣器的额定电压 = 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。32例 有一条380V动力线路， A， A；此线路首端的 。当地环境温度为+30。 试选择此线路的BLV型导线的截面、穿线的硬塑料管直径和线路上装设的DW16型低压断路器及其过流（瞬时）脱扣器的规格。 解：(1) 选择低压断路器及其过流脱扣器的规格 查表可知，DW16-630型低压断路器的过流脱扣器额定电流 ，故初步选DW16-630型断路器，其 。 设瞬时脱扣电流整定为3倍，而 ，

17、不满足 的要求，因此需增大脱扣动作电流。 如脱扣电流整定为4倍时， 满足脱扣电流躲过尖峰电流的要求。校验断流能力：查表知，该断路器的 ，满足要求。33 (2) 选择导线截面和穿线管直径 查表知，当A=70mm2 的BLV型铝芯塑料线三根线穿管在30时，其 A A，故按发热条件可选A=70mm2，管径选为50mm。 校验机械强度：查表可知，最小截面为2.5mm2 。现在 A=70mm2 ，故满足机械强度要求。(3) 校验导线与低压断路器保护的配合 由于瞬时过流脱扣器动作电流整定为 ，而 ，不满足 的要求。 将导线截面增大为95mm2，这时：其 ， 满足导线与保护装置配合的要求。 相应的穿线塑料管

18、直径改选为65mm。348.3.4 低压断路器灵敏度的校验低压断路器短路保护灵敏度应满足下式条件 1.3 式中，Ks灵敏度， Iop瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流整定值。 Ikmin 保护线路末端在最小运行方式下的短路电流。 对TN和TT系统Ikmin应为单相短路电流， 对IT系统则视为两相短路电流。358.3.5 前后级低压断路器的选择性配合要求：1、动作电流：Iop.（前一级）1.2Iop.（后一级）2、动作时间： t前一级 t后一级368.4继电保护8.4.1 概述8.4.2 常用的保护继电器8.4.3 高压线路继电保护8.4.4电力变压器的继电保护8.4.5 高压电动机的继电保护8.

19、4.6 610kV电容器的继电保护8.4.7 微机继电保护简介371、继电保护定义：当供配电系统在运行中出现各种故障及不正常运行状态时，及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化装置。装置：实现这种自动化功能的成套硬件设备。2、保护构成测量回路被测电气量跳闸信号逻辑回路执行回路整定值8.4.1 继电保护概述383继电保护装置的作用 故障时：自动检测故障，迅速及时切除故障。 不正常运行：报警信号，以便及时处理，保证安全可靠供电。 与其他自动化装置配合，尽快恢复供电，缩短事故停电时间，提高系统运行可靠性。394继电保护分类（按保护作用分）主保护：是满足系统稳

20、定和设备安全要求，以最快速度有选择性地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护：是主保护动作失败，用来切除故障的保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。远后备保护：是当主保护拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。异常运行保护：反应被保护对象异常运行状态而动作的保护。401、概念： 继电器是一种在其输入的物理量（电气量或非电气量）达到规定值时，输出，使电路被接通或分断的自动电器。 按用途分：控制继电器：用于自动控制电路保护继电器：用于继电保护电路8.4.2 常用

21、的保护继电器2、继电器分类：413、保护继电器的分类：P128按反应的物理量分：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、气体继电器等。按功能分：起动继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器等。按结构原理分：机电型（电磁式、感应式）、电子型、微机型等继电器按反应的物理量变化分：过量继电器和欠量继电器，如过电流继电器、欠电压继电器。42图 过电流保护装置框图 KA-电流继电器 KT-时间继电器 KS-信号继电器 KM-中间（出口）继电器 断路器的跳闸回路4344 电磁继电器作用原理1铁心；2衔铁；3线圈；4接点；5弹簧 电磁式电流和电压继电器在继电保护装置中均为起动元件。 4、电磁式继电器d)

