工厂供电与电气控制技术第六章工厂供电系统的过电流保护课件

第六章工厂供电系统的过电流保护过电流保护的任务和要求熔断器保护低压断路器保护常用的保护继电器工厂高压线路的继电保护电力变压器的继电保护高压电动机的继电保护第六章工厂供电系统的过电流保护过电流保护的任务和要求1第一节过电流保护的任务和要求

一、过电流保护装置的类型和任务熔断器保护（简单、经济）低压断路器（供电可靠性较高、操作灵活）继电保护（自动化程度较高的高压供配电系统中）

供配电系统继电保护装置是一种能反应供配电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反事故自动装置。自动、迅速、有选择地将故障元件从供配电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常运行。能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。类型:任务:第一节过电流保护的任务和要求一、过电流保护装置的类型和任2

二、对继电保护的基本要求选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从供配电系统中切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的非故障部分继续运行。速动性：继电保护装置应以尽可能快的速度将故障元件从供配电系统中切除。图6-1供配电系统继电保护选择性说明图二、对继电保护的基本要求选择性：保护装置动作时，仅将故障3工厂供电与电气控制技术第六章工厂供电系统的过电流保护课件4工厂供电与电气控制技术第六章工厂供电系统的过电流保护课件5二、熔断器熔体电流的选择1、保护电力线路保护线路的熔断器熔体电流，应满足以下条件：①应大于线路的计算负荷电流，有：②应躲过线路的尖峰电流，有：式中K为小于1的系数。③应与被保护线路配合，有：式中KOL为过负荷倍数。二、熔断器熔体电流的选择1、保护电力线路保护线路的熔断器62、保护电力变压器考虑因素：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。3、保护电压互感器RN2型熔断器的熔体额定电流一般为0.5A。2、保护电力变压器考虑因素：熔体电流要躲过变压器允许的正7三、熔断器的选择与校验1、选择时应满足的条件：熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压；熔断器的额定电流不应小于它所装熔体的额定电流；熔断器的额定类型应满足技术要求。2、断流能力的校验限流式（如RM、RT0等）：非限流式（如RW4、RM10等）：断流能力有上下限（如RW4等跌开式熔断器）：式中，IOC为熔断器的最大分断电流，见附录表9。（上限）（下限）三、熔断器的选择与校验1、选择时应满足的条件：熔断器的额8四、熔断器保护灵敏度的检验五、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，切断故障部分。K为灵敏系数的最小值。为了保证熔断器在其保护区内发生短路故障时可靠地熔断,灵敏度应满足下列条件四、熔断器保护灵敏度的检验五、熔断器之间的选择性配合要求9第三节低压断路器的保护一、低压断路器在低压配电系统中的配置三种方式：1、单独接低压断路器或低压断路器-刀开关的方式2、低压断路器与磁力起动器或接触器配合的方式3、低压断路器与熔断器配合的方式图6-3

低压断路器的配置方式a)适于一台主变；b)适于两台主变；C)适于低压配电出线；d)适于频繁操作电路；e)适于熔断器保护的电路。QF低压断路器，QK刀开关，QKF刀熔开关，KM接触器，KH热继电器第三节低压断路器的保护一、低压断路器在低压配电系统中的10二、低压断路器脱扣器的选择和整定1、低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择脱扣器额定电流：2、低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定1）瞬时过流脱扣器动作电流的整定动作电流：为可靠系数，万能式（DW型）取1.35，塑壳式（DZ型）取2~2.5。2）短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流：动作时间通常分0.2s,0.4s,0.6s三级,前后两级动作时间至少差0.2s取值为1.2可靠系数二、低压断路器脱扣器的选择和整定1、低压断路器过电流脱扣器113）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定

动作电流:取值为1.1。4）过流脱扣器与被保护线路的配合要求为绝缘导线的允许载流量；可靠系数为允许过负荷倍数。

3、低压断路器热脱扣器的选择和整定1）热脱扣器额定电流的选择2）热脱扣器动作电流的整定过负荷保护取值为1.1。3）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流:12三、低压断路器的选择与校验

1、选择低压断路器应满足的条件低压断路器的额定电压不低于保护线路的额定电压。低压断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。低压断路器的类型应符合安装、保护、操作方式的要求。2、低压断路器断流能力的校验动作时间0.02s以上（DW型）：分断电流动作时间0.02s以下（DZ型）：分断电流四、低压断路器过电流保护灵敏度的检验Iop为瞬时或短时过流脱扣器动作电流；Ik.min为被保护线路末端在系统最小运行方式下短路电流；K为灵敏系数，一般取1.3。三、低压断路器的选择与校验1、选择低压断路器应满足的条件13继电器按其应用：控制继电器和保护继电器机床控制电路应用的继电器多属于控制继电器；供电系统中应用的继电器多属于保护继电器。常用的保护继电器：机电式、晶体管、微机型。晶体管继电器：具有动作灵敏、体积小、能耗低、寿命长等优点，但受环境温度影响大，元件的质量及运行维护水平影响保护装置的可靠性，国内较少采用。机电式继电器：电磁型继电器、感应型继电器工作可靠，且有成熟的运行经验，国内普遍使用。电力系统中的保护继电器已向集成电路和微机保护发展。这里主要介绍机电式保护继电器。第四节常用的保护继电器

一、概述继电器按其应用：控制继电器和保护继电器第四节常用的保护继电14

继电保护装置框图几种常用电磁式继电保护装置的组成原理：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KT起动，KT经整定的一定时限后，接通信号继电器KS和中间断电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路，使断路器QF跳闸。继电保护装置框图几种常用电磁式继电保护装置的组成15

二、电磁型继电器（DL型）1．电磁型电流继电器

结构：如图6-4所示。工作原理：当在继电器线圈中通入电流IK时，电磁铁产生的电磁力Fem为：当电磁力Fem大于弹簧的反作用力Fsp和摩擦力Ffr时，继电器便产生动作。图6-4电磁式电流继电器结构图1－线圈2－电磁铁3－钢舌片4－静触点5－动触点6－起动电流调节转杆7－标度盘（铭牌）8－轴承

9－反作用弹簧10－转轴二、电磁型继电器（DL型）1．电磁型电流继电器结构：如16因此，欲使继电器动作的必要条件是：

Fem≥Fsp+Ffr

动作电流：能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流，用Iop.K表示。

调整继电器动作电流的方法有：改变继电器线圈匝数NK（级进调节）；调节反作用弹簧的松紧，即调节Fsp（平滑调节）；调整衔铁与电磁铁之间的气隙长度，即调节Rm。

因此，欲使继电器动作的必要条件是：Fem≥Fsp+F17返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用Ire.K表示。返回系数：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用Kre表示，即

