工廠供配電技術(shù)

《工廠供配電技術(shù)》

學(xué)習(xí)子領(lǐng)域:工廠供配電系統(tǒng)的保護(hù)

工作任務(wù)5-1：工廠高壓線路的保護(hù)

方案設(shè)計(jì)

本領(lǐng)域主要論述了工廠高壓線路的保護(hù)，其中重點(diǎn)講述了工廠高壓線路的繼電保護(hù)和電力變壓器的保護(hù)。主要內(nèi)容1、線路過電流保護(hù)2、電流速斷保護(hù)3、單相接地保護(hù)知識(shí)準(zhǔn)備

（一）定時(shí)限過電流保護(hù)裝置組成和原理

當(dāng)被保護(hù)線路中電流增大且超過整定值時(shí)，電流繼電器啟動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器，待時(shí)間繼電器延時(shí)到預(yù)先整定時(shí)間，保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障并報(bào)警。這種保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是預(yù)先整定的，不隨短路電流大小的變化而變化，因而稱為定時(shí)限。定時(shí)限過電流保護(hù)在工廠供電系統(tǒng)中多采用兩相式接線。1、線路過電流保護(hù)圖4.1定時(shí)限過電流保護(hù)裝置原理電路圖

正常情況下，斷路器QF閉合，保持正常供電，線路中流過正常電流，此時(shí)電流繼電器不會(huì)啟動(dòng)。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，線路中流過的電流迅速增加，使電流繼電器KA瞬時(shí)動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器KT，經(jīng)過延時(shí)，KT延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動(dòng)作，KS觸點(diǎn)閉合接通報(bào)警線路，KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。在短路故障切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼電器都自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而KS需手動(dòng)復(fù)位。

工作原理（二）反時(shí)限過電流保護(hù)裝置的組成和原理

反時(shí)限過電流保護(hù)就是通過保護(hù)裝置的故障電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，而故障電流越小，動(dòng)作時(shí)間就越長。這種保護(hù)裝置由GL型電流繼電器組成。工作原理：在正常情況下，電流繼電器通過正常工作電流，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開，斷路器的跳閘線圈不會(huì)得電。發(fā)生短路時(shí)，電流繼電器KA中流過的電流增大，到達(dá)其動(dòng)作值，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通YR，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，去掉分流使YR得電帶動(dòng)斷路器跳閘。1、線路過電流保護(hù)圖4.2交流操作的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置原理圖

1、線路過電流保護(hù)(三）過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作原理和整定

（1）保護(hù)要求線路WL2的首端k點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，由于短路電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線路上的所有負(fù)荷電流，所以沿線路的過電流保護(hù)裝置包括KA1、KA2均應(yīng)啟動(dòng)。按照保護(hù)選擇性的要求，應(yīng)是靠近故障點(diǎn)k的保護(hù)裝置KA2首先斷開QF2，切除故障線路WL2。而KA1應(yīng)立即返回，不至于斷開QF1。工作原理1、線路過電流保護(hù)圖4.3過電流保護(hù)動(dòng)作原理圖

