第六章-工厂供电系统的过电流保护课件

第6章工厂供配电系统的过电流保护主要内容主要内容过电流保流保护装置的任装置的任务和要求和要求三段式三段式电流保流保护原理及整定原理及整定计算算 变压器保器保护原原则低低压断路器保断路器保护重点、重点、难点点过电流保流保护装置的任装置的任务和要求和要求三段式三段式电流保流保护原理及整定原理及整定计算算2024/7/1716.1 过电流保护装置的任务和要求6.1.1 任任务系系统出出现不正常状不正常状态时，发出出报警信号。（警信号。（过负荷、荷、单相接地、一相断相接地、一相断线等）等）系系统出出现短路故障短路故障时，作用开关跳，作用开关跳闸并并报警。警。1KV以上高以上高压系系统，采用，采用继电保保护装置或高装置或高压熔断器保熔断器保护。1KV以下低以下低压系系统，采用低，采用低压断路器或低断路器或低压熔熔断器保断器保护。2024/7/1726.1.2 要求选择性性只切除故障部分，防止越只切除故障部分，防止越级跳跳闸。速速动性性快速切断故障，减少故障存在的快速切断故障，减少故障存在的时间。灵敏性灵敏性指指对故障或不正常运行状故障或不正常运行状态的反映能力。的反映能力。用灵敏度或灵敏系数来衡量用灵敏度或灵敏系数来衡量可靠性可靠性不拒不拒动、不不误动。2024/7/173灵敏度对反映故障反映故障时参数量增加的保参数量增加的保护装置装置 其灵敏系数其灵敏系数为：Sp=（过电流）流）对反映故障反映故障时参数量降低的保参数量降低的保护装置，装置，其灵敏系数其灵敏系数为：Sp=（欠（欠电压）灵敏系数整定：灵敏系数整定：1.2、1.25、1.5、2。2024/7/1746.2 熔断器保护熔断器配置如熔断器配置如图注意：低注意：低压系系统中中PE线和和PEN线上，不允上，不允许装装设熔断器。熔断器。熔断器熔体电流的选择见第四章2024/7/1756.3 常用的保护继电器1、作用：用来接通或断开控制或保、作用：用来接通或断开控制或保护回路。回路。2、区、区别：接触器主回路（：接触器主回路（I5A）、）、继电器器多用于控制多用于控制电路（路（I5A）。）。3、种、种类：电磁式磁式继电器器D 电流流继电器器L感感应式式继电器器G 电压继电器器Y整流式整流式继电器器L 功率功率继电器器 G晶体管晶体管继电器器B 中中间继电器器Z 信号信号继电器器X2024/7/1761）电磁式电流、电压继电器（图6-6）作用：当作用：当电流超流超过某一整定某一整定值时继电器器动作。作。工作原理：工作原理：2024/7/177动作作电流（流（Iopk）：）：能使能使继电器器动作的最小作的最小电流。流。返回返回电流（流（IreK）：）：能使能使继电器返回的最大器返回的最大电流。流。返回参数（返回参数（Kre）：）：整定方法：整定方法：A、平滑、平滑调节（调弹簧）。簧）。B、级进调节（线圈抽圈抽头或串、并或串、并联）。）。动作作时间：0.010.05s。特点：接点容量特点：接点容量较小，不能直接作用于小，不能直接作用于断路器跳断路器跳闸，必，必须通通过其它其它继电器器转换。2024/7/178IopkIrek012）电磁式中磁式中间继电器器（1）作用：）作用：A、提供足、提供足够数量的触点以便同数量的触点以便同时控制不同的控制不同的电路。路。B、增加触点容量，以便接通断开、增加触点容量，以便接通断开较大的大的电流流回路（如跳回路（如跳闸回路）。回路）。C、提供必要的延、提供必要的延时特性，以特性，以满足保足保护及自及自动装置的要求。装置的要求。（2）种）种类：电压式、式、电流式。流式。瞬瞬动、延、延时动作。作。瞬瞬动时间：0.050.06s 2024/7/179结构2024/7/17103)电磁式时间继电器（1）特点：延时动作（2）原理：钟表机构2024/7/17114）电磁式信号继电器（1）种）种类：电流型、流型、电压型。型。（2）作用：）作用：动作指示（灯光、音响信号），以便判作指示（灯光、音响信号），以便判别故障性故障性质。（3）原理）原理 图6102024/7/17125）感应式继电器（1）结构组成与工作原理图6-142024/7/1713、两部分、两部分组成：一是感成：一是感应系系统（动作反作反时限），限），二是二是电磁系磁系统（动作瞬作瞬时）。）。、继电器的器的动作作时限：从限：从继电器器动作到触点作到触点闭合合这段段时间。动作特性作特性反反时限特性：限特性：动作作时间与与电流成反比流成反比有限反有限反时限特性：限特性：电流流变大，大，动作作时间基本不基本不变电磁系磁系统的的动作作时间：0.050.1s。（2）动作作电流与流与动作作时限的限的调节动作作电流：使流：使蜗杆与扇形杆与扇形齿轮啮合的最小合的最小电流。流。