廠用電保護解析

廠用電保護本節(jié)應(yīng)掌握的內(nèi)容：

1、廠用電一次設(shè)備有哪些

2、廠用電保護配置

3、各個保護的動作原理及特點（重點）第三講廠用電系統(tǒng)保護

一、廠用電接線方案圖3.1廠用電接線方案示意圖圖3.26KV主廠房廠用電系統(tǒng)示意圖圖3.36KV脫硫及公用廠用電系統(tǒng)示意圖廠用電系統(tǒng)的主要設(shè)備有：廠用變壓器、電動機、輸電線路、母線等二、廠用電保護配置1．6KV廠用變壓器保護配置6KV廠用變壓器有干式變壓器和油浸式，容量相對較小，除水源地升壓變?yōu)?000KVA外，其他配電變壓器的容量有100KVA、500KVA、630KVA、800KVA、1600KVA、2000KVA及2500KVA。

6KV廠用變壓器保護配置：差動保護（2500KVA及以上）速斷速斷保護過電流保護過負荷保護2．6KV高壓電動機保護配置1）差動保護（200KW及以上）2）電流速斷保護：啟動時速斷電流高值投入，啟動完畢速斷電流低值自動投入3）過流保護4）零序電流保護5）負序電流保護6）過負荷保護7）低電壓保護高廠變保護配置脫硫變保護配置2．6KV高壓電動機保護配置1）差動保護（200KW及以上）2）電流速斷保護：啟動時速斷電流高值投入，啟動完畢速斷電流低值自動投入3）過流保護4）零序電流保護5）負序電流保護6）過負荷保護7）低電壓保護小結(jié)1、廠用電系統(tǒng)的主要設(shè)備有：廠用變壓器、電動機、輸電線路、母線等2、廠用電系統(tǒng)的主要故障及異常狀況有：1）輸電線路相間及接地故障2）母線失壓3）變壓器、電動機相間故障4）電動機不平衡運行5）過負荷3、廠用電系統(tǒng)主要保護配置有1）電流速斷保護2）過電流保護3）低低壓保護4）差動保護5）零序電流保護6）負序電流保護7）過負荷保護三、廠用電系統(tǒng)繼電保護基本原理（一）無時限電流速斷保護1．無時限電流速斷保護工作原理無時限電流速斷保護（又稱瞬時速斷電流保護）反應(yīng)故障時電流增大，超過電流整定值而不帶動時限動作，跳開斷路器。

2、整定計算三部曲：動作值、動作時限、靈敏度1）動作值：按躲過被保護線路末端短路的最大電流整定。

Iop=KrelIk.max2)動作時限:t=0s3)靈敏度:與保護范圍成正比方法（1）按保護范圍不小于被保護線路15%~20%方法（2）用線路首端最小兩相短路電流來校驗。靈敏系數(shù)計算：用線路首端的最小短路電流除以動作電流。3．無時限電流速斷保護接線方式及動作邏輯圖2.2無時限電流速斷保護完全星形接線方式及動作邏輯示意圖主要用于大電流接地系統(tǒng)，可以反應(yīng)相間和接地故障無時限電流速斷保護不完全星形接線方式及動作邏輯示意圖

圖2.3無時限電流速斷保護不完全星形接線方式及動作邏輯示意圖主要用于小電流接地系統(tǒng)，反應(yīng)相間電流保護接線方式所謂電流保護接線方式，是指電流保護中電流繼電器線圈與電流互感器二次繞組間的連接方式。對保護接線方式的要求是能反應(yīng)各種類型故障，且靈敏度盡量一致。電流保護接線方式有：三相三繼電器的完全星形接線兩相兩繼電器的不完全星形接線電動機保護也可采用兩相電流差接線接線系數(shù)KC：流入電流繼電器的電流與電流互感器二次繞組電流的比值。1、完全星形接線特點：①能反應(yīng)相間短路；②能反應(yīng)接地短路；③接線系數(shù)KC=1,；④多用于大接地電流系統(tǒng)。應(yīng)用范圍①廣泛用于發(fā)電機、變壓器、大型貴重電氣設(shè)備的保護中。②用在中性點直接接地電網(wǎng)中（大接地電流系統(tǒng)中），作為相同短路的保護，同時也可保護單相接地（對此一般都采用專門的零序電流保護）。2、不完全星形接線特點：①能反應(yīng)相間短路；②不能反應(yīng)B相接地短路；③接線系數(shù)KC=1；④多用于小接地電流系統(tǒng)采用不完全星形接線時必須注意保護應(yīng)統(tǒng)一安裝在同名相上（通常裝于A、C相）。在Y，D接線的變壓器后某種相間短路的另一側(cè)保護的靈敏度要降低一半。解決方法：采用兩相三繼電器接線方式。應(yīng)用范圍①在中性點直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，廣泛地采用它作為相間短路保護在10kv以上，特別在35kv非直接接地電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。②在6～10kv中性點不接地系統(tǒng)中的過流保護裝置廣泛應(yīng)用兩相星形接線方式。3、兩相電流差接線兩相電流差接線的接線系數(shù)則隨短路類型而變化，性能不好，一般不用于線路保護，主要用在6

