工厂供电4.ppt

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1、工厂供电工厂供电4中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X第一节第一节 继电保护的基本概念继电保护的基本概念 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件Xp供电系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。供电系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。p故障：故障：相间短路、接地短路，变压器、电动机一相绕组的匝间相间短路、接地短路，变压器、电动机一相绕组的匝间短路等。短路等。p不正常运行状态：不正常运行状态：过负荷、小接地电流系统中的单相接地等。过负荷、小接地电流系统中的单相接地等。p故障原因：故障原因：外部原因：外部原因：（如雷击、污闪等）（如雷击、污闪等）内部原

2、因：内部原因：（如绝缘老化、损坏等）（如绝缘老化、损坏等）误操作：（运行时）误操作：（运行时）p故障后果故障后果:损坏设备、缩短设备使用寿命；破坏系统运行的稳损坏设备、缩短设备使用寿命；破坏系统运行的稳定性；用户电压下降，破坏工作稳定，影响产品质量；供电质定性；用户电压下降，破坏工作稳定，影响产品质量；供电质量：电压、频率、谐波。量：电压、频率、谐波。针对故障要求尽快将故障部分切除；针对故障要求尽快将故障部分切除；针对不正常运行状态，要针对不正常运行状态，要求能够让值班人员知道。求能够让值班人员知道。继电保护装置继电保护装置中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X供电系统中常见的保

3、护装置类型主要有如下三种：供电系统中常见的保护装置类型主要有如下三种：(1)(1)继继电电保保护护装装置置：适适用用于于供供电电可可靠靠性性较较高高要要求求的的高高压压供供电系统中。电系统中。(2)(2)熔断器保护：广泛适用于高、低压供电系统。由于装熔断器保护：广泛适用于高、低压供电系统。由于装置简单经济，在供电系统中应用得相当普遍。但是它的断置简单经济，在供电系统中应用得相当普遍。但是它的断流能力较小，选择性差，熔体熔断后更换不方便，不能迅流能力较小，选择性差，熔体熔断后更换不方便，不能迅速恢复供电，因此在要求供电可靠性较高的场所不宜用。速恢复供电，因此在要求供电可靠性较高的场所不宜用。(3

4、)(3)低压断路器保护：又称低压自动开关保护，由于低压低压断路器保护：又称低压自动开关保护，由于低压断路器带有多种脱扣器，能够进行过电流、过负载、失电断路器带有多种脱扣器，能够进行过电流、过负载、失电压和欠电压保护等，而且可作为控制开关进行操作，因此压和欠电压保护等，而且可作为控制开关进行操作，因此在对供电可靠性要求较高且频繁操作的低压供电系统中广在对供电可靠性要求较高且频繁操作的低压供电系统中广泛应用。泛应用。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X1 1继电保护、继电保护装置及其任务继电保护、继电保护装置及其任务继电保护装置继电保护装置:是一种能反映供电系统中电气元件（线路、是

5、一种能反映供电系统中电气元件（线路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。继电保护继电保护:泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组成的保护系统。具体包括：继电保护的设计、配置、整成的保护系统。具体包括：继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；从获取电量信息的互感器二次回路、定、调试等技术；从获取电量信息的互感器二次回路、经过继电保护装置、至断路器跳闸线圈的一整套设备。经过继电保护装置、至断路器跳闸线圈

6、的一整套设备。如需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备。如需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X1 1继电保护、继电保护装置及其任务继电保护、继电保护装置及其任务从继电保护装置的定义可看出，其两大任务：从继电保护装置的定义可看出，其两大任务：发生故障时，自动、迅速、有选择地借助于断路器将故发生故障时，自动、迅速、有选择地借助于断路器将故障部分从供电系统中切除；障部分从供电系统中切除；（继电保护动作于断路器跳闸）（继电保护动作于断路器跳闸）当设备出现不正常运行状态时，根据运行条件而动作于当设备出现不正常运行状态时，根据运行条件而动作于发出