继电器动作后，减小IK就能使继电器返回原位。欲使继电器返回的必要条件是：

Fsp≥

Fem+Ffr

对于过电流继电器，Kre＜1，一般要求Kre

=0.8～0.9；对于欠电流继电器，Kre

＞1，一般要求Kre=1.06～1.2。返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返182．电磁型电压继电器其结构和原理与电磁型电流继电器相似，在供配电系统中多用低电压（欠电压）继电器。动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器的动作电压，用Uop.K表示。返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为继电器的返回电压，用Ure.K表示。返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。说明：低电压继电器的返回系数Kre＞1，一般为1.25。2．电磁型电压继电器其结构和原理与电磁型电流继电器相似，193．时间继电器的作用：使保护装置获得一定的延时，以保证保护装置动作的选择性。4.中间继电器的作用:

信号继电器

►作用：在继电保护装置中用来发出保护动作的指示信号

►文字符号：KS►分类：电流型、电压型两种

为了扩充保护装置出口继电器的触点数量和容量；使触点闭合或断开时带有不大的延时(0.4～0.8s)；通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。3．时间继电器的作用：使保护装置获得一定的延时，以保证保护装20电流型：其线圈为电流线圈，阻抗小，串联在二次回路中，不影响其他二次元件的动作电压型：其线圈为电压线圈，阻抗大，在二次回路中必须并联使用。►工作原理：继电器线圈通电，信号牌掉下，显示动作信号。但只能手动复位。工作过程：线圈通电---衔铁被吸向铁心----信号牌掉下，同时转轴旋转90度----动静触头接通----去接通信号回路；旋转外壳上的复位旋钮，断开信号回路，同时使信号牌复位。举例：DX-11型信号继电器电流型：其线圈为电流线圈，阻抗小，串联在二次回路中，不影响其21

三、感应型继电器（GL型）

结构：如图6-5所示。感应系统：由线圈1、带短路环3的电磁铁2和铝盘4组成，它的动作是有时限的；电磁系统：由线圈1、电磁铁2和衔铁15组成，它的动作是瞬时的。图6-5感应式电流继电器结构图1—线圈2—电磁铁3—短路环4—可转铝盘5—钢片6—可偏铝框架7—调节弹簧8—制动永久磁铁9—扇形齿轮10—蜗杆11—扁杆12—继电器触点13—时限调节螺杆14—速断电流调节螺钉15—衔铁16—动作电流调节插销三、感应型继电器（GL型）结构：如图6-5所示。感应系22感应式电流继电器的转动力矩M1制动力矩M2z34φ1φ2

782156工作原理：当线圈1有电流通过时，电磁铁2在短路环3的作用下，产生在时间和空间位置上不相同的两个磁通Φ1和Φ2，且Φ1超前于Φ2。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Φ1向落后磁通Φ2方向的转动力矩M1。根据电能表的工作原理可知，铝盘上的电磁转矩为

感应式电流继电器的转动力矩M1制动力矩M2z34φ1φ2723

铝盘在转矩M1作用下转动后，切割永久磁铁的磁通而在铝盘中产生涡流，产生制动力矩。感应系统的动作电流：指蜗杆与扇形齿轮相咬合时，线圈所需要通入的最小电流。返回电流：指使扇形齿轮脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流。动作时间：指从蜗杆与扇形齿片相咬合起到触点闭合这一段时间。

当时，铝盘匀速旋转；当铝盘受到的合力克服弹簧的阻力时，蜗杆与扇形齿片相咬合，继电器动作。铝盘在转矩M1作用下转动后，切割永久磁铁的磁通而在24电磁系统的速断电流：指当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个倍数时，未等感应系统动作，衔铁右端瞬时被吸下，触点立即闭合。

时限特性：如图6-6所示。ab段——“反时限特性”（此时继电器铁心尚未饱和）；bc段——“定时限”（铁心已达到饱和）；de段——“速断特性”。图6-6感应型电流继电器的动作特性曲线说明：

“速断电流倍数”是速断电流与感应元件动作电流之比。电磁系统的速断电流：指当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个25

动作电流与动作时限调节方法感应系统的动作电流调节：改变线圈的匝数（级进调节）；改变弹簧的拉力（平滑调节）。电磁系统动作电流调节：改变衔铁与电磁铁之间的气隙。感应系统的动作时限：改变扇形齿轮顶杆行程的起点，使动作特性上下移动。动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来调整（2，2.5，3…4.5，5，6…9，10A）。其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的2～8倍。注意：继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以10倍动作电流的动作时限来标度的。动作电流与动作时限调节方法感应系统的动作电流调节：改变线圈26GL型电流继电器的功能：兼有电磁型电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能。因此，可用感应型电流继电器实现过电流保护和电流速断保护，从而使保护接线大大简化。GL型电流继电器的功能：兼有电磁型电流继电器、时间继电器、27第五节工厂高压线路的继电保护

二、继电保护装置的接线方式♦接线系数：在继电保护回路中，流入继电器中的电流IK与对应电流互感器的二次电流I2的比值，称为接线系数，即♦接线方式：指作为相间短路的过电流保护用电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。

一、概述工厂的高压线路保护装设有相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护第五节工厂高压线路的继电保护二、继电保护装置的接线方281．三相完全星形接线方式（图6-8）特点：可以反映各种形式的故障，其接线系数Kw=1。2．两相两继电器接线方式（图6-9）特点：可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障，其接线系数Kw=1。图6-8三相完全星形接线方式图6-9两相两继电器接线方式1．三相完全星形接线方式（图6-8）特点：可以反映各种形式的293．两相电流差接线方式（图6-10）

流入继电器中的电流等于A、C两相电流互感器二次电流之差，即

特点：能够反应各种相间短路，但各种短路形式下的接线系数不同。正常运行或三相短路时：发生A、C两相短路时：A、B或B、C两相短路时：图6-10两相电流差接线方式3．两相电流差接线方式（图6-10）流入继电器中30定时限过电流保护的动作原理和组成（图6-11）

