第六章工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)

1、第六章第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)第一節(jié)第一節(jié) 過電流保護(hù)的任務(wù)和要求過電流保護(hù)的任務(wù)和要求一. 過電流保護(hù)裝置的類型和任務(wù)二. 對保護(hù)裝置的基本要求第二節(jié)第二節(jié) 熔斷器保護(hù)熔斷器保護(hù)一. 熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置二. 熔斷器熔體電流的選擇一. 低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置第三節(jié)第三節(jié) 低壓斷路器保護(hù)低壓斷路器保護(hù)二. 低壓斷路器脫扣器的選擇和整定三. 低壓斷路器的選擇和校驗(yàn)三. 熔斷器的選擇與校驗(yàn)四. 低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)四. 熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)五. 前后熔斷器之間的選擇性配合五. 前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合第四節(jié)

2、第四節(jié) 常用的保護(hù)繼電器常用的保護(hù)繼電器一. 概 述二. 電磁式電流繼電器和電壓繼電器第五節(jié)第五節(jié) 高壓電力線路的繼電保護(hù)高壓電力線路的繼電保護(hù)一. 概 述二. 繼電保護(hù)裝置的接線方式三. 繼電保護(hù)裝置的操作方式四. 帶時(shí)限的過電流保護(hù)五. 電流速斷保護(hù)三. 電磁式時(shí)間繼電器五. 電磁式中間繼電器四. 電磁式信號繼電器六. 感應(yīng)式電流繼電器六. 有選擇性的單相接地保護(hù)七. 電力線路的過負(fù)荷保護(hù)第六節(jié)第六節(jié) 電力變壓器的繼電保護(hù)電力變壓器的繼電保護(hù)一. 概 述二. 電力變壓器的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)第七節(jié)第七節(jié) 高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)一. 概 述二. 高壓電動機(jī)的

3、相間短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)三. 高壓電動機(jī)的單相接地保護(hù)三. 電力變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)五. 電力變壓器的瓦斯保護(hù)四. 電力變壓器的差動保護(hù)復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題習(xí)習(xí) 題題一一. . 過電流保護(hù)裝置的類型和任務(wù)過電流保護(hù)裝置的類型和任務(wù)為了保證工廠供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，避免過負(fù)荷和短路對系統(tǒng)的影響，因此在工廠供電系統(tǒng)中裝有各種類型的過電流保護(hù)裝置。工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)裝置有：熔斷器保護(hù)、低壓斷路器保護(hù)和繼電保護(hù)。(1) 熔斷器保護(hù) 適用于高低壓供電系統(tǒng)。由于其裝置簡單經(jīng)濟(jì)，所以在工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。但是其斷流能力較小，選擇性較差，且其熔體熔斷后要更換熔體才能恢復(fù)供電，因此在要求供電可

4、靠性較高的場所不宜采用熔斷器保護(hù)。(2) 低壓斷路器保護(hù) 又稱低壓自動開關(guān)保護(hù)，適用于要求供電可靠性較高和操作靈活方便的低壓供配電系統(tǒng)中。(3) 繼電保護(hù) 適用于要求供電可靠性高、操作靈活方便特別是自動化程度較高的高壓供配電系統(tǒng)中。熔斷器保護(hù)和低壓斷路器保護(hù)都能在過負(fù)荷和短路時(shí)動作，斷開電路，切除過負(fù)荷和短路部分，而使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。但熔斷器大多主要用于短路保護(hù)，而低壓斷路器則除了可作過負(fù)荷和短路保護(hù)外，有的還可作低電壓或失壓保護(hù)。繼電保護(hù)裝置在過負(fù)荷時(shí)動作，一般只發(fā)出報(bào)警信號，引起運(yùn)行值班人員注意，以便及時(shí)處理；只有當(dāng)過負(fù)荷可危及人身或設(shè)備安全時(shí)，才動作于跳閘。而在發(fā)生短路故障時(shí)

5、，則要求有選擇性地動作于跳閘，將故障部分切除。二二. . 對保護(hù)裝置的基本要求對保護(hù)裝置的基本要求供電系統(tǒng)對保護(hù)裝置有下列基本要求：(1) 選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其他部分則仍然正常運(yùn)行。保護(hù)裝置滿足這一要求的動作，稱為“選擇性動作”。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置不動作（拒動），而離故障點(diǎn)遠(yuǎn)的前一級保護(hù)裝置動作（越級動作），就稱為“失去選擇性”。第六章第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù) 內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：本章介紹工廠供電系統(tǒng)中常用的幾種過電流保護(hù)裝置熔斷器保護(hù)、低壓斷路器保護(hù)和繼電保護(hù)，其中繼電保

6、護(hù)廣泛應(yīng)用于高壓供電系統(tǒng)中，其保護(hù)功能很多，而且是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)，因此將予以重點(diǎn)講述。本章內(nèi)容是保證供電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的基本技術(shù)知識。第一節(jié)第一節(jié) 過電流保護(hù)的任務(wù)和要求過電流保護(hù)的任務(wù)和要求 在GB50062-1992電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中，對各種繼電保護(hù)裝置包括過電流保護(hù)的靈敏度都有一個(gè)最小值的規(guī)定，這將在后面講述各種保護(hù)時(shí)再分別介紹。 以上所講的對保護(hù)裝置的四項(xiàng)基本要求，對一個(gè)具體的保護(hù)裝置來說，不一定都是同等重要的，而往往有所側(cè)重。例如對電力變壓器，由于它是供電系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，因此對其保護(hù)裝置的靈敏度要求較高；而對一般電力線路的保護(hù)裝置，靈敏度要求可低一

7、些，但對其選擇性要求較高。又例如，在無法兼顧保護(hù)選擇性和速動性的情況下，為了快速切除故障，以保證某些關(guān)鍵設(shè)備，或者為了盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有時(shí)甚至犧牲選擇性來保證速動性。 (2) 速動性 為了防止故障擴(kuò)大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快地動作，切除故障。 (3) 可靠性 保護(hù)裝置在應(yīng)該動作時(shí)，就應(yīng)該動作，不應(yīng)該拒動；而不應(yīng)該動作時(shí)，就不應(yīng)該誤動。保護(hù)裝置的可靠程度，與保護(hù)裝置的元件質(zhì)量、接線方案以及安裝、整定和運(yùn)行維護(hù)等多種因素有關(guān)。 (4) 靈敏度 靈敏度或靈敏系數(shù)是表征保護(hù)裝置對其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應(yīng)能力的一個(gè)參數(shù)。如果保護(hù)

8、裝置對其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時(shí)地反應(yīng)動作，就說明保護(hù)裝置的靈敏度高。 過電流保護(hù)的靈敏度或靈敏系數(shù)，用其保護(hù)區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)為最小運(yùn)行方式【1】時(shí)的最小短路電流 與保護(hù)裝置一次動作電流（即保護(hù)裝置動作電流 換算到一次電路的值） 的比值來表示，即.minkIopI.1opI.min.1kpopISI(6-1) 【1】電力系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式，是指電力系統(tǒng)處于短路回路阻抗為最大、短路電流為最小的狀態(tài)下的一種運(yùn)行方式。例如雙回路供電的系統(tǒng)在只有一回路運(yùn)行時(shí)，就屬于一種最小運(yùn)行方式。第二節(jié)第二節(jié) 熔斷器保護(hù)熔斷器保護(hù) 一一. 熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置熔斷器在供配電系統(tǒng)中的配置 熔斷器在供配電系統(tǒng)中

