第6章-供配电系统的保护-供配电技术-教学课件.ppt

1、 本章讲的是企业供电系统的保护装置。首本章讲的是企业供电系统的保护装置。首先简述继电保护的任务和基本要求，然后介绍常先简述继电保护的任务和基本要求，然后介绍常用的保护继电器及继电保护的结线方式和操作方用的保护继电器及继电保护的结线方式和操作方式及电力线路和电力变压器的各种继电保护的结式及电力线路和电力变压器的各种继电保护的结线、原理、整定计算、供配电系统的防雷与接地线、原理、整定计算、供配电系统的防雷与接地问题。问题。一、继电保护装置的任务一、继电保护装置的任务继电保护装置是按照保护的要求，将各种继继电保护装置是按照保护的要求，将各种继电器按一定的方式进行连接和组合而成的电气装电器按一定的方式

2、进行连接和组合而成的电气装置，其任务是：置，其任务是：（1）故障时作用于跳闸）故障时作用于跳闸 （2）异常状态时发出报警信号）异常状态时发出报警信号 二、对继电保护的基本要求二、对继电保护的基本要求（1）选择性）选择性（2）可靠性）可靠性（3）速动性）速动性（4）灵敏度）灵敏度 继电保护装置除了满足上述四项基本要求继电保护装置除了满足上述四项基本要求外，尚应要求投资省、便于调试和维护，且尽外，尚应要求投资省、便于调试和维护，且尽可能满足系统运行所要求的灵活性。可能满足系统运行所要求的灵活性。一、继电器的分类一、继电器的分类 继电器是一种在其输入的物理量（电气量或非电继电器是一种在其输入的物理量

3、（电气量或非电气量）达到规定值时，其电气量输出电路被接通或分气量）达到规定值时，其电气量输出电路被接通或分断的自动电器。断的自动电器。继电器按其输入量的性质分，有电气继电器和非继电器按其输入量的性质分，有电气继电器和非电气继电器两大类。按其用途分，有控制继电器和保电气继电器两大类。按其用途分，有控制继电器和保护继电器两大类，前者用于自动控制电路，后者用于护继电器两大类，前者用于自动控制电路，后者用于继电保护电路。继电保护电路。保护继电器按其在继电保护装置电路中的功能保护继电器按其在继电保护装置电路中的功能分，有分，有“测量继电器测量继电器”和和“有或无继电器有或无继电器”两大类。两大类。第二节

4、第二节 常用的保护继电器及其结线和操作方式常用的保护继电器及其结线和操作方式 测量继电器装设在继电保护装置电路的第一测量继电器装设在继电保护装置电路的第一级，用来反应被保护元件（电气设备或线路）的级，用来反应被保护元件（电气设备或线路）的特性量变化情况。当其特性量达到预先整定的动特性量变化情况。当其特性量达到预先整定的动作值时即行动作，在保护装置中属于主保护，或作值时即行动作，在保护装置中属于主保护，或称起动继电器。称起动继电器。有或无继电器是一种只按电气量是否在其工有或无继电器是一种只按电气量是否在其工作范围内或者是否为零时而动作的电气继电器，作范围内或者是否为零时而动作的电气继电器，包括时

5、间继电器、中间继电器、信号继电器等，包括时间继电器、中间继电器、信号继电器等，在继电保护装置中用来实现特定的逻辑功能，属在继电保护装置中用来实现特定的逻辑功能，属于辅助继电器，过去也称为逻辑继电器。于辅助继电器，过去也称为逻辑继电器。保护继电器按其组成元件分，有机电型、晶保护继电器按其组成元件分，有机电型、晶体管型和微机型三类。由于机电型继电器具有可体管型和微机型三类。由于机电型继电器具有可靠、便于维修和调试等优点，因此我国企业供电靠、便于维修和调试等优点，因此我国企业供电系统目前仍以传统的机电型继电器为主。系统目前仍以传统的机电型继电器为主。机电型继电器按其结构原理分，有电磁式和机电型继电器

6、按其结构原理分，有电磁式和感应式继电器。感应式继电器。保护继电器按其反应的物理量分，有电流继保护继电器按其反应的物理量分，有电流继电器、电压继电器、功率继电器、瓦斯继电器、电器、电压继电器、功率继电器、瓦斯继电器、欠电压（低电压）继电器等。欠电压（低电压）继电器等。保护继电器按其在保护装置中的功能分，有保护继电器按其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、中间继起动继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器（或称出口继电器）等。下图是过电流保护电器（或称出口继电器）等。下图是过电流保护的框图。的框图。当线路上发生短路时，起动用的电流继电器当线路上发生短路时，起动用的电流继电

