1、工厂供电工厂供电天津理工大学中环信息学院自动化工程系 本章讲述工厂供电系统中常用的几种过电流保护本章讲述工厂供电系统中常用的几种过电流保护装置装置熔断器保护、低压断路器保护和继电保护，其熔断器保护、低压断路器保护和继电保护，其中继电保护广泛应用于高压供电系统中，其保护功能中继电保护广泛应用于高压供电系统中，其保护功能很多，而且是实现供电系统自动化的基础很多，而且是实现供电系统自动化的基础6.1 6.1 6.2 6.2 6.46.4 为了保证工厂供电系统的安全运行，避免过为了保证工厂供电系统的安全运行，避免过负荷和短路引起的过电流对系统的影响，在工厂负荷和短路引起的过电流对系统的影响，在工厂供电
2、系统中装有不同类型的过电流保护装置。供电系统中装有不同类型的过电流保护装置。工厂供电系统的过电流保护装置有：熔断器工厂供电系统的过电流保护装置有：熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。保护、低压断路器保护和继电保护。6.1.26.1.2对保护装置的基本要求对保护装置的基本要求选择性选择性速动性速动性可靠性可靠性灵敏度灵敏度 熔断器在供电系统中的配置，应符合熔断器在供电系统中的配置，应符合选择性选择性保护的原则，也就是熔断器要配置得能使故障范保护的原则，也就是熔断器要配置得能使故障范围缩小到最低限度。此外应考虑围缩小到最低限度。此外应考虑经济性经济性，即供电，即供电系统中配置的熔断器数量要尽量少
3、。系统中配置的熔断器数量要尽量少。6.2.16.2.1熔断器在供电系统中的配置熔断器在供电系统中的配置 如图是车间低压放射式配电系统中熔断器配置的如图是车间低压放射式配电系统中熔断器配置的合理方案，合理方案，既可满足保护选择性的要求，配置的数既可满足保护选择性的要求，配置的数量又较少。量又较少。2)2)熔体额定电流熔体额定电流I IN.FEN.FE还应躲过线路的尖峰电流还应躲过线路的尖峰电流I IPkPk。6.2.26.2.2熔断器熔体电流的选择熔断器熔体电流的选择（一）保护电力线路的熔断器熔体电流的选择（一）保护电力线路的熔断器熔体电流的选择1)1)熔体额定电流熔体额定电流I IN.FEN.
4、FE应不小于线路的计算电流，以应不小于线路的计算电流，以使熔体在线路正常运行时不致熔断，即使熔体在线路正常运行时不致熔断，即 ：30N FEIIN FEPKIKI式中，式中，K K为小于为小于1 1的计算系数。的计算系数。（二）保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择（二）保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择3)3)熔断器保护还应与被保护的线路相配合，因此还应熔断器保护还应与被保护的线路相配合，因此还应满足条件：满足条件：N FEOLalIKI式中，式中，I Ialal为绝缘导线和电缆的允许载流量；为绝缘导线和电缆的允许载流量；K KOLOL为绝为绝缘导线和电缆的允许短时过负荷倍数。缘导线和电缆的
5、允许短时过负荷倍数。保护变压器的熔断器的熔体电流，根据经验，保护变压器的熔断器的熔体电流，根据经验，应满足下式要求：应满足下式要求：.(1.52.0)N FEIN TII式中，式中，I IlN.TlN.T为变压器的额定一次电流。为变压器的额定一次电流。（三）保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择（三）保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择 由于电压互感器二次侧的负荷很小，因此保护由于电压互感器二次侧的负荷很小，因此保护高压电压互感器的高压电压互感器的RN2RN2型熔断器的熔体额定电流一般型熔断器的熔体额定电流一般为为0.5A 0.5A 6.2.36.2.3熔断器的选择与校验熔断器的选择与校验选择熔
6、断器应满足的条件选择熔断器应满足的条件额定电压不低于线路的额定电压额定电压不低于线路的额定电压额定电流应不低于它所装熔体的额定电流额定电流应不低于它所装熔体的额定电流类型应符合安装条件及被保护设备对保护的技类型应符合安装条件及被保护设备对保护的技术要求术要求非限流式熔断器非限流式熔断器具有断流能力上下限的熔断器，其断流能具有断流能力上下限的熔断器，其断流能力的上下限应满足力的上下限应满足断流能力的校验断流能力的校验限流式熔断器限流式熔断器(3)ocII(3)ocshII(3).maxocshII(2).minockII对中性点不接对中性点不接地的电力系统地的电力系统6.2.4 6.2.4 熔断
