供電第四章

1、第四章第四章 供電系統(tǒng)的保護供電系統(tǒng)的保護第一節(jié)第一節(jié) 繼電保護的基本概念繼電保護的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護第三節(jié)第三節(jié) 電力變壓器的保護電力變壓器的保護第四節(jié)第四節(jié) 低壓配電系統(tǒng)的保護低壓配電系統(tǒng)的保護 第五節(jié)第五節(jié) 供電系統(tǒng)的微機保護供電系統(tǒng)的微機保護 內(nèi)內(nèi) 容容n繼電保護的組成及工作原理；繼電保護的組成及工作原理；n繼電保護裝置應(yīng)滿足的四個要求；繼電保護裝置應(yīng)滿足的四個要求；n常用的繼電器；常用的繼電器； 一、繼電保護的基本概念一、繼電保護的基本概念 所謂所謂繼電保護繼電保護，泛指繼電保護的技術(shù)和由各種繼電，泛指繼電保護的技術(shù)和由各種繼電保護設(shè)備組成的保

2、護系統(tǒng)，具體包括：繼電保護的設(shè)計、保護設(shè)備組成的保護系統(tǒng)，具體包括：繼電保護的設(shè)計、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)；從獲取電量信息的互感器二配置、整定、調(diào)試等技術(shù)；從獲取電量信息的互感器二次回路、經(jīng)過繼電保護裝置、至斷路器跳閘線圈的一整次回路、經(jīng)過繼電保護裝置、至斷路器跳閘線圈的一整套設(shè)備。如果需要利用通信手段傳送信息，還包括通信套設(shè)備。如果需要利用通信手段傳送信息，還包括通信設(shè)備。設(shè)備。 繼電保護裝置繼電保護裝置是一種能反映供電系統(tǒng)中電氣元件是一種能反映供電系統(tǒng)中電氣元件（電力線路、變壓器、母線、用電設(shè)備等）發(fā)生故障或（電力線路、變壓器、母線、用電設(shè)備等）發(fā)生故障或處于不正常運行狀態(tài)、并動作于斷路器

3、跳閘或發(fā)出信號處于不正常運行狀態(tài)、并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置。的自動裝置。二、繼電保護裝置的任務(wù)二、繼電保護裝置的任務(wù) 供電系統(tǒng)在運行中，可能出現(xiàn)各種發(fā)生故障或不正常運行供電系統(tǒng)在運行中，可能出現(xiàn)各種發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)。狀態(tài)。 常見的主要常見的主要故障故障主要是相間短路和接地短路，以及變壓器主要是相間短路和接地短路，以及變壓器、電動機等一相繞組的匝間短路等。、電動機等一相繞組的匝間短路等。 不正常運行狀態(tài)不正常運行狀態(tài)主要是過負荷、一相斷線、小接地電流系主要是過負荷、一相斷線、小接地電流系統(tǒng)中的單相接地等不正常工作情況。統(tǒng)中的單相接地等不正常工作情況。 繼電保護裝置的任務(wù)是繼

4、電保護裝置的任務(wù)是： （1 1）當被保護設(shè)備或線路發(fā)生故障時，保護裝置迅速動作）當被保護設(shè)備或線路發(fā)生故障時，保護裝置迅速動作，作用于跳閘作用于跳閘，有選擇地將故障部分斷開，以減輕故障危，有選擇地將故障部分斷開，以減輕故障危害，防止事故蔓延。害，防止事故蔓延。 （2 2）當設(shè)備出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，保護裝置一般）當設(shè)備出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，保護裝置一般作用于作用于發(fā)信號發(fā)信號，以便及時采取措施，防止事故發(fā)生。，以便及時采取措施，防止事故發(fā)生。 三、繼電保護的組成及工作原理三、繼電保護的組成及工作原理 1. 測量比較部分測量比較部分 測量被保護對象的物理量，適當處理測量被保護對象的物理量，適當處

5、理后并與給定的值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果給出后并與給定的值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果給出“是是”或或“非非”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應(yīng)該啟動。應(yīng)該啟動。2. 邏輯判斷部分邏輯判斷部分 根據(jù)測量比較部分各輸出量的大小、根據(jù)測量比較部分各輸出量的大小、性質(zhì)、邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)順序、持續(xù)時間等，使保護裝置性質(zhì)、邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)順序、持續(xù)時間等，使保護裝置按一定邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否按一定邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)使斷路器跳閘、發(fā)出信號或不動作，并將有關(guān)指令傳應(yīng)使斷路器跳閘、發(fā)出信號或不動作，并將有關(guān)指令傳給執(zhí)行輸出

6、部分。給執(zhí)行輸出部分。 3. 執(zhí)行輸出部分執(zhí)行輸出部分 根據(jù)邏輯判斷部分傳來的指令，最后根據(jù)邏輯判斷部分傳來的指令，最后完成繼電保護所擔負的任務(wù)。如：故障時動作于跳閘；完成繼電保護所擔負的任務(wù)。如：故障時動作于跳閘；不正常運行時發(fā)出信號；正常運行時不動作等。不正常運行時發(fā)出信號；正常運行時不動作等。 要完成要完成繼電保護的基本任務(wù)，必須首先區(qū)分供電系繼電保護的基本任務(wù)，必須首先區(qū)分供電系統(tǒng)的正常、不正常和故障三種運行狀態(tài)，并甄別出發(fā)生統(tǒng)的正常、不正常和故障三種運行狀態(tài)，并甄別出發(fā)生故障和出現(xiàn)異常的電氣元件。為此，必須尋找電氣元件故障和出現(xiàn)異常的電氣元件。為此，必須尋找電氣元件在這三種運行狀態(tài)下

