1、第六章第六章 工厂供电系统的过电流保护工厂供电系统的过电流保护供配电系统第六章6/2/2022内容提要供配电系统保护装置的任务和要求 熔断器保护 低压断路器保护常用保护继电器的类型与结构工厂高压线路继电保护电力变压器的保护供配电系统第六章6/2/2022第一节 过电流保护的任务和作用为了保证供电系统的安全可靠运行，避免过载引起的过电流或短路产生的故障电流对系统的影响，因此在供电系统中需装设不同类型的保护装置。 保护装置的作用： 1）在发生故障时自动检测出故障，迅速而有选择地将故障区域从供电系统中切除，以免系统设备继续遭到破坏。同时发出信号，提醒运行值班人员及时处理事故。 2）在供电系统出现不
2、正常工作状态，如过负荷或故障苗头时，发出报警信号，提醒运行值班人员注意并及时处理，以免发展为故障。 供配电系统第六章6/2/2022工厂常用保护装置的类型 （1）继电保护。继电保护是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。继电保护灵活、可靠，适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。 （2）熔断器保护。简单、经济，但不可靠（选择性差，熔体更换费时），适用于供电可靠性要求较低的场所，主要用于短路保护。 （3）低压断路器保护。由于低压断路器带有多种脱扣器，具有三段保护特性曲线，既可用于过负荷保护，也能够进行短路保护等，在低压供电系统中广泛应用。 供配电系统第六章6/2/202
3、2 低压断路器和熔断器保护动作时直接切断电路，而继电保护在过负荷时一般只发出报警信号，短路时才作用于高压断路器跳闸。工厂常用保护装置的类型供配电系统第六章6/2/2022（1）选择性k点点故故障障QF2动动作作过流保护装置的基本要求 当供电系统发生故障时，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。供配电系统第六章6/2/2022过流保护装置的基本要求 （2）快速性 保护装置在尽可能的条件下，应尽快地动作切除事故，以减少对用电设备的影响，如果故障能在0.2s内切除，则一般电动机就不会停转。迅速的动作还能减轻对系统的破坏程度，减轻
4、对元件的损害程度，减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，加速恢复 正常运行的过程，提高系统的稳定性。供配电系统第六章6/2/2022 （3）可靠性 保护装置在其保护范围内发生故障时，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，保护装置接线应尽可能简单，力求减少继电器接点，避免保护装置断线、短路、接地和错误的接线，所有辅助元件如连接端子、连接导线以及安装施工，都应当十分可靠。 过流保护装置的基本要求供配电系统第六章6/2/2022 （4）灵敏性 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称为灵敏性，如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能及
5、时地反应动作，即具有足够的反应能力，说明保护装置的灵敏度高。保护装置灵敏与否，一般都用灵敏系数（Sp）来衡量。以过电流保护为例，灵敏系数为： 1op.mink.pIIS 系统在最小运行方式时保护区末端的短路电流；保护装置一次侧动作电流。 min. kIop.1I过流保护装置的基本要求供配电系统第六章6/2/2022继电保护装置灵敏度被保护的电气设备继电保护装置类型最低灵敏度Sp变压器、线路等所有电气设备过电流保护1.5（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后备保护1.2（如满足此要求将使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可仅按常见的运行方式和故障类型校验灵敏度）变压
6、器纵联差动保护2310kV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1.5供配电系统第六章6/2/2022 除可靠性外的三个基本要求是互相制约的，对于一个具体的保护装置，应根据情况有所侧重。例如对于变压器，对灵敏性要求较高，对于一般的电力线路，选择性比较重要，对于某些重要设备，注重快速性。过流保护装置的基本要求供配电系统第六章6/2/2022第二节 熔断器保护在工厂企业供电系统中，对容量较小且不太重要的负荷，广泛使用高压熔断器作为输配电线路及电力变压器的过载及短路保护。低压熔断器广泛应用于在低压500V以下的电路中，作为电力线路、电机等其它电器的过载及短路保护。熔