三、带时限的过电流保护带时限的过电流保护，分为定时限过电流保护和反时限过电流保护。定时限过电流保护是指保护装置的动作时限是按预先整定的动作时间固定不变的，与短路电流大小无关。反时限过电流保护是指保护装置的动作时限原先是按10倍动作电流来整定的，而实际的动作时间则与短路电流呈反比关系变化，短路电流越大，动作时间越短。定时限过电流保护的动作原理和组成（图6-11）三、带时限31图6-11定时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图b）展开图图6-11定时限过电流保护的原理图和展开图32反时限过电流保护的动作原理和组成（图6-12）图6-12反时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图b）展开图反时限过电流保护的动作原理和组成（图6-12）图6-1233

Iop＞IL.max保护装置的动作电流Iop应躲过线路的最大负荷电流IL.max，即

保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置（见图6-13）。图6-13过电流保护的计算示意图过电流保护动作电流的整定Iop＞IL.max保护装置的动作电流Iop应躲过线34现在引入一个可靠系数Krel，则继电器的动作电流为：

保护装置的一次侧动作电流为：

为此，要求保护装置的返回电流Ire必须躲过线路的最大负荷电流

。由于换算到继电器中的电流为，则：考虑Ire=Kre

Iop.K，上式可改写为：

式中，Krel取1.2~1.3；

Kre取0.8~0.85；IL.max取(1.5~3)。max.LreiwrelK.opIKKKKI=现在引入一个可靠系数Krel，则继电器的动作电流为：保护装35动作时限：应按“阶梯原则”整定（见图6-13）定时限过电流保护：反时限过电流保护：说明：定时限过电流保护的动作时间取决于时间继电器预先整定的时间，与短路电流的大小无关；反时限过电流保护的动作时间需要根据前后两级保护的GL型电流继电器的动作特性曲线来整定。图6-13过电流保护整定说明图a）电路b）定时限过电流保护的时限整定c）反时限过电流保护的时限整定即过电流保护动作时限的整定动作时限：应按“阶梯原则”整定（见图6-13）定时限过电流保36灵敏度校验式中，为系统最小运行方式下本线路末端（作近后备时）或相邻线路末端（作远后备时）的两相短路电流。作远后备时，要求Ks≥1.2；作近后备时，要求Ks≥1.3~1.5。过电流保护的评价：优点：既可作本级近后备，又可作下级远后备。缺点：越靠近电源端，定时限过电流保护的动作时限反而越长，因此不能作为主保护；反时限过电流保护的接线简单，但动作时限整定复杂。若灵敏度不满足要求，可采用低电压闭锁的过电流保护来提高其灵敏度。灵敏度校验式中，为系统最小运行方式下本线路37图6-14电流速断保护的单相原理接线图

四、电流速断保护电流速断保护的原理接线图（图6-14）图6-14电流速断保护的单相原理接线图四、电流速断38电流速断保护的作用原理与整定计算（图6-15）曲线1——

曲线2——

直线3——瞬时电流速断保护的动作电流。动作电流：躲过本保护区末端B处的最大短路电流，即式中，Krel取1.2~1.3(DL型)或1.4~1.5(GL型)。图6-15电流速断保护的工作原理图电流速断保护的作用原理与整定计算（图6-15）曲线1——曲39灵敏度校验：要求其最小保护范围lmin不小于线路全长的15%～20%。

也可以按本线路首端的最小两相短路电流来校验保护的灵敏度，以保护1为例，其灵敏系数为：≥2.0电流速断保护的评价：优点：简单可靠，动作迅速；缺点：不能保护线路全长，有保护死区，不能作本线路的主保护。若灵敏度不满足要求，可采用电流电压闭锁保护灵敏度校验：要求其最小保护范围lmin不小于线路全长的15%401.过电流保护（定时限和反时限）◆既可作为本级线路的近后备保护，又可作为相邻下一级线路的远后备保护；◆不能作主保护，但定时限过电流保护当时限小时可作主保护；◆保护范围：本级线路的全长至下一级线路的全长；◆选择性：依靠动作时限、动作值来保证；线路电流保护小结：

2.电流速断保护◆只能保护线路的一部分，不能作为线路的主保护，但在电流速断区内，它为主保护；◆保护范围：一般为被保护线路全长的85%◆可作为变压器高压侧的主保护◆选择性：依靠选择适当的动作电流来保证1.过电流保护（定时限和反时限）线路电流保护小结：

2.电流41五、有选择性的单相接地保护

在小接地电流的系统中，发生单相接地故障时，线电压不变，可短暂继续运行。但是，由于非故障相的相电压要升高为线电压，长期运行可能引起非故障相的对地绝缘击穿而导致两相接地短路。

单相接地保护又称零序电流保护，它利用单相接地所产生的零序电流使保护装置动作。当单相接地危及人身和设备安全时，则动作于跳闸,在发生单相接地故障时，必须通过无选择性的绝缘监视装置或有选择性的单相接地保护装置，发出报警信号，以便运行值班人员及时发现和处理。五、有选择性的单相接地保护在小接地电流的系统中，42六、线路的过负荷保护动作电流：按躲过线路的计算电流来整定动作时间：一般取10~15s

图6-15线路过负荷保护电路六、线路的过负荷保护图6-15线路过负荷保护电路43第六节电力变压器的继电保护一、概述故障类型内部故障绕组的匝间短路绕组的相间短路单相接地短路外部故障相间短路单相接地短路异常运行状态变压器过负荷外部短路引起的过电流油箱漏油引起的油面过低外部接地故障引起的中性点过电压变压器油温升高第六节电力变压器的继电保护一、概述故障类型内部故障绕组的匝44应装设的保护主保护瓦斯保护轻瓦斯——动作于信号重瓦斯——动作于跳闸纵联差动保护或电流速断保护后备保护辅助保护过电流保护复合电压起动的过电流保护低电压起动的过电流保护负序过电流保护单相接地保护过负荷保护过励磁保护温度保护应装设的保护主保护瓦斯保护轻瓦斯——动作于信号纵联差动保护或45二、瓦斯保护瓦斯继电器的结构和工作原理

瓦斯继电器安装在油箱与油枕之间的连接管道上，如图6-16所示。一对触点在变压器油箱内发生轻微故障时动作，作用于信号——轻瓦斯动作；另一对触点在变压器油箱内发生严重故障时动作，作用于跳闸——重瓦斯动作。

