電力線(xiàn)路的繼電保護(hù)

內(nèi)容提要：本章講述供電系統(tǒng)保護(hù)裝置的作用及對(duì)其根本要求，分別論述了工廠(chǎng)高、低壓線(xiàn)路中的繼電保護(hù)、熔斷器保護(hù)、低壓斷路器保護(hù)的方式及適用范圍，其中重點(diǎn)講述了工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)和電力變壓器的保護(hù)。第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求第二節(jié)熔斷器保護(hù)第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)第六節(jié)電力變壓器的繼電保護(hù)第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)1、自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地將故障設(shè)備從供配電系統(tǒng)中切除，使其它非故障局部迅速恢復(fù)正常供電。2、正確反響電器設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出預(yù)告信號(hào)，以便運(yùn)行人員采取措施，恢復(fù)電器設(shè)備的正常運(yùn)行。3、與供配電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置〔如自動(dòng)重合閘裝置，備用電源自動(dòng)投入裝置等〕配合，提高供配電系統(tǒng)的供電可靠性。第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、繼電保護(hù)裝置的類(lèi)型〔1〕繼電保護(hù)。繼電保護(hù)是用各種不同類(lèi)型的繼電器按一定方式連接和組合，構(gòu)成繼電保護(hù)裝置。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)事故或故障時(shí)，檢測(cè)出并使相應(yīng)的高壓斷路器跳閘，將故障局部切除，或給出報(bào)警信號(hào)。繼電保護(hù)適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中。〔2〕熔斷器保護(hù)。熔斷器保護(hù)廣泛適用于高、低壓供電系統(tǒng)。由于裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在供電系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。但是它的斷流能力較小，選擇性差，熔體熔斷后更換不方便，不能迅速恢復(fù)供電，因此在要求供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜用。第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、繼電保護(hù)裝置的類(lèi)型〔3〕低壓斷路器保護(hù)。這種保護(hù)又稱(chēng)低壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)。由于低壓斷路器帶有多種脫扣器，能夠進(jìn)行過(guò)電流、過(guò)負(fù)載、失電壓和欠電壓保護(hù)等，而且可作為控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，因此在對(duì)供電可靠性要求較高且頻繁操作的低壓供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求一、繼電保護(hù)裝置的類(lèi)型二、對(duì)繼電保護(hù)的要求第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求

根據(jù)繼電保護(hù)的任務(wù)，繼電保護(hù)應(yīng)滿(mǎn)足選擇性、可靠性、速動(dòng)性和靈敏性的要求。1．選擇性當(dāng)供配電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，只切除故障設(shè)備，使停電范圍最小，保證系統(tǒng)中無(wú)故障局部仍正常工作。1．選擇性第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求二、對(duì)繼電保護(hù)的要求

在K點(diǎn)發(fā)生短路故障，應(yīng)由離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置3動(dòng)作，使斷路器3QF跳閘，將故障線(xiàn)路3WL切除，線(xiàn)路1WL和2WL仍繼續(xù)運(yùn)行。k點(diǎn)故障QF2動(dòng)作保護(hù)裝置在盡可能的條件下，應(yīng)盡快地動(dòng)作切除事故，以減少對(duì)用電設(shè)備的影響，如果故障能在0.2s內(nèi)切除，那么一般電動(dòng)機(jī)就不會(huì)停轉(zhuǎn)。迅速的動(dòng)作還能減輕對(duì)系統(tǒng)的破壞程度，減輕對(duì)元件的損害程度，減少用戶(hù)在低電壓下工作的時(shí)間和停電時(shí)間，加速恢復(fù)正常運(yùn)行的過(guò)程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2．速動(dòng)性第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求二、對(duì)繼電保護(hù)的要求3．可靠性第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求繼電保護(hù)在其所規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，要準(zhǔn)確動(dòng)作，不應(yīng)該拒動(dòng)作；發(fā)生任何保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，不應(yīng)誤動(dòng)作。如下圖系統(tǒng)K點(diǎn)發(fā)生短路，保護(hù)3不應(yīng)該拒動(dòng)作，保護(hù)1和保護(hù)2不應(yīng)該誤動(dòng)作。為了滿(mǎn)足可靠性的要求，保護(hù)裝置接線(xiàn)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，力求減少繼電器接點(diǎn)，防止保護(hù)裝置斷線(xiàn)、短路、接地和錯(cuò)誤的接線(xiàn)，所有輔助元件如連接端子、連接導(dǎo)線(xiàn)以及安裝施工，都應(yīng)當(dāng)十分可靠。第一節(jié)過(guò)電流保護(hù)的任務(wù)和要求二、對(duì)繼電保護(hù)的要求4．靈敏性靈敏性是指繼電保護(hù)在其保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反響能力。在繼電保護(hù)的保護(hù)范圍內(nèi)，不管系統(tǒng)的運(yùn)行方式、短路的性質(zhì)和短路的位置如何，保護(hù)都應(yīng)正確動(dòng)作。繼電保護(hù)的靈敏性通常用靈敏度Sp來(lái)衡量，靈敏度愈高，反響故障的能力愈強(qiáng)。靈敏度Sp按下式計(jì)算：－系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時(shí)保護(hù)區(qū)末端的短路電流－保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流。被保護(hù)的電氣設(shè)備

繼電保護(hù)裝置類(lèi)型

最低靈敏度Sp

變壓器、線(xiàn)路等所有電氣設(shè)備

過(guò)電流保護(hù)

5（如滿(mǎn)足此要求將使保護(hù)復(fù)雜時(shí)，靈敏度可降為1.25）電流速斷保護(hù)

2.0后備保護(hù)

1.2（如滿(mǎn)足此要求將使保護(hù)過(guò)分復(fù)雜或在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可僅按常見(jiàn)的運(yùn)行方式和故障類(lèi)型校驗(yàn)靈敏度）

變壓器

縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

2.03～10kV電纜線(xiàn)路

中性點(diǎn)不直接接地電力網(wǎng)中的零序電流保護(hù)

1.253～10kV架空線(xiàn)路

1.504．靈敏性二、對(duì)繼電保護(hù)的要求第二節(jié)熔斷器保護(hù)1.低壓熔斷器的選擇

⑴根據(jù)工作環(huán)境條件要求選擇熔斷器的型號(hào)；⑵熔斷器額定電壓應(yīng)不低于保護(hù)線(xiàn)路的額定電壓；⑶熔斷器的額定電流應(yīng)不小于其熔體的額定電流，即2.熔體額定電流的選擇⑴熔斷器熔體額定電流IN·FE應(yīng)不小于線(xiàn)路的計(jì)算電流Ic，使熔體在線(xiàn)路正常工作時(shí)不至熔斷。即：IN·FE≥Ic