7、器KA瞬时动作，使时间继电器瞬时动作，使时间继电器KT起动。起动。KT经整定一定时经整定一定时间后，接通信号继电器间后，接通信号继电器KS和中间（出口）继电器和中间（出口）继电器KM。KM就接通断路器就接通断路器QF的跳闸回路，使断路器跳闸，从的跳闸回路，使断路器跳闸，从而切除短路故障。而切除短路故障。图图1 过电流保护过电流保护 保护继电器按其动作于断路器的方式分，有保护继电器按其动作于断路器的方式分，有直接动作式（直动式）和间接动作式两大类。直接动作式（直动式）和间接动作式两大类。保护继电器按其与一次电路联结的方式分，保护继电器按其与一次电路联结的方式分，有一次式继电器和二次式继电器。一次

8、式继电器有一次式继电器和二次式继电器。一次式继电器的线圈是与一次电路直接相连的，例如低压断路的线圈是与一次电路直接相连的，例如低压断路器的过电流脱扣器和低电压（失压）脱扣器，实器的过电流脱扣器和低电压（失压）脱扣器，实际上就是一次式继电器（也是直动式继电器）。际上就是一次式继电器（也是直动式继电器）。二次式继电器的线圈连接在电流互感器或电压互二次式继电器的线圈连接在电流互感器或电压互感器的二次侧，经过互感器与一次电路相联系。感器的二次侧，经过互感器与一次电路相联系。高压系统中的保护继电器都是二次式继电器高压系统中的保护继电器都是二次式继电器（一）电磁式电流继电器和电压继电器（一）电磁式电流继电

9、器和电压继电器 电磁式电流继电器和电压继电器在继电保电磁式电流继电器和电压继电器在继电保护装置中均为起动元件，属测量继电器。护装置中均为起动元件，属测量继电器。常用的常用的DL-10系列电磁式电流继电器的基系列电磁式电流继电器的基本结构如图所示。本结构如图所示。过电流继电器线圈中的使继电器动作的最过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流，称为继电器的小电流，称为继电器的“动作电流动作电流”，用，用Iop表表示。示。过电流继电器线圈中的使继电器由动作状过电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的“返回电流返回电流”，用，用

10、Ire表示。表示。继电器的返回电流与动作电流的比值，称继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继电器的为继电器的“返回系数返回系数”，用，用KreKre表示表示二、常用的保护继电器二、常用的保护继电器 电磁式电流继电器的动作电流有两种调节方法：电磁式电流继电器的动作电流有两种调节方法：（1）平滑调节）平滑调节（2）级进调节）级进调节 DL-10系列电磁式电流继电器的内部结线如图所示。系列电磁式电流继电器的内部结线如图所示。低电压继电器的动作电压低电压继电器的动作电压Uop，为其线圈上的使继电器动作的最为其线圈上的使继电器动作的最高电压；其返回电压高电压；其返回电压Ure，为其线，为其线圈上的使继

11、电器由动作状态返回圈上的使继电器由动作状态返回到起始位置的最低电压。低电压到起始位置的最低电压。低电压继电器的返回系数继电器的返回系数 Kre=Ure/Uop1，一般，一般Kre为为1.25。越接近于越接近于1，说明继电器越灵敏。，说明继电器越灵敏。图图2 DL-10系列电磁式电流继电器的基本结构系列电磁式电流继电器的基本结构（二）电磁式时间继电器（二）电磁式时间继电器 电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来获得所需要的延时（时限），它属于机电式有或获得所需要的延时（时限），它属于机电式有或无继电器。无继电器。常用的常用的DS-110/120DS-110/

12、120系列电磁式时间继电器的系列电磁式时间继电器的基本结构实物。基本结构实物。DS-110DS-110系列用于直流，系列用于直流，DS-120DS-120系系列用于交流。列用于交流。DS-110/120DS-110/120系列电磁式时间继电器的内部结系列电磁式时间继电器的内部结线及其图形符号和文字符号，如下图所示。线及其图形符号和文字符号，如下图所示。图图3 DS-110/120系列电磁式时间继电器的内部结线及其图形符号和文字符号系列电磁式时间继电器的内部结线及其图形符号和文字符号（三）电磁式信号继电器（三）电磁式信号继电器 电磁式信号继电器在继电保护装置中用来电磁式信号继电器在继电保护装置中

