1、第五章工业企业供电系统的保护装置第五章工业企业供电系统的保护装置 5.1 概述概述5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求继电保护装置的任务及基本要求 1 1工业企业供电系统运行中可能发生：工业企业供电系统运行中可能发生：故障故障最常见的是最常见的是短路短路故障。它使电气设备由于故障。它使电气设备由于 受短路电流产生的电动力和热作用而损坏受短路电流产生的电动力和热作用而损坏 ，甚至使整个系统运行紊乱。，甚至使整个系统运行紊乱。不正常运行不正常运行过负荷过负荷，长期过负荷，绝缘破坏，长期过负荷，绝缘破坏，引起设备损坏。引起设备损坏。2 2继电保护装置继电保护装置一种由电流互感器和继电器等元一种由
2、电流互感器和继电器等元 件组成的装置件组成的装置.5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求继电保护装置的任务及基本要求 3 3继电保护装置的任务继电保护装置的任务:借助于断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障元借助于断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障元件从供电系统中切除，以防事故扩大。件从供电系统中切除，以防事故扩大。给出不正常运行状态信号，以便及时处理。给出不正常运行状态信号，以便及时处理。与其他自动化装置配合（如自动重合闸，备用电源自与其他自动化装置配合（如自动重合闸，备用电源自动投入等），缩短事故停电时间，提高供电系统运行动投入等），缩短事故停电时间，提高供电系统运行的可靠性。的可靠
3、性。4.4.对继电保护装置的要求对继电保护装置的要求 选择性选择性继电保护装置只把故障部分切除，而继电保护装置只把故障部分切除，而保护无故障部分继续运行。保护无故障部分继续运行。5.1 概述概述5.1.1 继电保护装置的任务及基本要求继电保护装置的任务及基本要求 1QFK-11QFK-1点短路，切断故障电机点短路，切断故障电机M.M.3QFK-33QFK-3点短路，切断故障线路点短路，切断故障线路 做为做为K-1K-1点短路的后备保护（点短路的后备保护（1QF1QF拒动）拒动）图图5 51 1K-35QFGSGSM2QF1QF4QF3QFK-2K-15.1 概述概述5.1.1 继电保护装置的任
4、务及基本要求继电保护装置的任务及基本要求 快速性快速性 减轻短路电流对电气设备的破坏程度，加速恢复供电减轻短路电流对电气设备的破坏程度，加速恢复供电系统的正常运行，减少对其它设备运行的影响。系统的正常运行，减少对其它设备运行的影响。但在但在快速性与选择发生矛盾快速性与选择发生矛盾时，应首先满足选择性要时，应首先满足选择性要求，然后再考虑快速性。求，然后再考虑快速性。可靠性可靠性 发生故障时不应发生故障时不应拒动；拒动；正常运行时不应正常运行时不应误动。误动。灵敏性灵敏性 对保护区内发生的故障或不正常运行状态，无论其位对保护区内发生的故障或不正常运行状态，无论其位置如何、程度轻重均应敏锐反应并保
5、护动作。置如何、程度轻重均应敏锐反应并保护动作。由于继电保护装置主要由继电器和电流互感器组成，由于继电保护装置主要由继电器和电流互感器组成，所以下面分别介绍这两个元件。所以下面分别介绍这两个元件。5.1 概述概述5.1.2 5.1.2 电磁式电流继电器工作原理电磁式电流继电器工作原理 电磁式继电器结构原理图如下电磁式继电器结构原理图如下:1 1铁心铁心 22可动衔铁可动衔铁 33接点接点 44反作用力弹簧反作用力弹簧 55线圈线圈当电磁铁线圈通入电流时，产生磁通当电磁铁线圈通入电流时，产生磁通并使衔铁磁化，并使衔铁磁化，产生电磁力产生电磁力F F，在铁心未饱和前，有：在铁心未饱和前，有：当线圈
6、中的电流当线圈中的电流 增大到一定程序时，产生的吸力增大到一定程序时，产生的吸力F F超超过弹簧和摩擦的反抗力，铁心吸动衔铁，使接点闭合，过弹簧和摩擦的反抗力，铁心吸动衔铁，使接点闭合，这时称继电器动作或启动。这时称继电器动作或启动。42315RI221RFKKI RI5.1 概述概述5.1.2 5.1.2 电磁式电流继电器工作原理电磁式电流继电器工作原理与继电器动作有关的几个概念：与继电器动作有关的几个概念：继电器的动作电流继电器的动作电流 能使继电器动作的能使继电器动作的最小电流最小电流。继电器的返回电流继电器的返回电流 使继电器由动作状态回到起始位置的使继电器由动作状态回到起始位置的最大