9、的配置，應(yīng)符合選擇性保護(hù)的原則，也就是熔斷器要配置得能使故障范圍縮小到最低限度。此外應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，即供電系統(tǒng)中配置的數(shù)量要盡量地少。 圖6-1是熔斷器在低壓放射式配電系統(tǒng)中合理配置的方案，既可滿足保護(hù)選擇性的要求，又使配置的熔斷器數(shù)量較少。圖中熔斷器FU5用來保護(hù)電動機(jī)及其支線。當(dāng)k-5處發(fā)生短路時(shí)，F(xiàn)U5熔斷。熔斷器FU4主要用來保護(hù)動力配電箱母線。當(dāng)k-4處發(fā)生短路時(shí)，F(xiàn)U4熔斷。同理，熔斷器FU3主要用來保護(hù)配電干線，F(xiàn)U2主要用來保護(hù)低壓配電屏母線，F(xiàn)U1主要用來保護(hù)電力變壓器。在k-1k-3處短路時(shí)，也都是靠近短路點(diǎn)的熔斷器熔斷。 圖6-1 熔斷器在低壓放射式線路中的配置 必須注意：

10、低壓配電系統(tǒng)中的PE線和PEN線上，不允許裝設(shè)熔斷器，以免PE線或PEN線因熔斷器熔斷而斷路時(shí)，致使所有接PE線或接PEN線的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電，危及人身安全。 二二. 熔斷器熔體電流的選擇熔斷器熔體電流的選擇 (一) 保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇 保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流，應(yīng)滿足下列條件： (1) 熔體額定電流 應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流 ，以使熔體在線路正常運(yùn)行時(shí)不致熔斷，即.N FEI30I.30N FEII(6-2)式中 為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量；KOL 為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短時(shí)過負(fù)荷倍數(shù)。式中K為小于1的計(jì)算系數(shù)。 (3) 熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，使之不致

11、發(fā)生因過負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱起燃而熔體不熔斷的事故，因此熔斷器熔體電流還應(yīng)滿足以下條件 對供單臺電動機(jī)的線路熔斷器來說，此系數(shù)K應(yīng)根據(jù)熔斷器的特性和電動機(jī)的啟動情況來決定： 啟動時(shí)間在3s以下（輕載啟動），宜取 K =0.250.35； 啟動時(shí)間在38s（重載啟動），宜取 K =0.350.5； 啟動時(shí)間超過8s或頻繁啟動、反接制動，宜取K =0.50.8。 對供多臺電動機(jī)的線路熔斷器來說，此系數(shù)K應(yīng)視線路上容量最大的一臺電動機(jī)的啟動情況、線路尖峰電流與計(jì)算電流的比值及熔斷器的特性而定，取為K =0.51；如果線路尖峰電流與計(jì)算電流的比值接近于1，則可取K =1。 但必須說明，由于

12、熔斷器品種繁多，特性各異，因此上述有關(guān)計(jì)算系數(shù)K的取值方法，不一定都很恰當(dāng)，故GB50055-1993通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：保護(hù)交流電動機(jī)的熔斷器熔體額定電流“應(yīng)大于電動機(jī)的額定電流，且其安秒特性曲線計(jì)及偏差后略高于電動機(jī)啟動電流和啟動時(shí)間的交點(diǎn)。當(dāng)電動機(jī)頻繁啟動和制動時(shí)，熔體的額定電流應(yīng)再加大12級。” (2) 熔體額定電流 還應(yīng)躲過【1】線路的尖峰電流 ，以使熔體在線路上出現(xiàn)正常的尖峰電流時(shí)也不致熔斷。由于尖峰電流是短時(shí)最大電流，而熔體加熱熔斷需一定時(shí)間，所以滿足的條件為.N FEIpkI.N FEOLalIKI(6-4).N FEpkIKI (6-3) 如果熔斷器只作短路保護(hù)，對

13、電纜和穿管絕緣導(dǎo)線，取KOL=2.5；對明敷絕緣導(dǎo)線，取KOL=1.5 。 如果熔斷器不只作短路保護(hù)，而且要求作過負(fù)荷保護(hù)時(shí)，例如住宅建筑、重要倉庫和公共建筑中的照明線路，有可能長時(shí)間過負(fù)荷的動力線路，以及在可燃建筑物構(gòu)架上明敷的有延燃性外層的絕緣導(dǎo)線線路等，則應(yīng)取KOL=1；當(dāng) A 時(shí)，則取為KOL=0.85 。對有爆炸性氣體和粉塵的區(qū)域內(nèi)的線路，應(yīng)取KOL=0.8。 如果按式（6-2）和式（6-3）兩個(gè)條件選擇的熔體電流不滿足式（6-4）的配合要求時(shí)，則應(yīng)改選熔斷器的型號規(guī)格，或者適當(dāng)增大導(dǎo)線或電纜的芯線截面。.25N FEI 【1】這里的“躲過”不同于“大于”或“不小于”，而是指在所需躲

14、過的電流作用下保護(hù)裝置不致動作。alI(6-5) (二) 保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇 保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)滿足下式要求：TNFENII1)0 . 25 . 1 ( 上式考慮了以下三個(gè)因素： (1) 熔體電流要躲過變壓器允許的正常過負(fù)荷電流。油浸式變壓器的正常過負(fù)荷，室內(nèi)為20%，室外為30%。正常過負(fù)荷下熔斷器不應(yīng)熔斷。 (2) 熔體電流要躲過來自變壓器低壓側(cè)的電動機(jī)自啟動引起的尖峰電流。 (3) 熔體電流還要躲過變壓器自身的勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流又稱空載合閘電流，是變壓器在空載投入時(shí)或者在外部故障切除后突然恢復(fù)電壓時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)電流。 當(dāng)變壓器空載投入或突然恢復(fù)

15、電壓時(shí)，由于變壓器鐵心中的磁通不能突變，因此在變壓器加上電壓的初瞬間（t =0時(shí)），其鐵心中的磁通 應(yīng)維持為零，從而與三相電路突然短路時(shí)所發(fā)生的物理過程（參看第三章第二節(jié)）相類似，鐵心中將同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)磁通：一個(gè)是符合磁路歐姆定律的周期分量 （與短路的 相當(dāng)）；另一個(gè)是符合楞次定律的非周期分量 （與短路的 相當(dāng)）。這兩個(gè)磁通分量在t =0時(shí)大小相等，極性相反，使合成磁通 ，如圖6-2所示。經(jīng)半個(gè)周期即0.01s后， 達(dá)到最大值（與短路的 相當(dāng)）。這時(shí)鐵心將嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流迅速增大，可達(dá)變壓器額定一次電流的810倍，形成類似涌浪的沖擊性電流，因此這一勵(lì)磁電流稱為勵(lì)磁涌流。ppinpishi0 1

