低压配电系统的保护课件.ppt

1、第第7 7章章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护 7.1继电保护装置的概念继电保护装置的概念 7.2高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护 7.3电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 7.4低压配电系统的保护低压配电系统的保护 7.5电子技术在继电保护中的应用电子技术在继电保护中的应用 小结小结7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念 7 71 11 1 继电保护装置的任务继电保护装置的任务 1.1.故障时跳闸故障时跳闸 在供电系统出现短路故障时，作用于前方最近保护装在供电系统出现短路故障时，作用于前方最近保护装置动作控制保护装置，使之迅速跳闸，切除故障部分，恢复其它无故

2、障部分置动作控制保护装置，使之迅速跳闸，切除故障部分，恢复其它无故障部分的正常运行，同时发出信号，以便提醒值班人员检查，及时消除故障。的正常运行，同时发出信号，以便提醒值班人员检查，及时消除故障。2.2.异常状态发出报警信号异常状态发出报警信号 在供电系统出现不正常工作状态，如过负荷或在供电系统出现不正常工作状态，如过负荷或有故障苗头时发出报警信号，提醒值班人员注意并及时处理，以免发展为故有故障苗头时发出报警信号，提醒值班人员注意并及时处理，以免发展为故障。障。712 断电保护装置的基本要求断电保护装置的基本要求 1.选择性选择性继电保护动作的选择性是指在供电系统发生故障时，只使电源一侧距离故

3、继电保护动作的选择性是指在供电系统发生故障时，只使电源一侧距离故障点最近的继障点最近的继图图7-1 7-1 继电保护装置动作选择性示意图继电保护装置动作选择性示意图7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念电保护装置动作，通过开关电器将故障切除，而非故障部分仍然正常运电保护装置动作，通过开关电器将故障切除，而非故障部分仍然正常运 行。行。如图如图7-1，当，当k-1点发生短路时，则继电保护装置动作只应使断路器点发生短路时，则继电保护装置动作只应使断路器1QF跳闸跳闸，切除电动机切除电动机M。而其它断路器都不跳闸。而其它断路器都不跳闸。2.速动性速动性 当系统内发生短路故障时，保护装置

4、应尽快动作，快速切除故障。当系统内发生短路故障时，保护装置应尽快动作，快速切除故障。3.可靠性可靠性 指保护装置该动作时就应该动作（不拒动）指保护装置该动作时就应该动作（不拒动）,不该动作时不误动不该动作时不误动.4.灵敏性灵敏性 灵敏性是指保护装置在其保护范围内对故障和不正常运行状态的反灵敏性是指保护装置在其保护范围内对故障和不正常运行状态的反应能力。灵敏性通常用灵敏系数应能力。灵敏性通常用灵敏系数 来衡量的。对于过电流保护装置，其灵敏系数来衡量的。对于过电流保护装置，其灵敏系数为为 为为:式中式中 被保护区内最小运行方式下的最小短路电流被保护区内最小运行方式下的最小短路电流 保护装置的一次

5、侧动作电流保护装置的一次侧动作电流 对于低电压保护装置，其灵敏系数对于低电压保护装置，其灵敏系数 为为 式中式中 被保护区被保护区-内发生短路时，连接该保护装置的母线上最内发生短路时，连接该保护装置的母线上最大残余电压大残余电压 保护装置的一次动作电压保护装置的一次动作电压(V)。即保护装置动作电压换算到一次电。即保护装置动作电压换算到一次电路的电压路的电压 min.kI1.opIpS1.min.opkIImax.1.kopUUmax.kU1.opU 7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念7.1.3 继电保护装置的组成及常用保护继电器继电保护装置的组成及常用保护继电器1继电保护装

6、置的组成继电保护装置的组成如图如图7-2所示，当线路上发生短路时，起动用的电流继电器所示，当线路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，瞬时动作，使时间继电器使时间继电器KT起动，起动，KT经整定的一定时限后，经整定的一定时限后，接通信号继电器接通信号继电器KS和中间断电器和中间断电器KM，KM触头接通断路器触头接通断路器QF的跳闸回路，的跳闸回路，使断路器使断路器QF跳闸。跳闸。图图 7-2继电保护装置框图继电保护装置框图7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念2 常用的保护继电器常用的保护继电器继电器的分类按其应用，有控制继电器和保护继电器两大类，机床控制电路继电器的分类