7、电流。最大电流。继电器的返回系数继电器的返回系数 越接近于越接近于1 1，继电器质量越高，反应越灵敏，继电器质量越高，反应越灵敏 对对DLDL型可取型可取0.850.85 0PIreIreK1reopIreIK5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式 由于电流继电器是由电流互感器的二次线圈供电，所由于电流继电器是由电流互感器的二次线圈供电，所有电流互感器的电流方向（极性）及接线方式影响电流有电流互感器的电流方向（极性）及接线方式影响电流继电器的动作电流。继电器的动作电流。1 1电流互感器的极性电流互感器的极性 为了正确接线和便于分析问题，电流
8、互感器一次和二为了正确接线和便于分析问题，电流互感器一次和二次线圈的次线圈的引出端引出端要表示极性。要表示极性。通常可通常可任选一次线圈任选一次线圈的一个端子为始端的一个端子为始端 ,另一个端另一个端子为终端子为终端 。1L2L5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式一次电流一次电流 瞬时由始端瞬时由始端 流向流向终端终端 ，二次电流二次电流 流出流出的二次线圈端子标注为始端的二次线圈端子标注为始端 ，另一端，另一端为为 。将一、二次线圈同名端子将一、二次线圈同名端子 用符合用符合“*”表示。表示。右螺旋定则：磁通方向右螺旋定则：磁通方向 （
9、为安全起见，（为安全起见，电流互感器二次线圈的一端和铁心必须直接接地电流互感器二次线圈的一端和铁心必须直接接地）11(,)L K1I1L2L2I1K2K5.1 概述概述流出流出流入流入1I2I1K2K2L1L I 215.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式按照同名端子定义接线后的电特性：按照同名端子定义接线后的电特性：从从同名端同名端 电流电流 方向相反方向相反 所以所以 称为减极性（也可说磁通相称为减极性（也可说磁通相减）。减）。从与之相连的从与之相连的继电器继电器看，流过看，流过 其线圈的电流方向，与取消互其线圈的电流方向，与取消互 感器将继电器直接串
10、连在一次感器将继电器直接串连在一次 电路中电流方向相同。电路中电流方向相同。即在向量图中方向一致，即在向量图中方向一致，因此因此 我们可以用二次电流来表示一次我们可以用二次电流来表示一次电流（只须考虑变比折算）。这正是电流（只须考虑变比折算）。这正是减极性标注的优点减极性标注的优点。向量图（从继电器看）向量图（从继电器看）2I1IKA1I2I2II 1K2K1L2L原理图原理图11LK和看，12II和12II（流入，流出）5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式为什么要标同名端：为什么要标同名端：电流互感器制作完成后线圈是绝缘封起来的，不标电
11、流互感器制作完成后线圈是绝缘封起来的，不标同名端，无法形成上述减极性。同名端，无法形成上述减极性。5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式忽略励磁电流的理想电流互感器，有：忽略励磁电流的理想电流互感器，有：(铁心中合成磁势一、二次线圈安匝数之差铁心中合成磁势一、二次线圈安匝数之差)故有故有 (一次电流换算到二次一次电流换算到二次)电流互感器的变比电流互感器的变比（安匝是磁动势的单位，等于线圈匝数与线圈通过的电流的乘积，安匝数越大，产生的磁场越强）。11220I WI W112211TAWIWKIII2112IIWTAWK5.1 概述概述5.1
12、.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式2 2电流互感器与继电器的接线方式电流互感器与继电器的接线方式 为了表述流过继电器线圈的电流与电流互感器二次侧为了表述流过继电器线圈的电流与电流互感器二次侧电流的关电流的关系。引入一个系。引入一个接线系数接线系数:Rrelay Rrelay 为了能保护各种相间短路，电流互感器与继电器常为了能保护各种相间短路，电流互感器与继电器常采用下列几种接线方式：采用下列几种接线方式：（1 1）三相三继电器接线（又称三相三继电器接线（又称完全星形接线完全星形接线）2RIWIK5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方