⑵熔體額定電流還應(yīng)躲過(guò)尖峰電流Ipk，由于尖峰電流持續(xù)時(shí)間很短，而熔體發(fā)熱熔斷需要一定的時(shí)間。因此，熔體額定電流應(yīng)滿(mǎn)足下式條件：IN·FE≥K·Ipk

2.熔體額定電流的選擇第二節(jié)熔斷器保護(hù)K為小于1的計(jì)算系數(shù)，當(dāng)熔斷器用作單臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)時(shí)，K的取值與熔斷器特性及電動(dòng)機(jī)起動(dòng)情況有關(guān)，K的取值如下。線(xiàn)路情況起

動(dòng)

時(shí)

間K值

單臺(tái)電動(dòng)機(jī)3s以下0.25~0.353~8s（重載起動(dòng)）0.35~0.58s以上及頻繁起動(dòng)、反接制動(dòng)0.5~0.6多臺(tái)電動(dòng)機(jī)按最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)情況0.5~1Ic與Ipk較接近時(shí)1

⑶熔斷器保護(hù)還應(yīng)考慮與被保護(hù)線(xiàn)路配合，在被保護(hù)線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷或短路時(shí)能得到可靠的保護(hù)，還應(yīng)滿(mǎn)足下式條件：2.熔體額定電流的選擇第二節(jié)熔斷器保護(hù)IN·FE≤KoL·Ial

式中Ial為絕緣導(dǎo)線(xiàn)和電纜最大允許載流量，KoL為絕緣導(dǎo)線(xiàn)和電纜允許短時(shí)過(guò)負(fù)荷系數(shù)。

當(dāng)熔斷器作短路保護(hù)時(shí)，絕緣導(dǎo)線(xiàn)和電纜的過(guò)負(fù)荷系數(shù)取2.5，明敷導(dǎo)線(xiàn)取1.5；當(dāng)熔斷器作過(guò)負(fù)荷保護(hù)時(shí)，各類(lèi)導(dǎo)線(xiàn)的過(guò)負(fù)荷系數(shù)取0.8∽1，對(duì)有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的導(dǎo)線(xiàn)過(guò)負(fù)荷系數(shù)取下限值0.8。3.熔斷器斷流能力校驗(yàn)第二節(jié)熔斷器保護(hù)⑴對(duì)限流式熔斷器，〔如RT系列〕只需滿(mǎn)足條件⑵對(duì)非限流式熔斷器應(yīng)滿(mǎn)足條件

4.前后級(jí)熔斷器選擇性的配合

低壓線(xiàn)路中，熔斷器較多，前后級(jí)間的熔斷器在選擇性上必須配合，以使靠近故障點(diǎn)的熔斷器最先熔斷。

4.前后級(jí)熔斷器選擇性的配合如圖a所示1FU〔前級(jí)〕與2FU〔后級(jí)〕，當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)2FU應(yīng)先熔斷，但由于熔斷器的特性誤差較大，一般為±30%∽±50%，當(dāng)1FU發(fā)生負(fù)誤差〔提前動(dòng)作〕，2FU為正誤差〔滯后動(dòng)作〕，如圖b所示。那么1FU可能先動(dòng)作，從而失去選擇性。為保證選擇性配合，要求：一般前級(jí)熔斷器的熔體電流應(yīng)比后級(jí)大2～3級(jí)。例有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，UN=380V、PN=17kW，IC=42.3A，屬重載起動(dòng)，起動(dòng)電流188A，起動(dòng)時(shí)間為3～8s。采用BLV型導(dǎo)線(xiàn)穿鋼管敷設(shè)線(xiàn)路(環(huán)境溫度25度)，導(dǎo)線(xiàn)截面為10mm2。該電機(jī)采用RT0型熔斷器做短路保護(hù)，線(xiàn)路最大短路電流為21kA。選擇熔斷器及熔體的額定電流，并進(jìn)行校驗(yàn)。解：1．選擇熔體及熔斷器額定電流①I(mǎi)N·FE≥Ic=42.3A②IN·FE≥K·Ipk=(0.4×188)A=75.2A根據(jù)上兩式計(jì)算結(jié)果選IN·FE=80A

熔斷器的額定電流應(yīng)不小于其熔體的額定電流，查附表10選RT0－100型熔斷器，其熔體額定電流為80A，熔斷器額定電流為100A,最大斷流能力50kA。2．校驗(yàn)熔斷器能力IOC=50kA>Ikmax

=21kA斷流能力滿(mǎn)足要求。3．導(dǎo)線(xiàn)與熔斷器的配合校驗(yàn)：

熔斷器作短路保護(hù),導(dǎo)線(xiàn)為絕緣導(dǎo)線(xiàn)時(shí)：KoL=2.5、查附表19-3

Ial=44A。IN·FE=80A<2.5×44A=110A

滿(mǎn)足要求。第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)一、低壓斷路器選擇的一般原那么在選擇低壓斷路器時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：⑴低壓斷路器的類(lèi)型及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境、保護(hù)性能等方面的要求；

⑵低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線(xiàn)路的額定電壓；⑶低壓斷路器的〔等級(jí)〕額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流；⑷低壓斷路器的短路斷流能力應(yīng)不小于線(xiàn)路中最大短路電流。①對(duì)萬(wàn)能式〔DW型〕斷路器，其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02S以上時(shí)，②對(duì)塑殼式〔DZ型或其他型號(hào)〕斷路器，其分?jǐn)鄷r(shí)間在0.02S以下時(shí)，或第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)斷路器的脫扣器主要有過(guò)電流脫扣器、欠電壓脫扣器、熱脫扣器、分勵(lì)脫扣器幾種。一般是先選擇脫扣器的額定電流〔或額定電壓〕，然后整定脫扣器的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間。1.過(guò)電流脫扣器的選擇和整定(1)電流脫扣器額定電流的選擇

過(guò)電流脫扣器額定電流IN·OR應(yīng)不小于線(xiàn)路的計(jì)算電流IC，即：IN·OR≥IC

1.過(guò)電流脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定(2〕過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的整定①

瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的整定

瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流IOP(0)應(yīng)躲過(guò)線(xiàn)路的尖峰電流IPk，即：Iop(0)≥KrelIPk

式中，Krel

為可靠系數(shù)。對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的斷路器，如DW型,Krel=1.35;對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以下的斷路器，如DZ型等,Krel=2∽2.5

。(2〕過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的整定第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定②

短延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定

短延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流Iop(s)