1、線路過電流保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，對(duì)DL型繼電器取1.2，對(duì)GL型繼電器取1.3保護(hù)裝置的接線系數(shù)，三相式、兩相式接線取1，兩相差式接線取保護(hù)裝置的返回系數(shù)，對(duì)DL型繼電器取0.85，對(duì)GL型繼電器取0.8電流互感器變比線路的最大負(fù)荷電流，可取為(1.5～3)I30保護(hù)動(dòng)作電流的整定（2））過電電流保保護(hù)的的動(dòng)作作時(shí)限限整定定和配配合①定定時(shí)限限過電電流保保護(hù)的的動(dòng)作作時(shí)限限整定定和配配合。。為了保保證前前后兩兩級(jí)保保護(hù)裝裝置動(dòng)動(dòng)作的的選擇擇性，，在后后一級(jí)級(jí)保護(hù)護(hù)裝置置的線線路首首端k點(diǎn)發(fā)發(fā)生三三相短短路時(shí)時(shí)，前前一級(jí)級(jí)保護(hù)護(hù)的動(dòng)動(dòng)作時(shí)時(shí)間應(yīng)應(yīng)比后后一級(jí)級(jí)保護(hù)護(hù)的動(dòng)動(dòng)作時(shí)時(shí)間要要大一一個(gè)時(shí)時(shí)間差差，對(duì)對(duì)于定定時(shí)限限保護(hù)護(hù)裝置置，一一般取取0.5s。②反時(shí)時(shí)限過電電流保護(hù)護(hù)的動(dòng)作作時(shí)限整整定和配配合。為了保證證各保護(hù)護(hù)裝置動(dòng)動(dòng)作的選選擇性，，反時(shí)限限過電流流保護(hù)裝裝置也應(yīng)應(yīng)該按照照階梯原原則來選選擇。對(duì)對(duì)反時(shí)限限過電流流保護(hù)裝裝置，t一般取取0.7s。1、線路過電電流保護(hù)護(hù)（3）過過電流保保護(hù)裝置置的靈敏敏度≥1.5被保護(hù)線線路末端端在系統(tǒng)統(tǒng)最小運(yùn)運(yùn)行方式式下的兩兩相短路路電流1、線路過電電流保護(hù)護(hù)(4)定定時(shí)限和和反時(shí)限限過電流流保護(hù)的的比較定時(shí)限過過電流保保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作作時(shí)間準(zhǔn)準(zhǔn)確，容容易整定定。而且且不論短短路電流流大小，，動(dòng)作時(shí)時(shí)間是一一定的，，不會(huì)因因短路電電流小而而動(dòng)作時(shí)時(shí)間長;缺點(diǎn)是：繼電電器數(shù)目目較多，，接線比比較復(fù)雜雜。在靠靠近電源源處短路路時(shí)，保保護(hù)裝置置的動(dòng)作作時(shí)間太太長。反時(shí)限過過電流保保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：可采采用交流流操作，，接線簡簡單，所所用保護(hù)護(hù)設(shè)備數(shù)數(shù)量少，，因此這這種方式式簡單經(jīng)經(jīng)濟(jì)，在在工廠供供電系統(tǒng)統(tǒng)中的車車間變電電所和配配電線路路上用得得較多;缺點(diǎn)是：整定定、配合合較麻煩煩，繼電電器動(dòng)作作時(shí)限誤誤差較大大，當(dāng)距距離保護(hù)護(hù)裝置安安裝處較較遠(yuǎn)的地地方發(fā)生生短路時(shí)時(shí)，其動(dòng)動(dòng)作時(shí)間間較長，，延長了了故障持持續(xù)時(shí)間間。1、線路過電電流保護(hù)護(hù)（一）電電流速斷斷保護(hù)的的組成及及整定圖4.4電流流速斷保保護(hù)的原原理圖2、電流流速斷保保護(hù)電流速斷斷保護(hù)的的動(dòng)作電電流必須須按躲過過它所保保護(hù)線路路末端在在最大運(yùn)運(yùn)行方式式下發(fā)生生的短路路電流來來整定。。斷保護(hù)動(dòng)動(dòng)作電流流可靠系數(shù)數(shù)，對(duì)DL系列列電流繼繼電器可可取1.2～1.3，，對(duì)GL系列電電流繼電電器可取取1.4～1.5被保護(hù)線線路末端端短路時(shí)時(shí)的最大大短路電電流2、電流流速斷保保護(hù)圖4.5線路路電流速速斷保護(hù)護(hù)的保護(hù)護(hù)區(qū)2、電流流速斷保保護(hù)（二）電電流速斷斷保護(hù)的的“死區(qū)區(qū)”及其其彌補(bǔ)由于電流流速斷保保護(hù)的動(dòng)動(dòng)作電流流是按被被保護(hù)線線路末端端的最大大短路電電流來整整定的，，因而其其動(dòng)作電電流會(huì)大大于被保保護(hù)范圍圍末端的的短路電電流，這這使得保保護(hù)裝置置不能保保護(hù)全段段線路，，出現(xiàn)一一段“死區(qū)”。速斷保護(hù)護(hù)只能保保護(hù)線路路的一部部分，而而不能保保護(hù)線路路的全長長。為了彌補(bǔ)補(bǔ)死區(qū)得得不到保保護(hù)的缺缺點(diǎn)，在在裝設(shè)電電流速斷斷保護(hù)的的線路上上，必須須配備帶帶時(shí)限的的過電流流保護(hù)。。在電流流速斷的的保護(hù)區(qū)區(qū)內(nèi)，速速斷保護(hù)護(hù)為主保保護(hù)，過過電流保保護(hù)為后后備保護(hù)護(hù)；而在在電流速速斷保護(hù)護(hù)的死區(qū)區(qū)內(nèi)，過過電流保保護(hù)為基基本保護(hù)護(hù)。