7、断器在供电系统中的配置，应符合选择性的原则，配置的数量应尽量少。必须注意：在低压系统中，不许在PE（保护线）或PEN（零线）上装设熔断器，以免熔断器熔断而使零线断开，如这时保护接零的设备外壳带电，那对人是十分危险的。供配电系统第六章6/2/2022熔断器熔体电流的选择 1）熔断器熔体额定电流IN.FE应不小于线路的计算电流I30。即：30.IIFEN 2）熔断器熔体额定电流IN.FE还应躲过线路的尖峰电流IPK。即： pkFENKII.式中，K小于1的计算系数。轻载起动：宜取K=0.250.35；重载起动：宜取K=0.350.5；频繁起动：宜取K=0.51。 1、熔断器保护线路供配电系统第六章
8、6/2/2022 3）熔断器保护还应与被保护的线路相配合，使之不致发生因过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而熔断器不熔断的事故，因此应满足以下条件： 熔断器熔体电流的选择alOLFENIKI. 式中，KOL为绝缘导线或电缆的允许短时过负荷系数。明敷取1.5，穿管或电缆取2.5，作过负荷保护时取1。Ial为绝缘导线或电缆的允许载流量。供配电系统第六章6/2/2022熔断器熔体电流的选择 2、如果熔断器是保护电力变压器，则它的熔体额定电流考虑励磁涌流后应满足下列要求：TNFENII.1.) 0 . 25 . 1 ( 3、如果熔断器是保护电压互感器，由于电压互感器二次侧的负荷很小，因此保护高压电
9、压互感器的RN2型熔断器的熔体额定电流一般为0.5A。 供配电系统第六章6/2/2022熔断器的选择熔断器的额定电压应不小于装置安装处的工作电压。熔断器的额定电流应不小于它所装设的熔体额定电流。熔断器的类型应符合安装处条件（户内或户外）及被保护设备的技术要求。熔断器的断流能力应进行校验。 )3/(IIoc对限流式 对非限流式 )3(shocII供配电系统第六章6/2/2022前后熔断器之间的选择性配合如果不用熔断器的保护特性曲线来校验选择性，则一般只有前一级熔断器的熔体电流大于后一级熔断器的熔体电流23级以上，才有可能保证动作的选择性。 前后熔断器的选择性配合，宜按它们的保护特性曲线来校验。
10、供配电系统第六章6/2/2022熔断器与导线的选择 解：1）选择熔体及熔断器的额定电流 例 一台电动机额定电压为380V，额定电流为35.5A，起动电流倍数为7。现拟采用BLV型导线穿焊接钢管敷设。电动机采用RT0型熔断器作短路保护，短路电流Ik最大可达13kA。试选择熔断器的额定电流，并选择导线截面和钢管直径（环境温度为30）。 5A.3530.IIFEN6A.7475 .353 . 0.pkFENKII 选RT0-100型熔断器，熔体选IN.FE=80A。可否选RM10型？供配电系统第六章6/2/2022熔断器与导线的选择 2）校验熔断器的断流能力 3)选择导线截面和钢管直径3kA1kA5
11、0kOCII 额定电流为35.5A，查附表19，超过这一值的线应为A=10mm2，相应钢管为20mm。 校验机械强度，符合。 4)导线截面与熔断器保护的配合 对于电动机，熔断器一般仅作短路保护，因此配合条件为 ，符合。AIIalFEN415 . 25 . 2.供配电系统第六章6/2/2022第三节 低压断路器保护在500V及以下的低压用电系统中，低压断路器广泛地作为线路短路、过载及失压保护。 低压断路器在低压配电系统中的配置： 1）常用的有单独接低压断路器或低压断路器与刀开关的配合。小容量的断路器无需装设刀开关。 2）低压断路器与接触器的配合，这种线路常用于频繁操作的低压控制线路中，低压断路器
12、的作用是作电源开关和短路保护。 供配电系统第六章6/2/2022低压断路器脱扣器的选择和整定 1、额定电流 1）瞬时脱扣器：躲过尖峰电流 可靠系数根据断路器类型不同而不同。 脱扣器分为瞬时、短延时和长延时三种，根据需要选择。I/INtIop(l)Iop(s)Iop(o)30.IIORN 2、过流脱扣器动作电流的整定pkrelopIKI供配电系统第六章6/2/2022低压断路器脱扣器的选择和整定 2）短延时脱扣器：躲过尖峰电流pkrelopIKI 可靠系数取1.2，短延时分为0.2s、0.4s和0.6s三级，前一级比后一级长0.2s以上以体现选择性。 3）长延时脱扣器：躲过正常电流30IKIre