瓦斯继电器有两对灵敏的触点：图6-16瓦斯继电器安装示意图1—变压器油箱2—连接管3—瓦斯继电器4—油枕二、瓦斯保护瓦斯继电器的结构和工作原理瓦斯46

图6-17为目前在我国电力系统中推广应用的开口杯挡板式瓦斯继电器的内部结构。图6-17FJ3-80型瓦斯继电器的结构示意图1－盖2－容器3－上油杯4－永久磁铁5－上动触点6－上静触点7－下油杯8－永久磁铁9－下动触点10－下静触点11－支架12－下油杯平衡锤13－下油杯转轴14－挡板15－上油杯平衡锤

16－上油杯转轴17－放气阀18－接线盒正常运行：上、下触点均断开。油箱内部发生轻微故障：上触点合，发出信号——轻瓦斯动作。油箱内部发生严重故障：下触点闭合，发出跳闸脉冲——重瓦斯动作。变压器漏油使油面降低：首先是上触点闭合发出报警信号，然后下触点闭合发出跳闸脉冲。图6-17为目前在我国电力系统中推广应用的47变压器瓦斯保护的接线图（图6-18）优点：动作迅速、灵敏度高、能反应油箱内部发生的各种故障。缺点：不能反应变压器外部端子上的故障。图6-18瓦斯保护原理接线图注意：由于重瓦斯保护是靠油流的冲击而动作的，而油流速度的不稳定可能造成触点的抖动，为使断路器能可靠跳闸，出口中间继电器KM必须有自保持回路。变压器瓦斯保护的接线图（图6-18）优点：动作迅速、灵敏度高48三、电流速断保护对于容量较小的变压器，可在电源侧装设电流速断保护。动作电流躲过变压器二次侧母线短路时的最大短路电流，即式中，Krel取1.2~1.3。躲过变压器空载合闸时的最大励磁涌流，即说明：当变压器电源侧为小接地电流系统时，保护可采用两相式接线；当电源侧为大接地电流系统时，可采用三相式或两相三继电器式接线。三、电流速断保护对于容量较小的变压器，可在电源侧装设电流速断49灵敏度校验：按保护装置安装处（一次侧）的最小两相短路电流来校验，即≥2.0式中，为变压器一次侧的最小两相短路电流。四、变压器的纵联差动保护1.

纵联差动保护的基本原理双绕组变压器差动保护的原理接线如图6-19所示。正常运行或外部短路时（k1点）：继电器不动作。灵敏度校验：按保护装置安装处（一次侧）的最小两相短路电流来校50内部短路时（k2点）或

继电器动作。图6-19变压器差动保护原理接线图双侧电源单侧电源内部短路时（k2点）或继电器动作。图6-19变512.差动保护的不平衡电流及补偿方法由变压器两侧绕组接线不同而产生的不平衡电流补偿方法：将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器接成星形

。由于Yd11接线变压器两侧线电流之间有30°的相位差，如果两侧的电流互感器采用相同的接线方式，将会在差动回路中产生很大的不平衡电流。2.差动保护的不平衡电流及补偿方法由变压器两侧绕组接线不同52由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流解决办法：利用具有速饱和铁心的差动继电器中的平衡线圈来进行补偿。解决办法：在整定计算时引入一个同型系数Ksam，若两侧TA型号不同取1；两侧TA型号相同取0.5。由于电流互感器变比的标准化，使各侧电流互感器的实际变比大于计算变比。因此，正常运行时差动回路中将会有不平衡电流流过。两侧的电流互感器的型号不同，它们的磁化特性也就不同，因此，在差动回路中将产生不平衡电流。由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流由两侧电53由带负荷调整变压器的分接头而产生的不平衡电流

由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流

改变分接头的位置，实际上就是改变变压器的变比，因此，电流互感器二次侧电流将会改变，从而将就会产生一个新的不平衡电流流入差动回路。当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，就可能产生很大的励磁电流（励磁涌流）。

在差动保护中，减小励磁涌流影响的方法有：采用具有速饱和变流器（铁芯）的差动继电器（BCH-2型）采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。由带负荷调整变压器的分接头而产生的不平衡电流543.差动保护动作电流的整定及灵敏度校验动作电流整定结论：变压器差动保护中的不平衡电流要完全消除是不可能的，但采取措施减小其影响，用以提高差动保护的灵敏度是完全可以的。灵敏度校验3.差动保护动作电流的整定及灵敏度校验动作电流整定结论：变55五、过电流保护

过电流保护应装在变压器的电源侧，采用完全星形接线，其单相原理接线如图6-22所示。动作电流：应躲过变压器可能出现的最大负荷电流，但具体问题应作如下考虑：图6-22变压器过电流保护单相原理接图五、过电流保护过电流保护应装在变压器的电源侧56对并列运行的变压器，应考虑切除一台时所出现的过负荷，当各台变压器容量相同时，可按下式计算对于降压变压器，应考虑低压侧负荷电动机自起动时的最大电流，即式中，Krel取1.2~1.3；Kre取1.25；Kst取1.5~2.5。动作时限：应比出线过电流保护的动作时限大。灵敏度校验：

作近后备时，要求Ks≥1.5；作远后备时，要求Ks≥1.2。对并列运行的变压器，应考虑切除一台时所出现的过负荷，当各台变57六、过负荷保护过负荷保护安装侧的选择

双绕组变压器：过负荷保护应装设在电源侧（升压变压器装在低压侧，降压变压器装在高压侧）。

过负荷一般情况下都是对称的，因此只装一相，延时动作于报警信号。动作电流：躲过变压器额定电流，即式中，Krel取1.05；Kre取0.85。动作时限：应比变压器后备保护的最大时限再增大一个，一般取10～15s。六、过负荷保护过负荷保护安装侧的选择双绕组变压器：58七、变压器的接地保护(一般110KV以上系统才装）大接地电流系统的电力变压器，一般应装设接地（零序）保护，作为变压器和相邻元件接地短路的后备保护。大接地电流系统发生接地短路时，零序电流的大小和分布与系统中变压器中性点接地数目和位置有关。对于只有一台变压器的变电所：采用变压器中性点直接接地的运行方式。对于有两台及以上变压器并列运行的变电所：采用部分变压器中性点接地运行方式。七、变压器的接地保护(一般110KV以上系统才装）大接地电流59一、概述故障类型故障