7、的可測參量（繼電保護主要測電氣在這三種運行狀態(tài)下的可測參量（繼電保護主要測電氣量）的量）的“差異差異”，提取和利用這些，提取和利用這些“差異差異”，實現(xiàn)對正，實現(xiàn)對正常、不正常工作和故障元件的快速區(qū)分。目前，已經(jīng)發(fā)常、不正常工作和故障元件的快速區(qū)分。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同運行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有：現(xiàn)不同運行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有：流過電氣流過電氣元件的相電流、序電流、功率及其方向；元件的運行相元件的相電流、序電流、功率及其方向；元件的運行相電壓幅值、序電壓幅值等電壓幅值、序電壓幅值等。依據(jù)這些可測電氣量的差異，。依據(jù)這些可測電氣量的差異，就形成了繼電保護的基本原理，這也是實現(xiàn)保護裝置

8、動就形成了繼電保護的基本原理，這也是實現(xiàn)保護裝置動作的關(guān)鍵作的關(guān)鍵。 四、對四、對繼電保護的基本要求繼電保護的基本要求 1. 可靠性可靠性 可靠性是指繼電保護該動作時應(yīng)動作、不該動作時可靠性是指繼電保護該動作時應(yīng)動作、不該動作時不動作，這是對繼電保護最基本的要求。不動作，這是對繼電保護最基本的要求。繼電保護的可繼電保護的可靠性可以用拒動率、誤動率來衡量，顯然，拒動率及誤靠性可以用拒動率、誤動率來衡量，顯然，拒動率及誤動率愈小，則保護的可靠性愈高。動率愈小，則保護的可靠性愈高。 為保證可靠性，宜選用性能滿足要求、原理盡可能為保證可靠性，宜選用性能滿足要求、原理盡可能簡單的保護方案，應(yīng)采用由可靠的

9、硬件和軟件構(gòu)成的裝簡單的保護方案，應(yīng)采用由可靠的硬件和軟件構(gòu)成的裝置，并應(yīng)具有必要的自動監(jiān)測、閉鎖、報警等措施。置，并應(yīng)具有必要的自動監(jiān)測、閉鎖、報警等措施。2. 靈敏性靈敏性 靈敏性是指在設(shè)備的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路靈敏性是指在設(shè)備的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，繼電保護裝置應(yīng)具有必要的反應(yīng)能力，通常以靈敏時，繼電保護裝置應(yīng)具有必要的反應(yīng)能力，通常以靈敏系數(shù)來衡量。靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)最小正常運行方式和不利系數(shù)來衡量。靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)最小正常運行方式和不利的故障類型來計算。的故障類型來計算。 在國家標準在國家標準GB14285-2006繼電保護和安全自動繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程裝置技術(shù)規(guī)程

10、中，對各類繼電保護的靈敏系數(shù)要求都中，對各類繼電保護的靈敏系數(shù)要求都做了具體的規(guī)定，一般要求其在做了具體的規(guī)定，一般要求其在1.22之間。高靈敏度之間。高靈敏度的保護裝置使故障易于反應(yīng)，從而減小了故障對系統(tǒng)的的保護裝置使故障易于反應(yīng)，從而減小了故障對系統(tǒng)的影響和波及范圍；但高靈敏度的保護裝置比較復(fù)雜，有影響和波及范圍；但高靈敏度的保護裝置比較復(fù)雜，有可能使繼電保護的可靠性降低?？赡苁估^電保護的可靠性降低。3. 選擇性選擇性 選擇性是指首先由故障設(shè)備的繼電保護切除故障，選擇性是指首先由故障設(shè)備的繼電保護切除故障，當故障設(shè)備的繼電保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰當故障設(shè)備的繼電保護或斷路器拒動時，

11、才允許由相鄰設(shè)備的繼電保護切除故障。如圖設(shè)備的繼電保護切除故障。如圖4-2所示的單端供電系所示的單端供電系統(tǒng)中，當統(tǒng)中，當k2點短路時，繼電保護動作只應(yīng)使斷路器點短路時，繼電保護動作只應(yīng)使斷路器QF2跳閘來切除故障線路。跳閘來切除故障線路。opmink.sIIk 圖圖4-2 繼電保護選擇性動作的圖示繼電保護選擇性動作的圖示 當當k1點發(fā)生短路時，只應(yīng)使斷路器點發(fā)生短路時，只應(yīng)使斷路器QF1跳閘，切除跳閘，切除電動機電動機M，而其它斷路器不跳閘；但是若由于某種原因，而其它斷路器不跳閘；但是若由于某種原因造成造成QF1跳不開，上級線路的繼電保護動作（起到遠后跳不開，上級線路的繼電保護動作（起到遠后