16、.N TI式中 為變壓器的額定一次電流。np 圖6-2 變壓器空載投入時(shí)勵(lì)磁涌流的變化曲線 由圖6-2可以看出，勵(lì)磁涌流中含有數(shù)值很大的非周期分量，而且衰減較慢（與短路電流非周期分量相比），因此其波形在過渡過程中相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，都偏向時(shí)間軸的一側(cè)。很明顯，熔斷器的熔體電流如果不躲過勵(lì)磁涌流，就可能在變壓器空載投入時(shí)或電壓突然恢復(fù)時(shí)使熔斷器熔斷，破壞了供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 附錄表20列出部分電力變壓器配用的高壓熔斷器規(guī)格 ，供參考。 (3) 對具有斷流上下限的熔斷器（如RW4等型跌開式熔斷器） 其斷流上限應(yīng)滿足式（6-7）的校驗(yàn)條件，其斷流下限應(yīng)滿足下列條件 (2) 對非限流熔斷器（如RW4、

17、RM10等型） 由于非限流熔斷器不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，切除短路故障，因此需滿足的條件為(三) 保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇 由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小，因此保護(hù)電壓互感器的RN2型熔斷器熔體額定電流一般為0.5A。 三三. 熔斷器的選擇與校驗(yàn)熔斷器的選擇與校驗(yàn) 選擇熔斷器時(shí)應(yīng)滿足下列條件： (1) 熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于線路的額定電壓。對高壓熔斷器，其額定電壓應(yīng)不低于線路的最高電壓。 (2) 熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所裝熔體的額定電流。 (3) 熔斷器的類型應(yīng)符合安裝條件（戶內(nèi)或戶外）及被保護(hù)設(shè)備對保護(hù)的技術(shù)要求。 熔斷器還必須進(jìn)行斷流能力的校驗(yàn)： (1) 對限

18、流式熔斷器（如RN1、RT0等型） 由于限流式熔斷器能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前完全熔斷并熄滅電流，切除短路故障，因此滿足的條件為 (3)ocII(6-6)式中 為熔斷器的最大分?jǐn)嚯娏鳎?為熔斷器安裝地點(diǎn)的三相次暫態(tài)短路電流有效值，在無限大容量系統(tǒng)中， ocI(3)I(3)(3)(3)kIII。(3)ocshII (6-7) (3)shI式中 為熔斷器安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效值。(2).minockII(6-8)式中 為熔斷器的最小分?jǐn)嚯娏鳎?為熔斷器所保護(hù)線路末端的兩相短路電流（這是對中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)而言。如果是中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，應(yīng)改為線路末端的單相短路電流）。.minocI(2)kI

19、 注：表中K值適用于符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的一些新型熔斷器如RT12、RT14、RT15、NT等型熔斷器。對于老型熔斷器，可取K =47，即近似地按表中熔斷時(shí)間為5s的熔斷器來取值。 四四. 熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 為了保證熔斷器在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)可靠地熔斷，按規(guī)定，熔斷器保護(hù)的靈敏度應(yīng)滿足下列條件(6-9).min.kpN FEISKI式中 為熔斷器熔體的額定電流； 為熔斷器所保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的最小短路電流（對TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)，為線路末端的單相短路電流或單相接地故障電流；對IT系統(tǒng)和中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，為線路末端的兩相短路電流；對保護(hù)變壓器的高壓熔斷器來

20、說，為低壓側(cè)母線的兩相短路電流換算到高壓側(cè)之值）；K為靈敏系數(shù)的最小比值，如表6-1所示。.N FEI.minkI表表6-1 檢驗(yàn)熔斷器保護(hù)靈敏度的最小比值檢驗(yàn)熔斷器保護(hù)靈敏度的最小比值K1110980.4s7 6554.55s熔斷時(shí)間250500A80200A4063A1632A410A熔體額定電流A(2) 校驗(yàn)熔斷器的斷流能力查附錄表10-1，得RT0-100型熔斷器的 。其斷流能力是滿足要求。5013ocIkAIkA (4) 校驗(yàn)導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合 假設(shè)該電動機(jī)安裝在一般車間內(nèi)，熔斷器只作短路保護(hù)用，因此導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合條件為 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查附錄表15知，穿管鋁芯線的最小截面

21、為2.5mm2?，F(xiàn)A=10mm2，故滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 (3) 選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑 按發(fā)熱條件選擇，查附錄表19-2得A=10mm2 的BLV型鋁芯塑料線三根穿鋼管時(shí)， ，滿足發(fā)熱條件。相應(yīng)地選擇穿線鋼管SC20mm。30(30)4135.5alCIAIA.2.5N FEalII 現(xiàn) ，故滿足熔斷器保護(hù)與導(dǎo)線的配合要求，（注：因未給 數(shù)據(jù)，熔斷器靈敏度校驗(yàn)從略。）.minkI 例例6-1 有一臺Y型電動機(jī)，其額定電壓為380V，額定容量為18.5kW，額定電流為35.5A，啟動電流倍數(shù)為7。現(xiàn)擬采用BLV型導(dǎo)線穿焊接鋼管敷設(shè)。該電動機(jī)采用RT0型熔斷器作短路保護(hù)，短路電流 最大可達(dá)13kA

22、。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為30。試選擇熔斷器及其熔體的額定電流，并選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑。(3)kI 解：解：(1) 選擇熔斷器及熔體的額定電流.3035.5N FEII且 A.0.3 35.5774.55N FEpkIKIA因此由附錄表10-1，可選RT0-100型熔斷器，即 A，而熔體選 A。.80N FEI.100N FUIAAAIFEN5 .102415 . 280 如果不用熔斷器的保護(hù)特性曲線來檢驗(yàn)選擇性，則一般只有前一熔斷器的熔體電流大于后一熔斷器的熔體電流23級以上，才有可能保證其動作的選擇性。圖6-3 熔斷器保護(hù)的配置和選擇性校驗(yàn)a) 熔斷器在低壓配電線路中的配置 b) 熔斷器按保護(hù)特性

23、曲線進(jìn)行選擇性校驗(yàn) (注：曲線圖中斜線區(qū)表示特性曲線的偏差范圍) 五五. 前后熔斷器之間的選擇性配合前后熔斷器之間的選擇性配合 前后熔斷器之間的選擇性配合，就是要求在線路發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的熔斷器首先熔斷，從而使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。 前后熔斷器的選擇性配合，宜按它們的保護(hù)特性曲線（安秒特性曲線）來進(jìn)行檢驗(yàn)。 如圖6-3a所示線路中，設(shè)支線WL2的首端k點(diǎn)發(fā)生三相短路，則三相短路電流Ik 要通過FU2和FU1。但保護(hù)選擇性要求，應(yīng)該是FU2的熔體首先熔斷，切斷故障線路WL2，而FU1不再熔斷，使干線WL1恢復(fù)正常運(yùn)行。但是熔體實(shí)際熔斷時(shí)間與其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)特性曲線查得的熔斷時(shí)間可能有30