定子绕组的相间短路一相绕组的匝间短路单相接地短路异常运行状态：过负荷、低电压、同步电机失步和失磁等应装设的保护相间短路保护对2000kW以下的电动机，应装设电流速断保护；对2000kW以上和2000kW以下速断保护灵敏度不满足的电动机，应装设差动保护。第七节高压电动机的继电保护一、概述故障类型故障定子绕组的相间短路异常运行状态：过负荷60接地短路保护：用于接地电容电流大于5A的情况。单相接地电流为10A及以下时动作于信号或跳闸；单相接地电流大于10A时动作于跳闸。过负荷保护：对易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护，延时动作于信号、跳闸或减负荷。低电压保护为保证重要电动机的自起动，对不重要的电动机应装设低电压保护；对不需要自起动的电动机，应装设低电压保护；对需要参加自起动，但在电源电压长时间消失后自起动有困难的电动机，也要装设低电压保护。接地短路保护：用于接地电容电流大于5A的情况。单相接地电流61二、电动机的相间短路保护1．电流速断保护动作电流：躲过电动机的起动电流，即式中，Krel取1.4～1.6（DL型）或1.8～2（GL型）。灵敏度校验

：≥2

式中，为电动机出口最小两相短路电流。在小接地电流系统中，宜采用两相不完全星形接线；电流互感器应尽可能安装在断路器侧。二、电动机的相间短路保护1．电流速断保护动作电流：躲过电动机622．纵联差动保护

在小接地电流系统中，采用两相式接线，选用两个BCH-2型或DL-11型继电器构成差动保护，如图6-23所示。动作电流：躲过电动机的额定电流，即式中，Krel取0.5～1（BCH-2型）或1.2～1.5（DL-11）型。灵敏度校验

：要求Ks≥2。

2．纵联差动保护在小接地电流系统中，采用两相63图6-23电动机纵联差动保护原理接线图a）由DL－11型电流继电器构成的差动保护b）由BCH－2型差动继电器构成的差动保护图6-23电动机纵联差动保护原理接线图64三、电动机的单相接地保护

当小接地电流系统中接地电容电流大于5A时，应装设单相接地保护。电动机的单相接地保护一般采用零序电流保护，如图6-24所示。图6-24电动机零序电流保护原理图动作电流：躲过电动机本身的故障电容电流，即式中，Krel取4~5；为电动机外部单相接地故障时，流经被保护电动机的最大接地电容电流。三、电动机的单相接地保护当小接地电流系统中接地电容65灵敏度校验

：≥1.25～1.5式中，为电动机外部单相接地故障时，流经被保护电动机的最小接地电容电流。四、电动机的过负荷保护动作电流：躲过电动机额定电流，即式中，Krel取1.05～1.1（保护动作于信号时）或1.2～1.25（保护动作于减负荷或跳闸时）；Kre取0.85。动作时间：一般取15～20s。灵敏度校验：≥1.25～1.5式中，66作业：1.

供电系统中有哪些常用的过电流保护装置？对保护装置有哪些基本的要求？2.

试述电流速断保护、定时限过电流保护的特点、保护范围、保护选择性的实现？3.熔断器在供配电系统的配置要求?4.

变压器差动保护的工作原理是什么？差动保护中不平衡电流产生的原因是什么？如何减小不平衡电流？作业：1.供电系统中有哪些常用的过电流保护装置？对保护装置67第六章工厂供电系统的过电流保护过电流保护的任务和要求熔断器保护低压断路器保护常用的保护继电器工厂高压线路的继电保护电力变压器的继电保护高压电动机的继电保护第六章工厂供电系统的过电流保护过电流保护的任务和要求68第一节过电流保护的任务和要求

一、过电流保护装置的类型和任务熔断器保护（简单、经济）低压断路器（供电可靠性较高、操作灵活）继电保护（自动化程度较高的高压供配电系统中）

供配电系统继电保护装置是一种能反应供配电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反事故自动装置。自动、迅速、有选择地将故障元件从供配电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常运行。能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。类型:任务:第一节过电流保护的任务和要求一、过电流保护装置的类型和任69

二、对继电保护的基本要求选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从供配电系统中切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的非故障部分继续运行。速动性：继电保护装置应以尽可能快的速度将故障元件从供配电系统中切除。图6-1供配电系统继电保护选择性说明图二、对继电保护的基本要求选择性：保护装置动作时，仅将故障70工厂供电与电气控制技术第六章工厂供电系统的过电流保护课件71工厂供电与电气控制技术第六章工厂供电系统的过电流保护课件72二、熔断器熔体电流的选择1、保护电力线路保护线路的熔断器熔体电流，应满足以下条件：①应大于线路的计算负荷电流，有：②应躲过线路的尖峰电流，有：式中K为小于1的系数。③应与被保护线路配合，有：式中KOL为过负荷倍数。二、熔断器熔体电流的选择1、保护电力线路保护线路的熔断器732、保护电力变压器考虑因素：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。3、保护电压互感器RN2型熔断器的熔体额定电流一般为0.5A。2、保护电力变压器考虑因素：熔体电流要躲过变压器允许的正74三、熔断器的选择与校验1、选择时应满足的条件：熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压；熔断器的额定电流不应小于它所装熔体的额定电流；熔断器的额定类型应满足技术要求。2、断流能力的校验限流式（如RM、RT0等）：非限流式（如RW4、RM10等）：断流能力有上下限（如RW4等跌开式熔断器）：式中，IOC为熔断器的最大分断电流，见附录表9。（上限）（下限）三、熔断器的选择与校验1、选择时应满足的条件：熔断器的额75四、熔断器保护灵敏度的检验五、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，切断故障部分。K为灵敏系数的最小值。为了保证熔断器在其保护区内发生短路故障时可靠地熔断,灵敏度应满足下列条件四、熔断器保护灵敏度的检验五、熔断器之间的选择性配合要求76第三节低压断路器的保护一、低压断路器在低压配电系统中的配置三种方式：1、单独接低压断路器或低压断路器-刀开关的方式2、低压断路器与磁力起动器或接触器配合的方式3、低压断路器与熔断器配合的方式图6-3

低压断路器的配置方式a)适于一台主变；b)适于两台主变；C)适于低压配电出线；d)适于频繁操作电路；e)适于熔断器保护的电路。QF低压断路器，QK刀开关，QKF刀熔开关，KM接触器，KH热继电器第三节低压断路器的保护一、低压断路器在低压配电系统中的77二、低压断路器脱扣器的选择和整定1、低压断路器过电流脱扣器额定电流的选择脱扣器额定电流：2、低压断路器过电流脱扣器动作电流的整定1）瞬时过流脱扣器动作电流的整定动作电流：为可靠系数，万能式（DW型）取1.35，塑壳式（DZ型）取2~2.5。2）短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流：动作时间通常分0.2s,0.4s,0.6s三级,前后两级动作时间至少差0.2s取值为1.2可靠系数二、低压断路器脱扣器的选择和整定1、低压断路器过电流脱扣器783）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定