7、信号、减负荷或者跳闸。发出信号、减负荷或者跳闸。（继电保护动作于发信号）（继电保护动作于发信号）中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X2 2继电保护的工作原理继电保护的工作原理供电系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，供电系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化等。因此，利用故障时参以及电流、电压间相位角的变化等。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成不同原理和类型的继数与正常运行时的差别，就可以构成不同原理和类型的继电保护。电保护。分成两类：分成两类：反应电气量变化的保护反应电气量变化的保护,反映非电气量变化的保护。反映非电

8、气量变化的保护。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X反应电气量变化的保护原理：反应电气量变化的保护原理：利用短路时电流增大的特征，可构成利用短路时电流增大的特征，可构成过电流保护过电流保护；利用电压降低的特征，可构成利用电压降低的特征，可构成低电压保护低电压保护；利用电压和电流比值的变化，可构成利用电压和电流比值的变化，可构成阻抗（距离）保护阻抗（距离）保护；利用电流和电压之间相位关系的变化，可构成利用电流和电压之间相位关系的变化，可构成方向保护方向保护；利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成差动保护差动保护等。等。中国

9、矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X反应非电气量变化的保护原理：反应非电气量变化的保护原理：利用故障时变压器油分解所产生的气体，可构成利用故障时变压器油分解所产生的气体，可构成瓦斯瓦斯保护保护。利用电动机绕组温度的升高，可构成利用电动机绕组温度的升高，可构成过负荷保护过负荷保护或或过过热保护热保护。可利用任何可利用任何故障与正常运行状态下故障与正常运行状态下有区别的信号来实现保护有区别的信号来实现保护中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X3继电保护装置的构成继电保护装置的构成 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X4 4对继电保护的基本要求对继电保护的基

10、本要求对作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基对作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基本要求：本要求：可靠性可靠性灵敏性灵敏性选择性选择性速动性速动性中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X（1 1）可靠性）可靠性不误动；不误动；不拒动。不拒动。可靠性是绝对要求的。装置不可靠还不如不装。可靠性是绝对要求的。装置不可靠还不如不装。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X反应参数增加，如短路时电流增大 Ks=Ikmin/Iop 0 Ica Iop Ikmin Ikmax I 动作区Ikmin 保护区末端金属性短路时故障电流的最小计算值Iop 保护装置的动作电流故障区（1）对

11、于反应故障时参数量增加的保护装置）对于反应故障时参数量增加的保护装置 例如：过电流保护的灵敏系数为例如：过电流保护的灵敏系数为 kSIk(n)Iop Ik(n)保护区内故障的最小短路电流值保护区内故障的最小短路电流值 Iop保护装置动作电流（一次侧）保护装置动作电流（一次侧）（2 2）灵敏性）灵敏性p保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性，用灵敏系数（能力称为灵敏性，用灵敏系数（k ks s）来衡量。）来衡量。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X（2）对于反应故障时参数量降低的保护装置）对于反应故障时参

12、数量降低的保护装置 例如：低电压保护的灵敏系数为例如：低电压保护的灵敏系数为 kSUopUk(n)Uk(n)保护区内故障的最大残压值保护区内故障的最大残压值 Uop保护装置动作电压（一次侧）保护装置动作电压（一次侧）0 Ukmin Ukmax Uop UN U Uop 保护装置的动作电压Ukmax 保护区末段金属性短路时故障电压的最大计 算值 故障区故障区动作区动作区中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X（3 3）选择性）选择性 当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护装置应先动作，切除故障，而供电系统的其他装置应先动作，切除故障，而供电系

13、统的其他无故障部分继续运行，满足这一要求的动作就无故障部分继续运行，满足这一要求的动作就叫有选择性。叫有选择性。k点点故故障障QF2动动作作K1点短路时，保护只跳开点短路时，保护只跳开1QF 和和2QF。K3点短路，断路器点短路，断路器 1QF6QF均有短路电流，保护只应均有短路电流，保护只应跳跳6QF。K3点短路时，点短路时，若若6QF因本身失灵或保护拒动而不能跳开，因本身失灵或保护拒动而不能跳开，此时此时5QF的保护应使的保护应使5QF跳闸，跳闸，称为称为远后备保护远后备保护远后备保护远后备保护。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X（4 4）速动性）速动性为了减小由于故障引