13、lop 可靠系数取1.1，长延时过流脱扣器动作时间应大于允许过负荷持续时间。 供配电系统第六章6/2/2022低压断路器的选择低压断路器的额定电压应不小于保护线路的额定电压。低压断路器的额定电流应不小于它所装设的脱扣器额定电流。低压断路器的类型应符合安装处条件、保护性能及操作方式的要求。低压断路器的断流能力应进行校验。 对动作时间在0.02s以上 )3(kocII对动作时间在0.02s以下 ) 3(shocII 供配电系统第六章6/2/2022低压断路器的选择性配合 前后低压断路器之间的选择性配合 短 瞬 Iop1 1.2Iop22 短 短 Iop1 Iop2 top1 = top2+0.2s
14、 供配电系统第六章6/2/2022低压断路器与导线或电缆之间的的配合低压断路器保护还应与被保护的线路相配合，使之不致发生因过负荷和短路引起绝缘导线或电缆过热起燃而低压断路器不跳闸的事故，因此应满足以下条件：alOLopIKI 例 6-3 注意选择时指定脱扣器的额定电流。供配电系统第六章6/2/2022第四节 常用保护继电器继电器是组成继电保护装置的基本元件。继电器的特征是，当输入的物理量达到一定值时或某物理量一输入时就能自动动作。 按反应的物理量分，有电流继电器、电压继电器、气体继电器等 按工作原理分，有电磁式、感应式等。 按其反应参量变化情况分，有过电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器等。
15、电磁型继电器和感应型继电器是工厂企业运用较广泛的一类继电器。继电器的种类较多，有电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等。 供配电系统第六章6/2/2022电流继电器(KA)电流继电器常用的是DL-10系列，当线圈中的电流超过继电器的最小电流时，电流继电器的接点动作，这个最小电流称继电器的动作电流Iop。当线圈的电流减小到一定值时，钢舌片在弹簧作用下返回起始位置所需的最大电流值，称继电器的返回电流Ire，继电器的返回电流与继电器的动作电流的比值称返回系数，用Kre表示，过电流继电器的返回系数总是小于1，越接近1继电器越灵敏，一般取0.8。供配电系统第六章6/2/2022电压
16、继电器(KV)电压继电器与电流继电器的结构基本相同，只是电压继电器的线圈为电压线圈，多做成欠电压继电器。正常工作时，电压继电器的接点动作，当电压低于它的整定时，继电器会恢复起始位置。低电压继电器的返回系数Kre大于1，越接近1，越灵敏，一般取1.25。电压继电器的文字符号为KV。 IreIopUreUopKVKA供配电系统第六章6/2/2022电磁式中间继电器中间继电器触头数量多（一般有8对），容量也大(510A)。当电压继电器、电流继电器的触点容量不够时，可以利用中间继电器作为功率放大，当继电器的触点数量不够时，利用中间继电器增加触点数量以控制多条回路。所以说中间继电器的作用是增加触点的数目
17、或增大触点的容量。 供配电系统第六章6/2/2022电磁式信号继电器信号继电器在继电保护装置中的作用是用来发出指示信号的。分为电流型和电压型两种，电流型信号继电器的线圈为电流线圈，串联在回路中，电压型信号继电器的线圈为电压线圈，并联在回路中。常用的是DX-11型电磁式信号继电器 供配电系统第六章6/2/2022电磁式时间继电器时间继电器在继电保护装置中的作用是用来保护装置获得所需要的延时。常用的是DS110（用于直流）、120（用于交流）系列供配电系统第六章6/2/2022感应式电流继电器感应式电流继电器常用的型号是GL10、20系列，它属测量元件，广泛应用于反时限的继电保护中。GL型电流继电
18、器实际上由感应部分和电磁部分构成，感应部分带有反时限特性，而电磁部分是瞬时动作的。供配电系统第六章6/2/2022GL电流继电器的动作特性曲线供配电系统第六章6/2/2022GL电流继电器的特点1）集KA、KT、KS、KM功能合一； 2）既有速断，又有反时限； 3）结构复杂，准确性不高。 供配电系统第六章6/2/2022各种继电器的图形表示符号先合后断触点供配电系统第六章6/2/2022第五节工厂高压线路的继电保护要求：有相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。相间短路保护：带时限的过电流保护（+速断保护） 跳闸。单相接地保护：可继续运行，但应排除故障，设置 监测装置信号。过负荷保护：带时限的
