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1、工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1 1第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护 一、为什么要设保护？一、为什么要设保护？1 1、故障原因故障原因-绝缘破坏、误操作、雷击等；绝缘破坏、误操作、雷击等；2 2、故障危害故障危害-？二、二、保障对象保障对象：线路线路、变压器变压器、电机等；电机等；三、三、保护措施保护措施：根据对象工况确定：根据对象工况确定 保护装置执行机构：保护装置执行机构：断路器或熔断器断路器或熔断器。 低压系统低压系统，保护装置常用，保护装置常用低压断路器和熔断器低压断路器和熔断器。 继电保
2、护继电保护：变电所：变电所二次回路二次回路的重要组成部分。的重要组成部分。作用：作用：故障故障：跳闸，切除故障；：跳闸，切除故障；不正常运行状态不正常运行状态：发出报警信号。：发出报警信号。同时，可避免电气设备或供配电系统损坏，提高同时，可避免电气设备或供配电系统损坏，提高供电可靠性供电可靠性。 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护2 2第一节第一节 继电保护的基本知识继电保护的基本知识第二节第二节 常用的常用的保护继电器保护继电器第三节第三节 电力线路的电力线路的继电保护继电保护第四节第四节 电力变压器的继电保护电力变压器
3、的继电保护第五节第五节 高压电动机的继电保护高压电动机的继电保护第六节第六节 6-10kV6-10kV电容器的继电保护电容器的继电保护第七节第七节 配电系统微机保护配电系统微机保护工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3 3第一节第一节 继电保护的基本知识继电保护的基本知识 继电保护装置继电保护装置：能反应供配电系统中电气设备发生：能反应供配电系统中电气设备发生故障或不故障或不正常运行状态正常运行状态, , 并能动作于断路器跳闸或启动信号装置发出预告并能动作于断路器跳闸或启动信号装置发出预告信号的一种装置，属信号的一种装置，属
4、二次接线二次接线。一、继电保护的要求一、继电保护的要求1.1.选择性选择性-挑选故障元件的能力。挑选故障元件的能力。 系统发生故障，保护装置动作，离故障点最近的保护装置系统发生故障，保护装置动作，离故障点最近的保护装置先动作，先动作，切除故障设备切除故障设备，使，使停电范围最小停电范围最小，系统中无故障部分，系统中无故障部分仍正常工作，仍正常工作，如何实现？如何实现？ 失去选择性失去选择性：供电系统发生故障时，靠近故障点的：供电系统发生故障时，靠近故障点的保护装保护装置完好而不动作置完好而不动作，而距离故障点较远的前一级保护装置动作，而距离故障点较远的前一级保护装置动作，也叫也叫越级跳闸越级跳
5、闸。QF5是是WL4的的远后备保护远后备保护 QF6是是WL4的的近后备保护近后备保护 远后备保护、近后备保护远后备保护、近后备保护工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4 42.2.可靠性：可靠性：不拒动，不误动不拒动，不误动 在保护范围内，发生故障或异常，保护装置要可靠动作，在保护范围内，发生故障或异常，保护装置要可靠动作，不该拒动不该拒动；在不应该动作时，；在不应该动作时，不能误动作不能误动作。 为满足可靠性，保护装置为满足可靠性，保护装置接线应尽可能简单接线应尽可能简单，避免保护装，避免保护装置置断线、短路、接地断线、
6、短路、接地及错误接线，辅助元件及安装施工应当可及错误接线，辅助元件及安装施工应当可靠，靠，整定合理整定合理。 目标：目标：技术上安全可靠，经济上合理。技术上安全可靠，经济上合理。 如图所示如图所示K K点短路，点短路，保护保护3 3不应该拒动作不应该拒动作，保护，保护1 1和保护和保护2 2不应该误动作。不应该误动作。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护5 53.3.速动性：速动性： 尽快动作切除故障尽快动作切除故障，减小故障造成的损失，减少对用电设备，减小故障造成的损失，减少对用电设备的影响。的影响。 如在如在0.2s0.