13、式电流互感器的极性与接线方式 由由三继电器，三互感器三继电器，三互感器 组成。组成。三电流互感器二次线圈三电流互感器二次线圈 同名端接成星形。同名端接成星形。三继电器亦接成星形。三继电器亦接成星形。两个星形的中性点利用两个星形的中性点利用 中性线连接到一起。中性线连接到一起。正常时和三相短路时（一、二次都是对称的）正常时和三相短路时（一、二次都是对称的）(由于采用减极性接线，所有一、二次电流同方向由于采用减极性接线，所有一、二次电流同方向)中性线1RI2RI3RIIIIAIBICI1K0I1K1K(3)AI(3)BI(3)CIaIbIcI1RaII2(3)1RIWIK2RbII3RcII0OI
14、5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式 二相短路时（假设二相短路时（假设ACAC相短路）相短路）电流大，方向反电流大，方向反 ,acII(2)AIbIaIcI(2)CIBI2(2)1RIWIK1RaII2RbII3RcIICKBA5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式 单相短路时（假设单相短路时（假设A A相短路，电流大）相短路，电流大）结论：此种接线结论：此种接线 特点：特点：保护装置可反应各种类型的短路故障保护装置可反应各种类型的短路故障（三（三 相、二相、单相）相、二相、单相）缺点
15、：需要三互感器，三继电器，四根连接缺点：需要三互感器，三继电器，四根连接 导线，费用较高。导线，费用较高。适用于大接地电流电网（中性点接地）适用于大接地电流电网（中性点接地），在工，在工业企业供电系统中很少用。业企业供电系统中很少用。(1)AIBICIaIbIcI1RaII2RbII3RcII2(3)1RIWIK1WK5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式（2 2）两相两继电器接线（两相两继电器接线（不完全星形接线不完全星形接线）由由两继电器，两互感器两继电器，两互感器 组成。组成。正常及三相短路时正常及三相短路时AIBICI1RI2RII
16、IaIcIoI(3)AI(3)BI(3)CIaIbIcIoI1RaII2RcIIOacbIIII 2(3)1RIWIK5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式 ABAB两相短路两相短路(2)AICI(2)BIaIcI1RaII2RcII()oacaIIII2(2)1RIWIKK1BA5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式 BCBC两相短路两相短路 ACAC相短路相短路 (2)CIAI(2)BIaIcI1RaII2RbIIocII2(2)1RIWIKaI(2)AIBI(2)CIcI0oI 2
17、(2)1RIWIK5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式 A A相单相、相单相、B B相单相，相单相，C C相单相相单相 结论：此种接线，结论：此种接线，K KW W=1=1特点：特点：不如完全星形可靠，但较经济；不如完全星形可靠，但较经济；常用于工业企业厂区常用于工业企业厂区6 610KV10KV中性点不接地电网中性点不接地电网，作为相间短路保护；作为相间短路保护；对对B B相单相短路则不起作用。相单相短路则不起作用。(1)AIaIAI(1)BICI(1)CIAIBIaIcIbI无5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与
18、接线方式电流互感器的极性与接线方式 （3 3）两相单继电器接线（两相单继电器接线（两相差流两相差流）正常运行或三相短路正常运行或三相短路 （线电流）（线电流）(3)AI(3)CI(3)BIaIcIcIRI3RacaIIII233aRaIIWIIK5.1 概述概述cIaIRacIIII5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式 ACAC两相短路两相短路 ABAB两相短路两相短路(2)AIBI(2)CIaIcI22RaRacaIWIIIIIK(2)AICI(2)BIaIcI1RRaCaIWIaIIIIK5.1 概述概述5.1.3 5.1.3 电流互感器的极性与接线