22、集中表示的图形 e) 分开表示的图形 d)e)（1）电磁式电流继电器KA返回电流/动作电流=返回系数动作电流调整方法：调弹簧作用力矩调电磁线圈串并联45（2）电磁式电压继电器KV 电压线圈（匝数多、导线细、与电压互感器二次绕组并联）。 两种：过电压继电器、欠电压继电器（3）电磁式时间继电器KT 组成：由电磁系统、传动系统、钟表机构、触头系统 和时间调整系统等组成。DS-110型为直流时间继电器，DS-120型为交流时间继电器，延时范围均为0.19秒。 作用：使保护装置获得所需要的延时。 当继电器的线圈通电一定时间，继电器的触点才动作。 46（4）电磁式信号继电器KS DX-11型信号继电器有两

23、种： 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入二次电路。 作用：发出指示信号。 工作原理：当信号继电器动作时，接通其他的信号回路，显示动作信号。47（5）电磁式中间继电器KM 实质：是电压继电器，只是触头数量多（一般有8对），容量也大（510A）。 作用：增加触点的数目或增大触点的容量。48作用： 反时限特性，做过电流保护 速断特性，做速断（短路）保护。 能实现功能：电流、时间、信号、中间继电器的功能。图 GL型电流继电器的动作特性曲线 速断电流倍数 P131电流速断保护5、感应式电流继电器GL 利用输入的短路电流Ik产生交变(移动或旋转)磁场与该磁场中可动导体(圆盘、鼓或

24、环)所感应的电流（感应系统）之间相互作用力（电磁系统）而动作的一种继电器。图 GL型电流继电器的动作特性曲线 49 图 GL-型电流继电器“先合后断转换触点”的动作说明a) 正常位置 b) 动作后常开触点先闭合 c) 接着常闭触点断开1-上止档 2-常闭触点 3-常开触点 4-衔铁 5-下止档 6-簧片 常位先合后断特点：需用继电器个数少、接线简单，采用交流操作。 本身结构复杂，准确性不高。 在6-10kV的工厂供配电系统中得到广泛应用。50图 继电器的图形表示符号 各种继电器的表示符号和图形符号51IKA流入电流继电器的电流；I2电流互感器二次侧电流。 6、电流互感器与电流继电器的接线方式（

25、1）接线系数： （2）接线方式 三相三继电器式完全星形接线 两相两继电器式不完全星形接线 两相一继电器电流差式接线 52三相三继电器式接线（完全星形接线）电流互感器与电流继电器的接线方式 所用保护元件最多 电路特点灵敏度相同适用场合：大电流接地系统、大型发动机、大型变压器的相间短路、单相接地短路保护。53两相两继电器式（不完全星形）接线电流互感器与电流继电器的接线方式 电路特点 所用元件较少 反应各相间短路，但未接互感器的单相短路故障不能保护适用场合：6-35kV的小电流接地系统中的过电流保护。54两相一继电器式接线（两相电流差接线） 电路特点 不同短路，灵敏度不同。 反映各种相间短路，不能反

26、应B相单相接地短路故障 简单、经济电流互感器与电流继电器的接线方式 适用场合：6-10kV的线路和小容量高压电动机的保护。55接线系数Kw的值（B相不接电流互感器） 则：电流互感器一次侧电流与流入电流继电器电流的关系为： 式中 Ki 电流互感器的变流比； I1、I2电流互感器一次侧、二次侧电流 IKA流入电流继电器的电流。 111A与B或B与C相短路 211A与C相短路 11三相短路 两相一继电器 两相两继电器 三相三继电器 项 目 3接线方式 动作电流整定567、继电保护装置的操作电源 （1）直流操作电源（2）交流操作电源：投资小、运行维护方便、二次回路简单、可靠。在中、小型工厂应用最为广泛

27、。 交流电源操作继电保护装置的工作方式 直接动作式 去分流跳闸式 57直接动作式图 直接动作式过电流保护电路 接成：两相两继电器式接线。 两相差式接线。达到断路器过电流脱扣器动作电流断路器QF直接跳闸相间短路电流电流互感器的二次侧过电流脱扣器=电流继电器58去分流跳闸式特点： 接线简单，灵敏度较高，要求继电器的触点容量较大。 图 去分流跳闸式过电流保护电路 正常运行相间短路598.4.3 高压线路继电保护1、电力线路的常见故障和保护配置（1）常见故障：相间短路、单相接地、过负荷。（2）保护配置相间短路保护：带时限的过电流保护+瞬时电流速断保护 断路器跳闸。单相接地故障保护：绝缘监视装置（无选择