也應(yīng)躲過(guò)線(xiàn)路尖峰電流Ipk，即：Iop(0)≥KrelIPk

式中，Krel為可靠系數(shù)，可取1.2。

短延時(shí)脫扣器動(dòng)作時(shí)間一段不超過(guò)1s，通常分為0.2、0.4、0.6秒三級(jí)，但是現(xiàn)在一些新產(chǎn)品中短延時(shí)的時(shí)間也有所不同，如DW40型斷路器其定時(shí)限特性為0.1、0.2、0.3、0.4s四級(jí)，ME系列斷路器采用半導(dǎo)體過(guò)電流脫扣器時(shí)，其短延時(shí)范圍為30∽270ms，分級(jí)式，每級(jí)30或60ms。可根據(jù)保護(hù)要求確定動(dòng)作時(shí)間。③長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間整定第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流Iop〔l〕只需躲過(guò)線(xiàn)路中最大負(fù)荷計(jì)算電流Ic，即：Iop(l)≥KrelIc

式中，Krel取1.1。

長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器用于過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間為反時(shí)限特性。一般動(dòng)作時(shí)間在1∽2h。

過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流整定后，還應(yīng)選擇過(guò)流脫扣器的整定倍數(shù)。過(guò)流脫扣器的動(dòng)作值或倍數(shù)，按照其額定電流的倍數(shù)來(lái)設(shè)定的。各種型號(hào)的斷路器其脫扣器的動(dòng)作電流整定倍數(shù)也不一樣。不同類(lèi)型過(guò)流脫扣器如瞬時(shí)、短延時(shí)、長(zhǎng)延時(shí)，其動(dòng)作電流倍數(shù)也不一樣。有些型號(hào)斷路器動(dòng)作電流倍數(shù)分檔設(shè)定，而有些型號(hào)斷路器動(dòng)作電流倍數(shù)可連續(xù)調(diào)節(jié)。應(yīng)選擇與Iop值最接近的脫扣器的動(dòng)作電流整定值KIN，并滿(mǎn)足KIN≥Iop，K為整定倍數(shù)。④

過(guò)流脫扣器與配電線(xiàn)路的配合要求第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定

低壓斷路器還需考慮與配電線(xiàn)路的配合，防止被保護(hù)線(xiàn)路因過(guò)負(fù)荷或短路故障引起導(dǎo)線(xiàn)或電纜過(guò)熱，其配合條件為：

Iop≤KOLIal

式中，Ial為絕緣導(dǎo)線(xiàn)或電纜的允許載流量，KOL為導(dǎo)線(xiàn)或電纜允許的短時(shí)過(guò)負(fù)荷系數(shù)。對(duì)瞬時(shí)和短延時(shí)過(guò)流脫扣器KOL=4.5，對(duì)長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器KOL=1。對(duì)有爆炸氣體區(qū)域內(nèi)的配電線(xiàn)路KOL=0.8。

當(dāng)上述配合要求得不到滿(mǎn)足時(shí)，可改選脫扣器動(dòng)作電流，或增大配電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面。3、低壓斷路器熱脫扣器的選擇和整定第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定①熱脫扣器的額定電流應(yīng)不小于線(xiàn)路最大計(jì)算負(fù)荷電流Ic，即：IN·TR≥Ic

②熱脫扣器動(dòng)作電流整定熱脫扣器的動(dòng)作電流應(yīng)按線(xiàn)路最大計(jì)算負(fù)荷電流來(lái)整定，即：Iop·TR≥Krel·Ic

式中，Krel取1.1，并應(yīng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)調(diào)試。4.欠電壓脫扣器和分勵(lì)脫扣器選擇第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)二、低壓斷路器脫扣器的選擇和整定欠壓脫扣器主要用于欠壓或失壓〔零壓〕保護(hù)，當(dāng)電壓下降低于〔0.35∽0.7〕UN時(shí)便能動(dòng)作。分勵(lì)脫扣器主要用于斷路器的分閘操作，在〔0.85∽1.1〕UN時(shí)便能可靠動(dòng)作。

欠壓和分勵(lì)脫扣器的額定電壓應(yīng)等于線(xiàn)路的額定電壓，并按直流或交流的類(lèi)型及操作要求進(jìn)行選擇。三、前后級(jí)低壓斷路器選擇性的配合

第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)為了保證前后級(jí)斷路器選擇性要求，一般要求前一級(jí)〔靠近電源〕低壓斷路器采用短延時(shí)的過(guò)流脫扣器，而后一級(jí)〔靠近負(fù)荷〕低壓斷路器采用瞬時(shí)脫扣器，動(dòng)作電流為前一級(jí)大于后一級(jí)動(dòng)作電流的1.2倍，即：Iop.〔1〕≥1.2Iop.〔2〕在動(dòng)作時(shí)間選擇性配合，如果后一級(jí)采用瞬時(shí)過(guò)流脫扣器，那么前一級(jí)要求采用短延時(shí)過(guò)流脫扣器，如果前后級(jí)都采用短延時(shí)脫扣器，那么前一級(jí)短延時(shí)時(shí)間應(yīng)至少比后一級(jí)短延時(shí)時(shí)間大一級(jí)。由于低壓斷路器保護(hù)特性時(shí)間誤差為±20%∽±30%，為防止誤動(dòng)作，應(yīng)把前一級(jí)動(dòng)作時(shí)間計(jì)入負(fù)誤差〔提前動(dòng)作〕，后一級(jí)動(dòng)作時(shí)間計(jì)入正誤差〔滯后動(dòng)作〕，在這種情況下，仍要保證前一級(jí)動(dòng)作時(shí)間大于后一級(jí)動(dòng)作時(shí)間，才能保證前后級(jí)斷路器選擇性配合。

第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)三、前后級(jí)低壓斷路器選擇性的配合

四、低壓斷路器靈敏度的校驗(yàn)第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)低壓斷路器短路保護(hù)靈敏度應(yīng)滿(mǎn)足下式條件式中，Sp為靈敏度，Iop為瞬時(shí)或短延時(shí)過(guò)流脫扣器的動(dòng)作電流整定值。Ik·min為保護(hù)線(xiàn)路末端在最小運(yùn)行方式下的短路電流，對(duì)TN和TT系統(tǒng)Ik·min應(yīng)為單相短路電流，對(duì)IT系統(tǒng)那么視為兩相短路電流。K為靈敏系數(shù)的最小比值，一般取1.3。例