7、器保护灵敏度的检验熔断器保护灵敏度的检验 为了保证熔断器在其保护区内发生短路故障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，按规定，熔断器保护的灵敏度应时可靠地熔断，按规定，熔断器保护的灵敏度应满足下列条件：满足下列条件：.min.KPN FEISKI式中式中 I IN.FEN.FE为熔断器熔体的额定电流；为熔断器熔体的额定电流；I Iminmin为熔断器保护线路末为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端在系统最小运行方式下的最小短路电流;K;K为比值，见下表为比值，见下表6.2.56.2.5前后熔断器之间的选择性配合前后熔断器之间的选择性配合 前后熔断器的选择性配合，
8、就是要求在线路发前后熔断器的选择性配合，就是要求在线路发生故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断，切断故生故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断，切断故障部分，从而使系统的其他部分恢复正常运行。障部分，从而使系统的其他部分恢复正常运行。按熔断器的保护特性曲线来检验选择性按熔断器的保护特性曲线来检验选择性t t前前3t3t后后 另外一般只有前一熔断器的熔体电流大于后另外一般只有前一熔断器的熔体电流大于后一熔断器的熔体电流一熔断器的熔体电流2 23 3级以上，才有可能保护级以上，才有可能保护其动作的选择性其动作的选择性因此由附录表因此由附录表10-110-1，可选，可选RT-100RT-100，即，即 ，
9、而熔体选而熔体选 。例例 有一台有一台Y Y型电动机，其额定电压为型电动机，其额定电压为380V380V，额定功率，额定功率为为18.5KW18.5KW，额定电流为，额定电流为35.5A35.5A，起动电流倍数为，起动电流倍数为7 7。现拟采用现拟采用BLVBLV型导线穿焊接钢管敷设。该电动机采型导线穿焊接钢管敷设。该电动机采用用RT0RT0型熔断器短路保护，短路电流型熔断器短路保护，短路电流 最大可达最大可达13KA13KA。试选择熔断器及其熔体的额定电流，并选。试选择熔断器及其熔体的额定电流，并选择导线截面和钢管直径（环境温度为择导线截面和钢管直径（环境温度为3030）(3)kI.3035
10、.5N FEIIA解：解：（1 1）选择熔体及熔断器的额定电流）选择熔体及熔断器的额定电流.0.3 35.5774.55N FEPKIKIAA.100N FUIA.80N FEIA 按发热条件选择，查附录表按发热条件选择，查附录表19-219-2得得A A10102 2的的BLVBLV型铝芯塑料线三根穿钢管时型铝芯塑料线三根穿钢管时(2)(2)校验熔断器的断流能力校验熔断器的断流能力查附录表查附录表10-110-1，得，得RTRT100100型熔断器的型熔断器的(3)(3)5013OCKIkAIIkA其断流能力满足要求。其断流能力满足要求。（3 3）选择导线截面和钢管直径）选择导线截面和钢管直
11、径30(30)4135.5alCIAIA满足发热条件，相应选钢管满足发热条件，相应选钢管SC20SC20。校验机械强度，查附录表校验机械强度，查附录表1515知，穿管铝芯线的最小知，穿管铝芯线的最小截面为截面为2.52.52 2。现。现A A10 10 2 2，故满足机械强度要求。，故满足机械强度要求。（4 4）校验导线与熔断器保护的配合）校验导线与熔断器保护的配合假设该电动机安装在一般车间内，熔断器只作短路保假设该电动机安装在一般车间内，熔断器只作短路保护用，因此导线与熔断器保护的配合条件为护用，因此导线与熔断器保护的配合条件为.2.5N FEalII现现.802.5 41102.5N FE
12、IAAA故满足熔断器保护与导线的配合要求。故满足熔断器保护与导线的配合要求。6.3.16.3.1低压断路器在低压配电统中的配置低压断路器在低压配电统中的配置通常有三种方式通常有三种方式单独接低压断路器或低压断路器一刀开关的方式单独接低压断路器或低压断路器一刀开关的方式低压断路器与磁力起动器或低压断路器与磁力起动器或接触器配合的方式接触器配合的方式低压断路器与熔断器配合的方式低压断路器与熔断器配合的方式（二）低压断路器过流脱扣器动作电流的整定（二）低压断路器过流脱扣器动作电流的整定 1.1.瞬时过流脱扣器动作电流的整定瞬时过流脱扣器动作电流的整定 瞬时过流脱扣器的动作电流瞬时过流脱扣器的动作电流