19、方式电流互感器的极性与接线方式 BCBC两相短路，同上。两相短路，同上。B B相单相接地，保护不动作相单相接地，保护不动作 特点：特点：节约投资，节约投资，不同类型故障的接线系数不同，即灵敏度不同，不同类型故障的接线系数不同，即灵敏度不同，适用于适用于10KV10KV以下的以下的小接地系统小接地系统中，作为线路或高中，作为线路或高压电动机的保护。压电动机的保护。(2)BIAI(2)CIaIcI1RRaccIWIcIIIIK 5.1 概述概述5.2 5.2 工业企业工业企业高压配电网高压配电网的继电保护的继电保护 中性点运行方式：中性点不接地、经削弧线圈接地、中性点运行方式：中性点不接地、经削弧
20、线圈接地、中性点接地。前两种叫中性点接地。前两种叫小电流接地系统小电流接地系统，后一种叫，后一种叫大电流大电流接地系统接地系统。工业企业工业企业6 610KV10KV高压配电网一般属于中性点不接地高压配电网一般属于中性点不接地系统，即小电流接地的单端供电网络系统，即小电流接地的单端供电网络。由于厂区线路距离不长，所有线路保护也不复杂，由于厂区线路距离不长，所有线路保护也不复杂，常用的保护装置有：常用的保护装置有：带时限的过电流保护；带时限的过电流保护；电流速断保护；电流速断保护；低电压保护；低电压保护；中性点不接地系统的单相接地保护；中性点不接地系统的单相接地保护；由双电源供电时的功率方向保护
21、由双电源供电时的功率方向保护。5.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置过电流保护装置过电流保护装置当被保护元件中电流超过某一预先当被保护元件中电流超过某一预先 整定的值时，就使断路器跳闸的整定的值时，就使断路器跳闸的 保护装置。按其保护装置。按其时限特性时限特性可分为定可分为定 时限和反时限两种时限和反时限两种定时限定时限过电流保护装置过电流保护装置动作时限固定，与电流大小动作时限固定，与电流大小 无关；无关；反定时限反定时限过电流保护装置过电流保护装置根据电流大小改变动作时根据电流大小改变动作时 间，电流大，时限短。间，电流大，时限短。（1 1）保护装置的组成
22、与工作原理）保护装置的组成与工作原理 对于对于10KV10KV线路，工程上多采用线路，工程上多采用不完全星形接线方不完全星形接线方式式。（。（原理图见原理图见P P114114，图图5 58 8）5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置（2 2）保护装置动作电流的整定）保护装置动作电流的整定 一次侧动作电流与继电器动作电流一次侧动作电流与继电器动作电流的关系的关系 继电器动作由流经其内部的动作电流继电器动作由流经其内部的动作电流I IOPOP决定（或二决定（或二次电流决定）次电流决定）又：线
23、路上的最大负荷电流计算的是一次侧值。又：线路上的最大负荷电流计算的是一次侧值。应首先会根据一次电流求电流继电器的动作电流：应首先会根据一次电流求电流继电器的动作电流：I IOP1OP1一次侧动作电流，即能够使保护装置启动的流经一次侧动作电流，即能够使保护装置启动的流经电流互感器一次电流互感器一次侧（即流经被保护线路）的最小电流值。侧（即流经被保护线路）的最小电流值。1OPTAIOPWKIK1122TATAIRWKIRWKIIK IIK又5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置 I IOP O
24、P 电流继电器的动作电流电流继电器的动作电流 电流互感器变比电流互感器变比 K KW W 接线系数，对于不完全星形，接线系数，对于不完全星形，K KW W1 1 动作电流整定动作电流整定应考虑两方面的问题应考虑两方面的问题 条件条件1 1：线路上出现最大负荷电流（过负荷尖峰电流，线路上出现最大负荷电流（过负荷尖峰电流，如电动机起动）时保护装置不应动作：如电动机起动）时保护装置不应动作：*线路最大负荷电流（一次电流）线路最大负荷电流（一次电流）条件条件2 2：当保护装置被其主保护外的短路故障启动作为后当保护装置被其主保护外的短路故障启动作为后 备保护时，应保证在外备保护时，应保证在外部短路被它的
25、主保护切除部短路被它的主保护切除 后，保护装置应能可靠返回，不应误动作。后，保护装置应能可靠返回，不应误动作。21WTAWK1maxOPWLIImax30(2 3)WLII5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置例：例：当当K K点短路时点短路时 I I2 2,I,I1 1，UU，进而进而 的的 转速转速nn，QF2QF2、QF1QF1的电流的电流继电器都可能动作，继电器都可能动作，QF1QF1作为作为QF2QF2的后备。由于动作时间的后备。由于动作时间设定不同，设定不同，QF2QF2先跳，