2、電流流速斷保保護(hù)（一）絕絕緣監(jiān)監(jiān)察裝置置絕緣監(jiān)察察裝置是是利用單單相接地地后出現(xiàn)現(xiàn)零序電電壓而發(fā)發(fā)出信號(hào)號(hào)的，在在工廠供供電系統(tǒng)統(tǒng)中常用用三相五五芯柱式式電壓互互感器或或三只三三繞組單單相電壓壓互感器器作中性性點(diǎn)不接接地系統(tǒng)統(tǒng)的絕緣緣監(jiān)測(cè)裝裝置，其其接線如如圖4.6所示示。3、單相相接地保保護(hù)圖4.6絕緣緣監(jiān)察裝裝置原理理圖3、單相相接地保保護(hù)（二）零零序電流流保護(hù)裝裝置系統(tǒng)正常常運(yùn)行時(shí)時(shí)，各相相電流對(duì)對(duì)稱，電電流繼電電器線圈圈電流為為零，繼繼電器不不動(dòng)作，，當(dāng)出現(xiàn)現(xiàn)單相對(duì)對(duì)地短路路故障時(shí)時(shí)，產(chǎn)生生零序電電流，繼繼電器動(dòng)動(dòng)作并發(fā)發(fā)出信號(hào)號(hào)。圖4.7由三個(gè)個(gè)電流互互感器構(gòu)構(gòu)成的零零序電流流過濾器器3、單相相接地保保護(hù)在三相對(duì)對(duì)稱運(yùn)行行以及三三相和兩兩相短路路時(shí)，二二次側(cè)三三相電路路電流矢矢量和為為零，即即沒有零零序電流流，繼電電器不動(dòng)動(dòng)作。當(dāng)當(dāng)發(fā)生單單相接地地時(shí)，有有零序電電流通過過，此時(shí)時(shí)在二次次側(cè)感應(yīng)應(yīng)出電流流，使繼繼電器動(dòng)動(dòng)作發(fā)出出信號(hào)。。圖4.8由三三個(gè)電流流互感器器構(gòu)成的的零序電電流過濾濾器3、單相相接地保保護(hù)小結(jié)結(jié)電流速斷斷保護(hù)裝裝置可以以克服過過電流保保護(hù)的缺缺陷，但但其保護(hù)護(hù)裝置不不能保護(hù)護(hù)全段線線路，出出現(xiàn)一段段“死區(qū)區(qū)”。在在裝設(shè)電電流速斷斷保護(hù)的的線路上上，必須須配備帶帶時(shí)限的的過電流流保護(hù)。。工廠低壓供供電線路主主要采用熔熔斷器保護(hù)護(hù)和低壓斷斷路器保護(hù)護(hù)。資訊決策計(jì)劃評(píng)價(jià)檢查實(shí)施步驟實(shí)施工作任務(wù)———工廠高高壓線路的的保護(hù)方案案設(shè)計(jì)實(shí)施施步驟資訊分析工廠高高壓線路的的保護(hù)任務(wù)務(wù)書學(xué)習(xí)分析工工廠高壓線線路的保護(hù)護(hù)系統(tǒng)原理理圖通過實(shí)物、、錄像詳細(xì)細(xì)了解常用用低壓配電電的電器及及設(shè)備通過查找資資料了解工工廠高壓線線路的保護(hù)護(hù)的意義、、要求學(xué)會(huì)使用供供配電實(shí)訓(xùn)訓(xùn)仿真系統(tǒng)統(tǒng)，認(rèn)識(shí)常常用電工儀儀表決策策分析析采采用用什什么么樣樣的的方方式式方方法法了了解解工工廠廠高高壓壓線線路路保保護(hù)護(hù)的的基基本本知知識(shí)識(shí)，，了了解解工廠廠高高壓壓線線路路保保護(hù)護(hù)的組組成成、、工工作作原原理理等等，，通通過過什什么么樣樣的的途途徑徑學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)v如如何何進(jìn)進(jìn)行行工廠廠高高壓壓線線路路保保護(hù)護(hù)，認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)常常用用電電工工儀儀表表。。初初步步確確定定工工作作任任務(wù)務(wù)方方案案。。小組組討討論論并并完完善善工工作作任任務(wù)務(wù)方方案案。。計(jì)劃劃制定定實(shí)實(shí)施施工工作作任務(wù)務(wù)的的計(jì)計(jì)劃劃書書。。根據(jù)據(jù)分分析析，，需需要要通通過過動(dòng)動(dòng)手手操操作作、、實(shí)實(shí)物物認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)、、圖圖片片搜搜集集、、視視頻頻播播放放、、查找找資資料料等形形式式完完成成本本次次任任務(wù)務(wù)。。通過過工廠廠高高壓壓線線路路保保護(hù)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)在老老師師的的指指導(dǎo)導(dǎo)下下分分析析工廠廠高高壓壓線線路路保保護(hù)護(hù)原理理圖圖學(xué)會(huì)會(huì)進(jìn)進(jìn)行行工廠廠高高壓壓線線路路保保護(hù)護(hù)，認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)并并使使用用常常用用電電工工儀儀表表。。通過實(shí)實(shí)物、、圖片片演示示、視視頻播播放、、現(xiàn)根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行工廠高壓線路保護(hù)。實(shí)施施檢查查學(xué)生自自己獨(dú)獨(dú)立檢檢查或或小組組之間間互相相交叉叉檢查查檢查學(xué)學(xué)習(xí)目目標(biāo)是是否達(dá)達(dá)到，，相關(guān)關(guān)任務(wù)務(wù)是否否完成成、是是否根根據(jù)任任務(wù)要要求學(xué)學(xué)會(huì)進(jìn)進(jìn)行工廠