13、I IOP(0)OP(0)应躲过线路的应躲过线路的尖峰电流尖峰电流I IPkPk，即，即6.3.26.3.2低压断路器脱扣器的选择和整定低压断路器脱扣器的选择和整定（一）低压断路器过流脱扣器额定电流的选择（一）低压断路器过流脱扣器额定电流的选择 过流脱扣器过流脱扣器(over-current release)(over-current release)的额定电的额定电流流I IN.ORN.OR应不小于线路的计算电流应不小于线路的计算电流I I3030,即即 :.30N ORII(0)oprelPKIKI3.3.长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定 长
14、延时过流脱扣器主要用来保护过负荷，因此长延时过流脱扣器主要用来保护过负荷，因此其动作电流其动作电流I Iop(l)op(l)只需躲过线路的最大负荷电流，只需躲过线路的最大负荷电流，即计算电流即计算电流I I3030。2.2.短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定 短延时过流脱扣器的动作电流短延时过流脱扣器的动作电流I IOP(s)OP(s)应躲过线路应躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流，即短时间出现的负荷尖峰电流，即 ：()op srelPKIKI式中，式中，K Krelrel为可靠系数，一般取为可靠系数，一般取1.21.2。()30op lrelIKI
15、 式中，式中，KrelKrel为可靠系数，一般取为可靠系数，一般取1.11.1。4.4.过流脱扣器与被保护线路的配合要求过流脱扣器与被保护线路的配合要求 低压断路器过流脱扣器的动作电流低压断路器过流脱扣器的动作电流I Iopop还应还应满足条件满足条件:opOLalIKI式中，式中，I Ialal为绝缘导线和电缆的允许载流量；为绝缘导线和电缆的允许载流量；K KOLOL为绝缘导线和电缆的允许短时过负荷系数。为绝缘导线和电缆的允许短时过负荷系数。2.2.热脱扣器动作电流的整定热脱扣器动作电流的整定 热脱扣器动作电流热脱扣器动作电流I Iop.TRop.TR （三）低压断路器热脱扣器的选择和整定（
16、三）低压断路器热脱扣器的选择和整定 1.1.热脱扣器额定电流的选择热脱扣器额定电流的选择 热脱扣器热脱扣器(thermal release)(thermal release)的额定电流的额定电流I IN.TRN.TR应不小于线路的计算电流应不小于线路的计算电流I I3030，即，即 :.30N TRII.30op TRrelIKI式中，式中，K Krelrel为可靠系数，可取为可靠系数，可取1.1 1.1。6.3.36.3.3低压断路器的选择与校验低压断路器的选择与校验选择低压断路器应满足的条件选择低压断路器应满足的条件）低压断路器的额定电压应不低于保护线路的额定）低压断路器的额定电压应不低于
17、保护线路的额定电压电压2 2）低压断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的）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额定电流）低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能及）低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能及操作方式的要求。操作方式的要求。）对动作时间在）对动作时间在0.020.02及以下的塑壳式（型）及以下的塑壳式（型）断路器，其极限分段电流断路器，其极限分段电流ococ或或ococ应不小于通过应不小于通过它的最大三相短路冲击电流它的最大三相短路冲击电流低压断路器还必须进行断流能力的校验低压断路器还必须进行断流能力的校验）对动作时间在）对动作时间在0.020.02以上的万能式
18、（型）以上的万能式（型）断路器，其极限分断电流断路器，其极限分断电流ococ应不小于通过它的应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值最大三相短路电流周期分量有效值 ,即即(3)ocKII(3)KI(3)(3)ocshocshIIii(3)(3)shshIi或6.3.46.3.4低压断路器过电流保护灵敏度的校验低压断路器过电流保护灵敏度的校验.minkPopISKIopop为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流；为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流；k.mink.min为其保护线路末端在系统最小运行方式下的为其保护线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流（对和系统）或两相短路电单相短路电流（对