7、2s切除，电动设备则不停转，从而提高系统运行的稳切除，电动设备则不停转，从而提高系统运行的稳定性。定性。 故障切除时间等于保护装置的故障切除时间等于保护装置的动作时间动作时间和和断路器动作时间断路器动作时间之之和。和。 注意：注意：必须先满足必须先满足选择性选择性。 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护6 64.4.灵敏性：灵敏性：保护装置对在其保护范围内发生故障或不正常工作状保护装置对在其保护范围内发生故障或不正常工作状态的态的反应能力反应能力。 在保护区内，不论系统的运行方式、短路的性质和短路的位在保护区内，不论系统的运
8、行方式、短路的性质和短路的位置如何，故障的轻重，置如何，故障的轻重，保护都应正确动作保护都应正确动作。 灵敏性用灵敏性用灵敏度灵敏度K KS S来衡量，灵敏度愈高，来衡量，灵敏度愈高，反应故障的能力愈反应故障的能力愈强，保护装置就越复杂，价格越贵强，保护装置就越复杂，价格越贵，且，且可靠性降低可靠性降低。灵敏度灵敏度K Ks s计算计算： 国家对灵敏度有相关的规定，在设计各种保护装置时，国家对灵敏度有相关的规定，在设计各种保护装置时，其灵敏系数应满足有关规定的标准其灵敏系数应满足有关规定的标准。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继
9、电保护7 7（1 1）对于故障时）对于故障时参数量增加参数量增加的保护装置的保护装置 （2 2）对于故障时）对于故障时参数量降低参数量降低的保护装置的保护装置 sK 参数量保护区内故障时的最小值保护动作的整定值例如：过电流保护的灵敏系数为例如：过电流保护的灵敏系数为 K KS SI IK KminminI Iopop I IK Kminmin 保护区内故障的保护区内故障的最小短路电流值最小短路电流值例如：低电压保护的灵敏系数为例如：低电压保护的灵敏系数为 K KS SU UopopU UK Kmaxmax U UK Kmaxmax保护区内故障的保护区内故障的最大残压最大残压值值sK 保护动作的
10、整定值保护区内故障时参数量的最大值工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护8 8二、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理 供配电系统发生故障时，会引起供配电系统发生故障时，会引起电流增大、电压降低、电电流增大、电压降低、电压和电流间相位角改变压和电流间相位角改变等现象。等现象。 利用上述物理量故障时与正常时的差别，可构成各种利用上述物理量故障时与正常时的差别，可构成各种不同不同工作原理工作原理的继电保护装置。如：的继电保护装置。如：（1 1）电流保护电流保护：定时限过流保护、电流速断保护、零序电流保：定时限过流保护、电流速断
11、保护、零序电流保护；护；（2 2）电压保护电压保护：欠压、失压及过压保护：欠压、失压及过压保护（3 3）方向保护方向保护：方向过电流保护：方向过电流保护（4 4）电压与电流比值保护电压与电流比值保护：距离保护：距离保护（5 5）输入电流与输出电流之差输入电流与输出电流之差：变压器横差、纵差保护。：变压器横差、纵差保护。 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护9 9 1. 1.测量部分测量部分 测量被保护设备的某物理量，与保护装置的测量被保护设备的某物理量，与保护装置的整定值整定值进行进行比较，判断被保护设备是否发生故障，保护装
12、置是否应该起动比较，判断被保护设备是否发生故障，保护装置是否应该起动。 继电保护种类很多，但其工作原理基本相同，它主要由继电保护种类很多，但其工作原理基本相同，它主要由测测量、逻辑和执行量、逻辑和执行三部分组成。三部分组成。2.2.逻辑部分逻辑部分 根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序，使保护根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序，使保护装置按装置按一定的逻辑关系工作一定的逻辑关系工作，输出信号到执行部分。，输出信号到执行部分。3.3.执行部分执行部分 根据逻辑部分输出信号根据逻辑部分输出信号驱动保护装置动作驱动保护装置动作，使，使断路器跳闸断路器跳闸或发出信号或发出信号。工厂供电工
13、厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1010（1 1）常规继电保护常规继电保护 各种各种不同功能不同功能的继电器按一定方式连接、组合，构成继电的继电器按一定方式连接、组合，构成继电保护装置，当前继电保护的主要形式；保护装置，当前继电保护的主要形式；（2 2）晶体管继电保护晶体管继电保护 由不同功能的晶体管电路组成，由不同功能的晶体管电路组成，动作快、灵敏度高、功耗动作快、灵敏度高、功耗小、体积小、重量轻小、体积小、重量轻等特点，但是等特点，但是抗干扰差抗干扰差，元件易损坏以及，元件易损坏以及由此带来的误操作等缺点，目前应用的不多；由此