28、性保护）信号零序电流保护（有选择性保护）信号或跳闸过负荷保护：装在可能经常过负荷的电缆线路信号60定时限过电流保护装置组成和原理 特点：定时限图 定时限过电流保护装置原理电路图 KTKSKM电流速断保护（1）带时限的过电流保护 2、线路相间短路保护 61相间短路保护：带时限的过电流保护 反时限过电流保护装置的组成和原理 特点： GL型KA，KA增加一对常开触点与跳闸线圈YR 串联。动作程序：常开触点先闭合，常闭触点后断开。图 交流操作的反时限过电流保护装置原理图 GL型KA62高压线路继电保护：带时限的过电流保护 过电流保护装置的动作原理和整定 保护要求：k点短路KA2断开QF2，KA1应立即

29、返回。 图 过电流保护动作原理图 线路WL2的首端63过电流保护装置的动作原理和整定 过电流保护装置（继电器）动作电流的整定： Iop,K继电器的动作电流(该继电器动作的最小电流)。Krel可靠系数Kw接线系数Kre返回系数，愈大，愈灵敏Ki电流互感器变比；IL.max线路的最大负荷电流，=(1.53)ICIre 返回电流，使继电器由动作状态返回到起始状态的最大电流。例题对DL型继电器取0.85，对GL型继电器取0.8；DL型继电器取1.2GL型继电器取1.364过电流保护的动作时间整定和配合 定时限：t = 0.5s反时限：t = 0.7s 过电流保护装置的动作原理和整定 65 过电流保护装

30、置的灵敏度 高压线路继电保护：带时限的过电流保护 过电流保护装置的灵敏度 过电流保护装置的灵敏度 被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流。 被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流。66 线路过电流保护 定时限和反时限过电流保护的比较 定时限过电流保护特点优点：动作时间准确，容易整定。 动作时间是一定的，不会因短路电流小而动作时间长缺点：继电器数目较多，接线比较复杂，需直流电。 在靠近电源处短路时，保护装置的动作时间太长。 反时限过电流保护特点优点：可采用交流电源操作，接线简单，所用保护设备数量少简单经济。缺点：整定、配合较麻烦，继电器动作时限误差较大。距离保护装置较远处短路

31、时，动作时间长，故障持续时间长。 带时限的过电流保护缺点靠近电源处，动作时间长，短路电流大危害严重。67高压线路继电保护 例 如图，某10kV供电线路，保护装置接线方式为两相两继电器式接线。已知WL2的最大负荷电流为57A，TA1的变比为150/5，TA2的变比为100/5，继电器均为DL-11/10型电流继电器。已知KA1已整定，其动作电流为10A，动作时间为1s。 WL2首端k-1点的三相短路电流为500A， WL2末端k-2点的三相短路电流为200A。试整定保护装置KA2的动作电流和动作时间，并检验其灵敏度。 解：（1）整定KA2的动作电流。 取 ， ， 已知 ，故 取整数，动作电流整定

32、为4A。 68高压线路继电保护 例 如图，某10kV供电线路，保护装置接线方式为两相式接线。已知WL2的最大负荷电流为57A，TA1的变比为150/5，TA2的变比为100/5，继电器均为DL-11/10型电流继电器。已知KA1已整定，其动作电流为10A，动作时间为1s。k-1点的三相短路电流为500A，其末端k-2点的三相短路电流为200A。试整定保护装置KA2的动作电流和动作时间，并检验其灵敏度。 解：（2）整定KA2的动作时间。 保护装置KA1的动作时限应比保护装置KA2的动作时限大一个时间阶段 ，取 ，因为KA1的动作时间是1s，所以KA2的动作时间为 。 69例 如图，某10kV供电

33、线路，保护装置接线方式为两相式接线。已知WL2的最大负荷电流为57A，TA1的变比为150/5，TA2的变比为100/5，继电器均为DL-11/10型电流继电器。已知KA1已整定，其动作电流为10A，动作时间为1s。k-1点的三相短路电流为500A，k-2点的三相短路电流为200A。试整定保护装置KA2的动作电流和动作时间，并检验其灵敏度。 解：（3）KA2的灵敏度校验。KA2保护的线路WL2末端k-2点的两相短路电流为其最小短路电流，即由此可见，灵敏度满足要求。 70高压线路继电保护 （2）电流速断保护 电流速断保护的组成及整定 图 电流速断保护的原理图 若带时限的过电流保护动作时间0.50