26、先跳，K K点被切除，点被切除，I I1 1从从I IK K恢复，恢复，U U恢复，恢复，电机电机n n回升，相当重启动，回升，相当重启动，所以电流从所以电流从I IK K降到降到IWLmax，这时这时QF1QF1的电流继电器应返回。否则，设定时间一到的电流继电器应返回。否则，设定时间一到QF1QF1就会跳闸引起误动作。就会跳闸引起误动作。这就要求：这就要求：（注（注I Irere是继电器的返回电流，是继电器的返回电流，即电流互感器的二次电流）即电流互感器的二次电流）KQF2MQF1QF3MmaxWLTAIreWKIK5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护I2
27、I15.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置或：或：（引入系数引入系数 ，将不等式变为等式），将不等式变为等式）K KCOCO可靠系数，一般取可靠系数，一般取1.151.151.251.25 (返回系数返回系数)相应的保护装置动作一次电流为：相应的保护装置动作一次电流为：*（对（对DLDL型，型，0.850.85）保护装置保护装置动作时限动作时限的整定的整定 定时限过电流保护装置的动作时限是按照时间阶梯定时限过电流保护装置的动作时限是按照时间阶梯的原则来选择的即：的原则来选择的即：maxWLTAIrecoWKIK KCOKreOPIreIKmaxreCOWrer
28、eTAIKKOPWLKK KII1maxOPCOWreIKOPTAWLKKIKIKre5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置 从电网的最末端的过电流保护装置数起，向电源方从电网的最末端的过电流保护装置数起，向电源方向沿短路电流流经的向沿短路电流流经的路径，逐级增加一个时间阶段路径，逐级增加一个时间阶段，形成一个阶梯的时限特性，并以此获得动作的选择性，形成一个阶梯的时限特性，并以此获得动作的选择性即即t t上级上级t t下级下级tttQF1QF1KA2KA2KA1KA1WL2WL2WL1WL
29、1KA1KA1动作时限动作时限tLo oKA2KA2动作时限动作时限2t1ttQF2QF2ItIt5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置 对于电磁式（对于电磁式（DLDL）电流继电器，时限阶段差一般取电流继电器，时限阶段差一般取0.5S0.5S。从上图可以看出，愈靠近电源端，故障的切除时间愈从上图可以看出，愈靠近电源端，故障的切除时间愈长，这是长，这是定时限过电流保护装置的严重缺陷定时限过电流保护装置的严重缺陷。保护装置的保护装置的灵敏度校验灵敏度校验 过电流保护的过电流保护的灵敏度灵敏度
30、 1 1 1 继电器动作继电器动作，如果不动作，则说明不灵敏，换句话说，如果动作整如果不动作，则说明不灵敏，换句话说，如果动作整定值大定值大于短路电流，则出现于短路电流，则出现拒拒动，说明装置不灵敏动，说明装置不灵敏 min1KOPISIK 被保护区末端最小短路电流保护装置一次动作电流整定值5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.1 5.2.1 线路定时限过电流保护装置线路定时限过电流保护装置 对于中性点不接地系统，对于中性点不接地系统，最小短路电流最小短路电流出现在出现在 最小运行方式下线路末端最小运行方式下线路末端两相短路时两相短路时的短路电流的短路
31、电流 灵敏度校验灵敏度校验过电流保护要求过电流保护要求 （双母线或双变压器单列运行）(2)(2)(2)minmin1(2)()WKKOPTAOPIKISIKIK1(2)(3)3minmin2OPTAIOPWKKKIKII注：(2)1.25 1.5SK5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流线路电流速断速断保护保护 前面说到，越靠近电源端，过电流保护的动作时限越前面说到，越靠近电源端，过电流保护的动作时限越长。而靠近电源端的短路，短路电流越大，危害也更严长。而靠近电源端的短路，短路电流越大，危害也更严重，应快速切断。因此。当过电流保