动作电流:取值为1.1。4）过流脱扣器与被保护线路的配合要求为绝缘导线的允许载流量；可靠系数为允许过负荷倍数。

3、低压断路器热脱扣器的选择和整定1）热脱扣器额定电流的选择2）热脱扣器动作电流的整定过负荷保护取值为1.1。3）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流:79三、低压断路器的选择与校验

1、选择低压断路器应满足的条件低压断路器的额定电压不低于保护线路的额定电压。低压断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。低压断路器的类型应符合安装、保护、操作方式的要求。2、低压断路器断流能力的校验动作时间0.02s以上（DW型）：分断电流动作时间0.02s以下（DZ型）：分断电流四、低压断路器过电流保护灵敏度的检验Iop为瞬时或短时过流脱扣器动作电流；Ik.min为被保护线路末端在系统最小运行方式下短路电流；K为灵敏系数，一般取1.3。三、低压断路器的选择与校验1、选择低压断路器应满足的条件80继电器按其应用：控制继电器和保护继电器机床控制电路应用的继电器多属于控制继电器；供电系统中应用的继电器多属于保护继电器。常用的保护继电器：机电式、晶体管、微机型。晶体管继电器：具有动作灵敏、体积小、能耗低、寿命长等优点，但受环境温度影响大，元件的质量及运行维护水平影响保护装置的可靠性，国内较少采用。机电式继电器：电磁型继电器、感应型继电器工作可靠，且有成熟的运行经验，国内普遍使用。电力系统中的保护继电器已向集成电路和微机保护发展。这里主要介绍机电式保护继电器。第四节常用的保护继电器

一、概述继电器按其应用：控制继电器和保护继电器第四节常用的保护继电81

继电保护装置框图几种常用电磁式继电保护装置的组成原理：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KT起动，KT经整定的一定时限后，接通信号继电器KS和中间断电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路，使断路器QF跳闸。继电保护装置框图几种常用电磁式继电保护装置的组成82

二、电磁型继电器（DL型）1．电磁型电流继电器

结构：如图6-4所示。工作原理：当在继电器线圈中通入电流IK时，电磁铁产生的电磁力Fem为：当电磁力Fem大于弹簧的反作用力Fsp和摩擦力Ffr时，继电器便产生动作。图6-4电磁式电流继电器结构图1－线圈2－电磁铁3－钢舌片4－静触点5－动触点6－起动电流调节转杆7－标度盘（铭牌）8－轴承

9－反作用弹簧10－转轴二、电磁型继电器（DL型）1．电磁型电流继电器结构：如83因此，欲使继电器动作的必要条件是：

Fem≥Fsp+Ffr

动作电流：能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流，用Iop.K表示。

调整继电器动作电流的方法有：改变继电器线圈匝数NK（级进调节）；调节反作用弹簧的松紧，即调节Fsp（平滑调节）；调整衔铁与电磁铁之间的气隙长度，即调节Rm。

因此，欲使继电器动作的必要条件是：Fem≥Fsp+F84返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用Ire.K表示。返回系数：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用Kre表示，即

继电器动作后，减小IK就能使继电器返回原位。欲使继电器返回的必要条件是：

Fsp≥

Fem+Ffr

对于过电流继电器，Kre＜1，一般要求Kre

=0.8～0.9；对于欠电流继电器，Kre

＞1，一般要求Kre=1.06～1.2。返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返852．电磁型电压继电器其结构和原理与电磁型电流继电器相似，在供配电系统中多用低电压（欠电压）继电器。动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器的动作电压，用Uop.K表示。返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为继电器的返回电压，用Ure.K表示。返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。说明：低电压继电器的返回系数Kre＞1，一般为1.25。2．电磁型电压继电器其结构和原理与电磁型电流继电器相似，863．时间继电器的作用：使保护装置获得一定的延时，以保证保护装置动作的选择性。4.中间继电器的作用:

信号继电器

►作用：在继电保护装置中用来发出保护动作的指示信号

►文字符号：KS►分类：电流型、电压型两种

为了扩充保护装置出口继电器的触点数量和容量；使触点闭合或断开时带有不大的延时(0.4～0.8s)；通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。3．时间继电器的作用：使保护装置获得一定的延时，以保证保护装87电流型：其线圈为电流线圈，阻抗小，串联在二次回路中，不影响其他二次元件的动作电压型：其线圈为电压线圈，阻抗大，在二次回路中必须并联使用。►工作原理：继电器线圈通电，信号牌掉下，显示动作信号。但只能手动复位。工作过程：线圈通电---衔铁被吸向铁心----信号牌掉下，同时转轴旋转90度----动静触头接通----去接通信号回路；旋转外壳上的复位旋钮，断开信号回路，同时使信号牌复位。举例：DX-11型信号继电器电流型：其线圈为电流线圈，阻抗小，串联在二次回路中，不影响其88

三、感应型继电器（GL型）

结构：如图6-5所示。感应系统：由线圈1、带短路环3的电磁铁2和铝盘4组成，它的动作是有时限的；电磁系统：由线圈1、电磁铁2和衔铁15组成，它的动作是瞬时的。图6-5感应式电流继电器结构图1—线圈2—电磁铁3—短路环4—可转铝盘5—钢片6—可偏铝框架7—调节弹簧8—制动永久磁铁9—扇形齿轮10—蜗杆11—扁杆12—继电器触点13—时限调节螺杆14—速断电流调节螺钉15—衔铁16—动作电流调节插销三、感应型继电器（GL型）结构：如图6-5所示。感应系89感应式电流继电器的转动力矩M1制动力矩M2z34φ1φ2

782156工作原理：当线圈1有电流通过时，电磁铁2在短路环3的作用下，产生在时间和空间位置上不相同的两个磁通Φ1和Φ2，且Φ1超前于Φ2。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Φ1向落后磁通Φ2方向的转动力矩M1。根据电能表的工作原理可知，铝盘上的电磁转矩为

感应式电流继电器的转动力矩M1制动力矩M2z34φ1φ2790

铝盘在转矩M1作用下转动后，切割永久磁铁的磁通而在铝盘中产生涡流，产生制动力矩。感应系统的动作电流：指蜗杆与扇形齿轮相咬合时，线圈所需要通入的最小电流。返回电流：指使扇形齿轮脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流。动作时间：指从蜗杆与扇形齿片相咬合起到触点闭合这一段时间。