10kv中性點不接地系統(tǒng)中，作為饋電線和較小容量高壓電動機的保護。4、特點：快速切除線路首端的故障。僅靠動作電流值來保證其選擇性，只能無延時地保護本線路的一部分，保護范圍隨運行方式變化較大。5．無時限電流速斷保護電流元件特性試驗圖2.4電流保護電氣特性試驗原理接線圖測試動作值，返回值，返回系數(shù)等二、定時限過電流保護1．定時限過電流保護工作原理定時限過電流保護是一種按躲過最大負荷電流整定，反應(yīng)故障時電流增大，超過電流整定值而延時動作的保護。圖2.5定時限過電流保護的階梯時限特性階梯特性如下圖所示，實際上就是實現(xiàn)指定的跳閘順序，距離故障點最近的（也是距離電源最遠的）保護先跳閘。階梯的起點是電網(wǎng)末端，每個“臺階”是Δt，一般為0.5”，Δt的考慮與Ⅱ段保護動作時限一樣。2、定時限過電流保護接線方式

及動作邏輯圖2.6定時限過電流保護的完全星形接線方式及邏輯圖3、特點

此保護不僅能保護本線路全長，且能保護相鄰線路的全長。依靠動作時間來保證其選擇性，其動作時間按階梯原則整定。作為本線路主保護的近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。三、低電壓保護

低電壓保護是一種反應(yīng)母線電壓降低到某一個電壓整定值而延時動作的保護。主要用于反應(yīng)相間故障。注意防止PT二次回路斷線。圖2.7低電壓保護的原理接線及邏輯圖四、序分量保護圖2.8三相量的對稱分量(a)正序分量(b)負序分量(c)零序分量1．序分量的獲取方法

（1）零序分量的獲取方法。圖2.9獲取零序電流零序電壓的接線圖圖2.10電纜型零序電流互感器（2）負序分量的獲取方法在微機保護中負序分量的獲取是通過計算的方法得到的

序分量保護

（1）零序分量保護

在廠用電系統(tǒng)中，主要反應(yīng)單相接地故障。（2）負序分量保護在廠用電系統(tǒng)中，主要用負序電流保護作電動機的不平衡保護和過熱保護。五、反時限保護反時限電流保護的動作時限則是隨短路電流大小而改變的，電流越大，動作時間越短，其動作特性如圖2.12所示。六、差動保護

1．差動保護的基本原理

比較被保護設(shè)備兩端電流的大小及相位，從而確定保護是否動作圖2.13區(qū)別K2、K3短路的不同圖2.14差動保護原理說明

當(dāng)被保護設(shè)備本身內(nèi)部發(fā)生故障時，短路點成為一個新端子，此時圖2.15電流互感器I2=f(I1)的特性曲線及不平衡電流圖2.16外部短路暫態(tài)過程中的短路電流和不平衡電流（a）一次短路電流(b)不平衡電流

2．比率制動特性差動保護的基本原理所謂比率制動特性就是指繼電器的動作電流隨外部短路電流的增大而自動增大，而且動作電流的增大比不平衡電流的增大還要快。這樣就可避免由于外部短路電流的增大而造成繼電器誤動作，同時對于內(nèi)部短路故障又有較高的靈敏度。圖2.17比率制動特性圖2.18比率制動差動保護裝置構(gòu)成原理圖3．比率制動特性差動保護整定計算圖2.19比率制動差動保護整定計算示意圖（1）最小動作電流應(yīng)大于被保護設(shè)備正常運行時的最大不平衡電流

（2）最小制動電流（拐點電流）通常取

（3）比率

按最大