14、起的损失，减少用户在故障时低电为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时求继电保护在发生故障时尽快动作尽快动作将故障切除。将故障切除。注意：注意：必须在满足选择性的基础上必须在满足选择性的基础上 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X四个基本要求之间的关系四个基本要求之间的关系四个方面相互联系又相互矛盾。四个方面相互联系又相互矛盾。可靠性最重要。可靠性最重要。灵敏性直接影响可靠性。灵敏性直接影响可靠性。快速性是尽量要求的，有时不要求快速性是尽量要求的，有时不

15、要求选择性影响快速性。选择性通过装置的可靠性和时间的合选择性影响快速性。选择性通过装置的可靠性和时间的合理配合实现，能最大限度地减小停电范围。理配合实现，能最大限度地减小停电范围。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X继电器的定义和分类按动作原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。按反应的物理量：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。按作用：起动起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。继继电电器器是是一一种种能能自自动动执执行行断断、续续控控制制的的部部件件，当当其其输输入入量量达达到到一一定定值值时时

16、，能能使使其其输输出出的的被被控控制制量量发发生生预预计计的的状状态态变变化化，如如触触点点打打开开、闭闭合合，或或电电平平由由高高变变低低、由由低低变变高高等等，具具有有对对被控电路实现被控电路实现“通通”、“断断”控制的作用。控制的作用。5.继电器与继电特性继电器与继电特性中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X电磁式继电器电磁式继电器中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X电磁式继电器电磁式继电器起动电流的调整方法：起动电流的调整方法：（1）改变线圈匝数）改变线

17、圈匝数（串联，并联）（串联，并联）（2）改变弹簧张力）改变弹簧张力实验课上可进行调整实验课上可进行调整。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件Xp动作电流：动作电流：能使能使继电器动作继电器动作的最小电流称为动作电流，以的最小电流称为动作电流，以Iop表示。表示。p返回电流：返回电流：能使能使继电器返回继电器返回的最大电流为返回电流，以的最大电流为返回电流，以Ire表示。表示。p返回系数：返回系数：过电流型：过电流型：kre=Ire/Iop；低电压型：低电压型：kre=Ure/Uop；p低电压型其动作和返回概念与过电流相反：低电压型其动作和返回概念与过电流相反：动作电压动作电压为能

18、为能使低电压继电器动作即使其常闭接点闭合的最大电压；使低电压继电器动作即使其常闭接点闭合的最大电压；返返回电压回电压为能使低电压继电器返回即使其常闭接点断开的最为能使低电压继电器返回即使其常闭接点断开的最小电压；小电压；p继电保护规定：过流继电器的不应低于继电保护规定：过流继电器的不应低于0.85；低电压继电；低电压继电器的应不大于器的应不大于1.25。尽量接近于。尽量接近于1。电磁型继电器电磁型继电器电电磁磁式式电电流流继继电电器器及及其其继继电电特性特性 动动作作电电流流Iop过过电电流流继继电电器器线线圈圈中的使继电器动作的最小电流。中的使继电器动作的最小电流。电电磁式磁式电电流流继电继

19、电器的其器的其动动作特性如作特性如图图所示。所示。返回电流返回电流Ire过电流继电器线圈过电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到起始位中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流。置的最大电流。无无论论起起动动和和返返回回，继继电电器器的的动动作作都都是是明明确确的的，它它不不可可能能停停留留在在某某一一个个中中间间位位置置，这这种种动动作作特性常称之为特性常称之为“继电特性继电特性”。动动作作时时限限（由由时时间间继继电电器器预预先先调调整整）与与故故障障电电流流的的大大小小无无关关，是是固固定定的的，所所以以其其保保护护特特性称为性称为“定时限特性定时限特性”。中国矿业大学信电学院电

20、气工程研究所供电技术电子课件X电磁型电磁型电压继电器电压继电器：过电压、低电压过电压、低电压电磁型电磁型时间继电器时间继电器在保护装置中起延时作用，以在保护装置中起延时作用，以保证保护装置动作的选择性。保证保护装置动作的选择性。电磁型电磁型中间继电器中间继电器的作用是为了扩充保护装置出的作用是为了扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量，也可以使触点闭合口继电器的接点数量和容量，也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时或断开时带有不大的延时(0.4(0.40.8S)0.8S)。电磁型电磁型信号继电器信号继电器用于各保护装置回路中，作为用于各保护装置回路中，作为保护动作的指示器保护动作的指示器 其他