某0.38kV動(dòng)力線(xiàn)路，采用低壓斷路器保護(hù)，線(xiàn)路計(jì)算電流為125A，尖峰電流為390A，線(xiàn)路首端三相短路電流為7.6kA，最小單相短路電流為2.5kA，線(xiàn)路允許載流量為165A〔BLV三芯絕緣導(dǎo)線(xiàn)穿塑料管，30℃時(shí)〕，試選擇低壓斷路器。第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)解：低壓斷路器用于配電線(xiàn)路保護(hù)，選擇DW15系列斷路器，查附錄表確定配置瞬時(shí)和長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器。1．瞬時(shí)脫扣器額定電流選擇及動(dòng)作電流整定①

IN·OR≥Ic=125A，應(yīng)選取IN·OR=200A脫扣器②

Iop〔0〕≥KrelIpk=1.35×390A=527A選擇3倍整定倍數(shù)的瞬時(shí)脫扣器，那么動(dòng)作電流整定值為：3×200=600＞527A③

與保護(hù)線(xiàn)路的配合第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)Iop〔0〕=600A≤4.5Ial=4.5×165A=742.5A

滿(mǎn)足要求。2．長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器的動(dòng)作電流整定①

動(dòng)作電流整定Iop〔l〕≥KrelIc=1.1×125A=137.5A選取128～160～200中整定電流為160A〔0.8倍〕的脫扣器，那么Iop〔l〕=160A②與保護(hù)線(xiàn)路的配合第三節(jié)低壓斷路器保護(hù)Iop=160＜KOLIal=1×165A=165A

滿(mǎn)足要求。3．?dāng)嗦菲黝~定電流選擇IN.aF≥IN.OR=200A查附錄表選DW15-200型斷路器。4.斷流能力校驗(yàn)Ioc=20kA＞7.6kV

滿(mǎn)足要求。5.靈敏度校驗(yàn)滿(mǎn)足要求。所選低壓斷路器為DW15-200，脫扣器額定電流為200A。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器按繼電器的結(jié)構(gòu)原理分：有電磁式、感應(yīng)式、數(shù)字式、微機(jī)式等繼電器。按繼電器反響的物理量分：有電流繼電器、電壓繼電器、功率方向繼電器、氣體繼電器等。按繼電器反響的物理量變化分：有過(guò)量繼電器和欠量繼電器，如過(guò)電流繼電器、欠電壓繼電器。按繼電器在保護(hù)裝置中的功能分：有起動(dòng)繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器等。

工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)中常用的繼電器主要是電磁式繼電器和感應(yīng)式繼電器。在現(xiàn)代化的大型工廠(chǎng)中也開(kāi)始使用微機(jī)式繼電器或微機(jī)保護(hù)。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器一、電磁式繼電器第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器一、電磁式繼電器電流繼電器的文字符號(hào)為KA。

使過(guò)電流繼電器動(dòng)作的最小電流稱(chēng)為繼電器的動(dòng)作電流，用Iop.KA表示。

繼電器的返回電流，用Ire.KA表示。

第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器一、電磁式繼電器繼電器的返回電流與動(dòng)作電流之比稱(chēng)為返回系數(shù)Kre，即

顯然，過(guò)電流繼電器的返回系數(shù)小于1，返回系數(shù)愈大，繼電器愈靈敏，電磁式電流繼電器的返回系數(shù)通常為0.85。調(diào)節(jié)電磁式電流繼電器的動(dòng)作電流的方法有兩種：〔1〕改變調(diào)整桿6的位置來(lái)改變彈簧的反作用力，進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)?！?〕改變繼電器線(xiàn)圈的連接。當(dāng)線(xiàn)圈由串聯(lián)改為并聯(lián)時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流增大一倍，進(jìn)行級(jí)進(jìn)調(diào)節(jié)。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器一、電磁式繼電器

電磁式電流繼電器的動(dòng)作極為迅速，動(dòng)作時(shí)間為百分之幾秒，可認(rèn)為是瞬時(shí)動(dòng)作的繼電器。二、電磁式電壓繼電器第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器

電壓繼電器的線(xiàn)圈為電壓線(xiàn)圈，匝數(shù)多，導(dǎo)線(xiàn)細(xì)，與電壓互感器的二次繞組并聯(lián)。電壓繼電器文字符號(hào)用KV表示。

電磁式電壓繼電器有過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器兩種。過(guò)電壓繼電器返回系數(shù)小于1，通常為0.8，欠電壓繼電器返回系數(shù)大于1，通常為1.25。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器三、電磁式時(shí)間繼電器

由電磁系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、鐘表機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和時(shí)間調(diào)整系統(tǒng)等組成。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器

時(shí)間繼電器的文字符號(hào)為KT。DS-110型為直流時(shí)間繼電器，DS-120型為交流時(shí)間繼電器，延時(shí)范圍均為0.1~9秒。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器四、電磁式信號(hào)繼電器信號(hào)繼電器的文字符號(hào)為KS。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器四、電磁式信號(hào)繼電器DX-11型信號(hào)繼電器有兩種：電流型和電壓型。電流型信號(hào)繼電器串聯(lián)接入二次電路，電壓型信號(hào)繼電器并聯(lián)接入二次電路。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器五、電磁式中間繼電器第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器五、電磁式中間繼電器中間繼電器的文字符號(hào)為KM。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器六、感應(yīng)式電流繼電器感應(yīng)式電流繼電器有兩個(gè)系統(tǒng)：感應(yīng)系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)。第四節(jié)常用的保護(hù)繼電器六、感應(yīng)式電流繼電器

感應(yīng)式電流繼電器具有前述電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器、中間繼電器的功能，從而使繼電保護(hù)裝置使用元件少、接線(xiàn)簡(jiǎn)單，在工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)一、工廠(chǎng)電力線(xiàn)路的常見(jiàn)故障和保護(hù)配置1、常見(jiàn)的故障主要有相間短路、單相接地、過(guò)負(fù)荷。2、保護(hù)配置

工廠(chǎng)電力線(xiàn)路裝設(shè)帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘，作為相間短路的保護(hù)。工廠(chǎng)電力線(xiàn)路裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置〔零序電壓保護(hù)〕或單相接地保護(hù)〔零序電流保護(hù)〕，保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，作為單相接地故障保護(hù)。可能經(jīng)常過(guò)負(fù)荷的電纜線(xiàn)路，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。二、過(guò)電流保護(hù)第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)1．過(guò)電流保護(hù)的接線(xiàn)和工作原理〔1〕定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的接線(xiàn)和工作原理〔2〕反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的接線(xiàn)和工作原理第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)二、過(guò)電流保護(hù)1．過(guò)電流保護(hù)的接線(xiàn)和工作原理2、保護(hù)整定計(jì)算第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)二、過(guò)電流保護(hù)