34、.7s应装电流速断保护装置。定时限过电流保护比较：DL继电器反时限过电流保护GL继电器无时间继电器其电磁元件实现速断保护71高压线路继电保护：电流速断保护 电流速断保护的组成及整定 Iqb速断保护动作电流；Krel可靠系数，对DL系列电流继电器可取1.21.3， 对GL系列电流继电器可取1.41.5，Ik.max被保护线路末端的最大（三相）短路电流，避免在后一级速断保护所保护的线路首端发生三相短路时，前一级速断保护误动作。选择性保护电流速断保护的动作时间：电流速断保护的继电器动作电流：t1过电流保护动作时间t2速断保护动作时间t = 0.50.7s72高压线路继电保护：电流速断保护 死区 WL

35、1首端WL1末端图 线路电流速断保护的保护区 实现选择性保护：电流速断保护躲过其末端最大（三相）短路电流73 高压线路继电保护 ：电流速断保护 电流速断保护的“死区”及其弥补 死区： 电流速断保护的动作电流被保护范围末端的短路电流一段“死区”不能保护线路的全长弥补： 在装设电流速断保护的线路上，必须配备带时限的过电流保护。（速断+时限）保护 在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，过电流保护为后备保护； 在电流速断保护死区内，带时限过电流保护为基本保护。 74 安装处（被保护线路首端）在系统 最小运行方式下的两相短路电流。 电流速断保护装置的灵敏度 75例 如图，某10kV供电线路，保护装置接

36、线方式为两相式接线。已知WL2的最大负荷电流为57A，TA1的变比为150/5，TA2的变比为100/5，继电器均为DL-11/10型电流继电器。已知KA1已整定，其动作电流为10A，动作时间为1s。 WL2首端k-1点的三相短路电流为500A， WL2末端k-2点的三相短路电流为200A。试整定KA2继电器的速断动作电流，并校验其灵敏度。76高压线路继电保护：电流速断保护 解：（1）速断电流的整定。电流速断保护装置继电器的动作电流为 （2）校验保护灵敏由此可见，KA2的速断保护的灵敏度基本满足要求。 KA2保护的线路WL2末端k-2点的三相短路电流KA2保护的线路WL2首端k-1点的两相短路

37、电流77高压线路继电保护 3、 单相接地保护 （1）绝缘监察装置发出信号 是小电流接地系统的绝缘监测装置。利用单相接地后出现零序电压而发出信号的。接线如图所示。 P142图6-19。图 绝缘监察装置原理图 TV二次侧：星形，测各相对地电压辅助二次侧：开口三角形，反映单相接地时的零序电压78高压线路继电保护：单相接地保护 （2）零序电流保护装置发信号 跳闸 在三相对称运行以及三相和两相短路时，二次侧三相电路电流矢量和为零，即没有零序电流，继电器不动作。 当发生单相接地时，有零序电流通过，使继电器动作并发出信号。 图 单相接地保护的零序电流互感器1-零序电流互感器 2-电缆 3-接地线 4-电缆头

38、 KA-电流继电器 图 由三个电流互感器构成的零序电流过滤器 79高压线路继电保护 4、线路的过负荷保护 图 线路的过负荷保护线路图 式中 Ic所保护线路的计算电流。 动作时间：一般为1015s.动作电流整定： 801变压器易产生的故障和不正常工作状态 变压器故障及不正常工作状态变压器故障不正常工作状态内部故障线圈的相间短路、匝间或层间短路、单相接地短路烧坏铁心等。 外部故障套管及引出线上的短路和接地。过负荷温升过高油面下降超过了允许程度 8.4.4电力变压器的继电保护81 电力变压器的继电保护 2变压器的保护装置 根据长期的运行经验和有关的规定，对于高压侧为610kV的建筑物变电所主变压器应

