動(dòng)物兒歌課件-人教部編版43

第三節(jié)工廠電力線路的繼電保護(hù)

工廠電力線路的常見(jiàn)故障和保護(hù)配置

過(guò)電流保護(hù)

電流速斷保護(hù)

單相接地保護(hù)

過(guò)負(fù)荷保護(hù)課堂練習(xí)11.第三節(jié)工廠電力線路的繼電保護(hù)工廠電力線路的常見(jiàn)故障電力線路的常見(jiàn)故障和保護(hù)配置（P93-94）1.常見(jiàn)的故障主要有:☆相間短路☆單相接地☆過(guò)負(fù)荷2.電力線路的常見(jiàn)故障和保護(hù)配置（P93-94）1.常見(jiàn)的故保護(hù)配置:☆工廠電力線路裝設(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)。☆工廠電力線路裝設(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)?？赡芙?jīng)常過(guò)負(fù)荷的電纜線路，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。3.保護(hù)配置:3.過(guò)電流保護(hù)1．過(guò)電流保護(hù)的接線和工作原理

（1）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的接線和工作原理（P94-96）優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單,既可作本級(jí)近后備，又可作下級(jí)遠(yuǎn)后備。

缺點(diǎn)：越靠近電源端，動(dòng)作時(shí)限反而越長(zhǎng)。因此不能作為主保護(hù)。當(dāng)處于負(fù)荷終端時(shí)，時(shí)限短，可作為主保護(hù)，如電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。

4.過(guò)電流保護(hù)1．過(guò)電流保護(hù)的接線和工作原理4.（2）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的接線和工作原理（P96-97）

優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少。

缺點(diǎn)：動(dòng)作時(shí)限整定復(fù)雜，需經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試。5.（2）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的接線和工作原理（P96-97）52．保護(hù)整定計(jì)算過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算有三項(xiàng)內(nèi)容：

動(dòng)作電流整定

動(dòng)作時(shí)限整定

靈敏度校驗(yàn)6.2．保護(hù)整定計(jì)算過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算有三項(xiàng)內(nèi)容：6.動(dòng)作電流整定

（P95）

過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流必須滿足下列兩個(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

7.動(dòng)作電流整定

（P95）

過(guò)電流保護(hù)裝置的b）保護(hù)裝置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置。如圖所示線路WL2在K-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，由于短路電流遠(yuǎn)大于線路的負(fù)荷電流，線路WL1和WL2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QF2跳閘，切除故障線路WL2。故障切除后，WL1的保護(hù)1應(yīng)可靠返回。8.b）保護(hù)裝置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置。如圖所示線

要求保護(hù)1的返回電流Ire1大于線路最大負(fù)荷電流IC.max（應(yīng)包含電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流），即Ire1＞IC.max。由于過(guò)電流保護(hù)1的動(dòng)作電流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)Kk，將不等式改寫成等式。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

9.要求保護(hù)1的返回電流Ire1大于線路最大負(fù)荷電流IC.m

式中，Kk為可靠系數(shù)（DL型繼電器取1.2，GL型繼電器取1.3）；Kw為接線系數(shù)，由保護(hù)裝置接線方式?jīng)Q定；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。10.式中，Kk為可靠系數(shù)（DL型繼電器取1.2，GL型繼

在整定計(jì)算時(shí)線路的最大負(fù)荷電流具體數(shù)據(jù)不詳時(shí)，可取線路計(jì)算電流IC的1.5~3.0倍，即

IC.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。

11.在整定計(jì)算時(shí)線路的最大負(fù)荷電流具體數(shù)據(jù)不詳時(shí)，動(dòng)作時(shí)限整定①定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定（P95）

由上所述，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。

12.動(dòng)作時(shí)限整定①定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定（P95）12.

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)線路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt，如圖所示，即按階梯原則進(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。13.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②反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定（P96-97）

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“階梯原則”來(lái)確定，即上下級(jí)線路的反時(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。

14.②反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限整定（P96-97）14.[反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定]

圖a中線路2WL保護(hù)2的繼電器特性曲線為圖b中的2；保護(hù)2的動(dòng)作電流為Iop.KA2，線路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：15.[反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定]15.

a、計(jì)算線路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，Ik.KA2(3)為K點(diǎn)三相短路時(shí)流經(jīng)繼電器KA2的電流。b、由n2從特性曲線2求K點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)2的動(dòng)作時(shí)限t2。