当时，铝盘匀速旋转；当铝盘受到的合力克服弹簧的阻力时，蜗杆与扇形齿片相咬合，继电器动作。铝盘在转矩M1作用下转动后，切割永久磁铁的磁通而在91电磁系统的速断电流：指当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个倍数时，未等感应系统动作，衔铁右端瞬时被吸下，触点立即闭合。

时限特性：如图6-6所示。ab段——“反时限特性”（此时继电器铁心尚未饱和）；bc段——“定时限”（铁心已达到饱和）；de段——“速断特性”。图6-6感应型电流继电器的动作特性曲线说明：

“速断电流倍数”是速断电流与感应元件动作电流之比。电磁系统的速断电流：指当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个92

动作电流与动作时限调节方法感应系统的动作电流调节：改变线圈的匝数（级进调节）；改变弹簧的拉力（平滑调节）。电磁系统动作电流调节：改变衔铁与电磁铁之间的气隙。感应系统的动作时限：改变扇形齿轮顶杆行程的起点，使动作特性上下移动。动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来调整（2，2.5，3…4.5，5，6…9，10A）。其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的2～8倍。注意：继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以10倍动作电流的动作时限来标度的。动作电流与动作时限调节方法感应系统的动作电流调节：改变线圈93GL型电流继电器的功能：兼有电磁型电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能。因此，可用感应型电流继电器实现过电流保护和电流速断保护，从而使保护接线大大简化。GL型电流继电器的功能：兼有电磁型电流继电器、时间继电器、94第五节工厂高压线路的继电保护

二、继电保护装置的接线方式♦接线系数：在继电保护回路中，流入继电器中的电流IK与对应电流互感器的二次电流I2的比值，称为接线系数，即♦接线方式：指作为相间短路的过电流保护用电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。

一、概述工厂的高压线路保护装设有相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护第五节工厂高压线路的继电保护二、继电保护装置的接线方951．三相完全星形接线方式（图6-8）特点：可以反映各种形式的故障，其接线系数Kw=1。2．两相两继电器接线方式（图6-9）特点：可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障，其接线系数Kw=1。图6-8三相完全星形接线方式图6-9两相两继电器接线方式1．三相完全星形接线方式（图6-8）特点：可以反映各种形式的963．两相电流差接线方式（图6-10）

流入继电器中的电流等于A、C两相电流互感器二次电流之差，即

特点：能够反应各种相间短路，但各种短路形式下的接线系数不同。正常运行或三相短路时：发生A、C两相短路时：A、B或B、C两相短路时：图6-10两相电流差接线方式3．两相电流差接线方式（图6-10）流入继电器中97定时限过电流保护的动作原理和组成（图6-11）

三、带时限的过电流保护带时限的过电流保护，分为定时限过电流保护和反时限过电流保护。定时限过电流保护是指保护装置的动作时限是按预先整定的动作时间固定不变的，与短路电流大小无关。反时限过电流保护是指保护装置的动作时限原先是按10倍动作电流来整定的，而实际的动作时间则与短路电流呈反比关系变化，短路电流越大，动作时间越短。定时限过电流保护的动作原理和组成（图6-11）三、带时限98图6-11定时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图b）展开图图6-11定时限过电流保护的原理图和展开图99反时限过电流保护的动作原理和组成（图6-12）图6-12反时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图b）展开图反时限过电流保护的动作原理和组成（图6-12）图6-12100

Iop＞IL.max保护装置的动作电流Iop应躲过线路的最大负荷电流IL.max，即

保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置（见图6-13）。图6-13过电流保护的计算示意图过电流保护动作电流的整定Iop＞IL.max保护装置的动作电流Iop应躲过线101现在引入一个可靠系数Krel，则继电器的动作电流为：

保护装置的一次侧动作电流为：

为此，要求保护装置的返回电流Ire必须躲过线路的最大负荷电流

。由于换算到继电器中的电流为，则：考虑Ire=Kre

Iop.K，上式可改写为：

式中，Krel取1.2~1.3；

Kre取0.8~0.85；IL.max取(1.5~3)。max.LreiwrelK.opIKKKKI=现在引入一个可靠系数Krel，则继电器的动作电流为：保护装102动作时限：应按“阶梯原则”整定（见图6-13）定时限过电流保护：反时限过电流保护：说明：定时限过电流保护的动作时间取决于时间继电器预先整定的时间，与短路电流的大小无关；反时限过电流保护的动作时间需要根据前后两级保护的GL型电流继电器的动作特性曲线来整定。图6-13过电流保护整定说明图a）电路b）定时限过电流保护的时限整定c）反时限过电流保护的时限整定即过电流保护动作时限的整定动作时限：应按“阶梯原则”整定（见图6-13）定时限过电流保103灵敏度校验式中，为系统最小运行方式下本线路末端（作近后备时）或相邻线路末端（作远后备时）的两相短路电流。作远后备时，要求Ks≥1.2；作近后备时，要求Ks≥1.3~1.5。过电流保护的评价：优点：既可作本级近后备，又可作下级远后备。缺点：越靠近电源端，定时限过电流保护的动作时限反而越长，因此不能作为主保护；反时限过电流保护的接线简单，但动作时限整定复杂。若灵敏度不满足要求，可采用低电压闭锁的过电流保护来提高其灵敏度。灵敏度校验式中，为系统最小运行方式下本线路104图6-14电流速断保护的单相原理接线图

四、电流速断保护电流速断保护的原理接线图（图6-14）图6-14电流速断保护的单相原理接线图四、电流速断105电流速断保护的作用原理与整定计算（图6-15）曲线1——

曲线2——

直线3——瞬时电流速断保护的动作电流。动作电流：躲过本保护区末端B处的最大短路电流，即式中，Krel取1.2~1.3(DL型)或1.4~1.5(GL型)。图6-15电流速断保护的工作原理图电流速断保护的作用原理与整定计算（图6-15）曲线1——曲106灵敏度校验：要求其最小保护范围lmin不小于线路全长的15%～20%。