19、和系统）或两相短路电流（对系统）；流（对系统）；为灵敏系数的最小比值，一般取为灵敏系数的最小比值，一般取1.31.36.4.16.4.1概述概述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（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。保护继电器按其在继电保护装置电路中的功能分，保护继电器按其在继电保护装置电路中的功能分，有有“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。测量继电器装设在继电保护装置电路的第一级，测量继电器装设在继电保护装置电路的第一级，用来
20、反应被保护元件（电气设备或线路）的特性量变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作值时即行动化情况。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，或称起动继电器。作，在保护装置中属于主保护，或称起动继电器。有或无继电器是一种只按电气量是否在其工作范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，包括时间围内或者是否为零时而动作的电气继电器，包括时间继电器、中间继电器、信号继电器等，在继电保护装继电器、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，属于辅助继电器，过置中用来实现特定的
21、逻辑功能，属于辅助继电器，过去也称为逻辑继电器。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、晶体管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靠、便于型和微机型三类。由于机电型继电器具有可靠、便于维修和调试等优点，因此我国企业供电系统目前仍以维修和调试等优点，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。传统的机电型继电器为主。机电型继电器按其结构原理分，有电磁式和感应机电型继电器按其结构原理分，有电磁式和感应式继电器。式继电器。保护继电器按其反应的物理量分，有电流继电器、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、
22、瓦斯继电器、欠电压（低电压继电器、功率继电器、瓦斯继电器、欠电压（低电压）继电器等。电压）继电器等。保护继电器按其在保护装置中的功能分，有起动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、中间继电器（或继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器（或称出口继电器）等。下图是过电流保护的框图。称出口继电器）等。下图是过电流保护的框图。当线路上发生短路时，当线路上发生短路时，起动用的电流继电器起动用的电流继电器KAKA瞬时瞬时动作，使时间继电器动作，使时间继电器KTKT起动。起动。KTKT经整定一定时间后，接通经整定一定时间后，接通信号继电器信号继电器KSKS和中间（出口
23、）和中间（出口）继电器继电器KMKM。KMKM就接通断路器就接通断路器QFQF的跳闸回路，使断路器跳的跳闸回路，使断路器跳闸，从而切除短路故障。闸，从而切除短路故障。转动舌片式电磁型继电器.swf吸引衔铁式电磁型继电器.swf螺管线圈式电磁型继电器.swf6.4.2 低电压继电器的动作电压低电压继电器的动作电压U Uopop，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U Urere，为其线，为其线圈上的使继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K K
24、rere=U=Urere/U/Uopop11，一般一般K Krere为为1.251.25。越接近于。越接近于1 1，说，说明继电器越灵敏。明继电器越灵敏。6.4.3电磁式时间继电器电磁式时间继电器6.4.56.4.5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助继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不足。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。中间继电器也属机电式有或无继电器。感应式电流继电器的工作原理与感应式有功电能表一感应式电流继电器的工作原理与感应式有功电能表一样。两个交变磁