19、过电流保护信号。供配电系统第六章6/2/2022第五节 工厂高压线路的继电保护KAKTKSKMK起动元件时限元件信号元件出口元件TA过电流保护框图供配电系统第六章6/2/2022继电保护的接线系数为了表述继电器电流IKA与电流互感器二次电流I2的关系，特引入一个接线系数KW2KAwIIK 供配电系统第六章6/2/2022三相三继电器的三相星形接线（三相式接线）三相星形接线时，两个电流是相等的，因此接线系数 KW1。常用于110kV及以上中性点直接接地系统中，作为相间短路和单相短路的保护。d11变压器的过电流保护大都采用这种接线方式，以提高继电保护装置的灵敏度。 电流互感器与电流继电器的接线方式
20、供配电系统第六章6/2/2022两相两继电器一次线路发生两相或三相短路时，至少有一个继电器动作。接线系数 KW1。在610kV小接地短路电流系统中广泛应用。电流互感器与电流继电器的接线方式供配电系统第六章6/2/2022 两相一继电器的两相差式接线(两相差式)，能反应所有相间短路，但接线系数不同，但它接线简单，使用继电器最少，可以作为10kV及以下工厂企业的高压电动机保护。3wK三相短路：1wKAB短路：1wKBC短路：2wKAC短路：电流互感器与电流继电器的接线方式供配电系统第六章6/2/2022继电保护的操作方式 正常运行时，YR流过的电流小于YR的动作电流，因此不动作。而当一次电路发生相
21、间短路时，流过YR的电流达到动作值，使断路器QF跳闸。 特点：接线简单，灵敏度低（Iop大），实际上很少用。直接动作式 供配电系统第六章6/2/2022正常：KA不动作，YR短接，不动作。短路：KA动作，其常闭接点断开，去掉YR的分流支路，二次侧的电流全部流过YR，断路器跳闸。 特点：接线简单，灵敏度较高（动作电流由继电器整定），应用广泛。 实际电路较其完善。去分流式继电保护的操作方式供配电系统第六章6/2/2022带时限的过电流保护为了具有选择性，过电流保护通常应有一定的时限。按动作的时限特性：定时限过电流保护反时限过电流保护供配电系统第六章6/2/2022定时限过流保护装置组成所谓定时限过
22、流保护装置，就是保护装置的动作时限是一定的，不随通过保护装置电流大小的变化而变化。这里定时限保护装置是用的直流操作电源。 定时限保护装置通常由电流继电器、时间继电器、以及信号继电器与中间继电器组成。电流继电器为DL-10系列过流继电器，时间继电器一般采用DS-100系列，中间继电器一般采用DZB-100系列，信号继电器一般采用DX-11系列。在工厂供电系统中多采用两相式接线。供配电系统第六章6/2/2022两相式定时限过流保护装置的原理图供配电系统第六章6/2/2022两相式定时限过流保护装置的接线图供配电系统第六章6/2/2022反时限过电流保护装置组成所谓反时限过流保护装置，就是保护装置动
23、作的时限是变化的，它是随通过保护装置电流大小的变化而成反时限的变化，即通过保护装置的故障电流越大，动作时间越短，故障电流越小，动作时间就长。它是由GL型电流继电器组成。由于现在生产的GL15、16等型电流继电器，其触点容量较大，短时分断电流能力可达150A，所以采用交流操作电源“去分流跳闸”的操作方式。这种方式在工厂供电系统中广泛应用。 供配电系统第六章6/2/2022交流操作的反时限过电流保护装置原理图 与前面的电路比较，多了一对触点，并且是“先合后断”，目的是防止由于振动而使常闭触点断开引起跳闸。供配电系统第六章6/2/2022交流操作的反时限过电流保护装置展开图供配电系统第六章6/2/2
24、022过电流保护动作电流的整定能使保护装置起动的最小电流称为保护装置的动作电流。整定的电流是使继电器动作的二次侧电流Iop，其对应的一次电流为Iop1，两者关系为iopWopKIKI1从灵敏性考虑，Iop(Iop1)越小越好，但是要避免误动作：线路出现正常的最大电流时，不动作；下一级短路故障切除后，保护应可靠返回。供配电系统第六章6/2/2022过电流保护动作电流的整定 Iop1IL.max Iop1Ire1，只要符合即可，因此取 Ire1=KrelIL.max下一级短路发生时，母线电压突然降低，引起部分电机停转，多数电机转速下降，当保护动作，电压恢复正常，电机加速，这时电流相当于尖峰电流，近