13、用来发出指示信号，以提醒运行值班人员注意。它发出指示信号，以提醒运行值班人员注意。它也属于机电式有或无继电器。也属于机电式有或无继电器。常用的常用的DX-11型电磁式信号继电器有电流型电磁式信号继电器有电流型和电压型两种：电流型信号继电器的线圈为型和电压型两种：电流型信号继电器的线圈为电流线圈，串联在二次回路内，由于其阻抗小，电流线圈，串联在二次回路内，由于其阻抗小，不影响其他二次回路元件的动作；电压型信号不影响其他二次回路元件的动作；电压型信号继电器的线圈为电压线圈，阻抗大，只能并联继电器的线圈为电压线圈，阻抗大，只能并联在二次回路中。在二次回路中。DX-11型电磁式信号继电器的型电磁式信号

14、继电器的基本结构如实物所示。基本结构如实物所示。DX-11型型 电磁式信号继电器的内部结线及其电磁式信号继电器的内部结线及其图形符号和文字符号如下图所示图形符号和文字符号如下图所示。电磁式中间继电器电磁式中间继电器 电磁式中间继电器在继电保护装置中用作辅电磁式中间继电器在继电保护装置中用作辅助继电器，以弥补主继电器触点数量或触点容助继电器，以弥补主继电器触点数量或触点容量的不足。中间继电器也属机电式有或无继电器。量的不足。中间继电器也属机电式有或无继电器。图图4 DX-11型型 电磁式信号继电器的内部结线及其图形符号和文字符号电磁式信号继电器的内部结线及其图形符号和文字符号 电磁式中间继电器在

15、继电保护装置中用作辅助电磁式中间继电器在继电保护装置中用作辅助继电器，以弥补主继电器触点数量或触点容量的继电器，以弥补主继电器触点数量或触点容量的不足。中间继电器也属机电式有或无继电器。不足。中间继电器也属机电式有或无继电器。常用的常用的DZ-10系列电磁式中间继电器的基本结构系列电磁式中间继电器的基本结构如实物所示。如实物所示。这种快吸快放的电磁式中间继电器的内部结线及这种快吸快放的电磁式中间继电器的内部结线及其图形符号和文字符号如下图所示。其图形符号和文字符号如下图所示。图图5 DZ-10系列电磁式中间继电器的基本结构系列电磁式中间继电器的基本结构（四）感应式电流继电器（四）感应式电流继电

16、器 在工厂供电系统中，广泛采用感应式电流继在工厂供电系统中，广泛采用感应式电流继电器来实现过电流保护和电流速断保护。由于电器来实现过电流保护和电流速断保护。由于感应式电流继电器兼有上述电磁式电流继电器、感应式电流继电器兼有上述电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能，时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能，从而可大大简化继电保护装置。感应式电流继从而可大大简化继电保护装置。感应式电流继电器属测量继电器。电器属测量继电器。常用的常用的GL-10/20系列感应式电流继电器的系列感应式电流继电器的基本结构如实物所示。基本结构如实物所示。感应式电流继电器兼有感应式电流继电器兼有“速

17、断特性速断特性”，所，所示的动作特性曲线上对应于开始速断时间的动示的动作特性曲线上对应于开始速断时间的动作电流倍数，称为作电流倍数，称为“速断电流倍数速断电流倍数”，即，即 速断电流速断电流Iqb的含义，是指继电器线圈中的的含义，是指继电器线圈中的使电流速断元件动作的最小电流。使电流速断元件动作的最小电流。d e fq bq bo pInI图图6 GL-10/20系列感应式电流继电器的基本结构系列感应式电流继电器的基本结构 三、电保护装置的结线方式三、电保护装置的结线方式 过电流的继电保护装置中，起动继电器与电流互感器之间的连过电流的继电保护装置中，起动继电器与电流互感器之间的连接，主要有两相

18、两继电器式和两相一继电器式两种结线方式：接，主要有两相两继电器式和两相一继电器式两种结线方式：（一）两相一继电器式结线，如下图（左）（一）两相一继电器式结线，如下图（左）又称又称“两相电流差结线两相电流差结线”。正常工作时，流入继电器的电流为。正常工作时，流入继电器的电流为两相电流互感两相电流互感 器二次电流之差。器二次电流之差。（二）两相两继电器式结线，如下图（右）（二）两相两继电器式结线，如下图（右）如一次电路发生三相短路或任意两相短路，都至少有一个继电如一次电路发生三相短路或任意两相短路，都至少有一个继电器要动作，从而使一次电路的断路器跳闸。器要动作，从而使一次电路的断路器跳闸。为了表述

19、继电器电流为了表述继电器电流IKA与电流互感器二次电流与电流互感器二次电流I2的关系，特引的关系，特引入一个结线系数入一个结线系数kw，其定义式为：，其定义式为：图图8 两相两继电器式结线两相两继电器式结线图图7 两相一继电器式结线两相一继电器式结线 在其一次电路发生三相短路时，流入继电器在其一次电路发生三相短路时，流入继电器的电流为电流互感器二次电流的的电流为电流互感器二次电流的 倍，即倍，即 .在其一次电路的在其一次电路的A A、C C两相发生短路时，流入两相发生短路时，流入继 电 器 的 电 流 为 互 感 器 二 次 电 流 的继 电 器 的 电 流 为 互 感 器 二 次 电 流 的