7、按其应用，有控制继电器和保护继电器两大类，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。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。在供电系统中常用的保护继电器，有电磁型继电器、感应型继电器以及晶体管在供电系统中常用的保护继电器，有电磁型继电器、感应型继电器以及晶体管继电器。前两种是机电式继电器，它们工作可靠，而且有成熟的运行经验，继电器。前两种是机电式继电器，它们工作可靠，而且有成熟的运行经验，所以目前仍普遍使用。晶体管继电器具有动作灵敏、体积小、能耗低、耐震动、所以目前仍普遍使用。晶体管继电器具有动作灵敏、体积小、能耗低、耐震动

8、、无机械惯性、寿命长等一系列优点，但由于晶体管元件的特性受环境温度变化影无机械惯性、寿命长等一系列优点，但由于晶体管元件的特性受环境温度变化影响大，元件的质量及运行维护的水平都影响到保护装置的可靠性，目前国内较少响大，元件的质量及运行维护的水平都影响到保护装置的可靠性，目前国内较少采用。电力系统中已向集成电路和微机保护发展。这里主要介绍以机电式保护继采用。电力系统中已向集成电路和微机保护发展。这里主要介绍以机电式保护继电器。电器。常用的机电式继电器分电磁型和感应型两种。常用的机电式继电器分电磁型和感应型两种。（1）电磁式继电器）电磁式继电器1）电磁式电流继电器）电磁式电流继电器电磁式电流继电器

9、在继电保护装置中，通常用作起动元件，因此又称起动继电器。电磁式电流继电器在继电保护装置中，通常用作起动元件，因此又称起动继电器。常用的常用的DL-10系列电磁式继电器其内部接线和图形符号如图系列电磁式继电器其内部接线和图形符号如图7-4。能使过电流继电器动作能使过电流继电器动作(触点闭合触点闭合)的最小电流称继电器的的最小电流称继电器的“动作电流动作电流”，用，用 表示。表示。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“返回电流返回电流”，用用 表示。表示。opIreI7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念图图

10、-4 DL10系列电磁式电流继电器的内部结线和图形符号系列电磁式电流继电器的内部结线和图形符号 a)DL-11型结线型结线 b)DL-12型结线型结线 c)DL-13型结线型结线d)集中表示的图形符号集中表示的图形符号 e)分开表示的图形符号分开表示的图形符号reK继电器继电器“返回电流返回电流”与与“动作电流动作电流”的比值，称为继电器的返回系数，用的比值，称为继电器的返回系数，用 表示，即表示，即oprereIIK 对于过量继电器，返回系数总是小于对于过量继电器，返回系数总是小于1的的(欠量继电器则大于欠量继电器则大于1)，返回系数越接，返回系数越接近于近于1，说明继电器越灵敏，如果返回系

11、数过低，可能使保护装置误动作。，说明继电器越灵敏，如果返回系数过低，可能使保护装置误动作。DL-10系列继电器的返回系数一般不小于系列继电器的返回系数一般不小于0.8。DL-10系列电磁式继电器的电流时间特性如图系列电磁式继电器的电流时间特性如图7-5所示所示 只要通入继电器的电流超过某一预先整定的数值时，它就能动作，动作时限是固只要通入继电器的电流超过某一预先整定的数值时，它就能动作，动作时限是固定的，与外加电流无关，这种特性称作定时限特性。定的，与外加电流无关，这种特性称作定时限特性。7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念图图7-5电磁式电流继电器的定时限特性电磁式电流继电器

12、的定时限特性 2).电磁式时间继电器电磁式时间继电器 供电系统中常用的供电系统中常用的DS-110、120系列电磁式时间继电器的内部结线和图形符号系列电磁式时间继电器的内部结线和图形符号如图如图7-7所示。所示。图图7-7 DS-110、120系列时间继电器的内部结线和图形符号系列时间继电器的内部结线和图形符号 7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念图图7-7 DS-110、120系列时间继电器的内部结线和图形符号系列时间继电器的内部结线和图形符号 3).电磁式信号继电醒器电磁式信号继电醒器供电系统中常用的供电系统中常用的DX-11型电磁式信号继电器，有电流型和电压型两种，型电磁

13、式信号继电器，有电流型和电压型两种，电流型可串联在二次回路中而不影响其他二次元件的动作。电压型必须并电流型可串联在二次回路中而不影响其他二次元件的动作。电压型必须并联在二次回路内。联在二次回路内。7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念图图7-8 DX-11型电磁式信号继电器的内部结构和图形型电磁式信号继电器的内部结构和图形符号符号 DX-11型信号继电器的内部结线和图形符号如型信号继电器的内部结线和图形符号如图图7-8b)所示。所示。b)4).电磁式中间继电器电磁式中间继电器电磁式中间继电器常用在保护装置的出口回路中，用来接通断路器的跳闸回路，电磁式中间继电器常用在保护装置的出口