25、似于IL.max，本级保护应可靠返回。Ire1IL.max供配电系统第六章6/2/2022过电流保护动作电流的整定由max./LirerelWrereopIKKKKKIIireWreKIKI1oprereIKI IL.max为线路上的最大电流，取为(1.53)I30。供配电系统第六章6/2/2022过电流保护动作时限的整定按“阶梯原则”，也就是在后一级保护装置的线路首端（此点为配合点）k点发生三相短路时，前一级保护的动作时间t1应比后一级保护中的动作时间t2要大一个时间差t ： t1=t2+t供配电系统第六章6/2/2022 为保证选择性，t应包括t1的负偏差，t2的正偏差，保护装置的惯性误差
26、和保险时间。 对于定时限t=0.5s 对于反时限t=0.7s 定时限过电流保护的动作时间，利用时间继电器来整定。反时限过电流保护的动作时间，要根据前后两级保护的GL型继电器的动作曲线来整定。过电流保护动作时限的整定供配电系统第六章6/2/2022过电流保护装置的灵敏度opikwpIKIKS)2(min.1min.opkpIIS 其中 ，为被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流。 )2(min.min.kkIIWiopopKKII/1按规定1.5 因此 若达不到要求，怎么办？ 增大Ik.min？减小Iop1？供配电系统第六章6/2/2022低电压闭锁的过电流保护为了降低动作电流，提高保
27、护装置的灵敏度，可采用具有低电压闭锁的过电流保护装置。在线路过电流保护的过电流继电器KA的常开触点回路中，串入低电压（欠电压）继电器KV的常闭触点，而KV经过电压互感器TV接在被保护线路上。供配电系统第六章6/2/2022低电压闭锁的过电流保护线路 保护动作条件：KA动作；KV复位。即：大电流产生；电压突降。正常情况下，即使有尖峰电流产生， 也不满足，因此只要躲过I30即可。供配电系统第六章6/2/2022低电压闭锁的过电流保护参数整定1）Iop整定： 30IKKKKIirewrelop 2）Uop整定：正常最低电压Umin不动作，也能返回 min1min1UUUUreoprelrekUUmi
28、n1urerekUU1rereopkUUuNurerelopkUkkkUU6 . 0min供配电系统第六章6/2/2022低电压闭锁的过电流保护 是否只要KV就可以实现过电流保护？ 过电流保护是可以实现，但保护动作却不一定是过电流，例如停电。供配电系统第六章6/2/2022定时限和反时限过电流保护的比较 定时限 反时限1）接线 比较复杂 简单2）驱动 直流电源 短路电流3）整定 方便 复杂4）动作时间 较准确 误差大 一定 与电流大小有关 共同缺点：越靠近电源端，动作时间越长，但短路电流越大，不合理。 供配电系统第六章6/2/2022电流速断保护 当动作时间超过0.5s0.7s时，应装设瞬时动
29、作的电流速断保护。 电流速断保护装置的原理接线图 对于定时限，去掉时间继电器。对于反时限，则利用电磁元件来实现。供配电系统第六章6/2/2022电流速断保护的整定原则：下一级发生最大短路电流，本级不动作。下一级最大短路电流发生在端首，相当于本级线路的末尾。max. kiwrelqbIKKKImax.1kqbIImax.1krelqbIkI供配电系统第六章6/2/2022线路电流速断保护的保护区供配电系统第六章6/2/2022电流速断保护的“死区”及其弥补电流速断保护的优点是动作迅速，接线简单和维护方便，缺点是动作范围较小，它不能作为线路的主保护，为了弥补死区得不到保护的缺点，电流速断保护不能单
30、独使用，必须与带时限的过电流保护配合使用。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；而在电流速断保护的死区内，过电流保护为基本保护。供配电系统第六章6/2/2022电流速断保护的灵敏度电流速断保护的灵敏度按其安装处（即线路首端）在系统最小运行方式下的两相短路电流作为最小短路电流来校验。即 25 . 1)2(min.qbikwpIKIKS供配电系统第六章6/2/2022继电保护选择整定步骤 1）动作电流：出现最大正常电流时也能返回 Ire1=KrelIL.max=(23)KrelI30rereopKII/11iopWopKIKI1 2）动作时限：从末级开始，每级一个阶梯0.5