16.a、計(jì)算線路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)nc、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，Ik.kA1(3)為K點(diǎn)三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)繼電器KA1的電流。

17.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t2e、由t1和n1可以確定保護(hù)1繼電器的特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)P，由P點(diǎn)找出保護(hù)1的特性曲線1，并確定10倍動(dòng)作電流倍數(shù)下的動(dòng)作時(shí)限。

由圖可見(jiàn)，K點(diǎn)是線路2WL的首端和線路1WL的末端,也是上下級(jí)保護(hù)的時(shí)限配合點(diǎn)，若在該點(diǎn)K的時(shí)限配合滿足要求，在其它各點(diǎn)短路時(shí)，都能保證動(dòng)作的選擇性。

18.18.保護(hù)靈敏度校驗(yàn)（P95-96）

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

進(jìn)行校驗(yàn)。

式中，Iop.1為保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流。19.保護(hù)靈敏度校驗(yàn)（P95-96）

例題：

試整定圖所示線路1WL的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。已知1TA的變比為750/5A，線路最大負(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，線路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。

20.例題：試整定圖所示線路1解：1、整定動(dòng)作電流

選DL-11/10電流繼電器，線圈并聯(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

線路1WL定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)較線路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。21.解：1、整定動(dòng)作電流21.

3、校驗(yàn)保護(hù)靈敏度

保護(hù)線路1WL的靈敏度按線路1WL末端最小兩相短路電流校驗(yàn)：

＞1.5

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

＞1.2

由此可見(jiàn)，保護(hù)整定滿足靈敏度要求。22.

3、校驗(yàn)保護(hù)靈敏度

保護(hù)線路1電流速斷保護(hù)（P97）

帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是越靠近電源的線路過(guò)電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)；而短路電流則是越靠近電源，其值越大，危害也越嚴(yán)重。因此，GB50062-1992規(guī)定，在過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間超過(guò)0.5~0.7s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)裝置（currentquick-breakprotector）。23.電流速斷保護(hù)（P97）帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)電流速斷保護(hù)就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)。24.電流速斷保護(hù)就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)。24.(1)動(dòng)作電流整定保護(hù)裝置動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)它所保護(hù)線路末端的最大三相短路電流，因?yàn)橹挥羞@樣整定，才能避免在后一級(jí)速斷保護(hù)所保護(hù)的線路首端發(fā)生三相短路時(shí)，前一級(jí)速斷保護(hù)誤動(dòng)作，確保選擇性。故繼電器的動(dòng)作電流為：

----

可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.2～1.3；GL型繼電器取1.4~1.5。

25.(1)動(dòng)作電流整定繼電器的動(dòng)作電流為：（2）電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及彌補(bǔ)由于速斷保護(hù)的動(dòng)作電流要躲過(guò)線路末端的最大短路電流，因此靠近末端的一段線路上發(fā)生的不一定是最大短路電流（如兩相短路電流）時(shí)，速斷保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。這說(shuō)明，電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。這種保護(hù)裝置不能保護(hù)的區(qū)域稱為“死區(qū)”。如圖所示。26.（2）電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及彌補(bǔ)由于保護(hù)區(qū)死區(qū)27.保護(hù)區(qū)死區(qū)27.為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到保護(hù)的缺陷，凡是設(shè)有電流速斷保護(hù)的線路，必須配備帶時(shí)限保護(hù)的過(guò)電流保護(hù)。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。在電流速斷保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)為后備；而在死區(qū)內(nèi)，則過(guò)電流保護(hù)為基本保護(hù)。28.為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到保護(hù)的缺陷，凡是設(shè)有(3)靈敏度校驗(yàn)

在校驗(yàn)靈敏度時(shí)，應(yīng)按最小運(yùn)行方式下保護(hù)裝置安裝處發(fā)生兩相短路來(lái)進(jìn)行。靈敏系數(shù)校驗(yàn)的簡(jiǎn)化方法為：

式中：——保護(hù)裝置安裝處（即線路首端）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流值。

29.(3)靈敏度校驗(yàn)29.電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：

簡(jiǎn)單、可靠、動(dòng)作迅速電流速斷保護(hù)的缺點(diǎn)：

1.不能保護(hù)線路全長(zhǎng)；2.當(dāng)運(yùn)行方式變化大時(shí)，靈敏度不能滿足要求。30.電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：30.例題：