14、回路中，用来接通断路器的跳闸回路，故又称为出口继电器。故又称为出口继电器。工厂供电系统中常用的工厂供电系统中常用的DZ-10系列中间继电器的内部结线和图形符号系列中间继电器的内部结线和图形符号如图如图7-9所示，所示，7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念图图7-10 DZ-10系列中间继电器的内部结线和图形符号系列中间继电器的内部结线和图形符号(2)感应式电流继电器感应式电流继电器供电系统中常用供电系统中常用 感应式电流继电器的内部结构如图感应式电流继电器的内部结构如图7-11所示。所示。1020GL图图7-11感应式电流继电器的内部结构感应式电流继电器的内部结构7.1 7.1

15、 继电保护装置的概念继电保护装置的概念1-线圈线圈 2-电磁铁电磁铁 3-短路环短路环 4-铝盘铝盘 5-钢片钢片 6-铝框架铝框架 7-调节弹簧调节弹簧 8-制动永久磁铁制动永久磁铁 9-扇形齿轮扇形齿轮 10-蜗杆蜗杆 11-扁杆：扁杆：12-触点触点 13-时限调节螺时限调节螺 14-速断电流调节螺杆速断电流调节螺杆 15-衔铁衔铁 16-动作电流调节插销动作电流调节插销感应系统的工作原理可参看图感应系统的工作原理可参看图7-12。当线圈当线圈1有电流流有电流流 过时，电磁铁过时，电磁铁2在短路环在短路环3的作用下，产生在时间和空间位置的作用下，产生在时间和空间位置上不相同的两个磁通上不

16、相同的两个磁通1和和2，且，且1超前于超前于2。这两个磁通均穿过铝盘。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1向落后磁向落后磁通通2方向的转动力矩方向的转动力矩M1。根据电能表的工作原理可知，此时作用于铝盘上的。根据电能表的工作原理可知，此时作用于铝盘上的转动力矩为转动力矩为KAI1M1M12sin 式中式中为为1与与2之间的相位差，此值为一常数之间的相位差，此值为一常数 由于由于1IKA,2IKA且且为常数为常数,因此因此I2KA,在的作用下，铝盘开始转动。铝盘转动后，切割永久磁铁在的作用下

17、，铝盘开始转动。铝盘转动后，切割永久磁铁8，产生反向的制，产生反向的制动力矩。由电度表工作原理知，与铝盘的转速成正比，即动力矩。由电度表工作原理知，与铝盘的转速成正比，即nM 2这个制动力矩在某一转速下，与电磁铁产生的转动力矩相平衡，这个制动力矩在某一转速下，与电磁铁产生的转动力矩相平衡，因而在一定的电流下保持铝盘匀速旋转。因而在一定的电流下保持铝盘匀速旋转。7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念在上述和的作用下，铝盘受力虽有使框架在上述和的作用下，铝盘受力虽有使框架6和铝盘和铝盘4向外推出的趋势，向外推出的趋势，但由于受到弹簧但由于受到弹簧7的拉力，仍保持在初始位置，见图的拉力

18、，仍保持在初始位置，见图7-11。z3412782156图图7-12 感应式电流继电器的转动力矩感应式电流继电器的转动力矩M1制动力矩制动力矩M21线圈线圈 2-电磁铁电磁铁 3-短路环短路环 4-铝盘铝盘5-钢片钢片 6-铝框架铝框架 7-调节弹簧调节弹簧 8-制动永久磁铁制动永久磁铁7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念 图图7-13感应式电流继电器的反时限特性感应式电流继电器的反时限特性 7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念 当继电器线圈的电流增大到继电器的动作电流时，由电磁铁产生的转动力当继电器线圈的电流增大到继电器的动作电流时，由电磁铁产生的转动力矩亦增

19、大，并使铝盘转速随之增大，永久磁铁产生的制动力矩也随之增大。这矩亦增大，并使铝盘转速随之增大，永久磁铁产生的制动力矩也随之增大。这两个力克服弹簧的反作用力矩，从而使铝盘带动框架前偏（参看图两个力克服弹簧的反作用力矩，从而使铝盘带动框架前偏（参看图7-12），使锅），使锅杆杆10与扇形齿轮与扇形齿轮9与啮合，这叫做与啮合，这叫做“继电器动作继电器动作”。由于铝盘继续转动，使扇形齿。由于铝盘继续转动，使扇形齿轮沿着蜗杆上升，最后使触点轮沿着蜗杆上升，最后使触点12切换，同时使信号牌（图切换，同时使信号牌（图7-12上未表示）掉下，上未表示）掉下，从观察孔内看到其红色或白色的信号指示，表示继电器已经