20、 2 2 倍，倍，即即 。在其一次电路的在其一次电路的A A、B B两相或两相或B B、C C两相发生短两相发生短路时，流入继电器的电流只有一相电流互感器的路时，流入继电器的电流只有一相电流互感器的二次电流，即二次电流，即 。(3)3wK(.).1AbBCwwKK3(.)2A CwK四、继电保护装置的操作方式四、继电保护装置的操作方式 继电保护装置的操作电源，有直流操作电源和交流操继电保护装置的操作电源，有直流操作电源和交流操作电源两大类。直流操作电源有蓄电池组和整流电源两种。作电源两大类。直流操作电源有蓄电池组和整流电源两种。但交流操作电源具有投资少、运行维护方便及二次回路简但交流操作电源具

21、有投资少、运行维护方便及二次回路简单可靠等优点，因此它在企业供配电系统中应用最为广泛。单可靠等优点，因此它在企业供配电系统中应用最为广泛。交流操作电源供电的继电保护装置主要有两种操作方式：交流操作电源供电的继电保护装置主要有两种操作方式：（一）直接动作式（如下图）（一）直接动作式（如下图）（二）（二）“去分流跳闸去分流跳闸”的操作方式（如下图）的操作方式（如下图）图图9 直接动作式、直接动作式、“去分流跳闸去分流跳闸”的操作方的操作方式式 一、电力线路继电保护概述一、电力线路继电保护概述 按按GB500621992电力装置的继电和自动装置电力装置的继电和自动装置设计规范设计规范规定：对规定：对

22、366KV电力线路，应装设相间电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。作为线路的短路保护、单相接地保护和过负荷保护。作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。如过电流保护的时限不大于动作的电流速断保护。如过电流保护的时限不大于0.50.7s时，可不装设电流速断保护。相间短路保护应动时，可不装设电流速断保护。相间短路保护应动作于跳闸，以切除短路故障。作于跳闸，以切除短路故障。单相接地保护，有两种方式：单相接地保护，有两种方式：(1)绝缘监视装置，绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。装

23、设在变配电所的高压母线上，动作于信号。(2)有选有选择性的单相接地保护（零序电流保护），亦动作于信择性的单相接地保护（零序电流保护），亦动作于信号，但当单相接地危及人身和设备安全时，则应动作号，但当单相接地危及人身和设备安全时，则应动作于跳闸。于跳闸。二、带时限的过电流保护二、带时限的过电流保护 带时限的过电流保护，按其动作时限特性分，带时限的过电流保护，按其动作时限特性分，有有“定时限定时限”过电流保护和过电流保护和“反时限反时限”过电流保过电流保护两种。护两种。定时限过电流保护装置的组成和原理定时限定时限过电流保护装置的组成和原理定时限过电流保护装置的原理电路如图所示。过电流保护装置的原理

24、电路如图所示。图图10 直接动作式、直接动作式、“去分流跳闸去分流跳闸”的操作方的操作方式式反时限过电流保护装置的原理电路，如图所示。反时限过电流保护装置的原理电路，如图所示。图图11 反时限过电流保护装置的原理电路反时限过电流保护装置的原理电路 动作电流的整定动作电流的整定 带时限的过电流带时限的过电流保护（包括定时限和保护（包括定时限和反时限）的动作电流反时限）的动作电流Iop，应躲过线路的最，应躲过线路的最大负荷电流（包括正大负荷电流（包括正常过负荷电流和尖峰常过负荷电流和尖峰电流），以免在通过电流），以免在通过时保护装置误动作，时保护装置误动作，而且其返回电流而且其返回电流Ire也也应

25、躲过，否则保护装应躲过，否则保护装置还可能发生误动作。置还可能发生误动作。为了说明这一点，以为了说明这一点，以图图a所示电路来说明。所示电路来说明。图图12 带时限过电流保护装置的原理电路带时限过电流保护装置的原理电路过电流保护装置动作电流的整定公式为：过电流保护装置动作电流的整定公式为：如采用断路器手动操动机构中的过电流脱扣器如采用断路器手动操动机构中的过电流脱扣器YR作直动式过电流保护，则脱扣器的动作电流（脱作直动式过电流保护，则脱扣器的动作电流（脱扣电流）应按下式整定：扣电流）应按下式整定：动作时间的确定动作时间的确定为保证前后两级保护装置动作的选择性，应按为保证前后两级保护装置动作的选