24、% 50%的偏差，從最不利的情況考慮，k點(diǎn)短路時(shí)，F(xiàn)U1的實(shí)際熔斷時(shí)間 t1比標(biāo)準(zhǔn)特性曲線查得的時(shí)間 t1小50%（為負(fù)偏差），即t1=0.5 t1 ；而FU2的實(shí)際熔斷時(shí)間t2又比標(biāo)準(zhǔn)特性曲線查得的時(shí)間t2大50%（為正偏差），即t2=1.5 t2 。這時(shí)由圖6-3所示熔斷器保護(hù)特性曲線可以看出，要保證前后兩熔斷器FU1和FU2的保護(hù)選擇性，必須滿足的條件是t1t2，即0.5t11.5t2，因此123tt(6-10) 上式說明：在后一熔斷器所保護(hù)的首端發(fā)生最嚴(yán)重的三相短路時(shí)，前一熔斷器按其保護(hù)特性曲線查得的熔斷時(shí)間，至少應(yīng)為后一熔斷器按其保護(hù)特性曲線查得的熔斷時(shí)間的3倍，才能確保前后兩熔斷器

25、動作的選擇性。如果不能滿足這一要求時(shí)，則應(yīng)將前一熔斷器的熔體額定電流提高12級，再進(jìn)行校驗(yàn)。解：解：用 和 查附錄表5-2曲線得 。用 和 查附錄表4-2曲線得 。 由此可見FU1與FU2能保證選擇性動作。 例例 6-2 6-2 如圖6-3a所示線路中，設(shè)FU1（RT0型）的 A，F(xiàn)U2（RM10型）的 。k點(diǎn)的三相短路電流 。試檢驗(yàn)FU1與FU2之間是否能選擇性配合。.1100N FEI10.3ts20.08ts120.333 0.080.24tstss .260N FEIA(3)1000kIA.1100N FEIA1000kIA,280N FEIA1000kIA 一一. 低壓斷路器在低壓配

26、電系統(tǒng)中的配置低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置 低壓斷路器（自動開關(guān)）在低壓配電系統(tǒng)中的配置，通常有下列三種方式： 1. 單獨(dú)接低壓斷路器或低壓斷路器-刀開關(guān)的方式 (1) 對于只裝一臺主變壓器的變電所，低壓側(cè)主開關(guān)采用低壓斷路器，如圖6-4a所示。第三節(jié)第三節(jié) 低壓斷路器保護(hù)低壓斷路器保護(hù)圖6-4 低壓斷路器的配置方式a) 適于一臺主變壓器的變電所 b) 適于兩臺主變壓器的變電所 c) 適于低壓配電出線 d) 適于頻繁操作電路 e) 適于需熔斷器保護(hù)短路的電路 QF-低壓斷路器 QK-刀開關(guān) QKF-刀熔開關(guān) KM-接觸器 KH-熱繼電器 二二. . 低壓斷路器脫扣器的選擇和整定低壓斷路器脫

27、扣器的選擇和整定 (一) 低壓斷路器過電流脫扣器額定電流的選擇 過電流脫扣器（over-current release）的額定電流 應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流 ，即 .N ORI30I (6-11) .30N ORII (二) 低壓斷路器過電流脫扣器動作電流的整定 1.瞬時(shí)過電流脫扣器動作電流的整定 瞬時(shí)過電流脫扣器的動作電流（operating current） 應(yīng)躲過線路的尖峰電流 ，即(0)opIpkI (6-12) (0)oprelpkIKI式中 為可靠系數(shù)（reliability coefficient）。對動作時(shí)間在0.02s以上的萬能式（DW型）斷路器，可取1.35；對動作時(shí)間在0.

28、02s及以下的塑料外殼式（DZ型）斷路器宜取 22.5。relK (2) 對于裝有兩臺主變壓器的變電所，低壓側(cè)主開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，低壓斷路器容量應(yīng)考慮到一臺主變壓器退出工作時(shí)，另一臺主變壓器要供電給變電所60%70%以上的負(fù)荷及全部一、二級負(fù)荷，而且這時(shí)兩段母線都帶電。為了保證檢修主變壓器和低壓斷路器的安全，低壓斷路器的母線側(cè)應(yīng)裝設(shè)刀開關(guān)或隔離開關(guān)，如圖6-4b所示，以隔離來自低壓母線的反饋電源。 (3) 對于低壓配電出線上裝設(shè)的低壓斷路器，為了保證檢修配電出線和低壓斷路器的安全，在低壓斷路器的母線側(cè)應(yīng)加裝刀開關(guān)，如圖6-4c所示，以隔離來自低壓母線的電源。 2. 低壓斷路器與磁力啟動器或

29、接觸器配合的方式 對于頻繁操作的低壓電路，宜采用圖6-4d所示的接線方式。這里的低壓斷路器主要用于電路的短路保護(hù)，而磁力啟動器或接觸器用作電路頻繁操作的控制，其上的熱繼電器用作過負(fù)荷保護(hù)。 3. 低壓斷路器與熔斷器配合的方式 如果低壓斷路器的斷流能力不足以斷開電路的短路電流時(shí)，可采用如圖6-4e所示接線方式。這里的低壓斷路器作為電路的通斷控制及過負(fù)荷和失壓保護(hù)，它只裝熱脫扣器和失壓脫扣器，不裝過流脫扣器，而是利用熔斷器或刀熔開關(guān)來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。 2. 短延時(shí)過流脫扣器動作電流和動作時(shí)間的整定 短延時(shí)（short-delay）過電流脫扣器的動作電流 應(yīng)躲過線路短時(shí)間出現(xiàn)的負(fù)荷尖峰電流 ，即 (6

30、-13)式中 為可靠系數(shù)，一般取1.2。( )op srelpkIKIpkIrelK( )op sI 3.長延時(shí)過流脫扣器動作電流和動作時(shí)間的整定 長延時(shí)（long-delay）過流脫扣器主要用于過負(fù)荷保護(hù)，因此其動作電流 只需躲過線路的最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流 ，即 (6-14)式中 為可靠系數(shù)，一般取1.1。 長延時(shí)過流脫扣器的動作時(shí)間，應(yīng)躲過允許過負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間。其動作特性通常是反時(shí)限的，即過負(fù)荷電流越大，其動作時(shí)間越短。一般動作時(shí)間可達(dá)12h。( )op lI30I( )30op lrelIKIrelK 短延時(shí)過流脫扣器的動作時(shí)間通常分0.2s、0.4s和0.6s三級，應(yīng)按前后保護(hù)裝置保