20、动作。从观察孔内看到其红色或白色的信号指示，表示继电器已经动作。通入线圈的电流越大，铝盘转得越快，扇形齿轮沿蜗杆上升的速度也越快，通入线圈的电流越大，铝盘转得越快，扇形齿轮沿蜗杆上升的速度也越快，则动作时间越短，这就是感应式电流继电器的则动作时间越短，这就是感应式电流继电器的“反时限特性反时限特性”，如图，如图7-13中曲线的中曲线的abs部分。随着电流增大，继电器铁心磁路饱和，特性曲线逐渐过渡到部分。随着电流增大，继电器铁心磁路饱和，特性曲线逐渐过渡到“定时限特定时限特性性”，如图，如图7-13中曲线的中曲线的cd部分。部分。这种继电器还装有瞬动元件，当流入继电器线圈的电流继续增加到某一预这

21、种继电器还装有瞬动元件，当流入继电器线圈的电流继续增加到某一预先整定的倍数先整定的倍数(例如为例如为8倍倍)时，则瞬动元件起动，继电器的电流时间特性如图时，则瞬动元件起动，继电器的电流时间特性如图7-13中曲线的中曲线的cd,这就是这就是“瞬时速断特性瞬时速断特性”。因此这种电磁元件又称为电流速断元件。因此这种电磁元件又称为电流速断元件.动作曲线上对应于开始速断时间的动作电流倍数动作曲线上对应于开始速断时间的动作电流倍数,称速断电流倍数称速断电流倍数.即即 nqb=Iqb/Iop Iop为感应式电流继电器的动作电流。为感应式电流继电器的动作电流。Iqb为感应式电流继电器的速断电流，即继电器线圈

22、中使速断元件动作的最为感应式电流继电器的速断电流，即继电器线圈中使速断元件动作的最小电流。小电流。7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念实际的实际的 系列电流继电器的速断电流整定为动作电流的系列电流继电器的速断电流整定为动作电流的nqb=28倍，倍，在速断电流调节螺钉上面标度。在速断电流调节螺钉上面标度。1020GL感应式电流继电器的这种有一定限度的反时限动作特性，称为感应式电流继电器的这种有一定限度的反时限动作特性，称为“有限反时有限反时限特性限特性”。继电器的动作电流的调节见实物。继电器的动作电流的调节见实物。注意，继电器动作时限调节螺杆的标度尺注意，继电器动作时限调节螺杆的

23、标度尺,是以是以10倍动作电流的动作时限来标度倍动作电流的动作时限来标度的的,也就是标度尺上所标示的动作时间也就是标度尺上所标示的动作时间,是继电器线圈通过的电流为其整定的动作是继电器线圈通过的电流为其整定的动作电流的电流的10倍时的动作时间倍时的动作时间.因此继电器实际的动作时间因此继电器实际的动作时间,与实际通过继电器线圈的与实际通过继电器线圈的电流大小无关电流大小无关,须从相应的动作特性曲线上去查得须从相应的动作特性曲线上去查得.如图如图714表示表示 系列感系列感应式电流继电器的电流时间特性曲线族，横坐标是动作电流倍数，曲线族上的应式电流继电器的电流时间特性曲线族，横坐标是动作电流倍数

24、，曲线族上的根曲线都标明有动作时限，根曲线都标明有动作时限，0.5、0.7、1.0S等等,是表示继电器通过是表示继电器通过10倍的整定倍的整定作电流所对应的动作时限。例如，某继电器被调整至作电流所对应的动作时限。例如，某继电器被调整至 10倍整定动作电流时动作时倍整定动作电流时动作时限为限为2.0s的曲线上时，若其线圈通入的曲线上时，若其线圈通入3倍的整定动作电流值，可从该曲线上查得此倍的整定动作电流值，可从该曲线上查得此时继电器的动作时限时继电器的动作时限 =3.5s。15251121GLopt感应式电流继电器机械结构复杂，精度不高，瞬动时限误差大，但它的触点容量感应式电流继电器机械结构复杂