過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算有動(dòng)作電流整定，動(dòng)作時(shí)限整定和靈敏度校驗(yàn)三項(xiàng)內(nèi)容。〔1〕動(dòng)作電流整定過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：a〕正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置不動(dòng)作，即保護(hù)裝置一次側(cè)的動(dòng)作電流Iop1應(yīng)大于線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流IL.max〔正常過(guò)負(fù)荷電流和尖峰電流〕，即Iop1＞IL.max。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)二、過(guò)電流保護(hù)2、保護(hù)整定計(jì)算b〕保護(hù)裝置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置。如圖6-26所示線(xiàn)路2WL在K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，由于短路電流遠(yuǎn)大于線(xiàn)路的負(fù)荷電流，線(xiàn)路1WL和2WL的過(guò)電流保護(hù)同時(shí)起動(dòng)，為保證保護(hù)的選擇性，保護(hù)2首先動(dòng)作，斷路器2QF跳閘，切除故障線(xiàn)路2WL。故障切除后，1WL的保護(hù)1應(yīng)可靠返回，要求保護(hù)1的返回電流Ire1大于線(xiàn)路最大負(fù)荷電流IL.max〔應(yīng)包含電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流〕，即Ire1＞IL.max。由于過(guò)電流保護(hù)Iop1大于Ire1，所以，以Ire1＞IL.max作為動(dòng)作電流整定依據(jù)，同時(shí)引入可靠系數(shù)Krel，將不等式改寫(xiě)成等式。將保護(hù)裝置的返回電流換算到動(dòng)作電流，進(jìn)而換算到繼電器的動(dòng)作電流Iop.KA，即第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)

式中，Krel為可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.2，GL型繼電器取1.3；Kw為接線(xiàn)系數(shù)，由保護(hù)的接線(xiàn)方式?jīng)Q定,對(duì)兩相兩繼電器式接線(xiàn)為1，對(duì)兩相一繼電器式接線(xiàn)為；Kre為繼電器的返回系數(shù)，DL型繼電器取0.85，GL型繼電器取0.8；Ki為電流互感器變比。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)二、過(guò)電流保護(hù)在整定計(jì)算時(shí)線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流具體數(shù)據(jù)不祥時(shí)，可取線(xiàn)路計(jì)算電流IC的1.5~3.0倍，即IL.max=〔1.5~3〕IC。

由上式求得繼電器動(dòng)作電流計(jì)算值，確定其動(dòng)作電流整定值。保護(hù)裝置一次側(cè)的動(dòng)作電流為〔1〕動(dòng)作電流整定〔2〕動(dòng)作時(shí)限整定第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)2、保護(hù)整定計(jì)算①定時(shí)限過(guò)電流動(dòng)作時(shí)限整定

定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的起動(dòng)由電流繼電器完成，動(dòng)作時(shí)限的實(shí)現(xiàn)由時(shí)間繼電器完成。保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限與短路電流的大小無(wú)關(guān)，僅取決于由選擇性確定的時(shí)間繼電器的整定時(shí)間。為保證動(dòng)作的選擇性，自負(fù)載側(cè)向電源側(cè)，后一級(jí)線(xiàn)路的過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比前一級(jí)線(xiàn)路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt，即按階梯原那么進(jìn)行整定。式中，Δt為時(shí)限級(jí)差，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)取0.5s，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)取0.7s。②反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)2、保護(hù)整定計(jì)算GL型感應(yīng)式電流繼電器具有反時(shí)限動(dòng)作特性，在整定反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限時(shí)應(yīng)指出某一動(dòng)作電流倍數(shù)〔通常為10倍〕時(shí)的動(dòng)作時(shí)限。為保證動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)時(shí)限整定也應(yīng)按照“階梯原那么〞來(lái)確定，即上下級(jí)線(xiàn)路的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)在保護(hù)配合點(diǎn)K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的時(shí)限級(jí)差為Δt=0.7s。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)2、保護(hù)整定計(jì)算〔2〕動(dòng)作時(shí)限整定

圖a中線(xiàn)路2WL保護(hù)2的繼電器特性曲線(xiàn)為圖b中的2；保護(hù)2的動(dòng)作電流為Iop.KA2，線(xiàn)路1WL保護(hù)1的動(dòng)作電流為Iop.KA1。動(dòng)作時(shí)限整定具體步驟如下：a、計(jì)算線(xiàn)路2WL首端K點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)2的動(dòng)作電流倍數(shù)n2。

式中,為K點(diǎn)三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)2繼電器的電流

，Kw.2和Ki.2分別為保護(hù)2的接線(xiàn)系數(shù)和電流互感器變比。

第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)②反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定〔2〕動(dòng)作時(shí)限整定b、由n2從特性曲線(xiàn)2求K點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)2的動(dòng)作時(shí)限t2。c、計(jì)算K點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)限t1，t1應(yīng)較t2大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt，以保證動(dòng)作的選擇性，即d、計(jì)算K點(diǎn)三相短路時(shí)，保護(hù)1的實(shí)際動(dòng)作電流倍數(shù)n1。

式中，

為K點(diǎn)三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)1繼電器的電流，

，Kw.1和Ki.1分別為保護(hù)1的接線(xiàn)系數(shù)和電流互感器變比。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)e、由t1和n1可以確定保護(hù)1繼電器的特性曲線(xiàn)上的一個(gè)點(diǎn)P，由P點(diǎn)找出保護(hù)1的特性曲線(xiàn)1，并確定10倍動(dòng)作電流倍數(shù)下的動(dòng)作時(shí)限。由圖7-21a可見(jiàn)，K點(diǎn)是線(xiàn)路2WL的首端和線(xiàn)路1WL的末端,也是上下級(jí)保護(hù)的時(shí)限配合點(diǎn)，假設(shè)在該點(diǎn)K的時(shí)限配合滿(mǎn)足要求，在其它各點(diǎn)短路時(shí)，都能保證動(dòng)作的選擇性。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)〔3〕保護(hù)靈敏度校驗(yàn)第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)

過(guò)電流保護(hù)的靈敏度用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線(xiàn)路末端的兩相短路電流

進(jìn)行校驗(yàn)。

式中，Iop1為保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流。例試整定如下圖線(xiàn)路1WL的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。1TA的變比為750/5A，線(xiàn)路最大負(fù)荷電流〔含自啟動(dòng)電流〕670A，保護(hù)采用兩相兩繼電器接線(xiàn)，線(xiàn)路2WL定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限0.7s，最大運(yùn)行方式時(shí)K1點(diǎn)三相短路電流4kA，K2點(diǎn)三相短路電流2.5kA，最小運(yùn)行方式時(shí)K1和K2點(diǎn)三相短路電流分別為3.2kA和2kA。解：1、整定動(dòng)作電流選DL-11/10電流繼電器，線(xiàn)圈并聯(lián)，整定動(dòng)作電流7A過(guò)電流保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為2、整定動(dòng)作時(shí)限