32、护重，应快速切断。因此。当过电流保护动作时限动作时限大于大于0.50.50.750.75时，应装设电流速断保护装置，以弥补过电流时，应装设电流速断保护装置，以弥补过电流保护的缺陷。保护的缺陷。（1 1）定义）定义 电流速断保护电流速断保护一种瞬时动作一种瞬时动作（不带人为延时）（不带人为延时）的过电流的过电流保护装置。它是按照预选短路计算点的短路电流来保护装置。它是按照预选短路计算点的短路电流来 整定动作电流，从而获得动作的整定动作电流，从而获得动作的选择性选择性。因此它具有一。因此它具有一定的、较小的保护范围，但动作不需延时。定的、较小的保护范围，但动作不需延时。5.2 5.2 工业企业高压
33、配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护 （2 2）电流速断保护装置的组成）电流速断保护装置的组成 对于采用对于采用DLDL系列电流继电器的速断保护装置来说，系列电流继电器的速断保护装置来说，相当于定时限保护中抽去时间继电器。相当于定时限保护中抽去时间继电器。KA1TAaKA2TAcKA1信号QFKMKMKSYRKA2+-IIKS5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护（3 3）动作电流整定）动作电流整定 原则：电流速断保护装置的动作电流原则：电流
34、速断保护装置的动作电流 应按躲应按躲过（即大于）其保护接线末端的过（即大于）其保护接线末端的最大短路电流最大短路电流（即最大（即最大运行方式下（并列运行）三相短路电流）运行方式下（并列运行）三相短路电流）来整定，来整定，即：即：相应的相应的继电器动作电流继电器动作电流为为K KCOCO可靠系数，对可靠系数，对DLDL型继电器取型继电器取1.21.21.31.3 （系统在（系统在最大运行方式最大运行方式下，被保护线路末下，被保护线路末 端变电站母线上发生端变电站母线上发生三相短路三相短路时，流过时，流过 保护装置的保护装置的次暂态短路电流次暂态短路电流）(3)maxKI(3)1maxOP qbC
35、OKIKI(3)maxKTAIOP qbCOWKIKK(3)(3)maxKIIqbquick breakOP1.qbI5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护例：例：TA1QF1KA2K-2K-1KA1WL1WL2QF2TA2LIKI IOP1.qbOP1.qbI IKmaxKmax死区死区保护区保护区线路各点短路，短路电流的分布区线路各点短路，短路电流的分布区II(3)1max1maxOP qbCOKOP qbKIKIII既产生死区5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5
36、.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护说明：说明：速断保护速断保护1 1的动作电流整定应大于下一元件的动作电流整定应大于下一元件QFQF2 2的的 速断保护出口处短路（即速断保护出口处短路（即K-2K-2）时的最大短路电流，时的最大短路电流，即在即在WLWL2 2上任一点发生短路时，速断保护上任一点发生短路时，速断保护1 1不应动作，不应动作，而由速断保护而由速断保护2 2动作切除故障。动作切除故障。由于由于K-2K-2点与点与K-1K-1点很近，所以点很近，所以K-1K-1和和K-2K-2短路电流短路电流 视为相同，因此速断保护视为相同，因此速断保护1 1的动作电流是按照该线
37、路的动作电流是按照该线路 末端末端K-1K-1短路的最大短路电流的短路的最大短路电流的K KCOCO倍倍整定整定，这样保证，这样保证线路保护的选择性。线路保护的选择性。5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护 电流速断不能保护线路的全长，而存在着不保电流速断不能保护线路的全长，而存在着不保护区，即死区。对于护区，即死区。对于6 610KV10KV线路，电流速断保护的最小线路，电流速断保护的最小保护区不应小于线路全长的保护区不应小于线路全长的15152020。速断保护必须。速断保护必须与其它保护配合，不能单独
38、使用。与其它保护配合，不能单独使用。（4 4）电流速断保护与过电流保护的配合）电流速断保护与过电流保护的配合 为保护线路全长，电流速断保护与定时限过电流保护为保护线路全长，电流速断保护与定时限过电流保护相配合。相配合。(3)1maxOP qbCOKIKI(3)1maxOP qbKII既:5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护 速断整定：速断整定：具体具体确定确定：I IOP1OP1，I IOP2OP2，I IOP3OP3 过电流整定过电流整定：动作时限动作时限：t t0 0固有延时固有延时 ，是人，是人