21、电磁型继电器其他电磁型继电器 感应式电流继电器感应式电流继电器当当继继电电器器线线圈圈中中的的电电流流大大到到一一定定数数值值时时，其其动动作作时时间间与与通通入入电电流流的的平平方方成成反反比比，通通入入的的电电流流越越大大，动动作作时时间间越越短短，这这也也就就是是感感应应式式电电流流继继电电器器的的“反时限特性反时限特性”。当当继继电电器器线线圈圈电电流流进进一一步步增增大大到到整整定定的的速速断断电电流流Iqb时时，呈呈现现 “电电流流速断特性速断特性”。速速断断电电流流Iqb是是指指继继电电器器线线圈圈中中的的使使电电流速断元件流速断元件动动作的最小作的最小电电流。流。速速断断电电流

22、流与与感感应应元元件件的的动动作作电电流流之之比比称速断称速断电电流倍数流倍数nqb。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X6、继电保护用的电流互感器、继电保护用的电流互感器(1)(1)电流互感器的电流互感器的10%10%误差曲线误差曲线 电流互感器的电流误差是指测出的电流电流互感器的电流误差是指测出的电流kTAI2对实际电流对实际电流I1的相对误差百分值，即的相对误差百分值，即 p规程规定：保护用电流互感器的电流误差范围为规程规定：保护用电流互感器的电流误差范围为10。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X 所所谓电谓电流互感器的流互感器的10%误误差曲差曲线线，

23、是指互感器的，是指互感器的电电流流误误差差为为10%时时一次一次电电流流对对其其额额定定电电流的倍数流的倍数 k=与二次与二次侧负荷阻抗侧负荷阻抗 的关系曲线的关系曲线中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X(2)电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式 电电流流互互感感器器的的接接线线方方式式是是指指作作为为相相间间短短路路的的过过电电流流保保护护用用的的电电流流继继电电器器与与电电流流互互感感器器二二次次线线圈圈之之间间的的连接方式。分为三种：连接方式。分为三种：三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式两相不完全星形接线两相不完全星形接线 两相电流差接线两相电流差接线接接线线系

24、系数数kkx：指指通通过过继继电电器器的的电电流流 IK与与电电流流互互感感器二次电流器二次电流 ITA.2的比值，的比值，即：即：kkx IKITA.2。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式是用三台电流互感器与三只继电器对应是用三台电流互感器与三只继电器对应连接的。可以反映任何形式短路故障。连接的。可以反映任何形式短路故障。所用保护元件最多。所用保护元件最多。kkx 1 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X两相不完全星形接线两相不完全星形接线两相不完全星形接线方式两相不完全星形接线

25、方式是在是在 A、C两相装有电流互感器，分两相装有电流互感器，分别与两只电流继电器相连接。可以反映除别与两只电流继电器相连接。可以反映除B相单相接地短路以相单相接地短路以外的所有故障。外的所有故障。可见：可见：kkx 1中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X两相电流差接线两相电流差接线 两两相相电电流流差差接接线线方方式式由由两两台台电电流流互互感感器器和和一一只只电电流流继继电电器组成。正常工作时，通过继电器的电流器组成。正常工作时，通过继电器的电流 为：为：中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X两相电流差接线的接线系数两相电流差接线的接线系数不同的相间短路时，接

26、线系数是不一样的。不同的相间短路时，接线系数是不一样的。正常和三相短路时接线系数为正常和三相短路时接线系数为 ；AC相短路时接线系数为相短路时接线系数为2；AB相或相或BC相短路时接线系数为相短路时接线系数为1。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X第二节单端供电网络的保护第二节单端供电网络的保护 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X单端供电网络，即全部负荷只能由一个电源来供电的网络。单端供电网络，即全部负荷只能由一个电源来供电的网络。GB50062GB5006219921992电力装置的继电保护和自动装置设计规范电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定，供电线路