線(xiàn)路1WL定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)較線(xiàn)路2WL定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt。3、校驗(yàn)保護(hù)靈敏度保護(hù)線(xiàn)路1WL的靈敏度按線(xiàn)路1WL末端最小兩相短路電流校驗(yàn)：

＞1.5

線(xiàn)路2WL后備保護(hù)靈敏度，用線(xiàn)路2WL末端最小兩相短路電流校驗(yàn)：＞1.2

由此可見(jiàn)，保護(hù)整定滿(mǎn)足靈敏度要求。三、電流速斷保護(hù)第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)1、電流速斷保護(hù)的接線(xiàn)和工作原理2．電流速斷保護(hù)的整定第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)三、電流速斷保護(hù)〔1〕動(dòng)作電流整定

下一級(jí)線(xiàn)路首端發(fā)生最大短路電流時(shí)電流速斷保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，即速斷保護(hù)動(dòng)作電流Iop1＞IK.max，從而，速斷保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流整定值為：

式中，IK.max為線(xiàn)路末端最大三相短路電流；Kre1為可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.3，GL型繼電器取1.5；Kw為接線(xiàn)系數(shù)；Ki為電流互感器變比。對(duì)GL型電流繼電器，還要整定速斷動(dòng)作電流倍數(shù)，即

式中，

為電流速斷保護(hù)繼電器動(dòng)作電流整定值；

為過(guò)電流保護(hù)繼電器動(dòng)作電流整定值。

電流速繼保護(hù)不能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，只能保護(hù)線(xiàn)路的一局部，線(xiàn)路不能被保護(hù)的局部稱(chēng)為保護(hù)死區(qū)，線(xiàn)路能被保護(hù)的局部稱(chēng)為保護(hù)區(qū)。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)三、電流速斷保護(hù)〔2〕靈敏度校驗(yàn)用線(xiàn)路首端最小兩相短路電流

校驗(yàn)，即

≥1.5

2)電流速斷保護(hù)的“死區(qū)〞及其彌補(bǔ)由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過(guò)線(xiàn)路末端的最大短路電流來(lái)整定的，因此在靠近線(xiàn)路末端的一段線(xiàn)路上發(fā)生的不一定是最大的短路電流(例如兩相短路電流)時(shí)，電流速斷保護(hù)裝置就不可能動(dòng)作，也就是說(shuō)電流速斷保護(hù)實(shí)際上不能保護(hù)線(xiàn)路的全長(zhǎng)，這種保護(hù)裝置不能保護(hù)的區(qū)域，就稱(chēng)為“死區(qū)〞。為了彌補(bǔ)速斷保護(hù)存在死區(qū)的缺陷，一般規(guī)定，凡裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線(xiàn)路，都必須裝設(shè)帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)。且過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比電流速斷保護(hù)至少長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差Δ=0.5s～0.7s，而且前后級(jí)的過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間又要符合“階梯原那么〞，以保證選擇性。在速斷保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)作為主保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)；而在速斷保護(hù)的死區(qū)內(nèi)，那么過(guò)電流保護(hù)為根本保護(hù)。習(xí)題如下圖的10kV線(xiàn)路1WL和2WL都采用GL-15/10電流繼電器構(gòu)成兩相兩繼電器接線(xiàn)的過(guò)電流保護(hù)。1TA的變比為100/5A，2TA的變比為75/5A，1WL的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流整定9A，10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間為1s，2WL的計(jì)算電流為36A，2WL首端三相短路電流為900A，末端三相短路電流320A。試整定線(xiàn)路2WL的保護(hù)。解：線(xiàn)路由GL-15/10感應(yīng)式電流繼電器構(gòu)成兩相式過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)〔1〕過(guò)電流保護(hù)①動(dòng)作電流整定繼電器動(dòng)作電流8A，過(guò)電流保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為②動(dòng)作時(shí)限整定

由線(xiàn)路1WL和2WL保護(hù)配合點(diǎn)K1，整定2WL的電流繼電器動(dòng)作時(shí)限曲線(xiàn)。a、計(jì)算K1點(diǎn)短路1WL保護(hù)的動(dòng)作電流倍數(shù)n1和動(dòng)作時(shí)限t1：由n1查GL-15電流繼電器t|n=10=1s特性曲線(xiàn)，得t1=1.4sb、計(jì)算K1點(diǎn)短路2WL保護(hù)的動(dòng)作電流倍數(shù)n2和動(dòng)作時(shí)限t2。c、由n2和t2從GL-15電流繼電器動(dòng)作特性曲線(xiàn)查得10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)限0.6s③靈敏度校驗(yàn)

＞1.5

2WL過(guò)電流保護(hù)整定滿(mǎn)足要求〔2〕電流速斷保護(hù)①動(dòng)作電流整定整定速斷保護(hù)動(dòng)作倍數(shù)4倍，②靈敏度校驗(yàn)

＞1.5

2WL電流速斷保護(hù)整定滿(mǎn)足要求。四、單相接地保護(hù)第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)

具有三回路出線(xiàn)的供配電系統(tǒng)中在線(xiàn)路3WL的C相發(fā)生單相接地時(shí)電容電流和接地電流的分布。整個(gè)有電的連接的系統(tǒng)C相接地，線(xiàn)路1WL、2WL、3WL的C相對(duì)地電容電流均為零，僅A相和B相有對(duì)地電容電流，且較正常運(yùn)行時(shí)增大

倍。由于三相對(duì)地電容電流不對(duì)稱(chēng)，線(xiàn)路1WL~3WL的接地電流分別為第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)四、單相接地保護(hù)第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)四、單相接地保護(hù)其原理如下:如果電纜WL1的A相發(fā)生接地故障，A相不存在對(duì)地電容電流，B相和C相有對(duì)地電容電流。電纜WL2和WL3也只有B相和C相有對(duì)地電容電流。所有這些對(duì)地電容電流都要經(jīng)過(guò)接地故障點(diǎn)。故障電纜A相芯線(xiàn)上流過(guò)所有電容電流之和，且與同一電纜的其他完好的B相和C相芯線(xiàn)及其金屬外皮上所流過(guò)的電容電流恰好抵消，而除故障電纜外的其他電纜的所有電容電流I3～I(xiàn)6那么經(jīng)過(guò)電纜頭接地線(xiàn)流入地中。接地線(xiàn)流過(guò)的這一不平衡電流(零序電流)就要在零序電流互感器TAN的鐵心中產(chǎn)生磁通，使TAN的二次繞組感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，使接于二次側(cè)的電流繼電器KA動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。必須強(qiáng)調(diào)：電纜頭的接地線(xiàn)必須穿過(guò)零序電流互感器的鐵心，否那么接地保護(hù)裝置不起作用,如下圖。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)四、單相接地保護(hù)〔2〕動(dòng)作電流整定第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)四、單相接地保護(hù)2．單相接地保護(hù)