14、带来的误操作等缺点，目前应用的不多；（3 3）微机继电保护装置微机继电保护装置-仅属于一种概念仅属于一种概念 因为微机保护中，除执行结构外，一般不设继电器。因为微机保护中，除执行结构外，一般不设继电器。 三、当前继电保护的形式：三、当前继电保护的形式：工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1111四、工厂继电保护的配置：四、工厂继电保护的配置：（1 1）继电器保护：继电器保护：可靠性高，操作灵活，可靠性高，操作灵活，适于高压供电系统适于高压供电系统。（2 2）熔断器保护：熔断器保护：用于高低压供电系统，简单经济，但断流能用于高
15、低压供电系统，简单经济，但断流能力较小，选择性差，更换不便，力较小，选择性差，更换不便，适于可靠性要求不高的场合适于可靠性要求不高的场合。（3 3）低压断路器保护低压断路器保护：由于脱扣器多，可进行过流、过压、失：由于脱扣器多，可进行过流、过压、失压、欠压保护，还可作为控制开关使用，适于可靠性要求高，压、欠压保护，还可作为控制开关使用，适于可靠性要求高，操操作频繁的低压供电系统作频繁的低压供电系统中。中。五、电流保护的接线方式和接线系数五、电流保护的接线方式和接线系数 接线方式接线方式：电流保护中：电流保护中电流继电器与电流互感器二次绕电流继电器与电流互感器二次绕组组的连接方式。的连接方式。
16、为便于分析和整定计算，引入为便于分析和整定计算，引入接线系数接线系数K Kw w。 K Kw w：流入继电器：流入继电器KAKA线圈的电流线圈的电流I IKAKA与电流互感器二次绕组与电流互感器二次绕组电流电流I I2 2的比值：的比值：2KAWIKI工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护12121. 1.三相三继电器接线三相三继电器接线完全星形接线完全星形接线 能反应各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二能反应各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组次绕组电流相等电流相等，其，其接线系数始终等于接线系数始终等
17、于1 1。 主要用于高压直接接地系统，做主要用于高压直接接地系统，做相间短路和单相短路相间短路和单相短路保护。保护。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护13132.2.两相两继电器接线两相两继电器接线不完全星形接线不完全星形接线不能反应单相短路，只不能反应单相短路，只能反应相间短路能反应相间短路，其，其接接线系数为线系数为1 1。 用于中性点不接地用于中性点不接地6-10KV6-10KV系统，作系统，作相间短相间短路保护路保护用。用。A A、C C装，装，B B相不装，省相不装，省一只电流互感器及电流继电器一只电流互感器及电
18、流继电器工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护14143.3.两相一继电器接线两相一继电器接线两相电流差接线两相电流差接线acKAIII流入继电器的电流为两个流入继电器的电流为两个CTCT二次绕组电流之差。二次绕组电流之差。cacaKIIIII33正常工作正常工作时，通过继电器的电流为时，通过继电器的电流为：工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1515因而灵敏系数也不一样。一般情况下：因而灵敏系数也不一样。一般情况下：保护整定时，取保护整定时，取K KW W
19、 灵敏度校验时，取灵敏度校验时，取K KW W1 1 可反应各种相间短路，但接线系数随短路种类不同而不同，可反应各种相间短路，但接线系数随短路种类不同而不同，保护灵敏度也不同保护灵敏度也不同。 主要用于主要用于10KV10KV及以下及以下电压等级和电压等级和高压电动机的保护高压电动机的保护。不同的相间短路时，接线系数是不一样的。不同的相间短路时，接线系数是不一样的。3工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1616三种接线方式性能比较三种接线方式性能比较三相三三相三继电器继电器两相两两相两继电器继电器两相一两相一继电器继电器可靠