27、的相间短路、单相接地或异常运行应设下述规定，供电线路的相间短路、单相接地或异常运行应设下述保护：保护：过电流保护过电流保护电流速断保护电流速断保护低电压保护低电压保护中性点非直接接地系统中单相接地保护中性点非直接接地系统中单相接地保护过负荷保护过负荷保护中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X 所谓定时限，是指过电流保护的动作时限是固定的，所谓定时限，是指过电流保护的动作时限是固定的，与通过其上电流的大小无关。与通过其上电流的大小无关。一、过电流保护一、过电流保护 当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限

28、保证动作的选择性，使断路时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器跳闸或给出报警信号，这种继电保护称为过电流保护。器跳闸或给出报警信号，这种继电保护称为过电流保护。1.定时限过电流保护定时限过电流保护中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X电流继电器电流继电器1KA与与2KA、时间、时间继电器继电器KT和信号继电器和信号继电器KS1KA、2KA是测量元件，用来是测量元件，用来判断通过线路电流是否超过预判断通过线路电流是否超过预设值；设值；KT为延时元件，它以适当的延为延时元件，它以适当的延时来保证装置动作有选择性；时来保证装置动作有选择性；KS用来发出保护动作的信号用来发

29、出保护动作的信号。定时限过电流保护的原理图定时限过电流保护的原理图(1)定时限过电流保护的原理接线定时限过电流保护的原理接线 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X定时限过电流保护装置定时限过电流保护装置工作原理工作原理中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X定时限过电流保护动作电流整定定时限过电流保护动作电流整定p为保证在正常情况下过电流保为保证在正常情况下过电流保护绝对不动作，显然保护装置护绝对不动作，显然保护装置的起动电流必须整定得大于该的起动电流必须整定得大于该线路上出现的最大负荷电流；线路上出现的最大负荷电流；p同时还必须考虑在外部故障切同时还必须考虑在外部

30、故障切除后电压恢复，负荷自起动电除后电压恢复，负荷自起动电流作用下保护装置必须能够返流作用下保护装置必须能够返回，其返回电流应大于负荷自回，其返回电流应大于负荷自起动电流。起动电流。p一般情况下，负荷自起动电流一般情况下，负荷自起动电流大于最大负荷电流，因此往往大于最大负荷电流，因此往往以负荷自起动电流决定过电流以负荷自起动电流决定过电流保护的起动电流。保护的起动电流。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X各级过电流保护中时间继电器各级过电流保护中时间继电器KT的延时时限是按阶梯原则的延时时限是按阶梯原则来整定的来整定的。定时限过电流保护动作时限整定定时限过电流保护动作时限整定中

31、国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X 定时限过电流保护的动作时限整定和配合定时限过电流保护的动作时限整定和配合 为为了了保保证证前前后后两两级级保保护护装装置置动动作作的的选选择择性性，在在后后一一级级保保护护装装置置的的线线路路首首端端k点点发发生生三三相相短短路路时时，前前一一级级保保护护的的动动作作时时间间应应比比后后一一级级保保护护的的动动作作时时间间要要大大一一个个时时间间差差 ，对对于于定定时时限限保保护护装装置置，一一般般取取0.5s（对对于于微微机机型过电流保护，型过电流保护，常取常取0.35s）。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X(4)过电流保

32、护灵敏系数的校验过电流保护灵敏系数的校验 定时限过电流保护的灵敏系数是以其保护末端最小短路电定时限过电流保护的灵敏系数是以其保护末端最小短路电流流Ikmin与与动动作作电电流流Iop之比之比ks来衡量，要求来衡量，要求ks1.31.5。对对于中性点不接地的供于中性点不接地的供电电系系统统，最小短路，最小短路电电流出流出现现在在最小最小运行方式下末端两相短路运行方式下末端两相短路时时的短路的短路电电流，流，故故：=中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X说明：说明：越靠近电源动作时间越靠近电源动作时间t越长越长缺点缺点；属于后备保护；属于后备保护；t与整定电流无关；与整定电流无关；靠

33、时间来保证保护的选择性。靠时间来保证保护的选择性。定时限过电流保护装置定时限过电流保护装置中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X2.反时限过电流保护装置反时限过电流保护装置反时限过电流保护就是通过保护装置的故反时限过电流保护就是通过保护装置的故障电流越大，动作时间越短，而故障电流障电流越大，动作时间越短，而故障电流越小，动作时间就越长。越小，动作时间就越长。这种保护装置由这种保护装置由GL型电流继电器组成。型电流继电器组成。工作原理：在正常情况下，电流继电器通工作原理：在正常情况下，电流继电器通过正常工作电流，其常闭接点闭合，常开过正常工作电流，其常闭接点闭合，常开接点断开，断路