31、護(hù)選擇性的要求來確定，應(yīng)使前一級保護(hù)的動作時(shí)間比后一級保護(hù)的動作時(shí)間至少長一個(gè)時(shí)間級差 0.2s。 4.過流脫扣器與被保護(hù)線路的配合要求 為了不致發(fā)生因過負(fù)荷或短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱起燃而低壓斷路器不跳閘的事故，低壓斷路器過流脫扣器的動作電流 還應(yīng)滿足條件 式中 為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量； 為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許過負(fù)荷倍數(shù)：對瞬時(shí)和短延時(shí)的過流脫扣器，一般取4.5；對長延時(shí)過流脫扣器，可取1；對有爆炸性氣體和粉塵區(qū)域的線路，應(yīng)取0.8。 如果不滿足上式的配合要求，則應(yīng)改選脫扣器的動作電流，或者適當(dāng)加大導(dǎo)線或電纜的線芯截面。opOLalIKIalIOLK(6-15)opI 三三. 低壓斷

32、路器的選擇和校驗(yàn)低壓斷路器的選擇和校驗(yàn) 選擇低壓斷路器時(shí)應(yīng)滿足下列條件：(1) 低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于保護(hù)線路的額定電壓。(2) 低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所安裝的脫扣器的額定電流。(3) 低壓斷路器的類型應(yīng)符合安裝條件、保護(hù)性能及操作方式的要求。因此應(yīng)同時(shí)選擇其操作機(jī)構(gòu)型式。 (三) 低壓斷路器熱脫扣器的選擇和整定 1.熱脫扣器額定電流的選擇 熱脫扣器（thermal release）的額定電流 應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流 ，即 (6-16) 2.熱脫扣器動作電流的整定 熱脫扣器用于過負(fù)荷保護(hù)，其動作電流 按下式整定： (6-17)式中 為可靠系數(shù)，可取1.1，不過一般通過實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行

33、檢驗(yàn)。.30N TRII.N TRI30I.30op TRrelIKIrelK.op TRI 低壓斷路器還必須進(jìn)行斷流能力的校驗(yàn)： (1) 對動作時(shí)間在0.02s以上的萬能式(DW型)斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏?應(yīng)不小于通過它的最大三相短路電流周期分量有效值 ，即ocI(3)kI(6-18)(3)ockII (2)對動作時(shí)間在0.02s及以下的塑料外殼式(DZ型)斷路器，其極限分?jǐn)嚯娏?或 應(yīng)不小于通過它的最大三相短路沖擊電流 或 ，即ocIoci(3)shI(3)shi (3)ocshII(6-19)或 (3)ocshii(6-20) 例例 6-3 6-3 有一條380V動力線路， A， A；此

34、線路首端的 A 。當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度為+30。試選擇此線路的BLV型導(dǎo)線的截面、穿線的硬塑料管直徑和線路上裝設(shè)的DW16型低壓斷路器及其過流脫扣器的規(guī)格。 解：解：(1) 選擇低壓斷路器及其過流脫扣器的規(guī)格 查附錄表6知，DW16-630型低壓斷路器的過流脫扣器額定電流 ，故初步選DW16-630型斷路器，其 。30120I400pkI(3)18.5kIk.30160120N ORIAIA.160N ORIA (2) 選擇導(dǎo)線截面和穿線管直徑 查附錄表19-3知，當(dāng)A=70mm2 的BLV型鋁芯塑料線三根線穿管在30時(shí)，其 A A，故按發(fā)熱條件可選A=70mm2，管徑選為50mm。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：由

35、附錄表15可知，最小截面為2.5mm2 ?，F(xiàn)在 A=70mm2 ，故滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。121alI30120I 校驗(yàn)斷流能力：再查附錄表6知，所選DW16-630型斷路器的 ，滿足要求。(3)3018.5ockIkAIkA 設(shè)瞬時(shí)脫扣電流整定為3倍，即 。而 ，不滿足 的要求，因此需增大脫扣電流。如脫扣電流整定為4倍時(shí)， ，滿足脫扣電流躲過尖峰電流的要求。1.35 400540relpkKIAA(0)oprelpkIKI(0)4 1606401.35400540oprelpkIAAKIAA(0)3 160480opIAA (3) 校驗(yàn)導(dǎo)線與低壓斷路器保護(hù)的配合 由于瞬時(shí)過流脫扣器整定為 ，而

36、，不滿足 的要求。因此將導(dǎo)線截面增大為95mm2，這時(shí)其 ，滿足導(dǎo)線與保護(hù)裝置配合的要求。相應(yīng)的穿線塑料管直徑改選為65mm。4.54.5 121544.5alIAA(0)4.5opalII(0)147 ,4.54.5 147661.5640alalopIAIAAIA 四四. 低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)低壓斷路器過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn) 為了保證低壓斷路器的瞬時(shí)或短延時(shí)過流脫扣器在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下在其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生最輕微的故障時(shí)能可靠地動作，低壓斷路器保護(hù)的靈敏度必須滿足下列條件.minkpopISKI (6-21)式中 為瞬時(shí)或短延時(shí)過流脫扣器的動作電流； 為其保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行

37、方式下的單相短路電流（對TN和TT系統(tǒng)）或兩相短路電流（對IT系統(tǒng)）；K為靈敏系數(shù)的最小比值，一般取1.3。opI.minkIAIop640)0( 一一. 概概 述述 繼電器是一種在其輸入的物理量（電氣量或非電氣量）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，其電氣輸出電路被接通或被分?jǐn)嗟淖詣与娖?。繼電器按其輸入量的性質(zhì)分為電氣繼電器和非電氣繼電器兩大類。按其用途分為控制繼電器和保護(hù)繼電器兩大類，前者用于自動控制電路中，后者用于繼電保護(hù)電路中。這里只講保護(hù)繼電器。 保護(hù)繼電器按其在繼電保護(hù)電路中的功能，可分測量繼電器和有或無繼電器兩大類。測量繼電器裝設(shè)在繼電保護(hù)電路中的第一級，用來反應(yīng)被保護(hù)元件的特性變化。當(dāng)其特性量達(dá)到動

38、作值時(shí)即行動作，它屬于基本繼電器或啟動繼電器。有或無繼電器是一種只按電氣量是否在其工作范圍內(nèi)或者為零時(shí)而動作的電氣繼電器，包括時(shí)間繼電器、信號繼電器、中間繼電器等，在繼電保護(hù)裝置中用來實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能，屬于輔助繼電器，亦稱邏輯繼電器。 保護(hù)繼電器按其組成元件分，有機(jī)電型、晶體管型和微機(jī)型等。由于機(jī)電型繼電器具有簡單可靠、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，因此工廠供電系統(tǒng)中現(xiàn)在仍普遍應(yīng)用機(jī)電型繼電器。(二) 低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合 要檢驗(yàn)低壓斷路器與熔斷器之間是否符合選擇性配合，只有通過它們的保護(hù)特性曲線。前一級低壓斷路器可按廠家提供的保護(hù)特性曲線考慮-30%-20%的負(fù)偏差，而后一級熔斷器可按廠家