26、择性，应按“阶梯原则阶梯原则”进行整定。如上图进行整定。如上图b和和c所示，即所示，即.maxrelwopLreiK KIIK K().maxrelwop YRLiK KIIK 对定时限过电流保护，因采用对定时限过电流保护，因采用DL型电流继电器，型电流继电器，其可动部分惯性小，可取；对反时限过电流保护，因其可动部分惯性小，可取；对反时限过电流保护，因采用采用GL型电流继电器其可动部分（铝盘）惯性较大，型电流继电器其可动部分（铝盘）惯性较大，可取，定时限过电流保护的动作时间，利用时间继电可取，定时限过电流保护的动作时间，利用时间继电器来整定。器来整定。反时限过电流保护的动作时间，由于反时限过电

27、流保护的动作时间，由于GL型电流继电器型电流继电器的时限调节机构是按的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的，因倍动作电流的动作时间来标度的，因此须根据前后两级保护的此须根据前后两级保护的GL型继电器的动作特性曲线来整型继电器的动作特性曲线来整定。定。假设如图所示线路中，后一级保护假设如图所示线路中，后一级保护KA2的的10倍动作电流倍动作电流的动作时间已整定为的动作时间已整定为t2，现要整定前一级保护，现要整定前一级保护KA1的的10倍动倍动作电流的动作时间作电流的动作时间t1，整定计算的方法步骤如下（参看下，整定计算的方法步骤如下（参看下图）：图）：图图13 整定计算的方法步骤整

28、定计算的方法步骤 计算计算WL2首端的三相短路电流首端的三相短路电流Ik反应到反应到KA2中去中去的电流：的电流：计算计算 对对KA2的动作电流的动作电流 的倍数：的倍数：确定确定KA2的实际动作时间的实际动作时间 。如图所示。如图所示KA2的动的动作特性曲线的横坐标轴上，找出作特性曲线的横坐标轴上，找出n2，然后向上找，然后向上找到该曲线上到该曲线上a点，该点所对应的动作时间就是点，该点所对应的动作时间就是KA2通过通过 时的实际动作时间。时的实际动作时间。计算计算KA1的实际动作时间。根据保护选择性的要的实际动作时间。根据保护选择性的要求，求，KA1的实际动作时间的实际动作时间 。取。取

29、，故，故 。计算计算 WL2首端的三相短路电流首端的三相短路电流Ik反应到反应到KA1中中去的电流值，即去的电流值，即 计算计算 对对KA1的动作电流的动作电流Iop(1)的倍数：的倍数：确定确定KA1的的10倍动作电流的动作时间。倍动作电流的动作时间。(2)(2)(2)wkkiKIIK(2)2(2)kopKnK(2)kI(2)opI2t(2)kI12ttt0.7ts 120.7tts(1)(1)(1)wkkiKIIK(1)kI(1)1(1)kopKnK（一）过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施（一）过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施低电压低电压闭锁保护闭锁保护 1、过电流保护的灵敏度、过电

30、流保护的灵敏度 根据公式，保护灵敏度根据公式，保护灵敏度 。对于线路过电流保护，。对于线路过电流保护，应取被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相应取被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电路短路电路 。而。而 ，因此过电流保护的灵敏度必，因此过电流保护的灵敏度必须满足的条件为：须满足的条件为：.m in.1kpo pISI.m i nkI(2).minkI.1opopiwII KK(2).min1.5w kpi opK ISKI 2、低电压闭锁的过电流保护、低电压闭锁的过电流保护 动作电流整定计算公式为：动作电流整定计算公式为：动作电压的整定计算公式为：动作电压的整定计算公式为：为母线

31、最低工作电压，取为母线最低工作电压，取(0.850.95)UN；UN为线路为线路额定电路；额定电路；Krel为保护装置的可靠系数，可取为保护装置的可靠系数，可取1.2；Kre为低为低电压继电器的返回系数，一般取电压继电器的返回系数，一般取1.25；Ku为电压互感器的为电压互感器的变压比。变压比。30relwopreiKKIIK Kmin0.6NoprelreuuUUUKK KKminU（二）定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较（二）定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较定时限过电流保护的优点是：动作时间比较精确，整定定时限过电流保护的优点是：动作时间比较精确，整定简便，而且不论短路电流大