34、器的跳闸线圈不会得电。接点断开，断路器的跳闸线圈不会得电。发生短路时，电流继电器发生短路时，电流继电器KA中流过的电流中流过的电流增大，到达其动作值，常开接点闭合，接增大，到达其动作值，常开接点闭合，接通通YR，常闭接点断开，去掉分流使，常闭接点断开，去掉分流使YR得得电带动断路器跳闸电带动断路器跳闸。交流操作的反时限过电流交流操作的反时限过电流保护装置保护装置中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X反时限过电流保护的整定配合反时限过电流保护的整定配合 a)短路点距离与动作时间的关系 b)反时限动作特性曲线中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X反时限过电流保护整定步骤

35、反时限过电流保护整定步骤1）保护装置）保护装置和和动作电流动作电流Iop.kI和和Iop.k的整定与定时限的整定与定时限过电流保护一样。保护装置动作时限的整定，首先应从距过电流保护一样。保护装置动作时限的整定，首先应从距离电源最远的保护装置离电源最远的保护装置开始。开始。2)根据已知的保护装置根据已知的保护装置的继电器动作电流的继电器动作电流Iop.kI 和动作时和动作时限，选择相应的电流继电器的动作特性曲线。限，选择相应的电流继电器的动作特性曲线。3)根据线路根据线路l1首端首端k1点的短路电流点的短路电流 ，计算出保护装置，计算出保护装置的继电器动作电流倍数的继电器动作电流倍数n1=Ik1

36、(3)/Iopk。根据。根据n1在保护装在保护装置置的特性曲线上查到保护装置的特性曲线上查到保护装置在在k1点短路时的实际动点短路时的实际动作时间作时间t1，而线路，而线路l1其他各点短路时，保护装置其他各点短路时，保护装置的动作的动作时间可以用同样的方法求得。这样便可画出线路时间可以用同样的方法求得。这样便可画出线路l1中各点中各点短路时保护装置短路时保护装置的动作时间曲线。如图中曲线的动作时间曲线。如图中曲线1所示。所示。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X4)根据根据k1点短路时流经保护装置点短路时流经保护装置的继电器的电流的继电器的电流 ，计，计算出动作电流倍数算出动作

37、电流倍数n2 当当k1点短路时，保护装置点短路时，保护装置也将起动，为了满足保护装置也将起动，为了满足保护装置动作的选择性，保护装置动作的选择性，保护装置所需的动作时限所需的动作时限t2应比保护装应比保护装置置I的动作时限大一个时限的动作时限大一个时限t n2和和t2的坐标交点为的坐标交点为P，过，过P的特性曲线的特性曲线为为保护装置保护装置的继电器动的继电器动作特性曲线。由曲线作特性曲线。由曲线又可得线路上其他各点短路时保护装置又可得线路上其他各点短路时保护装置的的时限特性，如图时限特性，如图4-11a中的曲线中的曲线2。从图中可知：当。从图中可知：当k1点发生短路时，点发生短路时，其其t较

38、线较线路路l1上其他各地短路上其他各地短路时时小，所以，如果小，所以，如果k1点短路的点短路的时时限配限配合能达到要求，合能达到要求，则则其他各点短路其他各点短路时时，必定能保，必定能保证动证动作的作的选择选择性，性，这这也是也是选择该选择该点点为为配合点的原因。配合点的原因。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X3.定时限和反时限过电流保护的比较定时限和反时限过电流保护的比较定定时时限限过过电电流流保保护护的的优优点点是是：动动作作时时间间准准确确，容容易易整整定定。而而且且不不论论短短路路电电流流大大小小，动动作作时时间间是是一一定定的的，不不会会因因短短路路电电流流小小而而