感感应系系统动作作电流流调整：利用插整：利用插销20改改变继电器器线圈的匝数来圈的匝数来调整。整。感感应系系统动作作时限限调整：改整：改变扇形扇形齿轮的起始位置。的起始位置。优点：接点容量大；直接作用于断路器跳点：接点容量大；直接作用于断路器跳闸。缺点：缺点：结构复构复杂，精确度，精确度较低。低。2024/7/17146）晶体管继电器（1）电路路组成：（五部分）：成：（五部分）：电压形成回形成回路、启路、启动回路、回路、时限回路、出口信号回路限回路、出口信号回路以及工作以及工作电源。源。优缺点：缺点：质量量轻，体体积小，小，耗耗电少，少，寿命寿命长，工作可靠。工作可靠。2024/7/17157)微机保护装置微机保微机保护的硬件的硬件组成成 2024/7/17166.4 工厂高压线路的过电流保护继电保保护的接的接线方式方式 完全星型接完全星型接线（三相三（三相三继电器接法）器接法）不完全星形接不完全星形接线（两相（两相继电器接法）器接法）两相两相电流差接流差接线（两相一（两相一继电器接法）器接法）2024/7/1717接线系数2024/7/1718流入继电器的电流与电流互感器二次测电流的比值流入继电器的电流与电流互感器二次测电流的比值 完全星型接线（三相三继电器接法）完全星型接线（三相三继电器接法）不完全星形接线（两相继电器接法）不完全星形接线（两相继电器接法）两相电流差接线（两相一继电器接法）两相电流差接线（两相一继电器接法）（U、V、W三相短路）三相短路）（U、V 或或V、W相间短路）相间短路）（U、W相间短路）相间短路）过电流：流：电流超流超过额定定电流或整定流或整定电流。流。过电流保流保护：就是利用：就是利用过流流时电流增大的流增大的特点构成的保特点构成的保护装置。装置。分分类：定定时限限过电流保流保护反反时限限过电流保流保护无无时限限电流速断保流速断保护有有时限限电流速断保流速断保护。2024/7/17196.4.1定时限过电流保护保护装置的工作原理组成：成：电流互感器流互感器电流流继电器器时间继电器器信号信号继电器器中中间继电器器2024/7/1720原理原理:过流过流电流继电器动作电流继电器动作KT延时闭合延时闭合KS显示显示KM动作动作YR跳闸。跳闸。保护装置的时限特性 在供在供电线路上，每路上，每级设有保有保护，为实现选择性，各性，各级保保护的的动作作时限限应相互配合相互配合时限配合：采用限配合：采用阶梯原梯原则。时限限级差：定差：定时限限t=0.50.7s 反反时限限t=0.70.9s可可见:选择性性的的实现，通，通过不同的不同的时间构构成。成。2024/7/1721保护装置的整定计算整定包括：动作作电流、流、动作作时限。限。1）动作作电流的整定流的整定（1）躲过最大工作最大工作电流。流。（2）返回）返回电流流Ire应大于最大工作大于最大工作电流：流：2024/7/1722可靠系数可靠系数自起动系数自起动系数换算到算到电流互感器二次流互感器二次测整定整定电流流2）灵敏度校）灵敏度校验（1）最小的短路）最小的短路电流大于流大于动作作电流流（2）要求：保）要求：保护装置灵敏度系数的最小允装置灵敏度系数的最小允许值，对于主保于主保护还要求要求Kr1.5，对于后于后备保保护区区Kr1.2。2024/7/1723当保当保护装置灵敏度度不装置灵敏度度不满足足时：降低降低继电器的器的动作作电流流提高提高继电器的返回系数器的返回系数等方法来提高保等方法来提高保护装置的灵敏度。装置的灵敏度。3）保）保护装置的装置的时限整定限整定（1）原）原则：阶梯原梯原则。（2）位于）位于电网末端的网末端的过电流保流保护装置不装置不设延延时元件。元件。（3）t不可不可过小，否小，否则可能造成可能造成误动。2024/7/17246.4.2 反时限过电流保护基本元件：基本元件：GL型感型感应式式电流流继电器或晶体器或晶体管管继电器，可器，可组成反成反时限限过电流保流保护装置。装置。整定整定计算算电流同前流同前时限配合限配合配合点配合点满足足时限限级差要求差要求2024/7/17256.4.3 电流速断保护一般要求，当一般要求，当过电流保流保护装置的装置的动作作时限限如果超如果超时1s。还应装装设电流速断保流速断保护。种种类:瞬瞬时（无（无时限）限）电流速断保流速断保护限限时（有（有时限）限）电流速断保流速断保护。1、无、无时限限电流速断保流速断保护（瞬（瞬动保保护）组成：成：电流互感器流互感器电流流继电器器信号信号继电器器中中间继电器器2024/7/1726原理：原理：短路短路时，由，由电流流继电器器动作，作用信作，作用信号并跳号并跳闸。不能用不能用时间实现选择性，只能用性，只能用电流。流。1）动作作电流的整定流的整定速断保速断保护的的动作作电流流应大于被保大于被保护线路末端的最大路末端的最大短路短路电流。