32、小，动作时间都是一定的，不会简便，而且不论短路电流大小，动作时间都是一定的，不会出现因短路电流小动作时间长而延长了故障时间的问题。但出现因短路电流小动作时间长而延长了故障时间的问题。但缺点是：所需继电器多，结线复杂，且需直流操作电源，投缺点是：所需继电器多，结线复杂，且需直流操作电源，投资较大。此外，靠近电源处的保护装置，其动作时间较长，资较大。此外，靠近电源处的保护装置，其动作时间较长，这是带时限过电流保护共有的缺点。这是带时限过电流保护共有的缺点。反时限过电流保护的优点是：继电器数量大为减少，而反时限过电流保护的优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，加之可采用交流操作，因

33、此简且可同时实现电流速断保护，加之可采用交流操作，因此简单经济，投资大大减少，因此它在中小企业供电系统中得到单经济，投资大大减少，因此它在中小企业供电系统中得到广泛应用。但缺点是动作时间的整定比较麻烦，而且误差较广泛应用。但缺点是动作时间的整定比较麻烦，而且误差较大，当短路电流较小时，其动作时间可能相当长，从而延长大，当短路电流较小时，其动作时间可能相当长，从而延长了故障持续时间。了故障持续时间。例例6-1 某某10kV电力线路，已知电力线路，已知TA1的变流比为的变流比为100/5A，TA2的变流比为的变流比为50/5A。WL1和和WL2的过电的过电流保护均采用两相两继电器式结线，继电器均为

34、流保护均采用两相两继电器式结线，继电器均为GL-15/10型型。现。现KA1已经整定，其动作电流为已经整定，其动作电流为7A，10倍倍动作电流的动作时间为动作电流的动作时间为1s。WL2的计算电流为的计算电流为28A，WL2首端首端k-1点的三相短路电流为点的三相短路电流为800A，其末端，其末端k-2点点的三相短路电流为的三相短路电流为250A。试整定。试整定KA2的动作电流和动的动作电流和动作时间，并检验其灵敏度。作时间，并检验其灵敏度。解：（解：（1）整定）整定KA2的动作电流的动作电流 取，取，故故 根据根据GL-15/10型继电器规格，动作电流整定为型继电器规格，动作电流整定为9A。

35、.max3022 28561.30.850/5 10LrelreiIIAAKKK(2).m ax1.315 6 9.10.81 0rel wo pLre iK KIIAAKK（2）整定）整定KA2的动作时间的动作时间先确定先确定KA1的实际动作时间，由于的实际动作时间，由于k-1点发生三相短路点发生三相短路时时KA1中的电流为：中的电流为：故对故对KA1的动作电流倍数为：的动作电流倍数为：利用利用n1=5.7和和KA1整定的时限整定的时限t1=1s，去查附录表，去查附录表23-2的的GL-15型继电器的动作特性曲线，得型继电器的动作特性曲线，得KA1的实际动的实际动作时间作时间t11.3s.由

36、此可得由此可得KA2的实际动作时间应为：的实际动作时间应为：下面确定下面确定KA2的的10倍动作电流的动作时间。由于倍动作电流的动作时间。由于k-1点点发生三相短路时发生三相短路时KA2中的电流为：中的电流为：故对故对KA2的动作电流倍数为：的动作电流倍数为：利用利用n2=8.9和和KA2的实际动作时间，去查附录表的实际动作时间，去查附录表23-2的的GL-15型继电器的动作特性曲线，得型继电器的动作特性曲线，得KA2的的10倍动倍动作电流的动作时间作电流的动作时间t20.7s。(1)1(1)1(1)18004020wkkiKIIAAK1(1)1(1)405.77kopIAnIA211.30.

37、70.6tttsss (2)1(2)1(2)18008010wkkiKIIAAK1(2)2(2)808.99kopIAnIA（3）检验）检验KA2的保护灵敏度的保护灵敏度KA2保护的线路保护的线路WL2末端末端k-2点的两相短路电流为点的两相短路电流为其保护区内的最小短路电流，即其保护区内的最小短路电流，即因此因此KA2的保护灵敏度为：的保护灵敏度为：由此可见，由此可见，KA2整定的动作电流满足保护灵敏度的整定的动作电流满足保护灵敏度的要求。要求。(2)m in(2)(2)1 2172.4 1.510 9w kpi opK IASKIA(2)(3).m in20.8660.866 250217

38、kkIIAA三、电流速断保护三、电流速断保护上述带时限的过电流保护有一个明显的缺点，上述带时限的过电流保护有一个明显的缺点，就是越靠近电源，其动作时间越长，而且短路电流就是越靠近电源，其动作时间越长，而且短路电流也越靠近电源也越大，因此危害也就更加严重。因也越靠近电源也越大，因此危害也就更加严重。因此此GB500621992规定，在过电流保护动作时间超规定，在过电流保护动作时间超过过0.50.7时，应装高瞬时动作的电流速断保护装时，应装高瞬时动作的电流速断保护装置。置。(一一)电流速断保护的组成及速断电流的整定电流速断保护的组成及速断电流的整定 电流速断保护是指一种瞬时动作的过电流保护。电流速