25、通样。两个交变磁通 与与 穿过可动的铝盘，分别在铝盘中感应出涡流穿过可动的铝盘，分别在铝盘中感应出涡流I I1 1和和I I2 2，在交变主磁通和铝盘中的涡流相互作用下，铝盘就，在交变主磁通和铝盘中的涡流相互作用下，铝盘就要受到电磁力及电磁转矩，所以铝盘就能绕轴转动。要受到电磁力及电磁转矩，所以铝盘就能绕轴转动。感应式电流继电器的工作原理可用图感应式电流继电器的工作原理可用图6-166-16来说明。当线圈来说明。当线圈1 1有电流有电流I IKA通过时，电磁铁通过时，电磁铁2 2在短路环在短路环3 3的作用下，产生相的作用下，产生相位一前一后的两个磁通位一前一后的两个磁通 与与 ，穿过可动的铝
26、盘，穿过可动的铝盘4 4。则作。则作用在铝盘上的电磁转矩为用在铝盘上的电磁转矩为式中式中 与与 间的相位差；间的相位差；常数。常数。上式通常称为感应式仪表的基本转矩方程。上式通常称为感应式仪表的基本转矩方程。112sinMKK 由于由于1 1IIKAKA，2 2IIKAKA，而，而 为常数，因此为常数，因此 。铝盘在转矩作用下转动后，铝盘切割制动永久磁铁铝盘在转矩作用下转动后，铝盘切割制动永久磁铁8 8的磁通，的磁通，在铝盘中产生涡流，这涡流又与永久磁铁的磁通作用，产在铝盘中产生涡流，这涡流又与永久磁铁的磁通作用，产生一个与生一个与 反向的制动转矩反向的制动转矩 ，与铝盘转速与铝盘转速 成正成
27、正比，即比，即 。当铝盘转速。当铝盘转速n n增大到某一定值增大到某一定值 这时这时铝盘匀速转动。铝盘匀速转动。2M21KAMI1M2M12MM2Mn 继电器的铝盘在上述继电器的铝盘在上述 和和 的共同作用下，铝的共同作用下，铝盘受力有使框架盘受力有使框架6 6绕轴顺时针偏转的趋势，但受到绕轴顺时针偏转的趋势，但受到弹簧弹簧7 7的阻力。的阻力。1M2M 当继电器线圈电流增大到继电器的动作电流值当继电器线圈电流增大到继电器的动作电流值I Iopop时，铝盘受到的力也增大到可克服弹簧阻力的程时，铝盘受到的力也增大到可克服弹簧阻力的程度，这时铝盘度，这时铝盘4 4带动铝框架前偏，使蜗杆带动铝框架前
28、偏，使蜗杆1010与扇形与扇形齿轮齿轮9 9啮合，这就叫做继电器动作。由于铝盘啮合，这就叫做继电器动作。由于铝盘4 4继续继续转动，使扇形齿轮沿着蜗杆上升，最后使触点转动，使扇形齿轮沿着蜗杆上升，最后使触点1212切切换，同时使信号牌掉下，从观察孔内可看到红色或换，同时使信号牌掉下，从观察孔内可看到红色或白色的信号指示，表示继电器已经动作。白色的信号指示，表示继电器已经动作。通入继电器线圈的电流越大，铝盘转得越快，扇通入继电器线圈的电流越大，铝盘转得越快，扇形齿轮沿蜗杆上升的速度也越快，因此动作时间越短，形齿轮沿蜗杆上升的速度也越快，因此动作时间越短，这就是感应式电流继电器的这就是感应式电流继
29、电器的“反时限特性反时限特性”，如下图，如下图所示曲线的所示曲线的abcabc部分为其反时限特性曲线。当流入继部分为其反时限特性曲线。当流入继电器线圈的电流继续增大到预先整定的速断电流电器线圈的电流继续增大到预先整定的速断电流I Iqbqb时，时，电磁铁电磁铁2 2瞬时将衔铁瞬时将衔铁1515吸下，使触点吸下，使触点1212切换，即瞬动元件切换，即瞬动元件(电磁元件电磁元件)起动，起动，这就是这就是“瞬时速断瞬时速断特性特性”继电器的电继电器的电流时间特性如右图流时间特性如右图中曲线的中曲线的bbdbbd部分。部分。动作特性曲线上对应于开始速断时间动作特性曲线上对应于开始速断时间t tqbqb
30、的动作的动作电流倍数，称为速断动作电流倍数。即电流倍数，称为速断动作电流倍数。即 qbqbopInI速断电流的含义就是指继电器线圈中使速断元速断电流的含义就是指继电器线圈中使速断元件动作的最小电流件动作的最小电流动作电流和时限的调节动作电流和时限的调节继电器的动作电流继电器的动作电流(整定电流整定电流)I)Iopop，可利用插销，可利用插销1616改变线改变线圈匝数来进行级进调节，也可利用调节弹簧圈匝数来进行级进调节，也可利用调节弹簧7 7的拉力来进行的拉力来进行平滑的细调。平滑的细调。继电器的速断电流倍数继电器的速断电流倍数n nqbqb,可利用螺钉可利用螺钉1414改变衔铁改变衔铁1515
31、与与电磁铁电磁铁2 2之间的气隙来调节。气隙越大，之间的气隙来调节。气隙越大，n nqbqb越大。越大。继电器感应元件的动作时间继电器感应元件的动作时间(动作时限动作时限)，是利用螺杆，是利用螺杆13来改变扇形齿轮顶杆行程的起点，以使动作特性曲线上下来改变扇形齿轮顶杆行程的起点，以使动作特性曲线上下移动。不过要注意，继电器动作时限调节螺杆的标度尺，移动。不过要注意，继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以是以10倍动作电流的动作时间来刻度的，也就是标度尺上倍动作电流的动作时间来刻度的，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所标示的动作时间，是继电器线圈通过的电流为其整定的