試整定圖所示線路1WL的電流速斷電流保護(hù)。已知1TA的變比為750/5A，線路最大負(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，線路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。已知線路1WL首端最小三相短路電流為9.2kA。31.例題：試整定圖所示線路1解：電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)共用電流互感器和出口中間繼電器。電流速斷保護(hù)需整定動(dòng)作電流和校驗(yàn)靈敏度。（1）動(dòng)作電流整定

選DL-11/50電流繼電器，線圈并聯(lián)，整定動(dòng)作電流35A。速斷保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為

32.解：電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)共用電流互感器和出口中間繼電器。（2）靈敏度校驗(yàn)

以線路1WL首端最小兩相短路電流校驗(yàn)；

＞1.5

電流速斷保護(hù)整定滿足要求。33.（2）靈敏度校驗(yàn)33.單相接地保護(hù)（P101）1．系統(tǒng)單相接地分析：

在小接地電流的電力系統(tǒng)中，若發(fā)生單相接地故障時(shí)，只有很小的接地電容電流，而相間電壓任然是對(duì)稱的，因此可暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。但這畢竟是一種故障，而且由于非故障相的對(duì)地電壓要升高為原對(duì)地電壓的倍，因此對(duì)線路的絕緣是一種威脅。如果長(zhǎng)此下去，可能引起非故障相對(duì)地絕緣擊穿而導(dǎo)致兩相接地短路。這將引起開(kāi)關(guān)跳閘，線路停電。34.單相接地保護(hù)（P101）1．系統(tǒng)單相接地分析：34

綜上所述，在系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，必須通過(guò)無(wú)選擇性的絕緣監(jiān)視裝置或有選擇性的單相接地保護(hù)裝置，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。35.綜上所述，在系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，必須通過(guò)無(wú)選擇性的2．單相接地保護(hù)（single-phaseearthingprotection）（1）單相接地保護(hù)的接線和工作原理

又稱零序電流保護(hù)。它利用單相接地信號(hào)所產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)裝置動(dòng)作，給予信號(hào)。當(dāng)單相接地危及人身和設(shè)備安全時(shí)，則動(dòng)作于跳閘。電纜頭的接地線必須穿過(guò)零序電流互感器的鐵心，否則接地保護(hù)裝置不動(dòng)作！36.2．單相接地保護(hù)（single-phaseearthing（2）動(dòng)作電流整定

系統(tǒng)中其它線路發(fā)生單相接地，被保護(hù)線路流過(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37.（2）動(dòng)作電流整定系統(tǒng)中其它線路發(fā)（3）靈敏度校驗(yàn)

被保護(hù)線路發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)接地線的不平衡電流應(yīng)作為最小故障電流來(lái)校驗(yàn)。而這一電流，因此，單相接地保護(hù)裝置的靈敏度必須滿足：Ic----被保護(hù)線路本身的電容電流；----與被保護(hù)線路有電聯(lián)系的總電網(wǎng)電容電流。

38.（3）靈敏度校驗(yàn)被保護(hù)線路發(fā)3．絕緣監(jiān)視裝置

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱，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。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)視裝置又稱為零序電壓保護(hù)。

39.3．絕緣監(jiān)視裝置

系統(tǒng)正常運(yùn)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、哪一相發(fā)生單相接地，但不能判斷哪一條線路發(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，判斷接地故障線路。即依次先斷開(kāi)再合上各條線路，若斷開(kāi)某線路時(shí)，三只相電壓表讀數(shù)恢復(fù)近似相等，該線路便是接地故障線路，再消除接地故障，恢復(fù)線路正常運(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。

40.運(yùn)行人員可根據(jù)接地信號(hào)和電壓表讀數(shù)，判斷哪一過(guò)負(fù)荷保護(hù)(over-loadprotection)線路的過(guò)負(fù)荷保護(hù)只對(duì)可能經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷的電纜線路才予以裝設(shè)，一般延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。其接線入圖所示。

過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按線路的計(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)間一般整定為10~15s。41.過(guò)負(fù)荷保護(hù)(over-loadprotectio課堂練習(xí)1：

如圖所示的10kV線路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的過(guò)電流保護(hù)。已知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。試整定線路2WL的保護(hù)。

參考答案42.課堂練習(xí)1：如圖所示的10kV線路1WL和2WL都解：線路由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

43.解：線路由GL-15/10感應(yīng)式電流繼電器構(gòu)成兩相式過(guò)電流保②動(dòng)作時(shí)限整定

由線路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。

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