31、s、0.7s3）灵敏度校验：5 . 125. 11)2(min.opkpIIS供配电系统第六章6/2/2022继电保护选择整定步骤25 . 1)2(min.qbikwpIKIKS 4）若灵敏度不符，增加低压闭锁装置。 Ire1=KrelI30rereopKII/11iopWopKIKI1 5）当动作时限 t 0.5s0.7s，增加速断保护。1qbiwqbIKKImax.1krelqbIkI(末端)6）速断保护灵敏度校验首端供配电系统第六章6/2/2022继电保护参数整定 例 10KV线路，TA1 100/5A， TA2 50/5A，WL1、WL2均采用两相两继电器，GL-15/10型。KA1已
32、整定，7A，10倍动作电流的动作时限为1s。WL2的I30=28A，k-1的Ik(3)=800A, k-2的Ik(3)=220A。整定KA2。供配电系统第六章6/2/2022继电保护参数整定 解：1）整定KA2动作电流Krel=1.3,Kre=0.8(附表21),Ki=10,KW=1IL.max=2I30=56AAIKKKKILirerelWop1 . 9max.根据规格，整定为9A。供配电系统第六章6/2/2022继电保护参数整定 2）整定KA2动作时间KA1实际动作时间：电流为800/20=40A,倍数为40/7=5.7，查附表21，t1=1.6st2=1.6-0.7=0.9s,倍数800
33、/10/9=8.9，t2=0.8s供配电系统第六章6/2/2022继电保护参数整定 解：3）灵敏度校验符合5 . 11 . 2910220866. 01)2(min.opkpIIS供配电系统第六章6/2/2022继电保护参数整定 4）t2=0.9s0.7s，加速断AKIKIiqbWqb8 .30102204 . 11max.1krelqbIKI4 . 39/8 .30/opqbqbIIn供配电系统第六章6/2/2022继电保护参数整定 5）速断灵敏度校验符合225. 22204 . 1800866. 01)2(min.qbkpIIS供配电系统第六章6/2/2022单相接地保护在中性点不接地或经
34、消弧线圈接地的系统中发生单相接地时，其故障电流不大，只有很小的接地电容电流，而相间电压仍然是对称的，因此仍可继续运行一段时间。但毕竟是一种故障，因此必须装设专用的绝缘监察装置或单相接地保护装置。当发生单相接地故障时，一般不跳闸，仅给出信号，使工作人员及时发现，采取措施。供配电系统第六章6/2/2022绝缘监察装置利用单相接地后出现零序电压而发出信号的，在工厂供电系统中常用三相五柱式电压互感器或三只三绕组单相电压互感器作中性点不接地系统的绝缘监测装置 供配电系统第六章6/2/2022零序电流保护零序电流保护，它是利用故障线路比非故障线路的零序电流大的原理来实现有选择性动作的。1）架空线路的单相接
35、地保护三相的二次电流矢量相加后流入继电器。当三相对称运行以及三相和两相短路时，流入继电器的电流等于零，发生单相接地时，零序电流才流过继电器，所以称它为零序电流过滤器供配电系统第六章6/2/2022零序电流保护2）电缆线路的单相接地保护零序电流互感器的一次侧即为电缆线路的三相，其铁芯套在电缆的外面，二次线圈绕在零序电流互感器的铁芯上，并与过电流继电器相接注意：电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器的铁芯，否则接地保护装置不起作用。供配电系统第六章6/2/2022零序电流保护 3）单相接地保护装置动作电流的整定 cirelEopIKKI)(供配电系统第六章6/2/2022线路的过负荷保护线路的过负荷
36、保护只对可能出现过负荷的电缆线路才予以装设，一般延时动作于信号。其动作电流整定为303 . 12 . 1IKIiop供配电系统第六章6/2/2022第六节电力变压器的保护变压器是供电系统中的重要电气元件，必须根据其容量的大小和重要程度，设置性能良好、动作可靠的保护装置，确保变压器的正常运行。 供配电系统第六章6/2/2022变压器易产生的故障和不正常工作状态变压器故障分内部故障和外部故障两种。常见内部故障包括：线圈的相间短路、匝间或层间短路等。这些故障都伴随有电弧产生，电弧将会引起绝缘油的剧烈气化，从而可能导致油箱爆炸等更严重的事故。常见的外部故障包括：由于绝缘套管损坏而引起引出线的相间短路和