流。2024/7/17272）电流速断的流速断的“死区死区”由由图，电流速断保流速断保护只能保只能保护线路的一部分。路的一部分。没有得到保没有得到保护的一段的一段线路就称路就称为电流速断保流速断保护的的“死区死区”。保保护范范围：与短路故障的种与短路故障的种类有关，有关，还与与电力系力系统的运行方式有关。的运行方式有关。在正常运行方式下，其最小保在正常运行方式下，其最小保护范范围应不小于不小于被保被保护线路全路全长的的15%20%。3）灵敏度效验公式2024/7/17282、限时电流速断保护装置1）限）限时电流速断保流速断保护装置比无装置比无时限速断保限速断保护大一大一时限差限差t（0.5s）即可。）即可。2）两）两阶段速断保段速断保护装置：装置：无无时限速断、限限速断、限时电流速断保流速断保护装置。装置。第一第一级速断装置；瞬速断装置；瞬时电流速断保流速断保护装置装置第二第二级速断装置：限速断装置：限时电流速断保流速断保护装置装置第一段第一段线路的限路的限时电流速断保流速断保护的的动作作电流要比下一段流要比下一段线路的瞬路的瞬时速断装置的速断装置的动作作电流大。流大。2024/7/17296.4.4 三段式电流保护装置第一段保第一段保护-瞬瞬时电流速断流速断（作（作为主保主保护）第二段保第二段保护-限限时电流速断（近后流速断（近后备保保护）第三段保第三段保护-定定时限限过电流保流保护（后（后备保保护）应用用310kV：一般用两段式：一般用两段式电流保流保护装置。装置。35300kV：三段式：三段式电流保流保护装置。装置。2024/7/17306.4.5 单相接地保护绝缘监视装置装置 作用：作用：监视电网的网的对地地绝缘。原理接原理接线图组成：成：一个三相五柱式一个三相五柱式电压互感器、三个互感器、三个电压表表和一个和一个电压继电器。器。信号信号显示：示：音响、灯光和掉牌。音响、灯光和掉牌。缺点：缺点：动作无作无选择性性2024/7/1731零序电流保护利用故障线路零序电流比非故障线路零序电流大的特点，实现有选择性的保护。2024/7/1732非故障线路非故障线路:IE1 方向母线到线路方向母线到线路故障线路：故障线路：(N-1)IE1方向线路到方向线路到母线母线单相接地特点：单相接地特点：动作作电流：流：灵敏度：灵敏度：单相接地故障，按流相接地故障，按流过保保护装置最小零序装置最小零序电流来校流来校验。1）计算公式：算公式：2）要求：）要求：电缆线路：路：Kr1.25架空架空线路：路：Kr1.5。当零序当零序电流保流保护不能不能满足足选择性要求或灵敏性要求或灵敏度不度不够时可装可装设零序功率方向保零序功率方向保护装置。装置。2024/7/17336.4.6 零序功率方向保护是根据故障线路的零序功率与非故障线路的零序功率输送方向相反的原理设计的。接线原理：2024/7/1734动作条件 A.1A2 6.5 电力变压器的保护变压器内部故障：相器内部故障：相间短路、匝短路、匝间短路、短路、单相接地短路。相接地短路。变压器外部故障：引出器外部故障：引出线、绝缘套筒相套筒相间短路或接地。短路或接地。变压器不正常运行状器不正常运行状态：过负荷、油面荷、油面过低、温度升高和外部短路引起的低、温度升高和外部短路引起的过流等。流等。变压器保器保护瓦斯保瓦斯保护电流速断保流速断保护过电流流过负荷保荷保护单相短路保相短路保护2024/7/17356.5.1 变压器的瓦斯保护适用：室外适用：室外变压器器S800kVA和室内和室内S400kVA的油浸的油浸变压器。器。瓦斯保瓦斯保护装置保装置保护范范围，油箱内部故障和，油箱内部故障和油面降低等不正常运行状油面降低等不正常运行状态。2024/7/17366.5.2 变压器的速断保护保保护范范围：变压器内部、外部套管和引出器内部、外部套管和引出线上的全部故障。上的全部故障。电源源侧为大接地大接地电流系流系统时采用完全星采用完全星形接形接线。电源源侧为小接地小接地电流系流系统时采用两相不采用两相不完全星形接完全星形接线。2024/7/1737整定整定灵敏系数灵敏系数:适用：容量适用：容量较小的小的变压器器当当S10000kVA；并列运行的；并列运行的S6300kVA的的变压器采用器采用纵联差差动保保护。2024/7/17386.5.3 变压器的过负荷保护保护对象：反映变压器不正常运行状态。动作电流的整定：躲过变压器的额定电流整定。动作延时：一般取10s大于变压器的过电流保护的动作时间和电动机的启动时间。2024/7/1739p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX年XX月XX日