12、備作用）才跳開備作用）才跳開QF2，那么相對的停電范圍也較小，這，那么相對的停電范圍也較小，這種保護的動作也是有選擇性的。種保護的動作也是有選擇性的。 為保證選擇性，對相鄰設(shè)備有配合要求的繼電保護，為保證選擇性，對相鄰設(shè)備有配合要求的繼電保護，其靈敏系數(shù)及動作時間應(yīng)相互配合。在某些條件下必須其靈敏系數(shù)及動作時間應(yīng)相互配合。在某些條件下必須加速切除故障時，可使保護無選擇動作，但必須采取補加速切除故障時，可使保護無選擇動作，但必須采取補救措施，例如采用自動重合閘或備用電源等裝置自動投救措施，例如采用自動重合閘或備用電源等裝置自動投入來補救。入來補救。 4. 速動性速動性 速動性是指繼電保護應(yīng)能盡快

13、地切除短路故障。其速動性是指繼電保護應(yīng)能盡快地切除短路故障。其目的是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備的損壞程度，目的是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動投入的效果等。設(shè)備自動投入的效果等。 故障切除時間等于繼電保護裝置與斷路器的動作時故障切除時間等于繼電保護裝置與斷路器的動作時間之和，一般快速保護的動作時間為間之和，一般快速保護的動作時間為0.060.12秒，最快秒，最快可達可達0.010.04秒；一般的斷路器的動作時間為秒；一般的斷路器的動作時間為0.060.15秒，最快可達秒，

14、最快可達0.020.06秒。對大量的中、低壓電氣設(shè)備秒。對大量的中、低壓電氣設(shè)備來說，不一定都采用高速動作的保護。但是有些情形的來說，不一定都采用高速動作的保護。但是有些情形的故障必須快速切除，例如：大容量電動機內(nèi)部故障、中故障必須快速切除，例如：大容量電動機內(nèi)部故障、中低壓線路導(dǎo)線截面過小而為避免過熱不允許延時切除的低壓線路導(dǎo)線截面過小而為避免過熱不允許延時切除的故障、可能危及人身安全、對通信系統(tǒng)或鐵路信號系統(tǒng)故障、可能危及人身安全、對通信系統(tǒng)或鐵路信號系統(tǒng)有強烈干擾的故障等。有強烈干擾的故障等。 五、常用繼電器五、常用繼電器 1 1、繼電器分類、繼電器分類u按反應(yīng)的物理量按反應(yīng)的物理量分為

15、：電流繼電器、電壓繼分為：電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、阻抗繼電器、氣體繼電電器、功率繼電器、阻抗繼電器、氣體繼電器器u按實現(xiàn)的型式按實現(xiàn)的型式分為：電磁式、感應(yīng)式、數(shù)字分為：電磁式、感應(yīng)式、數(shù)字式式u按繼電器在保護回路中所起的作用按繼電器在保護回路中所起的作用分為：量分為：量度繼電器、時間繼電器、中間繼電器、信號度繼電器、時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器、出口繼電器繼電器、出口繼電器反應(yīng)物理量變化構(gòu)成的保護分為反應(yīng)物理量變化構(gòu)成的保護分為反應(yīng)電氣量變化的保護反應(yīng)電氣量變化的保護和和反應(yīng)反應(yīng)非電氣量變化的保護非電氣量變化的保護。反應(yīng)電氣量變化的保護：反應(yīng)電氣量變化的保護：利用短路時電流

16、增大的特征，可構(gòu)成利用短路時電流增大的特征，可構(gòu)成過電流保護過電流保護；利用電壓降低的特征，可構(gòu)成利用電壓降低的特征，可構(gòu)成低電壓保護低電壓保護；利用電壓和電流比值的變化，可構(gòu)成利用電壓和電流比值的變化，可構(gòu)成阻抗（距離）保護阻抗（距離）保護；利用電流和電壓之間相位關(guān)系的變化，可構(gòu)成利用電流和電壓之間相位關(guān)系的變化，可構(gòu)成方向保護方向保護；利用比較被保護設(shè)備各端電流大小和相位的差別可構(gòu)成利用比較被保護設(shè)備各端電流大小和相位的差別可構(gòu)成差差動保護動保護等。等。反應(yīng)非電氣量變化的保護：反應(yīng)非電氣量變化的保護：利用故障時變壓器油分解所產(chǎn)生的氣體，可構(gòu)成利用故障時變壓器油分解所產(chǎn)生的氣體，可構(gòu)成瓦斯保

17、瓦斯保護護。利用電動機繞組溫度的升高，可構(gòu)成利用電動機繞組溫度的升高，可構(gòu)成過負荷保護過負荷保護或或過熱過熱保護保護。* * * *可利用任何可利用任何故障與正常運行狀態(tài)下故障與正常運行狀態(tài)下有區(qū)別的信號來實現(xiàn)有區(qū)別的信號來實現(xiàn)保護。保護。各種繼電器的表示符號和圖形符號各種繼電器的表示符號和圖形符號本章主要討論機電式繼電器構(gòu)成的保護裝置，即電磁式和感應(yīng)式。本章主要討論機電式繼電器構(gòu)成的保護裝置，即電磁式和感應(yīng)式。2、電磁式繼電器、電磁式繼電器（1）電磁式電流繼電器）電磁式電流繼電器以吸引銜鐵式為例說明工作原理。文字符號以吸引銜鐵式為例說明工作原理。文字符號KAKA。DL-10DL-10系列電磁