系統(tǒng)中其它線(xiàn)路發(fā)生單相接地，被保護(hù)線(xiàn)路流過(guò)接地電容電流IC時(shí)，單相接地保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，即

式中，Kre1為可靠系數(shù)，保護(hù)裝置不帶時(shí)限時(shí)，取Kre1=4~5，保護(hù)裝置帶時(shí)限時(shí)，取Kre1=1.5~2；Ki為零序電流互感器的變比。保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流為:第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)四、單相接地保護(hù)2．單相接地保護(hù)〔3〕靈敏度校驗(yàn)

被保護(hù)線(xiàn)路發(fā)生單相接地，流過(guò)接地電容電流

，單相接地保護(hù)應(yīng)可靠動(dòng)作，用此電流計(jì)算保護(hù)的靈敏度。3．絕緣監(jiān)視裝置第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)四、單相接地保護(hù)

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱(chēng)，三只相電壓表讀數(shù)近似相等，開(kāi)口三角形繞組兩端電壓近似為零，電壓繼電器不動(dòng)作。四、單相接地保護(hù)3．絕緣監(jiān)視裝置

系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地相對(duì)地電壓近似為零，該相電壓表讀數(shù)近似為零，非故障相對(duì)地電壓近似為線(xiàn)電壓。同時(shí)，開(kāi)口三角形繞組兩端電壓也升高，近似為100V，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出單相接地信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理。因此，絕緣監(jiān)視裝置又稱(chēng)為零序電壓保護(hù)。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)

運(yùn)行人員可根據(jù)接地信號(hào)和電壓表讀數(shù)，判斷哪一段母線(xiàn)、哪一相發(fā)生單相接地，但不能判斷哪一條線(xiàn)路發(fā)生單相接地，因此絕緣監(jiān)視裝置是無(wú)選擇性的。只能采用依次拉合的方法。第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)四、單相接地保護(hù)3．絕緣監(jiān)視裝置判斷接地故障線(xiàn)路。即依次先斷開(kāi)再合上各條線(xiàn)路，假設(shè)斷開(kāi)某線(xiàn)路時(shí)，三只相電壓表讀數(shù)恢復(fù)近似相等，該線(xiàn)路便是接地故障線(xiàn)路，再消除接地故障，恢復(fù)線(xiàn)路正常運(yùn)行。

電壓繼電器的動(dòng)作電壓整定應(yīng)躲過(guò)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，開(kāi)口三角形繞組兩端出現(xiàn)的最大不平衡電壓。五、過(guò)負(fù)荷保護(hù)第五節(jié)工廠(chǎng)高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按線(xiàn)路的計(jì)算電流IC整定，即

式中，Kre1為可靠系數(shù)，取1.2~1.3；Ki為電流互感器變比。動(dòng)作時(shí)間一般整定10~15s。第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

一、電力變壓器的常見(jiàn)故障和保護(hù)配置電力變壓器的常見(jiàn)故障分短路故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。

變壓器的短路故障按發(fā)生在變壓器油箱的內(nèi)外，分內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障有匝間短路、相間短路和單相碰殼故障。外部故障有套管及其引出線(xiàn)的相間短路、單相接地故障。

變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)有過(guò)負(fù)荷、油面降低和變壓器溫度升高等。3．變壓器電流保護(hù)的接線(xiàn)方式第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

兩相兩繼電器式接線(xiàn)適用于相間短路保護(hù)。

兩相一繼電器式接線(xiàn)的保護(hù)靈敏度隨短路種類(lèi)而異，但Yyno聯(lián)結(jié)的變壓器二次側(cè)發(fā)生單相短路和Yd11聯(lián)結(jié)的變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路，保護(hù)裝置不動(dòng)作，因此，該連線(xiàn)方式不能用于Yyno聯(lián)結(jié)的變壓器的電流保護(hù)。三、變壓器的電流保護(hù)第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

1．變壓器的過(guò)電流保護(hù)變壓器過(guò)電流保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流為：

式中，I1N為變壓器一次側(cè)額定電流；可靠系數(shù)Kre1、接線(xiàn)系數(shù)Kw、返回系數(shù)Kre同線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù)；Ki為電流互感器的變比。變壓器過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定同線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù)，按級(jí)差原那么整定。變壓器過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比二次側(cè)出線(xiàn)過(guò)電流保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)Δt。對(duì)車(chē)間變電所的變壓器過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限，一般取0.5~0.7s。第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

三、變壓器的電流保護(hù)變壓器過(guò)電流保護(hù)的靈敏度按下式校驗(yàn)

≥1.5

式中，

為變壓器二次側(cè)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)一次側(cè)的穿越電流。

2．電流速斷保護(hù)第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

三、變壓器的電流保護(hù)

變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，與線(xiàn)路的電流速斷保護(hù)相似，應(yīng)躲過(guò)變壓器二次側(cè)母線(xiàn)三相短路時(shí)的最大穿越電流，即第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

三、變壓器的電流保護(hù)2．電流速斷保護(hù)

式中，

為變壓器二次側(cè)母線(xiàn)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)一次側(cè)的穿越電流；Kre1為可靠系數(shù)，同線(xiàn)路的電流速斷保護(hù)。

變壓器電流速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)，與線(xiàn)路速斷保護(hù)靈敏度校驗(yàn)一樣，以變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流

進(jìn)行校驗(yàn)，即

第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

三、變壓器的電流保護(hù)2．電流速斷保護(hù)

≥2

假設(shè)電流速斷保護(hù)靈敏度不滿(mǎn)足要求，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。3．變壓器的零序電流保護(hù)第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

三、變壓器的電流保護(hù)

零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器二次側(cè)最大不平衡電流整定，最大不平衡電流取變壓器二次側(cè)額定電流的25%，即

式中，Krel為可靠系數(shù)，取1.2；Ki為零序電流互感器的變比；I2N為變壓器二次側(cè)的額定電流。

零序電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間一般取0.5~0.7s，以躲過(guò)變壓器瞬時(shí)最大不平衡電流。第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

三、變壓器的電流保護(hù)