39、提供的保護(hù)特性曲線考慮+30%+50%的正偏差。在這種情況下，如果兩條曲線不重疊也不交叉，且前一級的曲線總在后一級的曲線之上，則前后兩級保護(hù)可實(shí)現(xiàn)選擇性動作，而且兩條曲線之間留有的裕量越大，則兩者動作的選擇性越有保證。 五五. 前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合 前后兩低壓斷路器之間是否符合選擇性配合，宜按其保護(hù)特性曲線進(jìn)行檢驗(yàn)，按產(chǎn)品樣本給出的保護(hù)特性曲線考慮其偏差范圍20%30%。如果在后一斷路器出口發(fā)生三相短路時(shí)，前一斷路器保護(hù)動作時(shí)間在計(jì)人負(fù)偏差、而后一斷路器保護(hù)動作時(shí)間在計(jì)入正偏差的情況下，前一級的動作時(shí)間仍大

40、于后一級的動作時(shí)間，則能實(shí)現(xiàn)選擇性配合的要求。對于非重要負(fù)荷線路，保護(hù)電器允許無選擇性動作。 一般來說，要保證前后兩低壓斷路器之間能選擇性動作，前一級低壓斷路器宜采用帶短延時(shí)的過流脫扣器，后一級低壓斷路器則采用瞬時(shí)過流脫扣器，而且動作電流也是前一級大于后一級，前一級的動作電流至少不小于后一級動作電流的1.2倍，即.1.21.2opopII (6-22)第四節(jié)第四節(jié) 常用的保護(hù)繼電器常用的保護(hù)繼電器 機(jī)電型繼電器按其結(jié)構(gòu)原理分，有電磁式、感應(yīng)式等繼電器。 保護(hù)繼電器按其反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、瓦斯（氣體）繼電器等。 保護(hù)繼電器按其反應(yīng)的物理量數(shù)量變化分，有過量繼電器

41、和欠量繼電器，例如過電流繼電器、欠電壓繼電器等。 保護(hù)繼電器按其在保護(hù)裝置中的用途分，有啟動繼電器、時(shí)間繼電器、信號繼電器、中間（亦稱出口）繼電器等。圖6-5是過電流保護(hù)裝置的框圖。當(dāng)線路上發(fā)生短路時(shí)，啟動用的電流繼電器（current relay）KA瞬時(shí)動作，使時(shí)間繼電器（timing relay）KT啟動，經(jīng)整定的一定時(shí)限（延時(shí)）后，接通信號繼電器（signal relay）KS和中間繼電器（medium relay）KM，KM就接通斷路器的跳閘回路，使斷路器QF自動跳閘。 保護(hù)繼電器按其動作于斷路器的方式分，有直接動作式（直動式）和間接動作式兩大類。斷路器操作機(jī)構(gòu)中的脫扣器（跳閘線圈）

42、實(shí)際上就是一種直動式繼電器，而一般的保護(hù)繼電器均為間接動作式。 保護(hù)繼電器按其與一次電路的聯(lián)系方式分，有一次式繼電器和二次式繼電器。一次式繼電器的線圈是與一次電路直接相連的，例如低壓斷路器的過流脫扣器和失壓脫扣器（參看圖2-53），實(shí)際上就是一次式繼電器，并且也是直動式繼電器。二次式繼電器的線圈連接在電流互感器和電壓互感器的二次側(cè)，通過互感器與一次電路相聯(lián)系。高壓供電系統(tǒng)中的保護(hù)繼電器都屬于二次式繼電器。圖6-5 過電流保護(hù)裝置框圖 KA-電流繼電器 KT-時(shí)間繼電器 KS-信號繼電器 KM-中間（出口）繼電器 保護(hù)繼電器型號的表示和含義如下： -/ 動作原理代號 派生產(chǎn)品代號 主要功能代號

43、主要規(guī)格代號 設(shè)計(jì)序號 產(chǎn)品特征或改進(jìn)代號 (1) 動作原理代號：D-電磁式；G-感應(yīng)式；L-整流式；B-半導(dǎo)體式；W-微機(jī)式。 (2) 主要功能代號：L-電流；Y-電壓；S-時(shí)間；X-信號；Z-中間；C-沖擊；CD-差動。 (3) 產(chǎn)品特征或改進(jìn)代號：用阿拉伯?dāng)?shù)字或字母A、B、C等表示。 (4) 派生產(chǎn)品代號：C-可長期通電；X-帶信號牌；Z-帶指針；TH-濕熱帶用。 (5) 設(shè)計(jì)序號和規(guī)格代號：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 下面分別介紹工廠供電系統(tǒng)中常用的幾種機(jī)電型保護(hù)繼電器。 由圖6-6可知，當(dāng)繼電器線圈1通過電流時(shí)，電磁鐵2中產(chǎn)生磁通，力圖使Z形鋼舌片3向凸出磁極偏轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，軸10上的反作用

44、彈簧9又力圖阻止鋼舌片偏轉(zhuǎn)。當(dāng)繼電器線圈中的電流增大到使鋼舌片所受的轉(zhuǎn)矩大于彈簧的反作用力矩時(shí)，鋼舌片便被吸近磁極，使常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，這就叫做繼電器動作。圖6-6 DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-線圈 2-電磁鐵 3-鋼舌片 4-靜觸點(diǎn) 5-動觸點(diǎn) 6-啟動電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿 7-標(biāo)度盤(銘牌) 8-軸承 9-反作用彈簧 10-軸 二二. 電磁式電流繼電器和電壓繼電器電磁式電流繼電器和電壓繼電器 電磁式電流繼電器和電壓繼電器在繼電保護(hù)裝置中均為啟動元件，屬測量繼電器類。電流繼電器的文字符號為KA，電壓繼電器的文字符號為KV。文獻(xiàn)31 (一) 電磁式電流繼電器 工廠供電系統(tǒng)中常

45、用的DL-10系列電磁式電流繼電器的基本結(jié)構(gòu)如圖6-6所示，其內(nèi)部接線和圖形符號如圖6-7所示。 圖6-7 DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號 a) DL-11型 b) DL-12型 c) DL-13型 d) 集中表示的圖形 e) 分開表示的圖形 過電流繼電器線圈中的使繼電器動作的最小電流，稱為繼電器的動作電流（operating current），用 表示。 過電流繼電器動作后，減小其線圈電流到一定值時(shí)，鋼舌片在彈簧作用下返回起始位置。使過電流繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流（returning current），用 表示。 繼電器的返回電流與動

46、作電流的比值，稱為繼電器的返回系數(shù)（returning ratio），用 表示，即opIreIreKrereopIKI(6-23) 對于過量繼電器（例如過電流繼電器）， 總小于1，一般為0.8。 越接近于1，說明繼電器越靈敏。如果過電流繼電器的 過低時(shí)，還可能使保護(hù)裝置發(fā)生誤動作，這將在后面講述過電流保護(hù)的電流整定要求時(shí)進(jìn)一步說明。 電磁式電流繼電器的動作電流有兩種調(diào)節(jié)方法：（1）平滑調(diào)節(jié)，即撥動轉(zhuǎn)桿6（參看圖6-6）來改變彈簧9的反作用力矩。（2）級進(jìn)調(diào)節(jié)，即利用線圈1的串聯(lián)或并聯(lián)。當(dāng)線圈由串聯(lián)改為并聯(lián)時(shí)，相當(dāng)于線圈匝數(shù)減少一倍。由于繼電器動作所需的電磁力是一定的，即所需的磁動勢（IN）是一