39、断保护是指一种瞬时动作的过电流保护。对于采用对于采用DL型电流继电器的速断保护来说，就相当型电流继电器的速断保护来说，就相当于定时限过电流保护中抽去时间继电器，最后由中于定时限过电流保护中抽去时间继电器，最后由中间继电器触点接通断路器的跳闸回路。下图是电力间继电器触点接通断路器的跳闸回路。下图是电力线路上同时装设有定时限过电流保护和电流速断保线路上同时装设有定时限过电流保护和电流速断保护的电路图护的电路图。为了保证前后两级瞬动的电流速断选择性，因此电流速断为了保证前后两级瞬动的电流速断选择性，因此电流速断保护的动作电流即速断电流保护的动作电流即速断电流Iqb，应按躲过它所保护线路末端的，应按躲

40、过它所保护线路末端的最大短路电流（即三相短路电流）最大短路电流（即三相短路电流）Ik.max来整定。因为只有如此来整定。因为只有如此整定，才能避免在后一级速断保护所保护的线路首端发生三相整定，才能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的可能性，以保证选择性。短路时前一级速断保护误动作的可能性，以保证选择性。图图14 同时装设有定时限过电流保护和电流速断保护的电路图同时装设有定时限过电流保护和电流速断保护的电路图（二）电流速断保护的（二）电流速断保护的“死区死区”及其弥补及其弥补 由于电流速断保护的动作电流躲过了线路末端的最大短由于电流速断保护的动作电流躲过了线路

41、末端的最大短路电流，因此靠近末端的一段线路上发生的不一定是最大的路电流，因此靠近末端的一段线路上发生的不一定是最大的短路电流（例如两相短路电流）时，电流速断保护不会动作，短路电流（例如两相短路电流）时，电流速断保护不会动作，这说明，电流速断保护不可能保护线路的全长。这种保护装这说明，电流速断保护不可能保护线路的全长。这种保护装置不能保护的区域，称为置不能保护的区域，称为“死区死区”，如图所示。，如图所示。为了保护死区得不到保护的缺陷，所以凡是装设有电流为了保护死区得不到保护的缺陷，所以凡是装设有电流速断保护的线路，必须配备带时限的过电流保护，过电流保速断保护的线路，必须配备带时限的过电流保护，

42、过电流保护的动作时间应比电流速断保护至少长一个时间级差，而且护的动作时间应比电流速断保护至少长一个时间级差，而且前后的过电流保护的动作时间仍须符合前后的过电流保护的动作时间仍须符合“阶梯原则阶梯原则”，以保，以保证选择性。证选择性。在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，过电流保在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，过电流保护作为后备；而在电流速断的死区内，则过电流保护为基本护作为后备；而在电流速断的死区内，则过电流保护为基本保护。保护。（三）电流速断保护的灵敏度（三）电流速断保护的灵敏度电流速断保护的灵敏度必须满足的条件为：电流速断保护的灵敏度必须满足的条件为：一般宜一般宜 ；个别有困难时

43、可；个别有困难时可 。(2)1.5 2w kpi qpK ISKI2pS1.5pS 四、单相接地保护四、单相接地保护 在小接地电流的电力系统中，发生单地接地故障时，在小接地电流的电力系统中，发生单地接地故障时，只有很小的接地电容电流，而相间电压仍是对称的，其只有很小的接地电容电流，而相间电压仍是对称的，其值也未变，因此可暂时继续运行。由于非故障相的对地值也未变，因此可暂时继续运行。由于非故障相的对地电压要升高为正常时对地电压的倍，故对线路绝缘是一电压要升高为正常时对地电压的倍，故对线路绝缘是一威胁，如果长此下去，可能引起非故障相的对地绝缘击威胁，如果长此下去，可能引起非故障相的对地绝缘击穿而导

44、致两相接地短路，引起线路开关跳闸，造成停电穿而导致两相接地短路，引起线路开关跳闸，造成停电事故。为此，这种小接地电流系统中，必须装设无选择事故。为此，这种小接地电流系统中，必须装设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，以性的绝缘监视装置或有选择性的单相接地保护装置，以便在发生单相接地故障时，发出报警信号，以便运行值便在发生单相接地故障时，发出报警信号，以便运行值班人员及时发现和处理。班人员及时发现和处理。（一）有选择性的单相接地保护的基本原理（一）有选择性的单相接地保护的基本原理 单相接保护，又称单相接保护，又称“零序电流保护零序电流保护”，它利用单，它利用单 相相接地所产生的零