32、动作电流动作电流10倍时的动作时间。因此继电器的实际动作时间，倍时的动作时间。因此继电器的实际动作时间，与实际通过继电器线圈的电流大小有关，需从相应的动作与实际通过继电器线圈的电流大小有关，需从相应的动作特性曲线上去查得。特性曲线上去查得。6.5.16.5.1概述概述 按按GB 500621992电力装置的继电保护和电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定，对自动装置设计规范规定，对3kV66kV电力线电力线路，应装设路，应装设相间短路保护相间短路保护、单相接地保护单相接地保护和和过负过负荷保护荷保护。6.5.26.5.2继电保护装置的接线方式继电保护装置的接线方式 保护装置的接线方式是指起动
33、继电器与电流保护装置的接线方式是指起动继电器与电流互感器之间的连接方式。互感器之间的连接方式。35kV及以下高压线路的及以下高压线路的过电流保护装置，通常采用两相两继电器式和两过电流保护装置，通常采用两相两继电器式和两相一继电器式两种接线方式。相一继电器式两种接线方式。两相两继电器式接线两相两继电器式接线接线系数接线系数 21KAWIKI2 2、两相一继电器式（差接式）、两相一继电器式（差接式）（主要用于高压电动机保护主要用于高压电动机保护）接线系数接线系数 (3)(.)(.)(.)321WA CWA BB CWWKKKK两相电流差接线在不同短路形式时电流两相电流差接线在不同短路形式时电流相量
34、图相量图(a)三相短路三相短路(b)A、C两相短路两相短路(c)A、B两相短路两相短路6.5.36.5.3继电保护装置的操作方式继电保护装置的操作方式 操作电源：直流电源、操作电源：直流电源、交流电源交流电源 投资少、运行维护方便、投资少、运行维护方便、二次回路简单可靠二次回路简单可靠交流操作电源供电的继电保护装置主要有两种操交流操作电源供电的继电保护装置主要有两种操作方式：作方式：直接动作式直接动作式、“去分流跳闸去分流跳闸”的操作方式的操作方式1 1、直接动作式、直接动作式 2 2、“去分流跳闸去分流跳闸”的操作方的操作方式式 6.5.4 带时限的过电流保护带时限的过电流保护 带时限的过电
35、流保护，按其动作时限特性分，有带时限的过电流保护，按其动作时限特性分，有定定时限过电流保护时限过电流保护和和反时限过电流保护反时限过电流保护两种。定时限就是两种。定时限就是保护装置的动作时限是按预先整定的保护装置的动作时限是按预先整定的动作时间固定不变动作时间固定不变的，与短路电流大小无关；而反时限就是保护装置的动的，与短路电流大小无关；而反时限就是保护装置的动作时限原先是按作时限原先是按1010倍动作电流来整定的，而实际的倍动作电流来整定的，而实际的动作动作时间则与短路电流呈反比关系变化时间则与短路电流呈反比关系变化，短路电流越大，动，短路电流越大，动作时间越短。作时间越短。1 1、定时限过
36、电流保护装置的组成和原理、定时限过电流保护装置的组成和原理 2 2、反时限过电流保护装置的组成和原理、反时限过电流保护装置的组成和原理 反时限过电流保反时限过电流保护装置由护装置由GL型感应式型感应式电流继电器组成，其电流继电器组成，其原理如图所示。原理如图所示。3、过电流保护动作电流的整定、过电流保护动作电流的整定（a a）电路电路（b b）定时限定时限（c c）反时限反时限过电流保护动作整定公式：过电流保护动作整定公式：L.maxrelwopreiK KIIK KK Krelrel保护装置的可靠系数保护装置的可靠系数K Kw w保护装置的接线系数保护装置的接线系数I IL.maxL.max
37、线路的最大负荷电流线路的最大负荷电流(含尖峰电流含尖峰电流)K Ki i 电流互感器的变比电流互感器的变比Kw 保护装置的接线系数保护装置的接线系数 如果用断路器手动操作机构中的过电流脱扣器如果用断路器手动操作机构中的过电流脱扣器作过电流保护，则脱扣器动作电流应按下式整定作过电流保护，则脱扣器动作电流应按下式整定relwopL.maxiK KIIKKrel脱扣器的可靠系数，可取脱扣器的可靠系数，可取22.5，这里已考虑了，这里已考虑了 脱扣器的返回系数。脱扣器的返回系数。4、过电流保护动作时限的整定、过电流保护动作时限的整定为了保证前后两级保护装置动作的选择性，过为了保证前后两级保护装置动作的