47、定的，因此動作電流將增大一倍。反之，當(dāng)線圈由并聯(lián)改為串聯(lián)時(shí)，動作電流將減小一倍。reKreKreK 這種電流繼電器的動作極為迅速，可認(rèn)為是瞬時(shí)動作的，因此它是一種瞬時(shí)繼電器。(二) 電磁式電壓繼電器 供電系統(tǒng)中常用的電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)和動作原理，與上述電磁式電流繼電器基本相同，只是電壓繼電器的線圈為電壓線圈，且多作成低電壓（欠電壓）繼電器。低電壓繼電器的動作電壓 ，為其線圈上的使繼電器動作的最高電壓；其返回電壓 ，為其線圈上的使繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最低電壓。低電壓繼電器的返回系數(shù)為opUreU1rereopUKU (6-24) 值越接近于1，說明繼電器越靈敏。低電壓繼電器的 一

48、般為1.25。 reKreK 當(dāng)繼電器線圈接上工作電壓時(shí)，鐵心被吸入，使被卡住的一套鐘表機(jī)構(gòu)被釋放，同時(shí)切換瞬時(shí)觸點(diǎn)。在拉引彈簧作用下，經(jīng)過整定的時(shí)限，使主觸點(diǎn)閉合。 繼電器延時(shí)的時(shí)限可借改變主靜觸點(diǎn)的位置即主靜觸點(diǎn)與主動觸點(diǎn)的相對位置來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的時(shí)限范圍可在標(biāo)度盤上標(biāo)出。 當(dāng)繼電器的線圈斷電時(shí)，繼電器在彈簧作用下返回起始位置。圖6-8 DS-110、120系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-線圈 2-電磁鐵 3-可動鐵心 4-返回彈簧 5、6-瞬時(shí)靜觸點(diǎn) 7-絕緣件 8-瞬時(shí)動觸點(diǎn) 9-壓桿 10-平衡錘 11-擺動卡板 12-扇形齒輪 13-傳動齒輪 14-主動觸點(diǎn) 15-主靜觸點(diǎn)16-動作時(shí)限

49、標(biāo)度盤 17-拉引彈簧 18-彈簧拉力調(diào)節(jié)器 19-摩擦離合器 20-主齒輪 21-小齒輪 22-掣輪 23、24-鐘表機(jī)構(gòu)傳動齒輪 三. 電磁式時(shí)間繼電器電磁式時(shí)間繼電器 電磁式時(shí)間繼電器在繼電保護(hù)裝置中，用來使保護(hù)裝置獲得所要求的延時(shí)（時(shí)限）。它屬于機(jī)電式有或無繼電器。時(shí)間繼電器的文字符號為KT。供電系統(tǒng)中DS-110、120 系列電磁式時(shí)間繼電器的基本結(jié)構(gòu)如圖6-8所示，其內(nèi)部接線和圖形符號如圖6-9所示。DS-110系列用于直流，DS-120系列用于交流。 圖6-9 DS-110、120系列時(shí)間繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號 a) DS-111、112、113、121、122、123型 b

50、) DS-111C、112C、113C型 c) DS-115、116、125、126型 d) 時(shí)間繼電器的緩吸線圈及延時(shí)閉合觸點(diǎn) e) 時(shí)間繼電器的緩放線圈及延時(shí)斷開觸點(diǎn) 四四. 電磁式信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(hù)裝置中用來發(fā)出保護(hù)裝置動作的指示信號。它也屬于機(jī)電式有或無繼電器。信號繼電器的文字符號為KS。 供電系統(tǒng)中常用的DX-11型電磁式信號繼電器，有電流型和電壓型兩種：電流型信號繼電器的線圈為電流線圈，阻抗小，串聯(lián)在二次回路內(nèi)，不影響其他二次元件（如中間繼電器）的動作；電壓型信號繼電器的線圈為電壓線圈，阻抗大，在二次回路中必須并聯(lián)使用。 DX-11型信號繼電器的

51、內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-10所示。它在正常狀態(tài)時(shí)，其信號牌是被銜鐵支持住的。當(dāng)繼電器線圈通電時(shí)，銜鐵被吸向鐵心而使信號牌掉下，顯示其動作信號，同時(shí)帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90，使固定在轉(zhuǎn)軸上的動觸點(diǎn)（導(dǎo)電條）與靜觸點(diǎn)接通，從而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號。要使信號停止，可旋轉(zhuǎn)外殼上的復(fù)位旋鈕，斷開信號回路，同時(shí)使信號牌復(fù)位。 為了縮小繼電器的尺寸和節(jié)約材料，時(shí)間繼電器的線圈通常不按長時(shí)間接上額定電壓來設(shè)計(jì)，因此凡需長時(shí)間接上電壓工作的時(shí)間繼電器（如DS-111C型等，參看圖6-9b），應(yīng)在它動作后，利用其常閉瞬時(shí)觸點(diǎn)的斷開，使其線圈串入限流電阻，以限制線圈的電流，避免線圈過熱燒毀，同時(shí)又能維持繼電器的動作狀態(tài)

52、。圖6-10 DX-11型信號繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-線圈 2-電磁鐵 3-彈簧 4-銜鐵 5-信號牌 6-觀察窗口 7-復(fù)位旋鈕 8-動觸點(diǎn) 9-靜觸點(diǎn) 10-接線端子 五五. 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(hù)裝置中用作輔助繼電器（auxiliary relay，此亦中間繼電器的英文名），以彌補(bǔ)主繼電器觸點(diǎn)數(shù)量或觸點(diǎn)容量的不足。它通常裝設(shè)在保護(hù)裝置的出口回路中，用以接通斷路器的跳閘線圈，所以它又稱為出口繼電器。中間繼電器也屬于機(jī)電式有或無繼電器，其文字符號建議采用KM【1】。 供電系統(tǒng)中常用的DZ-10系列中間繼電器的基本結(jié)構(gòu)如圖6-12所示。當(dāng)其線圈通電時(shí)，銜鐵被快

53、速吸向電磁鐵，使觸點(diǎn)切換。當(dāng)其線圈斷電時(shí)，繼電器快速釋放銜鐵，使觸點(diǎn)全部返回起始位置。 DX-11型信號繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號如圖6-11所示。信號繼電器的圖形符號在GB/T4728-1996-2000電氣簡圖用圖形符號及GB4728-1985電氣圖用圖形符號中均未直接給出，這里的圖形符號是根據(jù)GB4728（也符合GB/T4728要求）提出的圖形符號繪制和派生原則進(jìn)行派生的文獻(xiàn)29。由于該繼電器的操作器件具有機(jī)械保持的功能，因此繼電器線圈采用GB4728中機(jī)電式有或無繼電器類的“機(jī)械保持繼電器”的線圈符號，而且由于該繼電器的觸點(diǎn)不能自動返回，因此在其觸點(diǎn)符號上附加一個(gè)GB4728規(guī)定的（也