18、式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)系列電磁式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)1-1-線圈線圈 ，2 2電磁鐵，電磁鐵，3 3鋼舌片，鋼舌片，4 4靜觸點，靜觸點，5 5動觸點，動觸點，6 6起動電流調(diào)節(jié)螺桿，起動電流調(diào)節(jié)螺桿，7 7標度盤，標度盤，8 8軸承，軸承，9 9反作用彈簧，反作用彈簧，1010軸軸動作電流動作電流：能使繼電器動作的最小電流稱為動作電流，以能使繼電器動作的最小電流稱為動作電流，以Iop表示。表示。返回電流：返回電流：能使繼電器返回的最大電流為返回電流，以能使繼電器返回的最大電流為返回電流，以Ire表示。表示。返回系數(shù)：返回系數(shù)：kre = Ire / Iop繼電保護繼電保護kre規(guī)定：規(guī)定：過

19、流繼電器的不應(yīng)低于過流繼電器的不應(yīng)低于0.85；低電壓繼；低電壓繼電器的應(yīng)不大于電器的應(yīng)不大于1.25。盡量接近于。盡量接近于1。（2）電磁式電壓繼電器）電磁式電壓繼電器 結(jié)構(gòu)與電流繼電器相似，不同之處是線圈所用導(dǎo)線細且匝結(jié)構(gòu)與電流繼電器相似，不同之處是線圈所用導(dǎo)線細且匝數(shù)多，阻抗大，以適應(yīng)接入電壓回路的需要。文字符號數(shù)多，阻抗大，以適應(yīng)接入電壓回路的需要。文字符號KV。電壓繼電器分電壓繼電器分過電壓過電壓和和低電壓低電壓繼電器兩種。繼電器兩種。u過電壓繼電器是反應(yīng)電壓升高而動作的繼電器，與過電壓繼電器是反應(yīng)電壓升高而動作的繼電器，與電流繼電器動作、返回概念同；電流繼電器動作、返回概念同；u低

20、電壓繼電器則相反，能使低電壓繼電器動作，即低電壓繼電器則相反，能使低電壓繼電器動作，即使其常閉接點閉合的最大電壓稱為使其常閉接點閉合的最大電壓稱為動作電壓動作電壓；能使低；能使低電壓繼電器返回，即使其常閉接點斷開的最小電壓稱電壓繼電器返回，即使其常閉接點斷開的最小電壓稱為為返回電壓返回電壓；返回系數(shù)總大于；返回系數(shù)總大于1.（3 3）電磁式中間繼電器）電磁式中間繼電器 電磁式中間繼電器在繼電保護裝置中用作輔助電磁式中間繼電器在繼電保護裝置中用作輔助繼電器，以繼電器，以彌補主繼電器觸點數(shù)量或觸點容彌補主繼電器觸點數(shù)量或觸點容量的不足量的不足。其文字符號為。其文字符號為KMKM。（4 4）電磁式信

21、號繼電器）電磁式信號繼電器 電磁式信號繼電器在繼電保護裝置中電磁式信號繼電器在繼電保護裝置中用來發(fā)用來發(fā)出指示信號出指示信號，它本身具有掉牌顯示，并帶有，它本身具有掉牌顯示，并帶有接點用以接通燈光或音響信號回路。信號繼接點用以接通燈光或音響信號回路。信號繼電器的文字符號為電器的文字符號為KSKS。（6 6）電磁式時間繼電器）電磁式時間繼電器 電磁式時間繼電器在繼電保護裝置中，用來使電磁式時間繼電器在繼電保護裝置中，用來使保護裝置獲保護裝置獲得所要求的延時（時限）。得所要求的延時（時限）。時間繼電器的文字符號為時間繼電器的文字符號為KTKT。線圈，電磁鐵，可動鐵心，返回彈簧，、線圈，電磁鐵，可動

22、鐵心，返回彈簧，、6 6瞬時靜瞬時靜觸點，觸點，7 7絕緣件，瞬時動觸點，壓桿菌，絕緣件，瞬時動觸點，壓桿菌，1010平衡錘，平衡錘，1111擺動擺動卡板，卡板，1212扇形齒輪，扇形齒輪，1313傳動齒輪，傳動齒輪，1414主動觸點，主動觸點，1515主靜觸點，主靜觸點，1616標度盤，標度盤，1717拉引彈簧，拉引彈簧，1818彈簧拉力調(diào)節(jié)器，彈簧拉力調(diào)節(jié)器，1919摩擦離合器，摩擦離合器，2020主齒主齒輪，輪，2121小齒輪，小齒輪，2222掣輪，掣輪，2323、24-24-鐘表機構(gòu)傳動齒輪鐘表機構(gòu)傳動齒輪3 3、感應(yīng)式繼電器、感應(yīng)式繼電器 （1 1）基本結(jié)構(gòu)和原理：）基本結(jié)構(gòu)和原理：