25、，精度不高，瞬动时限误差大，但它的触点容量大，它同时兼有电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功大，它同时兼有电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能，即它在继能，即它在继 7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念电保护装置中，既能作为起动元件，又能实现延时、给出信号和直接接通跳电保护装置中，既能作为起动元件，又能实现延时、给出信号和直接接通跳闸回路；既能实现带时限的过电流保护，又能同时实现电流速断保护，从而闸回路；既能实现带时限的过电流保护，又能同时实现电流速断保护，从而使保护装置时元件减少，接线简单。此外，感应式电流继电器采用交流操作使保护装置

26、时元件减少，接线简单。此外，感应式电流继电器采用交流操作电源，可减少投资。因而在电源，可减少投资。因而在6lOkV供电系统中应用广泛。供电系统中应用广泛。至于晶体管式继电器完全可以利用电子元件模拟上述的特性，国内已有定型至于晶体管式继电器完全可以利用电子元件模拟上述的特性，国内已有定型产品，兹不赘述。产品，兹不赘述。图图714 系列感应式电流的电流时间特性曲线图系列感应式电流的电流时间特性曲线图 15251121GL7.1 7.1 继电保护装置的概念继电保护装置的概念型感应式电流继电器的内部接线及图形符号和文字符号如图型感应式电流继电器的内部接线及图形符号和文字符号如图715所示。所示。152

27、51121GLa)123456b)I先合后断的转换触电形式1形式2形式3表示反时限动作特性 图图715 GL 型电流继电器的内部接线和图形符号型电流继电器的内部接线和图形符号 作业：思考题作业：思考题7-1、7-2、7-37.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护7.2.1 概述概述 高压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动作的电流高压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动作的电流速断保护，动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。速断保护，动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。单相接地保护：单相接地保护：(1

28、)绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。(2)有选择性的单相接地保护有选择性的单相接地保护(零序电流保护零序电流保护)，亦动作于信号，但当危及人身和，亦动作于信号，但当危及人身和设备安全时，则应动作于跳闸。设备安全时，则应动作于跳闸。对可能经常过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护，动作于信号对可能经常过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护，动作于信号 7.2.2 保护装置的结线方式保护装置的结线方式 1、两相两继电器式结线两相两继电器式结线 (见图见图7-16)这种结线，如一次电路发生三相短路或任意这种结线，如一次电路发生三相短路

29、或任意两相短路，至少有一个继电器动作，且流人继电器的电流两相短路，至少有一个继电器动作，且流人继电器的电流 就是电流互感器的就是电流互感器的二次电流二次电流 2IKAI7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护图图7-16 两相两继电器式结线图两相两继电器式结线图 图图7-17 两相一继电器式结线图两相一继电器式结线图 KAI为了表征继电器电流为了表征继电器电流 与电流互感器二次电流与电流互感器二次电流 间的关系，特引入一个结线系数间的关系，特引入一个结线系数 2IWK2IIKKAw（7-3）两相两继电器式结线属相电流结线，两相两继电器式结线属相电流结线，即保护灵敏度都相同。

30、，即保护灵敏度都相同。1wK7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护2、两相一继电器式结线两相一继电器式结线 (见图见图7-17)这种结线，又称两相电流差结线，或两相交这种结线，又称两相电流差结线，或两相交 叉结线。正常工作和三相短路时，流人继电器的电流叉结线。正常工作和三相短路时，流人继电器的电流 为为A相和相和C相两相电流互相两相电流互感器二次电流的相量差，即感器二次电流的相量差，即 ，而量值上，而量值上，如图如图7-18a所示。在所示。在A、C两相短路时，流进继电器的电流为电流互感器二次侧电流的两相短路时，流进继电器的电流为电流互感器二次侧电流的2倍，如图倍，如图7-

31、18b所所示。在示。在A、B或或B、C两相短路时，流进电流继电器的电流等于电流互感器二次侧两相短路时，流进电流继电器的电流等于电流互感器二次侧的电流，如图的电流，如图7-18c所示。所示。KAIcaKAIII23IIKA三相短路：流过继电器的电流为三相短路：流过继电器的电流为 23IIKA3wkA、B相或相或B、C相短路：流过继电器的电流为相短路：流过继电器的电流为 wkkI/)2(1wkA、C相短路：流过继电器的电流为相短路：流过继电器的电流为 wkkI/2)2(2wk 可见，两相电流差结线的结线系数与一次电路发生短路的形式有关，可见，两相电流差结线的结线系数与一次电路发生短路的形式有关，不