38、选择性，过电流保护装置的动作时间电流保护装置的动作时间(也称动作时限也称动作时限)，应按，应按“阶阶梯原则梯原则”进行整定。进行整定。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；对于反时限过电流保护，可取时限过电流保护，可取t=0.7s。定时限过电流保护的动作时限，利用时间继电器定时限过电流保护的动作时限，利用时间继电器（）型来整定（）型来整定 反时限过电流保护的动作时限，由于型电流反时限过电流保护的动作时限，由于型电流继电器的时限调节机构是按继电器的时限调节机构是按“10倍动作电流的动作时倍动作电流的动作时限限”来标度的因此要根据前后两级保护的型继电来标度的因此
39、要根据前后两级保护的型继电器的动作特性曲线来整定器的动作特性曲线来整定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5、过电流保护的灵敏度校验、过电流保护的灵敏度校验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(2)wk.minpiop1.5K ISK I(2)k.minIK Ki i 电流互感器的变比电流互感器的变比Kw 保护装置的接线系数保护装置的接线系数I Iop op 保护装置动作电流保护装置动作电流当过电流保护作后备保护时，可以取当过电流保护作后备保护时，可以取Sp1.2。低电压闭锁的过电流保护
40、低电压闭锁的过电流保护过电流保护的过电流保护的动作电流的整定计动作电流的整定计算公式为算公式为relwop30reiK KIIK KK Krelrel保护装置的可靠系数保护装置的可靠系数K Kw w保护装置的接线系数保护装置的接线系数K Ki i 电流互感器的变比电流互感器的变比Kw 保护装置的接线系数保护装置的接线系数低电压继电器的动作电压按躲过母线正常最低工低电压继电器的动作电压按躲过母线正常最低工作电压作电压Umin来整定，当然，其返回电压也应躲过来整定，当然，其返回电压也应躲过Umin，也就是说，低电压继电器在也就是说，低电压继电器在Umin时不动作，只有在母时不动作，只有在母线电压低
41、于线电压低于Umin时才动作。因此低电压继电器动作电时才动作。因此低电压继电器动作电压的整定计算公式为压的整定计算公式为Nminoprelre(0.570.63)uuUUUK K KK式中式中Umin母线最低工作电压，取母线最低工作电压，取(0.850.95)UNKrel保护装置的可靠系数，可取保护装置的可靠系数，可取1.2；Kre低电压继电器的返回系数，可取低电压继电器的返回系数，可取1.25；Ku电压互感器的变压比。电压互感器的变压比。6 6、定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较、定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较反时限过电流保护的反时限过电流保护的优点优点是：继电器的数量大为减
42、少，是：继电器的数量大为减少，故其接线简单，只用一套故其接线简单，只用一套GL系列继电器就可实现不带时限的系列继电器就可实现不带时限的电流速断保护和带时限的过电流保护。由于电流速断保护和带时限的过电流保护。由于GL继电器触点容继电器触点容量大，因此可直接接通断路器的跳闸线圈，而且适于交流操量大，因此可直接接通断路器的跳闸线圈，而且适于交流操作。其作。其缺点缺点是：动作时间的整定和配合比较麻烦，而且误差是：动作时间的整定和配合比较麻烦，而且误差较大，尤其是瞬动部分，难以进行配合；且当短路电流较小较大，尤其是瞬动部分，难以进行配合；且当短路电流较小时，其动作时间可能很长，延长了故障持续时间。时，其
43、动作时间可能很长，延长了故障持续时间。定时限过电流保护的定时限过电流保护的优点优点是：动作时间较为准确，容易是：动作时间较为准确，容易整定，误差小。其整定，误差小。其缺点缺点是：所用继电器的数目比较多，因此是：所用继电器的数目比较多，因此接线较为复杂，继电器触点容量较小，需直流操作电源，投接线较为复杂，继电器触点容量较小，需直流操作电源，投资较大。此外，靠近电源处定时限过电流保护动作时间较长，资较大。此外，靠近电源处定时限过电流保护动作时间较长，而此时的短路电流又较大，故对设备的危害较大。而此时的短路电流又较大，故对设备的危害较大。6.5.56.5.5电流速断保护电流速断保护 带时限的过电流保
44、护装置中，为了保证动作的带时限的过电流保护装置中，为了保证动作的选择性，其保护装置整定时限必须逐级增加一个选择性，其保护装置整定时限必须逐级增加一个t t，这样，越靠近电源处，动作时限越长，而短，这样，越靠近电源处，动作时限越长，而短路电流越大，对电力系统危害越严重。因此一般规路电流越大，对电力系统危害越严重。因此一般规定，当过电流保护的动作时限超过定，当过电流保护的动作时限超过0.5s0.5s0.7s0.7s时，时，应该装设电流速断保护，以保证本段线路的短路故应该装设电流速断保护，以保证本段线路的短路故障部分能迅速地被切除。障部分能迅速地被切除。1)电流速断保护的组成及速断电流的整定电流速断