23、 感應(yīng)型電流繼電器的動作機構(gòu)主要由部分套有銅制短路環(huán)感應(yīng)型電流繼電器的動作機構(gòu)主要由部分套有銅制短路環(huán)的主電磁鐵、瞬動銜鐵和可動鋁盤等元件組成。的主電磁鐵、瞬動銜鐵和可動鋁盤等元件組成。 當電磁鐵線圈電流在一定范圍之內(nèi)時，鋁盤由于兩個不同當電磁鐵線圈電流在一定范圍之內(nèi)時，鋁盤由于兩個不同相位交變磁通所產(chǎn)生的渦流而轉(zhuǎn)動，經(jīng)過延時帶動接點系統(tǒng)動相位交變磁通所產(chǎn)生的渦流而轉(zhuǎn)動，經(jīng)過延時帶動接點系統(tǒng)動作，電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快。作，電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快。 （2 2）感應(yīng)式電流繼電器）感應(yīng)式電流繼電器這種繼電器具有這種繼電器具有瞬動特性瞬動特性和和反時限特性反時限特性。u感應(yīng)式電流繼電器的電流時間

24、特性曲線如圖所示。當繼電感應(yīng)式電流繼電器的電流時間特性曲線如圖所示。當繼電器線圈中的電流大到一定數(shù)值時，其動作時間與通入電流的器線圈中的電流大到一定數(shù)值時，其動作時間與通入電流的平方成反比，通入的電流越大，動作時間越短，這也就是感平方成反比，通入的電流越大，動作時間越短，這也就是感應(yīng)式電流繼電器的應(yīng)式電流繼電器的“反時限特性反時限特性”，如下圖所示曲線如下圖所示曲線 abcabc，這一特性是其感應(yīng)元件所產(chǎn)生的。這一特性是其感應(yīng)元件所產(chǎn)生的。1nqbnt0abcbd10 當繼電器線圈電流進一步增大到整定的速斷電流當繼電器線圈電流進一步增大到整定的速斷電流I Iqbqb時，主時，主電磁鐵直接吸下瞬

25、動銜鐵，使接點閉合，構(gòu)成電磁鐵直接吸下瞬動銜鐵，使接點閉合，構(gòu)成“速動特性速動特性”，如圖所示如圖所示bbbbd d曲線。曲線。n nqb_qb_-速斷電流倍數(shù)。速斷電流倍數(shù)。qbqbopInI六、繼電保護用的電流互感器六、繼電保護用的電流互感器 多數(shù)繼電器的輸入量為電流及電壓，然而，不可能將繼電器多數(shù)繼電器的輸入量為電流及電壓，然而，不可能將繼電器直接作用于強電流、高電壓的電力設(shè)備上，這就得借助于某直接作用于強電流、高電壓的電力設(shè)備上，這就得借助于某些設(shè)備例如些設(shè)備例如電流互感器及電壓互感器電流互感器及電壓互感器，將強電流、高電壓按將強電流、高電壓按變比變換為較低的電流、電壓，供繼電器使用變

26、比變換為較低的電流、電壓，供繼電器使用。鑒于供電系統(tǒng)中主要是采用電流保護，下面著重對電流互鑒于供電系統(tǒng)中主要是采用電流保護，下面著重對電流互感器的感器的10誤差曲線和接線方式介紹。誤差曲線和接線方式介紹。1 1、電流誤差、電流誤差 電流互感器的電流誤差是指測出的電流電流互感器的電流誤差是指測出的電流k kTATAI I2 2對實際電流對實際電流I I1 1的的相對誤差百分值，即相對誤差百分值，即100%112TAIIIkI我國規(guī)程規(guī)定：保護用電流互感器的電流誤差范圍為我國規(guī)程規(guī)定：保護用電流互感器的電流誤差范圍為10%10%。1221TAINKIN為變流比。為變流比。2 2、電流互感器的、電流

27、互感器的10%10%誤差曲線誤差曲線（1 1）定義：定義：所謂電流互感器的所謂電流互感器的10%10%誤差曲線，是指互感器的誤差曲線，是指互感器的電流誤差為電流誤差為10%10%時，一次電流對其額定電流的倍數(shù)時，一次電流對其額定電流的倍數(shù)k k= I= I1 1/I/I1TA1TA 與二次側(cè)負荷阻抗與二次側(cè)負荷阻抗Z Z2 2的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。（2 2）用途：用途：確定發(fā)生短路故障時，保證電流誤差不超過確定發(fā)生短路故障時，保證電流誤差不超過10% 的允許二次負荷值；利用的允許二次負荷值；利用10%10%誤差曲線選擇電流互感誤差曲線選擇電流互感器并進行校驗；器并進行校驗；3 3、電流互感器

28、的接線方式、電流互感器的接線方式接線方式接線方式：是指電流保護中的電流繼電器與電流互感器二次：是指電流保護中的電流繼電器與電流互感器二次繞組的連接方式。繞組的連接方式。接線系數(shù)接線系數(shù)K Kkxkx：它是流入繼電器的電流：它是流入繼電器的電流I Ik k與電流互感器二次繞與電流互感器二次繞組電流組電流I ITA.2TA.2的比值，即的比值，即 .2kkxTAIKI常用的接線方式有三種：常用的接線方式有三種：完全星形接線、非完全星形接線、完全星形接線、非完全星形接線、差接法。差接法。（1 1）完全星形接線）完全星形接線u三相三繼電器聯(lián)結(jié)方式：三相三繼電器聯(lián)結(jié)方式：利用三個電流互感器串接三利用三個