32、同的短路形式，其结线系数不同。不同的短路形式，其结线系数不同。)三相短路三相短路 b)A相、相、C相短路相短路 c）A相、相、B相短路相短路图图7-18 两相电流差结线在不同短路形工下电流两相电流差结线在不同短路形工下电流7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护 可见，两相电流差结线的结线系数与一次电路发生短路的形式有关，可见，两相电流差结线的结线系数与一次电路发生短路的形式有关，不同的短路形式，其结线系数不同。不同的短路形式，其结线系数不同。7.2.3 带时限的过电流保护带时限的过电流保护1、定时限过电流保护装置、定时限过电流保护装置（1）、定时限过电流保护装置的组成及动

33、作原理）、定时限过电流保护装置的组成及动作原理图图7-19定时限过电流保护的原理电路图定时限过电流保护的原理电路图 a)原理图原理图 b)展开图展开图 QF-高压断路器高压断路器 TAl、TA2-电流互感器电流互感器 KAl、KA2-Dl型电流继电器型电流继电器 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护 当一次电路发生相间短路时，电流继电器当一次电路发生相间短路时，电流继电器KAl、KA2中至少一个瞬时动作，中至少一个瞬时动作，闭合其动合触点，使时间继电器闭合其动合触点，使时间继电器KT起动。起动。KT经过整定限时后，其延时触点闭经过整定限时后，其延时触点闭合，使串联的信号继电器合

34、，使串联的信号继电器(电流型电流型)KS和中间继电器和中间继电器KM动作。动作。KM动作后，其动作后，其触点接通断路器的跳闸线圈触点接通断路器的跳闸线圈YR的回路，使断路器的回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。与跳闸，切除短路故障。与此同时，此同时，KS动作，其信号指示牌掉下，接通灯光和音响信号。在断路器跳闸时动作，其信号指示牌掉下，接通灯光和音响信号。在断路器跳闸时，QF的辅助触点随之断开跳闸回路，以切断其回路中的电流，在短路故障被切的辅助触点随之断开跳闸回路，以切断其回路中的电流，在短路故障被切除后，继电保护装置中除除后，继电保护装置中除KS外的其他所有继电器均自动返回起始状态，而外的其

35、他所有继电器均自动返回起始状态，而KS可可手动复位。手动复位。（2）、）、动作电流的整定：动作电流的整定：过动作电流的整定必须满足下面两个条件。过动作电流的整定必须满足下面两个条件。1）应该躲过线路的最大负荷电流）应该躲过线路的最大负荷电流(包括正常过负荷电流和尖峰电流包括正常过负荷电流和尖峰电流)以免在最大负荷通过时保护装误动作。以免在最大负荷通过时保护装误动作。max.LI2)保护装置的返回电流保护装置的返回电流Ire也应该躲过线路的最大负荷电流也应该躲过线路的最大负荷电流 ，以保证保护装置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，避免发生误动作。以保证保护装置在外部故障切除后，能可靠地返

36、回到原始位置，避免发生误动作。max.LI过电流保护动作整定公式：过电流保护动作整定公式：opImax.1LirewreIKKKK(7-4)7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护30I式中式中保护装置的可靠系数，对保护装置的可靠系数，对DL型继电器可取型继电器可取1.2，对，对GL型继电器可取型继电器可取1.3；relK保护装置的结线系数，按三相短路来考虑，对两相两继电器结线保护装置的结线系数，按三相短路来考虑，对两相两继电器结线(相电相电流结线流结线)为为1，对两相二继电器结线，对两相二继电器结线(两相电流差结线两相电流差结线)为；为；wK线路的最大负荷电流线路的最大负

37、荷电流(含尖峰电流含尖峰电流)，可取为，可取为(1.53)，为线路的计算电流。为线路的计算电流。30Imax.LI+（3）动作时间整定动作时间整定 为了保证前后级保护装置动作时间的选择性，过电流保护装置的动作时间为了保证前后级保护装置动作时间的选择性，过电流保护装置的动作时间（也称动作时限），应按（也称动作时限），应按“阶梯原则阶梯原则”进行整定，也就是在后一级保护装置所保进行整定，也就是在后一级保护装置所保护的线路首端（如图护的线路首端（如图6-20a中的中的k点）发生三相短路时，前一级保护的动作时间点）发生三相短路时，前一级保护的动作时间应比后一级保护中最长的动作时间都要大一个时间差应比后