39、动作时间长。动作时间长。定定时时限限过过电电流流保保护护的的缺缺点点是是：继继电电器器数数目目较较多多，接接线线比比较较复复杂杂。继继电电器器触触电电容容量量小小。在在靠靠近近电电源源处处短短路路时时，保保护护装装置置的的动动作作时时间太长。间太长。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X定时限过电流保护的选择性是靠定时限过电流保护的选择性是靠纵向纵向动作时限阶梯动作时限阶梯原则来保证。原则来保证。越靠近电源端，保护动作时间越长，不能快速切除越靠近电源端，保护动作时间越长，不能快速切除靠近电源处发生的最严重的故障。靠近电源处发生的最严重的故障。为了克服这个缺点可加装为了克服这个缺点

40、可加装电流速断保护电流速断保护。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件Xp反应电流增大而瞬时动作的电流保护就叫电流速断保护。反应电流增大而瞬时动作的电流保护就叫电流速断保护。p设设AB、BC线路均装设电流速段保护线路均装设电流速段保护(保护保护2和和1)。p当当A-B线路发生短路故障时，流经保护线路发生短路故障时，流经保护2的电流增大，保护的电流增大，保护2瞬时动作。当瞬时动作。当B-C线路发生短路故障时，流经保护线路发生短路故障时，流经保护2和和1的电流都增大；按照保护选择的电流都增大；按照保护选择性的要求，保护性的要求，保护1瞬时动作，保护瞬时动作，保护2不动作。它们的保护范围

41、最好能达到不动作。它们的保护范围最好能达到本线路的全长。本线路的全长。p对保护对保护2：当：当k1点短路，希望其能瞬时动作切除故障，而当相邻线路点短路，希望其能瞬时动作切除故障，而当相邻线路BC的始端的始端k2点短路时点短路时(习惯上称出口处习惯上称出口处)，按照选择性要求速断保护，按照选择性要求速断保护2就不应就不应该动作，因为该处故障应由保护该动作，因为该处故障应由保护1切除。但实际上切除。但实际上k1和和k2点短路时，流过点短路时，流过保护保护2的短路电流的数值几乎一样。因此的短路电流的数值几乎一样。因此希望希望k1点短路时保护点短路时保护2能动作，能动作，而而k2点短路时又不动作的要求

42、就不可能同时得到满足点短路时又不动作的要求就不可能同时得到满足。p解决办法：从整定值上保证下一条线路出口处短路时不起动。在继电保解决办法：从整定值上保证下一条线路出口处短路时不起动。在继电保护技术中，这又称为按躲开下一条线路出口处短路的条件整定。护技术中，这又称为按躲开下一条线路出口处短路的条件整定。二、电流速断保护（二、电流速断保护（段）段）中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X电流速断保护的原理图电流速断保护的原理图 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X速断保护的动作电流的确定：速断保护的动作电流的确定：p为了保证保护装置的选择性，在下一段线路上发生最大短为了

43、保证保护装置的选择性，在下一段线路上发生最大短路电流时保护装置不应动作。在本段线路内发生最小短路路电流时保护装置不应动作。在本段线路内发生最小短路电流时，保护装置应动作。电流时，保护装置应动作。p电电流流速速断断保保护护的的动动作作电电流流必必须须按按躲躲过过它它所所保保护护线线路路末末端端在在最大运行方式下发生的短路电流来整定。最大运行方式下发生的短路电流来整定。p由于保证断路器动作选择性而引入可靠系数由于保证断路器动作选择性而引入可靠系数kk后，速断保护后，速断保护动作电流大于被保护范围末端的最大短路电流，使动作电流大于被保护范围末端的最大短路电流，使保护装置保护装置不能保护全段线路而有一

44、段死区不能保护全段线路而有一段死区，因此速断保护不能单独作，因此速断保护不能单独作为主保护去使用。为主保护去使用。kk：1.2-1.3中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下保护保护安装处安装处两相短路电流与其动作电流之比。两相短路电流与其动作电流之比。电流速断保护灵敏度的校验电流速断保护灵敏度的校验-方法方法1中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件Xlb运行方式对电流速断保护的影响运行方式对电流速断保护的影响 分别分别为最大运行方式下三相短路电流和最小运行下两相短为最大运行方式下三相短路电流和