29、電流互感器串接三個電流繼電器而成；個電流繼電器而成；uKkx =1；u特點特點：這種方式對各種故：這種方式對各種故障都起作用，當短路電流相障都起作用，當短路電流相同時，對所有故障都同樣靈同時，對所有故障都同樣靈敏，對相間短路動作可靠，敏，對相間短路動作可靠，至少有兩個繼電器動作。至少有兩個繼電器動作。u適應(yīng)場合適應(yīng)場合：主要用于高壓：主要用于高壓大電流接地系統(tǒng)，以及大型大電流接地系統(tǒng)，以及大型變壓器、電動機的差動保護、變壓器、電動機的差動保護、相間保護和單相接地保護。相間保護和單相接地保護。 （2 2）非完全星形接線）非完全星形接線u二相二繼電器聯(lián)結(jié)方式；二相二繼電器聯(lián)結(jié)方式；uKkx =1；

30、u特點特點：這種方式動作可靠性不如：這種方式動作可靠性不如第一種接線。當?shù)谝环N接線。當AB或或BC相短路時，相短路時，僅有一個繼電器動作；當未裝設(shè)互僅有一個繼電器動作；當未裝設(shè)互感器的感器的B相發(fā)生單相接地故障時，相發(fā)生單相接地故障時，保護裝置不起作用。僅用兩個互感保護裝置不起作用。僅用兩個互感器和繼電器，經(jīng)濟。器和繼電器，經(jīng)濟。u適應(yīng)場合適應(yīng)場合：用于小接地電流系統(tǒng)用于小接地電流系統(tǒng)作相間短路保護用作相間短路保護用。 （3 3）差接法（兩相電流差）差接法（兩相電流差）u二相一繼電器聯(lián)結(jié)方式，二相一繼電器聯(lián)結(jié)方式，流入繼電器的電流為兩相流入繼電器的電流為兩相電流互感器二次側(cè)電流之電流互感器二次

31、側(cè)電流之差差 ；uKkx ：不同的短路方式：不同的短路方式具有不同的接線系數(shù)。具有不同的接線系數(shù)。 接線系數(shù)：接線系數(shù)：正常運行時：正常運行時：jacIII3jaII/3kxjaKII三相短路時：三相短路時：(3)21(3)22/33/3TAkTAjkTAKXjIIKIKIIIKKIIABAB或或BCBC兩相短路時：兩相短路時：(or)/1jacackxjaIIIIIKIIACAC兩相短路時：兩相短路時：(2)21(3)22/22/2TAkTAjkTAKXjIIKIKIIIKKIIB B相發(fā)生單相接地短路時：相發(fā)生單相接地短路時：A A相或相或C C相發(fā)生單相接地短路時：相發(fā)生單相接地短路時：

32、0kxK1kxKu特點及適應(yīng)場合：特點及適應(yīng)場合：這種接線方式雖然節(jié)約投資，但對不同形這種接線方式雖然節(jié)約投資，但對不同形式的短路故障，保護裝置接線系數(shù)和靈敏度也不同，故只適式的短路故障，保護裝置接線系數(shù)和靈敏度也不同，故只適應(yīng)與應(yīng)與10kV10kV以下的小接地電流系統(tǒng)中，作為小容量設(shè)備或高壓以下的小接地電流系統(tǒng)中，作為小容量設(shè)備或高壓電動機的保護。電動機的保護。保護性能評價保護性能評價完全星形接線：能保護任何相間短路和單相接地短路；完全星形接線：能保護任何相間短路和單相接地短路；非完全星形接線：非完全星形接線：差接法：差接法：能保護各種相間短路，但在未裝設(shè)電流能保護各種相間短路，但在未裝設(shè)電

33、流互感器的一相發(fā)生單相接地短路時，?；ジ衅鞯囊幌喟l(fā)生單相接地短路時，保護裝置不動作。護裝置不動作。完全星形接線完全星形接線非完全星形接線非完全星形接線差接法差接法可靠性靈敏性可靠性靈敏性最好最好較好較好差差經(jīng)濟性經(jīng)濟性差差較好較好最好最好適用場合適用場合中性點接地電網(wǎng)中性點接地電網(wǎng)中性點不接地電網(wǎng)中性點不接地電網(wǎng)10kV10kV以下和高壓電動以下和高壓電動機保護機保護n過電流保護過電流保護n電流速斷保護電流速斷保護n限時電流速斷保護限時電流速斷保護n三段式保護三段式保護短路的特點短路的特點電流猛增電流猛增電壓突降電壓突降電流保護電流保護過電流保護過電流保護電流速斷保電流速斷保護護定時限過電定時