39、为延时。为延时。LIOP1(3)1maxOP qbCOKIKI2tmax30(2 3)COreCOreKOPWLKKKIII5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护QF1KA2WL1WL3QF3IK速断速断t0IOP3QF2WL2IOP2速断速断过电流（主）过电流（主）过电流过电流速断速断t t0 0+2+2t tt t0 0+t tt0 t0IIIItIt过电流过电流过电流（主）过电流（主）IOP2tIOP3t5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护 过电流保护作为速断保护的后备保护，以弥补速断保过电流保护作为速断保护的后备保护，以弥补速断保护
40、的死区。护的死区。注意各保护的作用区域注意各保护的作用区域!线路定时限与速断保护配合线路定时限与速断保护配合电路图电路图见见P P118118图图5 51313展开图展开图如下：如下：KA1KA3KA2KA4YRKA1QFKMKMKA2信号信号KA3KA4KS+KTKSKT5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护 （5 5）速断保护的灵敏度校验速断保护的灵敏度校验 一次动作电流整定值一次动作电流整定值 系统在最小运行方式下保护安装处两相短系统在最小运行方式下保护安装处两相短 路电流。路电流。注：由于电流速断
41、保护有死区，因此不能用线路末端注：由于电流速断保护有死区，因此不能用线路末端最小两相短路电流进行校验，而只能最小两相短路电流进行校验，而只能用保护安装处最用保护安装处最小两相电流来校验小两相电流来校验。（6 6）定时限定时限过流与电流速断保护区别过流与电流速断保护区别(2)(2)minmin1(2)1.25 1.5WKKOP qbTAOP qbIIKSIKIK(2)minKI5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护 It1maxCOreKOPWLKIII(3)1max(3)maxCO WTAOP qbCO
42、KK KOPqbKKIK III表示符号表示符号选择性选择性电流整定值电流整定值接线接线灵敏度灵敏度定时限定时限时限差时限差最大计算负荷最大计算负荷有时间有时间继电器继电器按末端最小运行按末端最小运行方式。方式。两相短路电流与两相短路电流与一次动作电流比一次动作电流比1.251.5速速 断断整定值整定值最大短路电流最大短路电流无无始端最小运行方始端最小运行方式；式；两相短路电流与两相短路电流与一次动作电流整一次动作电流整定值比定值比1.251.55.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.2 5.2.2 线路电流速断保护线路电流速断保护 5.2 5.2 工业
43、企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护 例题例题5-15-1 5.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护 工业企业工业企业6 610KV10KV电网属于小接地系统，即中性点绝电网属于小接地系统，即中性点绝缘电网。缘电网。在该电网中发生单相接地故障时，在该电网中发生单相接地故障时，不会引起相不会引起相间电压降低和电网电流的急剧增大，电网仍可继续运行间电压降低和电网电流的急剧增大，电网仍可继续运行一段时间一段时间。这样就便于寻找接地点和采用相应措施。这样就便于寻找接地点和采用相应措施。下面就说明上述现象下面就说明上述现象 （1 1）小接地电流系统单相接地故障分析小接地电流系统单
44、相接地故障分析 正常运行时正常运行时 若线路空载时，三相处于对称状态。电网三相对地若线路空载时，三相处于对称状态。电网三相对地电压就等于相电压。电压就等于相电压。5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护电源中性点电源中性点O O与地与地等等电位（电位（0V0V）。）。电网的每相导线与地之间具电网的每相导线与地之间具有一定的电容，均匀分布在有一定的电容，均匀分布在整个导线上（分布电容）。整个导线上（分布电容）。这些电容可用集中在线路中这些电容可用集中在线路中央的电容央的电容C C来代替。电容来代替。电容C C可视为电