20、性灵可靠性灵敏性敏性最好最好较好较好差差经济性经济性差差较好较好最好最好适用适用场合场合中性点接地电中性点接地电网网中性点不接地中性点不接地电网电网10kV10kV以下和高以下和高压电动机保护压电动机保护工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1717第二节第二节 常用的保护继电器常用的保护继电器保护继电器的分类：保护继电器的分类：继电器：继电器：其输入的物理量达到规定值时，其电气输出电路其输入的物理量达到规定值时，其电气输出电路被被接通或者被分断接通或者被分断的的自动电器自动电器。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5
21、-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1818一、电磁式继电器一、电磁式继电器（串联）（串联）1.1.电磁式电流继电器电磁式电流继电器 （1 1）文字符号和图形符号）文字符号和图形符号 文字符号：文字符号：KAKA，起动元件起动元件（2 2）结构和工作原理）结构和工作原理 1 1线圈线圈2 2铁心铁心3 3可动舌片可动舌片 4 4静触点静触点5 5可动触点可动触点6 6调整杆调整杆7 7刻度盘刻度盘9 9反作用弹簧反作用弹簧 特点特点：流过其线圈流过其线圈电流的大小改变触电流的大小改变触点状态点状态。功耗小，。功耗小，灵敏度高，灵敏度高，动作快；动作快；缺点缺点：触点容量
22、小触点容量小，不能直接动作于断不能直接动作于断路器跳闸路器跳闸。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护1919动作电流：动作电流：过电流继电器动作的最小电流用过电流继电器动作的最小电流用I Iop.kAop.kA 表示。表示。返回电流：返回电流：继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，用继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，用I Ire.KAre.KA 表示。表示。返回系数：返回系数：继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数K Krere，值越大，反应越灵敏值越大，反应越灵敏。
23、显然：显然：过量继电器的返回系数小于过量继电器的返回系数小于1 1；电磁式电流继电器的返回系数通常为电磁式电流继电器的返回系数通常为0.850.85。 .re K Areop K AIKI吸合值吸合值释放值释放值工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护2020（3 3）动作电流的调节）动作电流的调节 细调：细调：改变调整杆改变调整杆6 6的位置来的位置来改变弹簧的反作用力改变弹簧的反作用力，可实现，可实现力矩的平滑调节。力矩的平滑调节。粗调：粗调：改变改变继电器线圈的连接继电器线圈的连接。当线圈由串联改为并联时，。当线圈由串联改
24、为并联时，相当与线圈闸数减少一半相当与线圈闸数减少一半，由于继电器动作所需的电磁力是一，由于继电器动作所需的电磁力是一定的，即所需磁动势一定，因此其动作电流增大一倍，反之，定的，即所需磁动势一定，因此其动作电流增大一倍，反之，则减小一倍，可进行则减小一倍，可进行级进调节级进调节。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护2121（1 1）文字符号和图形符号）文字符号和图形符号（KVKV），起动元件起动元件（2 2）结构和工作原理结构和工作原理 与与DLDL型电磁式电流继电器基本相同。型电磁式电流继电器基本相同。（3 3）区别区别：
25、线圈为电压线圈，线圈为电压线圈，匝数多，导线细匝数多，导线细，与电压互感器，与电压互感器的二次绕组并联。的二次绕组并联。 分为：分为：过电压和欠电压继电器过电压和欠电压继电器。 过电压继电器的返回系数通常为过电压继电器的返回系数通常为0.80.8； 欠电压继电器的返回电压大于起动电压，欠电压继电器的返回电压大于起动电压， 其返回系数其返回系数K Krere大于大于1 1，通常为，通常为1.251.25。2.2.电磁式电压继电器电磁式电压继电器 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护22223.3.电磁式时间继电器电磁式时间继电
26、器-保护装置可得到需要的延时保护装置可得到需要的延时（1 1）文字符号：）文字符号：KTKT 从得到输入信号（从得到输入信号（线圈的通电或断电线圈的通电或断电）开始，到产生相应）开始，到产生相应的输出信号（触点闭合和断开），有一个符合一定准确度的的输出信号（触点闭合和断开），有一个符合一定准确度的延延时过程时过程的继电器。的继电器。分：通电延时型，断电延时型。分：通电延时型，断电延时型。（2 2）结构和工作原理）结构和工作原理 由由电磁系统、传动系统、钟表机构、触头系统和时间调整电磁系统、传动系统、钟表机构、触头系统和时间调整系统系统等组成。等组成。 （3 3）动作时限调整：通过）动作时限调整