45、最小运行下两相短路电流随距离变换的曲线；路电流随距离变换的曲线；为保护为保护2的速段保护的整定值。的速段保护的整定值。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X特点：特点：只能保护本线路的一部分只能保护本线路的一部分t=0保护范围受系统运行方式影响，当运行方式变化很大时，保护范围受系统运行方式影响，当运行方式变化很大时，可能很小。可能很小。当线路较长时其始端与末端短路电流差别较大，保护范当线路较长时其始端与末端短路电流差别较大，保护范围围 较大；当线路较短时其始端与末端短路电流差别较较大；当线路较短时其始端与末端短路电流差别较小，保护范围较小，所以：小，保护范围较小，所以：短线路更受

46、运行方式影响。短线路更受运行方式影响。电流速断保护电流速断保护中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X电流速断保护的“死区”及其弥补 p由由于于电电流流速速断断保保护护的的动动作作电电流流是是按按被被保保护护线线路路末末端端的的最最大大短短路路电电流流来来整整定定的的，因因而而其其动动作作电电流流会会大大于于被被保保护护范范围围末末端端的的短短路路电电流流，这这使使得得保保护护装装置置不不能能保保护护全全段段线线路路，出出现现一段一段“死区死区”。p为为了了弥弥补补死死区区得得不不到到保保护护的的缺缺点点，在在装装设设电电流流速速断断保保护护的的线线路路上上，必必须须配配备备带带时

47、时限限的的过过电电流流保保护护。在在电电流流速速断断的的保保护护区区内内，速速断断保保护护为为主主保保护护，过过电电流流保保护护为为后后备备保保护护；而而在在电电流流速速断断保保护护的的死死区区内内，过过电电流流保保护护为为基基本本保保护护。或或者者采用其他新的保护采用其他新的保护。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X具有电流速断和定时限过电流保护的原理线路图中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X定时限过电流保护与电流速断保护配合的动作时间示意图中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X例 某工厂10kV供电线路，已知计算负荷电流 =180A，=1.5，

48、在最大运行方式下末端和始端的短路电流分别为 2300A，4600A；在最小运行方式时，2200A，4400A，线路末端出线保护动作时间为0.5s，线路首端保护的继电器为非全星形联结，试整定该保护各个参数。解：1)过电流保护整定如下：=1.5180A=270A，选用300/5A电流互感器，=300/5=60。保护动作一次侧电流=继电器动作电流=6.35A,取6.5A=时间继电器的整定时限 中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X保护灵敏度=2)因动作时限大于0.7s，需加速断保护装置，其整定计算如下：一次动作电流=继电器2KA的动作电流=，取48A速断保护的灵敏度=中国矿业大学信电学

49、院电气工程研究所供电技术电子课件X三、低电压保护三、低电压保护1.低电压闭锁的过电流保护低电压闭锁的过电流保护 定时限过电流保护的动作电流是按躲过最大负荷电流来定时限过电流保护的动作电流是按躲过最大负荷电流来整定的，在某些情况下可能满足不了灵敏度要求。为此，整定的，在某些情况下可能满足不了灵敏度要求。为此，可采用低电压闭锁的过电流保护来提高其灵敏度。可采用低电压闭锁的过电流保护来提高其灵敏度。中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X整定原则整定原则p过电流继电器的动作电流不必按躲过线路的最大负荷电流过电流继电器的动作电流不必按躲过线路的最大负荷电流（一般为线路计算负荷电流的（一般为

50、线路计算负荷电流的1.5-3倍）来整定，而只需按倍）来整定，而只需按躲过计算负荷电流躲过计算负荷电流IC来整定。来整定。p低电压继电器的动作电压低电压继电器的动作电压Uopk按照躲过正常最低工作电压按照躲过正常最低工作电压Umin来整定，即：来整定，即：中国矿业大学信电学院电气工程研究所供电技术电子课件X灵敏度校验灵敏度校验p其中的过电流继电器灵敏度校验，与不带低电压闭锁其中的过电流继电器灵敏度校验，与不带低电压闭锁的过电流保护一样。的过电流保护一样。p低电压继电器低电压继电器(反应电压下降而动作反应电压下降而动作)的灵敏度的校验，的灵敏度的校验，按下式：按下式：中国矿业大学信电学院电气工程研