39、装设以下几种保护装置：（1）带时限的过电流保护装置。（2）电流速断保护装置。（3）过负荷保护装置。（4）温度保护装置。（5）瓦斯保护装置。82 变压器的继电保护 动作电流整定 ： IL.max(1.53)I1N.T ；I1N.T变压器一次侧额定电流。 动作时间：动作时间可整定为最小值（0.5s）。 灵敏度： 按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路电流换算到高压侧来校验，要求Sp1.5 。 3变压器的过电流保护 变压器与线路的过电流（带时限）保护：组成、原理完全相同。电流继电器、脱扣器、定时限、反时限或P14683 变压器的继电保护 4变压器的电流速断保护 主要是对变压器的内部故障，

40、如相间短路等进行保护。 动作电流整定计算公式 Ik.max变压器低压侧母线的三相短路电流换算到高压侧的电流值。灵敏度 按保护装置安装处（高压侧）在系统最小运行方式下发生两相短路的短路电流值来校验。要求Sp1.5。 84 变压器的继电保护 5变压器的过负荷保护 动作电流整定： I1N.T变压器一次侧的额定电流，动作时间：1015s。 85图6-35 电力变压器定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护综合电路图 86取 ， ，而 例6-6 某车间变电所装有一台10/0.4kV、1000kVA的变压器。已知变压器低压侧母线的三相短路电流 kA，高压侧继电保护用电流互感器变流比为100/5A，继电器

41、采用GL-15/10型，接成两相两继电器式。试整定该继电器的动作电流、动作时限和速断电流倍数。 解： (1) 过电流保护动作电流的整定 故其动作电流 动作电流整定为9A。(2) 过电流保护动作时限的整定 考虑到车间变电所为终端变电所，因此其过电流保护的10倍动作电流的动作时间整定为0.5s。(3) 电流速断保护速断电流倍数的整定取 ，而 ，故其速断电流 因此速断电流倍数整定为876.变压器的单相接地短路保护 对变压器低压侧单相接地短路可采取下列措施之一：三相均带过电流脱扣器的自动空气开关低压侧三相装熔断器变压器低压侧中性点引出线上装设专门的零序电流保护用两相三继电器式接线或三相三继电器式接线的

42、过电流保护。图 变压器的零序电流保护原理电路TAN零序电流互感器KA 过电流继电器88定义：利用故障时产生的不平衡电流来动作。作用：保护变压器内部及两侧绝缘套管和引出线上的相间短路特点：反应灵敏，动作无限时。保护范围：变压器两侧电流互感器安装地点之间的区域。7变压器的差动保护 变压器的继电保护 89 变压器的继电保护 当变压器内部发生轻微故障时，变压器的油箱内产生的气体聚集在继电器的上部，迫使继电器内油面下降，通过力矩作用使上接点闭合而接通信号回路，这称之为“轻瓦斯动作”。 当变压器内部发生严重故障时，产生的大量气体或强烈的油流将冲击继电器内挡板，使下触点接通跳闸回路，这称之为“重瓦斯动作”。

43、 如果变压器油箱漏油，使得瓦斯继电器内的油也慢慢流尽，先是继电器的上油杯下降，发出信号，接着继电器的下油杯下降，使断路器跳闸。8电力变压器的瓦斯保护 1变压器油箱 2连通管 3气体继电器（瓦斯继电器）4油枕90 变压器的继电保护 瓦斯保护特点：动作快，灵敏度高，结构简单能反映变压器油箱内的各种故障不能反映变压器引出端子以上的故障。 图 瓦斯保护的原理接线图 91 变压器的继电保护 9保护故障分析实例 某中型工厂新建35kV变电所在运行中发生多次越级跳闸事故。10kV线路WL1故障（如图所示），其断路器跳闸，但同时变压器过电流保护跳闸，造成10kV母线停电，中断其他线路的供电。1、经继电保护人员

44、现场的分析，估计有以下几种原因引起变压器过电流保护动作：（1）变压器过电流保护整定值与下级整定值配合不当；（2）变压器过电流保护整定值校验不准，取值过小；（3）WL1线路过电流整定值校验不准，取值过大；（4）变压器过电流继电器线圈并联接成串联，致整定值减小一半（5）WL1线路过电流继电器线圈串联接成并联，致整定值增大一倍（6）变压器过电流时间与WL1线路过电流时间配合不当。 图 电力线路 929保护故障分析实例 2、为了进一步查明原因，继电保护人员做了如下的实验：在变压器和WL1线路保护柜的电流互感器二次侧的试验端子排处，把两过电流保护的交流回路串联起来，再串接WL1的断路器的主接点。冲击性地