45、序电流使保护装置动作，发出信号。当接地所产生的零序电流使保护装置动作，发出信号。当单相接地危及人身和设备安全时，则动作于跳闸。单相接地危及人身和设备安全时，则动作于跳闸。下图是电缆线路用零序电流互感器进行单相接地保下图是电缆线路用零序电流互感器进行单相接地保护的结线。在系统正常运行及发生相间短路时，由于穿护的结线。在系统正常运行及发生相间短路时，由于穿过零序电流互感器的电缆线路中的电流相量和为零，因过零序电流互感器的电缆线路中的电流相量和为零，因此在零序电流互感器铁心中没有磁通，其二次侧也不会此在零序电流互感器铁心中没有磁通，其二次侧也不会感应出电流，电流继电器也不会动作。当系统发生单相感应出

46、电流，电流继电器也不会动作。当系统发生单相接地时，就有接地电容电流在接地线中通过，从而在零接地时，就有接地电容电流在接地线中通过，从而在零序电流互感器铁心中产生磁通，互感器二次侧相应地感序电流互感器铁心中产生磁通，互感器二次侧相应地感应出零序电流，使电流继电器动作，接通信号回路，发应出零序电流，使电流继电器动作，接通信号回路，发出报警信号。出报警信号。图图16 单相接地时接地电容电流的分布图单相接地时接地电容电流的分布图图图15 电缆线路用零序电流互感电缆线路用零序电流互感 器进行单相接地保护的结线器进行单相接地保护的结线（二）单相接地保护动作电流的整定（二）单相接地保护动作电流的整定 由图可

47、知，当系统中某一线路发生单相接地故障时，由图可知，当系统中某一线路发生单相接地故障时，其他线路上都会出现不平衡的电容电流，而这些线路因本其他线路上都会出现不平衡的电容电流，而这些线路因本身是正常的，其接地保护装置不应该动作，因此单相接地身是正常的，其接地保护装置不应该动作，因此单相接地保护的动作电流保护的动作电流I Iop(Eop(E)应躲过在其他线路发生单相接地故障应躲过在其他线路发生单相接地故障时在本线路上引起的电容电流时在本线路上引起的电容电流I Ic c，即单相接保护动作电流的，即单相接保护动作电流的整定计算公式为：整定计算公式为：()relop EciKIIK kiki为零序电流互感

48、器的变流比；为零序电流互感器的变流比；krelkrel为保护装置可为保护装置可靠系数，保护装置不带时限时，宜取靠系数，保护装置不带时限时，宜取4 45 5，以躲过被保，以躲过被保护线路发生两相短路时所出现的不平衡电流；保护装置护线路发生两相短路时所出现的不平衡电流；保护装置带时限时，可取为带时限时，可取为1.51.52 2，这时接地保护的动作时间应，这时接地保护的动作时间应比相间短路的过电流保护动作时间大一个比相间短路的过电流保护动作时间大一个tt，以保证选，以保证选择性。择性。（一）单相接地保护的灵敏度（一）单相接地保护的灵敏度 单相接地保护的灵敏度，应按被保护线路末端单相接地保护的灵敏度，

49、应按被保护线路末端发生单相接故障时流过接地线的不平衡电流作为最发生单相接故障时流过接地线的不平衡电流作为最小故障电流来检验，而这一电容电流为与被保护线小故障电流来检验，而这一电容电流为与被保护线路有电气联系的总电网电容电流路有电气联系的总电网电容电流I Ic.c.与被保护线路本与被保护线路本身电容电流身电容电流I Ic c之差。之差。因此单相接保护的灵敏度必须满足的条件：因此单相接保护的灵敏度必须满足的条件：.()1.5cckpi op EIISKI五、线路的过负荷保护五、线路的过负荷保护 线路的过负荷保护只对可能出现过负荷的电线路的过负荷保护只对可能出现过负荷的电缆线路才予以装设，一般是延时

50、动作于信号。动缆线路才予以装设，一般是延时动作于信号。动作电流按躲过线路的计算电流作电流按躲过线路的计算电流I I3030来整定，其整定来整定，其整定计算公式为：计算公式为：动作时间一般取动作时间一般取101015s15s。()301.2 1.3op OLiIIK第四节电力变压器的继电保护第四节电力变压器的继电保护 一、电力变压器继电保护概述一、电力变压器继电保护概述 高压为高压为610kV的车间变电所主变压器，通常装设有带的车间变电所主变压器，通常装设有带时限的过电流保护。如过电流保护动作时间大时限的过电流保护。如过电流保护动作时间大 于于0.50.7s，则应补装电流速断保护。容量在，则应补