也可以按本线路首端的最小两相短路电流来校验保护的灵敏度，以保护1为例，其灵敏系数为：≥2.0电流速断保护的评价：优点：简单可靠，动作迅速；缺点：不能保护线路全长，有保护死区，不能作本线路的主保护。若灵敏度不满足要求，可采用电流电压闭锁保护灵敏度校验：要求其最小保护范围lmin不小于线路全长的15%1071.过电流保护（定时限和反时限）◆既可作为本级线路的近后备保护，又可作为相邻下一级线路的远后备保护；◆不能作主保护，但定时限过电流保护当时限小时可作主保护；◆保护范围：本级线路的全长至下一级线路的全长；◆选择性：依靠动作时限、动作值来保证；线路电流保护小结：

2.电流速断保护◆只能保护线路的一部分，不能作为线路的主保护，但在电流速断区内，它为主保护；◆保护范围：一般为被保护线路全长的85%◆可作为变压器高压侧的主保护◆选择性：依靠选择适当的动作电流来保证1.过电流保护（定时限和反时限）线路电流保护小结：

2.电流108五、有选择性的单相接地保护

在小接地电流的系统中，发生单相接地故障时，线电压不变，可短暂继续运行。但是，由于非故障相的相电压要升高为线电压，长期运行可能引起非故障相的对地绝缘击穿而导致两相接地短路。

单相接地保护又称零序电流保护，它利用单相接地所产生的零序电流使保护装置动作。当单相接地危及人身和设备安全时，则动作于跳闸,在发生单相接地故障时，必须通过无选择性的绝缘监视装置或有选择性的单相接地保护装置，发出报警信号，以便运行值班人员及时发现和处理。五、有选择性的单相接地保护在小接地电流的系统中，109六、线路的过负荷保护动作电流：按躲过线路的计算电流来整定动作时间：一般取10~15s

图6-15线路过负荷保护电路六、线路的过负荷保护图6-15线路过负荷保护电路110第六节电力变压器的继电保护一、概述故障类型内部故障绕组的匝间短路绕组的相间短路单相接地短路外部故障相间短路单相接地短路异常运行状态变压器过负荷外部短路引起的过电流油箱漏油引起的油面过低外部接地故障引起的中性点过电压变压器油温升高第六节电力变压器的继电保护一、概述故障类型内部故障绕组的匝111应装设的保护主保护瓦斯保护轻瓦斯——动作于信号重瓦斯——动作于跳闸纵联差动保护或电流速断保护后备保护辅助保护过电流保护复合电压起动的过电流保护低电压起动的过电流保护负序过电流保护单相接地保护过负荷保护过励磁保护温度保护应装设的保护主保护瓦斯保护轻瓦斯——动作于信号纵联差动保护或112二、瓦斯保护瓦斯继电器的结构和工作原理

瓦斯继电器安装在油箱与油枕之间的连接管道上，如图6-16所示。一对触点在变压器油箱内发生轻微故障时动作，作用于信号——轻瓦斯动作；另一对触点在变压器油箱内发生严重故障时动作，作用于跳闸——重瓦斯动作。

瓦斯继电器有两对灵敏的触点：图6-16瓦斯继电器安装示意图1—变压器油箱2—连接管3—瓦斯继电器4—油枕二、瓦斯保护瓦斯继电器的结构和工作原理瓦斯113

图6-17为目前在我国电力系统中推广应用的开口杯挡板式瓦斯继电器的内部结构。图6-17FJ3-80型瓦斯继电器的结构示意图1－盖2－容器3－上油杯4－永久磁铁5－上动触点6－上静触点7－下油杯8－永久磁铁9－下动触点10－下静触点11－支架12－下油杯平衡锤13－下油杯转轴14－挡板15－上油杯平衡锤

16－上油杯转轴17－放气阀18－接线盒正常运行：上、下触点均断开。油箱内部发生轻微故障：上触点合，发出信号——轻瓦斯动作。油箱内部发生严重故障：下触点闭合，发出跳闸脉冲——重瓦斯动作。变压器漏油使油面降低：首先是上触点闭合发出报警信号，然后下触点闭合发出跳闸脉冲。图6-17为目前在我国电力系统中推广应用的114变压器瓦斯保护的接线图（图6-18）优点：动作迅速、灵敏度高、能反应油箱内部发生的各种故障。缺点：不能反应变压器外部端子上的故障。图6-18瓦斯保护原理接线图注意：由于重瓦斯保护是靠油流的冲击而动作的，而油流速度的不稳定可能造成触点的抖动，为使断路器能可靠跳闸，出口中间继电器KM必须有自保持回路。变压器瓦斯保护的接线图（图6-18）优点：动作迅速、灵敏度高115三、电流速断保护对于容量较小的变压器，可在电源侧装设电流速断保护。动作电流躲过变压器二次侧母线短路时的最大短路电流，即式中，Krel取1.2~1.3。躲过变压器空载合闸时的最大励磁涌流，即说明：当变压器电源侧为小接地电流系统时，保护可采用两相式接线；当电源侧为大接地电流系统时，可采用三相式或两相三继电器式接线。三、电流速断保护对于容量较小的变压器，可在电源侧装设电流速断116灵敏度校验：按保护装置安装处（一次侧）的最小两相短路电流来校验，即≥2.0式中，为变压器一次侧的最小两相短路电流。四、变压器的纵联差动保护1.

纵联差动保护的基本原理双绕组变压器差动保护的原理接线如图6-19所示。正常运行或外部短路时（k1点）：继电器不动作。灵敏度校验：按保护装置安装处（一次侧）的最小两相短路电流来校117内部短路时（k2点）或

继电器动作。图6-19变压器差动保护原理接线图双侧电源单侧电源内部短路时（k2点）或继电器动作。图6-19变1182.差动保护的不平衡电流及补偿方法由变压器两侧绕组接线不同而产生的不平衡电流补偿方法：将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器接成星形

。由于Yd11接线变压器两侧线电流之间有30°的相位差，如果两侧的电流互感器采用相同的接线方式，将会在差动回路中产生很大的不平衡电流。2.差动保护的不平衡电流及补偿方法由变压器两侧绕组接线不同119由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流解决办法：利用具有速饱和铁心的差动继电器中的平衡线圈来进行补偿。解决办法：在整定计算时引入一个同型系数Ksam，若两侧TA型号不同取1；两侧TA型号相同取0.5。由于电流互感器变比的标准化，使各侧电流互感器的实际变比大于计算变比。因此，正常运行时差动回路中将会有不平衡电流流过。两侧的电流互感器的型号不同，它们的磁化特性也就不同，因此，在差动回路中将产生不平衡电流。由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流由两侧电120由带负荷调整变压器的分接头而产生的不平衡电流

由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流

改变分接头的位置，实际上就是改变变压器的变比，因此，电流互感器