38、一级保护中最长的动作时间都要大一个时间差 t。即。即t大约在大约在0.50.7S之间之间 对于定时限过电流保护，可取对于定时限过电流保护，可取 t=0.5S；对于反时限过电流保护，可取；对于反时限过电流保护，可取 t=0.7S。1t 2tt7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护2、反时限过电流保护装置反时限过电流保护装置（1）、）、电路组成及原理电路组成及原理图图7-20是一个交流操作的反时限过电流保护装置图是一个交流操作的反时限过电流保护装置图 当一次电路发生相间短路时，电流继电器当一次电路发生相间短路时，电流继电器KAl、KA2至少有一个动作，经过一至少有一个动作，经

39、过一定时延时后定时延时后(延时长短与短路电流大小成反比关系延时长短与短路电流大小成反比关系)，其常开触点闭合，紧接着，其常开触点闭合，紧接着其常闭触点断开，这时断路器跳闸线圈其常闭触点断开，这时断路器跳闸线圈YR因因“去分流去分流”而通电，从而使断路器而通电，从而使断路器跳闸，切除短路故障部分。在继电器去分流跳闸的同时，其信号牌自动掉下，跳闸，切除短路故障部分。在继电器去分流跳闸的同时，其信号牌自动掉下，指示保护装置已经动作。在短路故障被切除后，继电器自动返回，信号牌则需指示保护装置已经动作。在短路故障被切除后，继电器自动返回，信号牌则需手动复位。手动复位。图图7-21反时限过电流保护的原理反

40、时限过电流保护的原理电路图电路图 a)按集中表示法绘制按集中表示法绘制 b)按分开表示法绘制按分开表示法绘制 7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护 一般继电器转换触点的动作顺序都是常闭触点先断开后，常开触点再闭合。一般继电器转换触点的动作顺序都是常闭触点先断开后，常开触点再闭合。而这种继电器的常开、常闭触点，动作时间的先后顺序必须是：常开触点先闭合而这种继电器的常开、常闭触点，动作时间的先后顺序必须是：常开触点先闭合，常闭触点后断开，常闭触点后断开(如图如图7-22所示所示)。这里采用具有特殊结构的先合后断的转换触。这里采用具有特殊结构的先合后断的转换触点，不仅保证了继

41、电器的可靠动作，而且还保证了在继电器触点转换时电流互感点，不仅保证了继电器的可靠动作，而且还保证了在继电器触点转换时电流互感器二次侧不会带负荷开路。器二次侧不会带负荷开路。图图7-22 先合后断转换触点的结构及动作说明先合后断转换触点的结构及动作说明a)正常位置正常位置 b)动作后常开触点先闭合动作后常开触点先闭合 c)接着常闭触点断开接着常闭触点断开（2）、动作电流的整定）、动作电流的整定动作电流的整定与定时限过电流保护相同，动作电流的整定与定时限过电流保护相同，式式7-4中取中取1.3relK7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护（3）、动作时间的整定）、动作时间的整

42、定 GL型继电器的时限调节机构是按型继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的倍动作电流的动作时间来标度的,而实际通而实际通过继电器的电流一般不会恰恰为动作电流的过继电器的电流一般不会恰恰为动作电流的10倍，因此必须根据继电器的动作特性倍，因此必须根据继电器的动作特性曲线来整定。曲线来整定。4、过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施、过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施-低电压闭锁保护低电压闭锁保护按规定过电流保护的灵敏系数必须满足的条件为按规定过电流保护的灵敏系数必须满足的条件为（1）、）、过电流保护的灵敏度过电流保护的灵敏度 当过电流保护作后备保护时，如满足上式有困难，可以当过

43、电流保护作后备保护时，如满足上式有困难，可以 pS=opikwIKIK)2(min.1.5 (7-10)pS1.2 当过电流保护灵敏系数达不到上述要求时，可采用下述的低电压闭锁保护来当过电流保护灵敏系数达不到上述要求时，可采用下述的低电压闭锁保护来提高灵敏度。提高灵敏度。2）、）、低电压闭锁的过电流保护低电压闭锁的过电流保护 动作电流的整定计算公式为动作电流的整定计算公式为 opIirewrelKKKK30I(7-11)7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护a)b)图图7-25 低电压闭锁的过低电压闭锁的过电流保护电路电流保护电路 a)接线图接线图 b)b)展开图展开图

44、7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护QF-高压断路器高压断路器 TA-电流互感器电流互感器 TV-电压互感器电压互感器 KA-电流继电器电流继电器 KM-中间继电器中间继电器 KS-信号继电器信号继电器 KV-低电压继电器低电压继电器 YR-断路器跳闸线圈断路器跳闸线圈7.2.4 电流速断保护电流速断保护1、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对于采用对于采用GL型电流继电器，直接利用继电器本身结构，既可完成反时型电流继电器，直接利用继电器本身结构，既可完成反时限过电流保护，又可完成电流速断保护，不用额外增加设备，非常简限过电流保护，又