27、：通过改变主静触头与主动触头之间改变主静触头与主动触头之间的相对的相对位置，即位置，即改变主动触头的行程改变主动触头的行程获得。获得。注意注意：不能：不能长时间通电长时间通电，否则应串接电阻。，否则应串接电阻。 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护23231 1线圈线圈 2 2电磁铁电磁铁 3 3可动铁心可动铁心 4 4返回弹簧返回弹簧 5 5、6 6瞬时静触头瞬时静触头 7 7绝绝缘件缘件 8 8瞬时动触头瞬时动触头 9 9压杆压杆 1010平衡锤平衡锤 1111摆动卡板摆动卡板 1212扇形齿轮扇形齿轮 1313传动齿轮
28、传动齿轮 1414主动触头主动触头 1515主静触头主静触头 1616标度盘标度盘 1717拉引弹簧拉引弹簧 1818弹弹簧拉力调节器簧拉力调节器 1919磨擦离合器磨擦离合器 2020主齿轮主齿轮 2121小齿轮小齿轮 2222掣轮掣轮 2323、2424钟表机构传动齿轮钟表机构传动齿轮 （2 2）内部接线与图形符号）内部接线与图形符号 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护24244.4.电磁式信号继电器电磁式信号继电器-指示继电器指示继电器 作用：发出作用：发出指示信号指示信号，表示保护动作；，表示保护动作； 同时同时接
29、通信号回路接通信号回路，发出灯光或者音响信号，发出灯光或者音响信号。文字符号：文字符号：KSKS 1 1线圈线圈 2 2电磁铁电磁铁 3 3弹簧弹簧 4 4衔铁衔铁 5 5信号牌信号牌6 6玻璃窗孔玻璃窗孔 7 7复位旋钮复位旋钮 8 8动触头动触头 9 9静触头静触头 1010接线端子接线端子 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护25255.5.电磁式中间继电器电磁式中间继电器-auxiliary relay-auxiliary relay 作用：作用：增加触头数量增加触头数量，增加触头的容量增加触头的容量。用作辅助继电器
30、。用作辅助继电器。 1 1线圈线圈 2 2电磁铁电磁铁 3 3弹簧弹簧 4 4衔铁衔铁 5 5动触头动触头 6 6、7 7静触头静触头 8 8连接线连接线 9 9接线端子接线端子 1010底座底座文字符号：文字符号：KMKM工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护2626二、感应式电流继电器（二、感应式电流继电器（GLGL型）型）1.1.文字符号和图形符号文字符号和图形符号文字符号：文字符号：KAKA 组成：组成：感应系统和电磁系统。感应系统和电磁系统。1 1线圈线圈 2 2电磁铁电磁铁 3 3短路环短路环 4 4铝盘铝盘 5
31、5钢片钢片 6 6铝框架铝框架 7 7调节弹簧调节弹簧 8 8永久磁铁永久磁铁 9 9扇形齿轮扇形齿轮 1010蜗杆蜗杆 1111扁杆扁杆 1212触头触头 1313时限调节螺杆时限调节螺杆1414速断电流调节螺钉速断电流调节螺钉 1515衔铁衔铁 1616动作电流调节插销动作电流调节插销 优点优点：触点：触点容量大容量大，兼有，兼有电磁式电磁式电流继电器、时间电流继电器、时间继电器继电器的作用，利于简化的作用，利于简化接线。接线。缺点缺点：机械机构复杂，动：机械机构复杂，动作作精度不高精度不高。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的
32、继电保护2727二、工作原理二、工作原理-速断与过流保护合二为一速断与过流保护合二为一1 1感应系统：感应系统：动作电流：动作电流：蜗杆与扇形蜗杆与扇形齿片相咬合时，线圈所需齿片相咬合时，线圈所需要通入的最小电流。要通入的最小电流。返回电流：返回电流：使扇形齿片使扇形齿片脱离蜗杆回到原来位置时脱离蜗杆回到原来位置时的最大电流。的最大电流。动作时间：动作时间：从轴上蜗杆从轴上蜗杆与扇形齿片相咬合起到触与扇形齿片相咬合起到触点闭合这一段时间。点闭合这一段时间。反时限特性反时限特性：流入继电流入继电器的器的电流越大电流越大，铝盘转速，铝盘转速越快，越快，动作时间就越短动作时间就越短。 1线圈线圈 2
33、电磁铁电磁铁 3短路环短路环 4可转铝盘可转铝盘 5钢钢片片 6可偏铝框架可偏铝框架 7调节弹簧调节弹簧 8制动永久磁铁制动永久磁铁 9扇形齿轮扇形齿轮 10蜗杆蜗杆 11扁杆扁杆 12继电器触点继电器触点 13时限调节螺杆时限调节螺杆 14速断电流调节螺钉速断电流调节螺钉 15衔铁衔铁 16动作电流调节插销动作电流调节插销工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护2828速断电流：速断电流：当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个倍数时，当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个倍数时，未等感应系统动作，衔铁右端瞬时被吸下，触点立即闭