45、保护的组成及速断电流的整定 电流速断保护实际上就是一种瞬时动作的过电流电流速断保护实际上就是一种瞬时动作的过电流保护。其动作时限仅仅为继电器本身的固有动作时间，保护。其动作时限仅仅为继电器本身的固有动作时间，它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当的动作它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当的动作电流来实现。电流来实现。GL型电流继电器型电流继电器:既可完成反时限过电流保护，既可完成反时限过电流保护，又可完成电流速断保护又可完成电流速断保护 为了保证保护装置动作的选择性，电流速断保护为了保证保护装置动作的选择性，电流速断保护的动作电流的动作电流(即速断电流即速断电流)Iqb，应按躲过它所保护
46、线路，应按躲过它所保护线路末端的最大短路电流末端的最大短路电流(即三相短路电流即三相短路电流)Ik.max来整定。来整定。I Ik.maxk.max前一级保护应躲过的最前一级保护应躲过的最大短路电流大短路电流I Iqb1qb1前一级保护整定的一次前一级保护整定的一次动作电流动作电流电流速断保护动作电流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relwqbk.maxiK KIIKKrel可靠系可靠系数，对数，对DL型继型继电器，取电器，取1.21.3；对；对GL型继型继电器，取电器，取1.41.5；对脱扣器，；对脱扣器，取取1.82。2)2)电流速断保护的电流速断保
47、护的“死区死区”及其弥补及其弥补3)电流速断保护的灵敏度电流速断保护的灵敏度6.5.6 6.5.6 有选择性的单相接地保护有选择性的单相接地保护6.5.76.5.7线路的过负荷保护线路的过负荷保护整定计算公式整定计算公式()301.2 1.3op OLiIIKKi为电流互感器的变流比。动作时间一般取为电流互感器的变流比。动作时间一般取1015秒秒保护方式保护方式瓦斯保护瓦斯保护纵联差动保护纵联差动保护电流速断保护电流速断保护定时限过电流保护定时限过电流保护过负荷保护过负荷保护单相接地保护：单相接地保护：零序电流保护零序电流保护过励磁保护过励磁保护主保护主保护选其一选其一轻瓦斯：动作于告警信号轻
48、瓦斯：动作于告警信号重瓦斯：动作于跳闸重瓦斯：动作于跳闸后备保护：后备保护：辅助保护辅助保护（气体保护）（气体保护）)(max321 krelopIKI 可靠系数可靠系数 ，一般，一般DLDL取取1.31.31.41.4，GL GL取取1.51.51.61.6。为躲过励磁涌流，需为躲过励磁涌流，需relK1153NTopII)(2121 opkSIIK)(min)(min21 kImax LrerelopIKKI1 可靠系数可靠系数 ，DLDL取取1.21.21.31.3，返回系数返回系数 ，DLDL取取0.850.85。relKreKTNLImmI 1max（2 2）降压变压器）降压变压器
49、TNstLIKI max 电动机自启动系数电动机自启动系数，35kV35kV取取1.51.52 2，6 610 kV10 kV取取1.51.52.52.5。2 2。动作时限整定：。动作时限整定：时限阶梯原则时限阶梯原则stKtttmax下上)(min2 kI12opkII)(min 12opkII)(min 低电压启动过电流保护接线低电压启动过电流保护接线（2 2）对称短路时，对称短路时，因短路瞬间存在非周期分量，出现因短路瞬间存在非周期分量，出现负序，继电器负序，继电器4 4，5 5，6 6相继动作，同时继电器相继动作，同时继电器1 1，2 2，3 3动动作，则时间继电器作，则时间继电器7
50、7启动，继电器启动，继电器9 9的接点去跳变压器两的接点去跳变压器两侧断路器。侧断路器。（3 3）当当YHYH断线时，断线时，继电器继电器4 4，5 5均动作，但均动作，但1 1，2 2，3 3不不动作，动作，不会误动不会误动。2 2。工作原理。工作原理（1 1）不对称短路时，不对称短路时，负序电压继电器负序电压继电器4 4动作，其常动作，其常闭接点断开闭接点断开低电压继电器低电压继电器5 5的线圈，的线圈，5 5接点返回，中间接点返回，中间继电器继电器6 6动作，如电流继电器动作，如电流继电器1 1，2 2，3 3中有一个动作，中有一个动作，则时间继电器则时间继电器7 7启动，继电器启动，继