45、加入可使两过电流保护动作的电流值。正常的话，WL1的断路器主接点先动作，断开试验交流电源（模拟短路电流），而变压器的继电保护装置达不到动作时间而复位，不会跳闸。但事实上变压器和WL1的断路器都动作跳闸。因此判断问题出在变压器保护回路的接线上。 经查变压器保护装置的二次接线，发现过电流保护装置的时间继电器接点接错，动作时间缩短，与线路的过电流保护动作时间一样。因而在线路故障时，变压器过电流保护和线路过电流保护同时动作，造成越级跳闸母线停电。938.4.5 高压电动机的继电保护1、高压电动机的常见故障和保护配置（1）常见短路故障和不正常工作状态主要：定子绕组相间短路、单相接地、电动机过负荷、低电压

46、，同步电动机失磁、失步等。941、高压电动机的常见故障和保护配置（2）保护配置相间短路：对2000kW高压电动机设电流速断保护对2000kW高压电动机，或电流速断保护灵敏度不满足要求的2000kW高压电动机设差动保护。过负荷保护对易发生过负荷的电动机设过负荷保护。接地保护接地电流5A时设接地监视装置；单相接地电流5A设零序电流保护；接地电流10A时，跳闸。低电压保护对不重要或不允许自启动的高压电动机，自动切除该电机952、高压电动机的过负荷保护和相间短路保护（1）保护用继电器 一般采用GL型感应式电流继电器。 不易过负荷的电动机，如风机、水泵的电动机，也可采用DL型电磁式继电器构成电流速断保护

47、。（2）接线方式 两相一继电器式接线， 当灵敏度不符合要求或2000kW的电动机采用两相两继电器式接线. 高压电动机的继电保护电流速断保护96（3）整定 电动机过负荷保护 动作电流：按躲过电动机的额定电流： 动作时限：应大于电动机的起动时间，一般取1520s。 电动机的电流速断保护 动作电流：按躲过电动机的最大起动电流整定。 灵敏度校验：与变压器电流速断保护灵敏度校验相同。高压电动机的继电保护Kre1可靠系数，取1.051.1（只发信号） 1.21.25（减负跳闸）Kre返回系数，取0.85（GL型继电器）IN.M电动机的额定电流。P154公式（6-44）P154公式（6-45）973、高压电

48、动机的单相接地保护 单相接地电流5A时，应装设单相接地保护瞬时动作于跳闸。 动作电流：按躲过其接地电容电流整定。 灵敏度：按电动机发生单相接地时的接地电容电流校验高压电动机的继电保护零序电流保护装置988.4.6 610kV电容器的继电保护 1、 610kV电容器的常见故障和保护设置（1）常见故障和不正常运行状态： 电容器组和其专用断路器连接线上的相间短路、电容器引出线上的相间短路、电容器内部故障、单相接地等。（2） 保护配置：容量400kVar的电容器组，一般用断路器控制，设电流速断保护，作相间短路保护。容量400kVar的电容器，一般用带熔断器的负荷开关进行控制和保护。对电容器内部故障和引

49、出线短路，一般将电容器分组，每组35只电容器，在每组电容器装设熔断器保护。992、电容器的电流速断保护采用电流脱扣器采用过电流继电器（带有短延时的速断保护）100 动作电流：按躲过电容器投入时的冲击电流整定，即 灵敏度：按电容器组端子上最小两相短路电流 校验 高压电容器一般采用电压互感器作放电电阻，不需另设。2、电容器的电流速断保护Kre1可靠系数，取22.5；IN.C电容器组的额定电流。21018.4.7 微机继电保护简介1、配电系统微机保护的现状和发展（1）常规的模拟式继电保护缺点： 无自诊断功能，元件损坏不能及时发现，易造成严重后果。 动作速度慢，一般超过0.02s。 定值整定和修改不便，准确度不高。 难以实现新的保护原理或算法。