34、限過電流保護流保護反時限過電反時限過電流保護流保護電流速斷電流速斷限時電流速斷限時電流速斷低電壓保護低電壓保護 當流過被保護元件中的電流超過預(yù)先整定的某個數(shù)值時，當流過被保護元件中的電流超過預(yù)先整定的某個數(shù)值時，保護裝置啟動，并用時限保證動作的選擇性，使斷路器跳閘保護裝置啟動，并用時限保證動作的選擇性，使斷路器跳閘或給出報警信號，這種繼電保護稱為或給出報警信號，這種繼電保護稱為過電流保護過電流保護。其時限特其時限特性有定時限和反時限兩種性有定時限和反時限兩種。定時限：需附加時間繼電器；定時限：需附加時間繼電器；反時限：無需附加時間繼電器；反時限：無需附加時間繼電器；下面通過保護的工作原理、整定

35、計算動作時限配合等幾個下面通過保護的工作原理、整定計算動作時限配合等幾個方面對定時限和反時限過電流保護進行分析。方面對定時限和反時限過電流保護進行分析。 所謂定時限，是指過電流保護的動作時限是固定的，與通所謂定時限，是指過電流保護的動作時限是固定的，與通過其上電流的大小無關(guān)。過其上電流的大小無關(guān)。（1）工作原理）工作原理組成：組成：由電流繼電器由電流繼電器1KA1KA與與2KA2KA、時間繼電器、時間繼電器KTKT和信號和信號繼電器繼電器KSKS組成。其中，組成。其中，1KA1KA、2KA2KA是測量元件，用來判斷是測量元件，用來判斷通過線路電流是否超過預(yù)設(shè)通過線路電流是否超過預(yù)設(shè)值；值；KT

36、KT為延時元件，它以適為延時元件，它以適當?shù)难訒r來保證裝置動作有當?shù)难訒r來保證裝置動作有選擇性；選擇性；KSKS用來發(fā)出保護動用來發(fā)出保護動作的信號。作的信號。 原理：原理：正常運行時，正常運行時，1KA1KA、2KA2KA、KTKT、KSKS的觸點都是斷開的，當被的觸點都是斷開的，當被保護區(qū)故障或電流過大時，保護區(qū)故障或電流過大時，1KA1KA或或2KA2KA動作，通過其觸點起動時間動作，通過其觸點起動時間繼電器繼電器KTKT，經(jīng)過預(yù)定的延時后，經(jīng)過預(yù)定的延時后，KTKT的觸點閉合，將斷路器的觸點閉合，將斷路器QFQF的跳的跳閘線圈閘線圈YRYR接通，接通，QFQF跳閘，同時起動了信號繼電器

37、跳閘，同時起動了信號繼電器KSKS，信號牌掉下，信號牌掉下，并接通燈光或音響信號。這樣，不正常狀態(tài)或故障被切除。并接通燈光或音響信號。這樣，不正常狀態(tài)或故障被切除。 IreYIIop01（2 2）動作電流、返回電流及其整定計算）動作電流、返回電流及其整定計算 所謂定時限，是指過電流保護的動作時限是固定的，與所謂定時限，是指過電流保護的動作時限是固定的，與通過其上電流的大小無關(guān)。通過其上電流的大小無關(guān)。.opkxTAop kII kk動作電流動作電流：能使電流繼電器動作的最小電流稱為動作電流，能使電流繼電器動作的最小電流稱為動作電流，以以Iop.k表示。表示。返回電流：返回電流：能使電流繼電器返

38、回的最大電流為返回電流，能使電流繼電器返回的最大電流為返回電流，以以Ire.k表示。表示。返回系數(shù)：返回系數(shù)：kre = Ire.k / Iop.k= Ire.1 / Iop.re.1kxTAre kIIkk基本概念基本概念動作電流整定動作電流整定n躲過正常最大工作電流躲過正常最大工作電流I Irmaxrmax，其中包括考慮電動機起動和自，其中包括考慮電動機起動和自啟動等因素造成的影響，這時保護裝置不應(yīng)動作。啟動等因素造成的影響，這時保護裝置不應(yīng)動作。re.1.maxrII.max.MoprstcIIKIn故障線路的定時限過電流保護在故障切除后，且下一母線故障線路的定時限過電流保護在故障切除后

39、，且下一母線有電動機啟動而流過最大負荷電流時，應(yīng)能可靠返回，即有電動機啟動而流過最大負荷電流時，應(yīng)能可靠返回，即要求保護裝置的返回電流滿足下式：要求保護裝置的返回電流滿足下式：re.1st.MkcIK KI.1kst.MoprerecreIK KIIKK則：則：kst.Mop.krekxkxopcTATAkK KkIIIKKK靈敏系數(shù)校驗靈敏系數(shù)校驗n按躲過正常最大工作電流按躲過正常最大工作電流I Irmaxrmax整定的過流保護裝置，還必須整定的過流保護裝置，還必須校驗在短路故障時保護裝置的靈敏系數(shù)，即在它的保護區(qū)發(fā)校驗在短路故障時保護裝置的靈敏系數(shù)，即在它的保護區(qū)發(fā)生短路時，能否可靠動作。