45、网的星形负载，其可视为电网的星形负载，其中点就是地。中点就是地。电源DDO0OUCEBEAECOICOICOICI,AABBCCUE UE UECOAI=UC5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护 单相金属性接地时单相金属性接地时，三相对地电压的变化，三相对地电压的变化（设（设A A相接相接地）地）接地相对地电压变为零接地相对地电压变为零（）电源电源中性点对地电压升中性点对地电压升 高为相电压高为相电压（O OO O）完好相完好相对地电压对地电压升高升高为线为线 电压电压（中性点电压抬高）中性点电压抬高）说明：说
46、明：0,AOOAABOBABABCOCACACUUUUUUUUUUUUUUUUU CBA相接地后 ，由于的作用使O电位可降至 图1CBAODOACAUABUBCUCCAUUBABUUOU0AU 0AUAEAU5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护 根据此原理，根据此原理，设计小接地电流的绝缘监视装置设计小接地电流的绝缘监视装置，即，即采用三电压互感器，三电压表，监视采用三电压互感器，三电压表，监视相电压相电压的方法。的方法。单相接地时，用电设备的工作条件并未破坏，仍单相接地时，用电设备的工作条件并未破坏，仍然照常
47、运行。然照常运行。从上式及图从上式及图1 1看出：看出：电网的电网的相电压相电压和相间电压值和相间电压值不仅量值维持不变，而不仅量值维持不变，而且仍具有且仍具有120120的相位差，所以用电设备仍然照常运行。的相位差，所以用电设备仍然照常运行。0BAABABABUUUUU()()BACABCBCBCBCUUUUUUUUUU()0CACACACAUUUUUU5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护 单相接地时单相接地时电容电流的变化电容电流的变化：设设A A相单相接地，流过每相对地电容的电流不对称相单相接地，流过每相
48、对地电容的电流不对称()()()0;CABCCCUUUA cB cC cXXXIjIjIj5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护电源DDOAOUU BEAECOICOICOICI5.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护流过接地点的电容电流：流过接地点的电容电流：结论：结论：流过接地点的电容电流流过接地点的电容电流 ，超前于接地相，超前于接地相电压电压,其值为正常运行时电其值为正常运行时电 容电流容电流I ICOCO的三倍。的三倍。利用此原理，实现单相接地利用此原理，实现单相接地 保护。保护。1()()11C3(3)3()()()()(33)3CCCBC
49、CCCB cC cBCXBACABXXUUUXXIIIjUUjUUjUUjjj Uc 3COIC既ICBOOACCAUUBBAUU3AU5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护5.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护 （2 2）接地电流系统的绝缘接地电流系统的绝缘监视监视装置装置 对中性点绝缘电网而言，在单相接地时，故障的对中性点绝缘电网而言，在单相接地时，故障的电容电容电流不大电流不大，电网三相之间，电网三相之间线电压仍然保持对称不变线电压仍然保持对称不变，对，对负荷供电没影响，负荷供电没影响，设备仍然能运行设备仍然能运行1-21-2小时。小时。由于完
50、好相由于完好相对地电压对地电压升高升高 倍（线电压），若接地倍（线电压），若接地点为点为断续电弧接地断续电弧接地，将引起更高过电压，从而可能使绝，将引起更高过电压，从而可能使绝缘击穿，造成相间短路，使故障扩大，因此应采用绝缘缘击穿，造成相间短路，使故障扩大，因此应采用绝缘监视装置及时发出信号，以便运行人员采取措施消除故监视装置及时发出信号，以便运行人员采取措施消除故障。障。5.2 5.2 工业企业高压配电网的继电保护工业企业高压配电网的继电保护35.2.3 5.2.3 单相接地保护单相接地保护 接线方式见接线方式见P P123123，图，图5 51919 5.2 5.2 工业企业高压配电网的继