37、碰壳后的接地短路。变压器常见的不正常工作状态是：过负荷、温升过高以及油面下降超过了允许程度等。供配电系统第六章6/2/2022变压器的保护装置高压侧为610kV的车间变电所主变压器： 带时限的过电流保护：一般变压器均应装设。 电流速断保护：如果带时限的过电流保护动作时间大于0.50.7均应装设。 瓦斯保护：反应变压器内部故障和油面降低时的保护装置。对于800kV.A及以上的油浸式变压器以及400kV.A及以上的车间内油浸式变压器均应装设。通常轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。 过负荷保护：可能过负荷的情况装设过负荷保护，一般过负荷保护动作于信号。 温度保护装置：反应变压器上层油温超过规定值（
38、一般为95）的保护装置。一般动作于信号。 供配电系统第六章6/2/2022变压器的保护装置对于高压侧为35kV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护；在有可能过负荷时，也需装设过负荷保护和温度保护。如果单台运行的变压器容量在10000kVA及以上和并列运行的变压器每台容量在6300kVA及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。供配电系统第六章6/2/2022变压器的瓦斯保护瓦斯保护又称气体继电保护，是保护油浸式变压器内部故障的保护装置，是变压器的主保护之一。对于800kVA及以上的油浸式变压器以及400kVA及以上的车间内油浸式变压器均应装设
39、瓦斯保护。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于断路器跳闸。 供配电系统第六章6/2/2022瓦斯继电器的结构及工作原理瓦斯继电器主要有浮筒式和开口杯式两种类型，现在广泛应用的是开口杯式。上油杯因其中盛有残余的油而使其力矩大于另一端平衡锤的力矩而降落，这时上接点接通而接通信号回路，这称之为“轻瓦斯动作”。下触点接通跳闸回路，这称之为“重瓦斯动作” FJ3-80瓦斯继电器的结构示意图 供配电系统第六章6/2/2022变压器瓦斯保护的接线供配电系统第六章6/2/2022变压器瓦斯保护动作后的故障分析 1.收集瓦斯继电器内的气体做色谱分析，如无气体，应检查二次回路和瓦斯继电器的接线柱及引线绝缘是否良好； 2
40、.检查油位、油温、油色有无变化； 3.检查防爆管是否爆裂喷油； 4.检查变压器外壳有无变形，焊缝是否开裂喷油； 5.如果经检查未发现任何异常，而确系因二次回路故障引起误动作时，可退出瓦斯保护，投入其它保护，试送变压器，并密切监视； 6.在瓦斯保护的动作原因未查清前，不得合闸送电。 供配电系统第六章6/2/2022变压器的差动保护变压器的差动保护，主要是用来保护变压器线圈及其引出线和绝缘套管的相间保护，还可以保护变压器的匝间短路。保护区在变压器一、二次侧所装电流互感器之间。 10000kVA及以上的单独运行的变压器和6300kVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护；当速断保护灵敏度不满足
41、要求时，也应装设纵联差动保护。差动保护利用故障时产生的不平衡电流来动作，保护灵敏度很高，而且动作迅速。它与瓦斯保护都是变压器的主保护。在工厂企业的35kV的变电所常使用，10kV变电所一般不用。 供配电系统第六章6/2/2022变压器差动保护的工作原理变压器的差动保护，由变压器两侧的电流互感器和继电器等构成。差动保护是反映被保护元件两侧电流差而动作的保护装置。 供配电系统第六章6/2/2022变压器的差动保护的问题 1、应躲过变压器合闸瞬间的励磁电流；2、由于变压器接线组别不同而引起的电流互感器二次电流的相角差，应使其相位相同；3、由于电流互感器的变比和特性的不一致而引起的不平衡电流；4、由于
42、运行中变压器分接头的改变而引起的不平衡电流等。这些问题均以在差动保护中采取不同的措施予以解决。由于变压器差动保护动作迅速，选择性好，所以在工厂企业的大中变电所中应用较广。差动保护还可用于线路和高压电动机的保护。 供配电系统第六章6/2/2022变压器低压侧的单相保护变压器低压侧单相短路时，可采取下列措施之一：1、在变压器低压侧装设三相都带过流脱扣器的低压断路器，这一低压断路器，既作低压主开关，又可用来保护低压侧的相间短路和单相短路，操作方便。2、在变压器低压侧装设熔断器，同样可用来保护低压侧的相间短路和单相短路，但熔断器不能作开关用，而且它熔断后需更换容体才能恢复供电，因此它只能适用于不重要负荷的变压器。 3、采用两相三继电器或三相三继电器的接线，提高其保护灵敏度。 供配电系统第六章6/2/2022P238 6-1、6-2 自主练习