40、生短路時，能否可靠動作。op)2(minksIIk 定時限過電流保護的靈敏系數(shù)是以其保護末端最小短路電流定時限過電流保護的靈敏系數(shù)是以其保護末端最小短路電流 與動作電流與動作電流Iop之比之比ks來衡量，要求來衡量，要求ks1.31.5。對于中性點。對于中性點不接地的供電系統(tǒng)，最小短路電流出現(xiàn)在最小運行方式下末不接地的供電系統(tǒng)，最小短路電流出現(xiàn)在最小運行方式下末端兩相短路時的短路電流端兩相短路時的短路電流 ，故，故)2(minkI（3 3）動作時限的配合）動作時限的配合 為了保證動作的選擇性，過流保護的為了保證動作的選擇性，過流保護的動作時間沿線路的縱向按動作時間沿線路的縱向按階梯階梯原則整定

41、原則整定，時限的整定一般從距電源最遠的保護開始。，時限的整定一般從距電源最遠的保護開始。 圖圖4-9為一單端電源供電線路，當為一單端電源供電線路，當k點發(fā)生短路故障時，點發(fā)生短路故障時，設(shè)置在定時限過電流裝置設(shè)置在定時限過電流裝置I中的過電流繼電器和裝置中的過電流繼電器和裝置II中的過電流繼電器等都將同時動作，但根據(jù)保護動作選中的過電流繼電器等都將同時動作，但根據(jù)保護動作選擇性要求，應(yīng)該由距離擇性要求，應(yīng)該由距離k點最近的保護裝置點最近的保護裝置I動作使斷路動作使斷路器器QF1跳閘，故保護裝置跳閘，故保護裝置I中時間繼電器的整定值應(yīng)比中時間繼電器的整定值應(yīng)比裝置裝置II的時間繼電器整定值小一個

42、的時間繼電器整定值小一個 值。同理能推出裝值。同理能推出裝置置II的時間繼電器又比裝置的時間繼電器又比裝置III的時間繼電器小的時間繼電器小 值等。值等。設(shè)設(shè) ，則，則 ， 。考慮到保護裝置動?？紤]到保護裝置動作時間有一定的誤差，斷路器動作需要一定的時間，并作時間有一定的誤差，斷路器動作需要一定的時間，并計及一定的時間裕度，過電流保護的時限計及一定的時間裕度，過電流保護的時限 一般確定在一般確定在0.50.7s之間，對于微機型過電流保護，可取之間，對于微機型過電流保護，可取 =0.35s。 t01tt ttt02ttt203ttt 定時限過電流保護缺陷定時限過電流保護缺陷：供電系統(tǒng)中越靠近電源

43、的保護動作：供電系統(tǒng)中越靠近電源的保護動作時間越長，這對有些系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是很不利的。時間越長，這對有些系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是很不利的。 解決方法：解決方法：為克服上述缺點，可以采用動作時間與流過繼電為克服上述缺點，可以采用動作時間與流過繼電器中電流的大小有關(guān)的動作時限特性，當電流大時保護的動器中電流的大小有關(guān)的動作時限特性，當電流大時保護的動作時限短，而電流小時動作時限長，此即作時限短，而電流小時動作時限長，此即反時限反時限。（1）工作原理）工作原理組成：組成：1KA、2KA帶有瞬時動作元件的反時限過電流繼電器，其帶有瞬時動作元件的反時限過電流繼電器，其本身動作帶有時限并有動作指示掉牌信號，所以回

44、路不需接時間本身動作帶有時限并有動作指示掉牌信號，所以回路不需接時間繼電器和信號繼電器。繼電器和信號繼電器。原理：原理：當線路有故障時，繼電器當線路有故障時，繼電器1KA、2KA動作，經(jīng)過一定時限動作，經(jīng)過一定時限后，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，這時斷路器的交流操作跳后，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，這時斷路器的交流操作跳閘線圈閘線圈1YR、2YR通電動作，斷路器跳閘，切除故障部分，同時，通電動作，斷路器跳閘，切除故障部分，同時，其信號牌自動掉下，指示保護裝置已經(jīng)動作。當故障切除后，繼其信號牌自動掉下，指示保護裝置已經(jīng)動作。當故障切除后，繼電器返回，其信號牌需手動復(fù)位。電器返回，其信號牌需手

45、動復(fù)位。 (2) 反時限過電流保護的整定配合反時限過電流保護的整定配合 圖圖4-11 反時限過電流保護動作時限反時限過電流保護動作時限a) 短路點距離與動作時間的關(guān)系短路點距離與動作時間的關(guān)系 b) 反時限動作特性曲線反時限動作特性曲線 具體步驟：具體步驟：1) 根據(jù)已知的保護裝置根據(jù)已知的保護裝置I的繼電器動作電流的繼電器動作電流 和動作時限，和動作時限，選擇相應(yīng)的電流繼電器的動作特性曲線，如圖選擇相應(yīng)的電流繼電器的動作特性曲線，如圖4-11b中的曲中的曲線。線。 op KII 根據(jù)根據(jù)n1就可以在保護裝置就可以在保護裝置I的繼電器電流時間特性的繼電器電流時間特性曲線上查到保護裝置曲線上查到保護裝置I在在k1點短路時的實際動作時間點短路時的實際動作時間t1，而線路而線路l1中其它各點短路時，保護裝置中其它各點短路時，保護裝置I的動作時間可以的動作時間可以用同樣的方法求得。即得到了線路用同樣的方法求得。即得到了線路l1中各點短路時保護中各點短路