保護(hù)靈敏度校驗(yàn)，按變壓器二次側(cè)干線(xiàn)末端最小單相短路電流

校驗(yàn)。

4．變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)

運(yùn)行中可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷的變壓器應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。其接線(xiàn)、工作原理與線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷保護(hù)相同，動(dòng)作電流整定按變壓器一次側(cè)額定電流整定，動(dòng)作時(shí)間一般整定10~15s。例某總降變電所有一臺(tái)35/10.5kV、2500kVA、Yd11聯(lián)結(jié)組變壓器一臺(tái)。變壓器10kV母線(xiàn)的最大三相短路電流1.4kA，最小三相短路電流1.3kA，35kV母線(xiàn)的最小三相短路電流1.25kA，保護(hù)采用兩相兩繼電器接線(xiàn)，電流互感器變比為100/5A，變電所10kV出線(xiàn)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間1s，試整定變壓器的電流保護(hù)。解：因無(wú)過(guò)負(fù)荷可能，變壓器裝設(shè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，保護(hù)采用兩相兩繼電器接線(xiàn)。1．定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)〔1〕動(dòng)作電流整定選DL-11/10電流繼電器，線(xiàn)圈并聯(lián)，動(dòng)作電流整定Iop.KA(oc)=6A保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流〔2〕動(dòng)作時(shí)間整定〔3〕靈敏度校驗(yàn)

＞1.5

2．電流速斷保護(hù)〔1〕動(dòng)作電流整定選DL-11/50電流繼電器，線(xiàn)圈串聯(lián)，動(dòng)作電流整定Iop.KA(qb)=25A保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流〔2〕靈敏度校驗(yàn)

＞2.0

采用兩相三繼電器接線(xiàn)或三相三繼電器接線(xiàn)的過(guò)電流保護(hù).如下圖接線(xiàn)，這兩種接線(xiàn)既能實(shí)現(xiàn)相間短路保護(hù)，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)，且保護(hù)靈敏度比較高。第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

四、變壓器的氣體保護(hù)第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

氣體保護(hù)裝置主要由氣體繼電器構(gòu)成。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)，電弧的高溫使變壓器油分解為大量的油氣體，氣體保護(hù)就是利用這種氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置。1．氣體繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理

目前，國(guó)內(nèi)采用的氣體繼電器有浮筒擋板式和開(kāi)口杯擋板式兩種型號(hào)。第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

四、變壓器的氣體保護(hù)2．氣體保護(hù)的接線(xiàn)3．氣體保護(hù)的安裝和運(yùn)行第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

四、變壓器的氣體保護(hù)

氣體繼電器安裝在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上，要求變壓器安裝時(shí)應(yīng)有1~1.5%的傾斜度；變壓器在制造時(shí)，聯(lián)通管對(duì)油箱上蓋也應(yīng)有2~4%傾斜度。五、變壓器的差動(dòng)保護(hù)第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

1．差動(dòng)保護(hù)的工作原理變壓器差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍是變壓器兩側(cè)電流互感器安裝地點(diǎn)之間的區(qū)域。它可以保護(hù)變壓器內(nèi)部及兩側(cè)絕緣套管和引出線(xiàn)上的相間短路，保護(hù)反響靈敏，動(dòng)作無(wú)限時(shí)。2．變壓器差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因和減小措施第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

五、變壓器的差動(dòng)保護(hù)〔1〕變壓器聯(lián)結(jié)組引起的不平衡電流〔2〕電流互感器變比引起的不平衡電流〔3〕變壓器勵(lì)磁涌流引起的不平衡電流

此外，變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，有載調(diào)壓變壓器分接頭電壓的改變也會(huì)在差動(dòng)回路中產(chǎn)生不平衡電流。綜上所述，產(chǎn)生不平衡電流的原因很多，可以采取措施最大程度地減小不平衡電流，但不能完全消除。3．變壓器的差動(dòng)保護(hù)方式第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

五、變壓器的差動(dòng)保護(hù)目前我國(guó)廣泛應(yīng)用以下幾種類(lèi)型繼電器構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)：〔1〕帶短路線(xiàn)圈的BCH-2型差動(dòng)繼電器〔2〕帶磁制動(dòng)特性的BCH-1型差動(dòng)繼電器；〔3〕多側(cè)磁制動(dòng)特性的BCH-4型差動(dòng)繼電器；〔4〕鑒別涌流間斷角的差動(dòng)繼電器；〔5〕二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器。4.BCH-2型變壓器差動(dòng)保護(hù)第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

五、變壓器的差動(dòng)保護(hù)〔1〕BCH-2型差動(dòng)繼電器BCH-2型差動(dòng)繼電器，由一個(gè)帶短路線(xiàn)圈的速飽和變壓器和一個(gè)執(zhí)行元件DL-11/0.2電流繼電器組成，〔2〕BCH-2型變壓器差動(dòng)保護(hù)接線(xiàn)(3)BCH-2型變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

五、變壓器的差動(dòng)保護(hù)①按平均電壓及變壓器最大容量計(jì)算變壓器各側(cè)額定電流INT，按KW、INT選擇各側(cè)電流互感器一次額定電流。按下式計(jì)算出電流互感器二次回路額定電流IN2：

式中，KW為三相對(duì)稱(chēng)情況下電流互感器的接線(xiàn)系數(shù)，星型接線(xiàn)時(shí)KW=1，三角形接線(xiàn)時(shí)KW=

；Ki為電流互感器的變比。取二次額定電流IN2最大的一側(cè)為根本側(cè)。第六節(jié)

電力變壓器的繼電保護(hù)

五、變壓器的差動(dòng)保護(hù)②差動(dòng)保護(hù)根本側(cè)的一次側(cè)動(dòng)作電流整定差動(dòng)保護(hù)根本側(cè)的一次側(cè)動(dòng)作電流應(yīng)滿(mǎn)足下面三個(gè)條件：〔a〕躲過(guò)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流，即式中，Kre1為可靠系數(shù)，取1.3；I1N為變壓器一次側(cè)的額定電流?！瞓〕躲過(guò)變壓器外部短路時(shí)的最大不平衡電流Idsq.max式中，Kre1為可靠系數(shù)，取1.3；Idsq.max可按下式計(jì)算：式中，0.1為電流互感器允許的最大相對(duì)誤差；Keq為電流互感器的同型系數(shù)，型號(hào)相同時(shí)取0.5，型號(hào)不同時(shí)取1；ΔU%為由變壓器調(diào)壓所引起的誤差，一般取調(diào)壓范圍的一半；

為采用的互感器變比或平衡線(xiàn)圈匝數(shù)與計(jì)