54、是GB/T4728規(guī)定的）“非自動復(fù)位” 的限定符號。圖6-12 DZ-10系列中間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1-線圈 2-電磁鐵 3-彈簧 4-銜鐵 5-動觸點(diǎn) 6、7-靜觸點(diǎn) 8-連接線 9-接線端子 10-底座 【1】中間繼電器的文字符號有的采用“KA”。但由于電流繼電器的文字符號采用“KA”，因此中間繼電器的文字符號建議采用“KM”，其中“M”為“中間”的英文“medium”的縮寫。GB7159-1987電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則中也規(guī)定，“中間”的文字符號用“M”。但是“KM”又是接觸器的文字符號。因此如果中間繼電器與接觸器出現(xiàn)在同一保護(hù)電路圖中時(shí)，建議中間繼電器符號仍用“KM”，而接觸器

55、符號可改用其大類符號“K”，以免兩者混淆。如果兩者同時(shí)出現(xiàn)在控制電路圖中時(shí)，則建議接觸器符號用“KM”，而中間繼電器符號可改用“K”。文獻(xiàn)31 圖6-11 DX-11型信號繼電器 的內(nèi)部接線和圖形符號a ) 內(nèi)部接線 b) 圖形符號 六六. 感應(yīng)式電流繼電器感應(yīng)式電流繼電器 在工廠供電系統(tǒng)中，廣泛采用感應(yīng)式電流繼電器來作過電流保護(hù)兼電流速斷保護(hù)，因?yàn)楦袘?yīng)式電流繼電器兼有上述電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能，從而可大大簡化繼電保護(hù)裝置。而且采用感應(yīng)式電流繼電器組成的保護(hù)裝置采用交流操作，可進(jìn)一步簡化二次系統(tǒng)，減少投資，因此它在中小型變配電所中應(yīng)用非常普遍。 1. 基本結(jié)

56、構(gòu) 工廠供電系統(tǒng)中常用的GL-10、20系列感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-14所示。這種電流繼電器由兩組元件構(gòu)成，一組為感應(yīng)元件，另一組為電磁元件。感應(yīng)元件主要包括線圈1、帶短路環(huán)3的電磁鐵2及裝在可偏轉(zhuǎn)框架6上的轉(zhuǎn)動鋁盤4。電磁元件主要包括線圈1、電磁鐵2和銜鐵15。線圈1和電磁鐵2是兩組元件共用的。 這種快吸快放的電磁式中間繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號如圖6-13所示。這里的線圈符號采用GB/T4728中的機(jī)電式有或無繼電器類的“快速（快吸和快放）繼電器” 的線圈符號。文獻(xiàn)29圖6-13 DZ-10系列中間繼電器的內(nèi)部接線和圖形符號a) DZ-15型 b) DZ-16型 c) DZ-17

57、型 d)圖形符號 圖6-14 GL-10、20系列感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1-線圈 2-電磁鐵 3-短路環(huán) 4-鋁盤 5-鋼片 6-鋁框架 7-調(diào)節(jié)彈簧 8-制動永久磁鐵 9-扇形齒輪 10-蝸桿 11-扁桿 12-繼電器觸點(diǎn) 13-時(shí)限調(diào)節(jié)螺桿 14-速斷電流調(diào)節(jié)螺釘 15-銜鐵 16-動作電流調(diào)節(jié)插銷 2. 工作原理和特性 感應(yīng)式電流繼電器的工作原理可用圖6-16來說明。 鋁盤在轉(zhuǎn)矩M1作用下轉(zhuǎn)動，同時(shí)切割永久磁鐵8的磁通，在鋁盤上感應(yīng)出渦流，渦流又與永久磁鐵的磁通作用，產(chǎn)生一個(gè)與M1 反向的制動力矩M2 。制動力矩M2 與鋁盤轉(zhuǎn)速n成正比，即 由于 ，而 為常數(shù)，因此 當(dāng)線圈1有電流

58、 通過時(shí)，電磁鐵2在短路環(huán)3的作用下，產(chǎn)生相位一前一后的兩個(gè)磁通1和2，穿過鋁盤4。這時(shí)作用于鋁盤上的轉(zhuǎn)矩為式中為1與2之間的相位差。上式通常稱為感應(yīng)式機(jī)構(gòu)的基本轉(zhuǎn)矩方程。KAI21KAMI(6-26) GL15、25、16、26型電流繼電器有兩對相連的常開和常閉觸點(diǎn)，根據(jù)繼電保護(hù)的要求，其動作程序是常開觸點(diǎn)先閉合，常閉觸點(diǎn)后斷開，即構(gòu)成一組“先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)”，如圖6-15所示。 圖6-15 GL-15、25、16、26型電流繼電器“先合后斷轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)” 的動作說明a) 正常位置 b) 動作后常開觸點(diǎn)先閉合 c) 接著常閉觸點(diǎn)斷開1-上止檔 2-常閉觸點(diǎn) 3-常開觸點(diǎn) 4-銜鐵 5-下止檔

59、6-簧片 12,KAKAII 2Mn(6-27)圖6-16 感應(yīng)式電流繼電器的轉(zhuǎn)矩M1和制動力矩M2 1-線圈 2-電磁鐵 3-短路環(huán) 4-鋁盤 5-鋼片 6-鋁框架 7-調(diào)節(jié)彈簧 8-制動永久磁鐵 (6-25)sin21M 圖6-17 感應(yīng)式電流繼電器的動作特性曲線abc-感應(yīng)元件的反時(shí)限特性 bbd-電磁元件的速斷特性 當(dāng)鋁盤轉(zhuǎn)速n 增大到某一定值時(shí)，M1=M2，這時(shí)鋁盤勻速轉(zhuǎn)動。 繼電器的鋁盤在上述M1和M2 的共同作用下，鋁盤受力有使框架繞軸順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)的趨勢，但受到彈簧7的阻力。 當(dāng)繼電器線圈電流增大到繼電器的動作電流值 時(shí)，鋁盤受到的力也增大到可克服彈簧的阻力，使鋁盤帶動框架前偏

60、（參看圖6-14），使蝸桿10與扇形齒輪9嚙合，這就叫做繼電器動作。由于鋁盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使扇形齒輪沿著蝸桿上升，最后使觸點(diǎn)12切換，同時(shí)使信號牌（圖6-14上未示出）掉下，從觀察窗口可看到紅色或白色的信號指示，表示繼電器已經(jīng)動作。使感應(yīng)元件動作的最小電流，稱為其動作電流 。 繼電器線圈中的電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快，使扇形齒輪沿蝸桿上升的速度也越快，因此動作時(shí)間也越短，這也就是感應(yīng)式電流繼電器的“反時(shí)限特性”（也稱“反比延時(shí)特性”），如圖6-17所示的曲線abc，這一特性是其感應(yīng)元件所產(chǎn)生的。opIopIdcab10b0nqb1動作時(shí)間動作時(shí)間t動作電流倍數(shù)動作電流倍數(shù)nGL-10、20系列電流繼