45、可完成电流速断保护，不用额外增加设备，非常简单经济。单经济。对于采用对于采用DL型电流继电器，其电流速断保护电路如图型电流继电器，其电流速断保护电路如图7-26、7-27所示。所示。图图7-26电力线路定时限过电流保护和电力线路定时限过电流保护和电流速断保护结线图（按集中表示法电流速断保护结线图（按集中表示法绘制）绘制）图图7-26、27是同时具有电流速断和定是同时具有电流速断和定时限电流保护的结线图和展开图时限电流保护的结线图和展开图7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护定时限过电流保护：定时限过电流保护：KAl、KA2、KT、KSl、KM构成构成电流速断保护：电流速断

46、保护：KA3、KA4、KS2、KM构成构成 为了保证保护装置动作的选择性为了保证保护装置动作的选择性,电流速断保护继电器的动作电流电流速断保护继电器的动作电流(即速断电流即速断电流)应按躲过它所保护线路末端的最大短路电流（即三相短路电流）来整定。只有这应按躲过它所保护线路末端的最大短路电流（即三相短路电流）来整定。只有这样，才能避免在后一级速断保护所保护线路的首端发生三相短路时，它可能发生样，才能避免在后一级速断保护所保护线路的首端发生三相短路时，它可能发生的误跳闸。（因后一段线路距离很近，阻抗很小，所以速断电流应躲过其保护线的误跳闸。（因后一段线路距离很近，阻抗很小，所以速断电流应躲过其保护

47、线路末端的最大短路电流）。路末端的最大短路电流）。qbI7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护图图7-27 电力线路定时限过电流保护和电流速断保护展开图电力线路定时限过电流保护和电流速断保护展开图图图7-28 线路电流速断保护的保护区和线路电流速断保护的保护区和死区死区 -前一级保护应躲过的最大短路电流前一级保护应躲过的最大短路电流 max.kI-前一级保护整定的一次速断电流前一级保护整定的一次速断电流 1qbI7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护 如图如图7-28所示电路中，所示电路中，WLl末端末端k-1点的三相短路电流，实际上与其后一段点的三相短路电

48、流，实际上与其后一段WL2首端首端 k-2点的三相短路电流是近乎相等的点的三相短路电流是近乎相等的.因此可得电流速断保护动作电流因此可得电流速断保护动作电流(速断电流速断电流)的整定计算公式为的整定计算公式为 qbI=max.1kiwreIKKK(7-13)relK可靠系数，对可靠系数，对DL型继电器，取型继电器，取1.21.3；对；对GL型继电器，型继电器，取取1.41.5；对脱扣器，取；对脱扣器，取1.82。式中式中2、电流速断保护的、电流速断保护的“死区死区”及其弥补及其弥补 在速断保护区内，速断保护作为主保护在速断保护区内，速断保护作为主保护,过电流保护作为后备保护；过电流保护作为后备

49、保护；而在速断保护的而在速断保护的“死区死区”内，则过电流保护为基本保护。内，则过电流保护为基本保护。3、电流速断保护的灵敏度、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是电流速断保护的灵敏度必须满足的条件是Sp=qbikwIKIK)2(1.52(7-14)式中式中 线路首端在系统最小运行方式下的两相短路电流线路首端在系统最小运行方式下的两相短路电流)2(kI7.2 7.2 高压配电电网的继电保护高压配电电网的继电保护例例7-3 试整定例试整定例7-1所示所示GL-15/10型电流继电器的电流速断倍数型电流继电器的电流速断倍数 解解 已知线路末端已知线路末端 =1300A，且，且，

50、=315/5，取，取 =1.5故由式（故由式（7-13）得）得)3(kI3wKiK1reKqbIAA6.5313005/31535.1=而例而例7-1已经整定已经整定=8A，故速断电流倍数应整定为，故速断电流倍数应整定为由于由于GL型电流继电器的速断电流倍数在型电流继电器的速断电流倍数在 28间可平滑调节，间可平滑调节，因此因此 不必修约为整数。不必修约为整数。qbn7.686.53AA=qbnqbnqbn例例7-4 试整定例试整定例7-2所示装于所示装于WL2首端首端KA2的的GL-1510型电流继电器的速断型电流继电器的速断电流倍数，并校验其过电流保护和电流速断保护的灵敏度。电流倍数，并校