34、合。未等感应系统动作，衔铁右端瞬时被吸下，触点立即闭合。u 时限特性：如图所示。时限特性：如图所示。ab段段“反时限特性反时限特性”（此（此时继电器铁心尚未饱和）；时继电器铁心尚未饱和）；bc段段“定时限定时限”（铁心已（铁心已达到饱和）；达到饱和）；de段段“速断特性速断特性”。感应型电流继电器的动作特性曲线感应型电流继电器的动作特性曲线说明：说明： “速断电流倍数速断电流倍数”是速断电流与感应元件动作电流之比。是速断电流与感应元件动作电流之比。 2 2、电磁系统：、电磁系统：由线圈由线圈1、电磁铁、电磁铁2和衔铁和衔铁15组成，它的动作是组成，它的动作是瞬时的。瞬时的。工厂供电工厂供电20
35、22-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护2929u 动作电流与动作时限调节方法动作电流与动作时限调节方法感应系统的动作电流调节：感应系统的动作电流调节：改变线圈的匝数（级进调节）；改变线圈的匝数（级进调节）；改变弹簧的拉力（平滑调节）。改变弹簧的拉力（平滑调节）。电磁系统动作电流调节：电磁系统动作电流调节：改变衔铁与电磁铁之间的气隙。改变衔铁与电磁铁之间的气隙。感应系统的动作时限：感应系统的动作时限：改变扇形齿轮顶杆行程的起点，使动改变扇形齿轮顶杆行程的起点，使动作特性上下移动。作特性上下移动。 动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来
36、调整（动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来调整（2，2.5，34.5，5，69，10A）。）。 其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的28倍。倍。注意：继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以注意：继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以10倍动作电流的动倍动作电流的动作时限作时限来标度的。来标度的。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3030第三节第三节 电力线路的继电保护电力线路的继电保护一、电力线路的常见故障一、电力线路的常见故障 供配电线路特点：用户内部的高压
37、电力线路的电压等级为供配电线路特点：用户内部的高压电力线路的电压等级为6-35KV6-35KV，线路短，线路短，通常为通常为单端供电单端供电。1.1.常见故障：常见故障： 相间短路、单相接地、过负荷。相间短路、单相接地、过负荷。2.2.保护配置：保护配置：（1 1）相间短路保护：）相间短路保护：装设带时限的装设带时限的过电流保护（满足选择性）过电流保护（满足选择性）和电流速断保护和电流速断保护，保护，保护动作于断路器跳闸动作于断路器跳闸。（2 2）单相接地保护：）单相接地保护：装设装设绝缘监视装置绝缘监视装置（零序电压保护）或（零序电压保护）或单相接地单相接地（零序电流保护），保护（零序电流保
38、护），保护动作于信号动作于信号，作为单相接地，作为单相接地故障保护。故障保护。 （3 3）过负荷保护：）过负荷保护：经常过负荷的经常过负荷的电缆线路电缆线路，装设，装设过负荷保护，过负荷保护，动作于信号动作于信号。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3131二、过电流保护（二、过电流保护（over-current protectionover-current protection）过电流保护过电流保护：当线路电流大于继电器的动作电流时，保护装置起：当线路电流大于继电器的动作电流时，保护装置起动，并动，并用时限保证动作的选择性
39、用时限保证动作的选择性的保护装置的保护装置。反时限过电流保护（反时限过电流保护（inverse time over-current protectioninverse time over-current protection）：）： 由感应式电流继电器构成。保护装置动作时间与故障电流大由感应式电流继电器构成。保护装置动作时间与故障电流大小成小成反比关系反比关系，故障电流越大，动作时间越短。，故障电流越大，动作时间越短。定时限过电流保护定时限过电流保护( (SpeciffiedSpeciffied time over-current protection time over-current pr
40、otection) )： 由电磁式电流继电器、时间继电器等构成，保护装置的动作由电磁式电流继电器、时间继电器等构成，保护装置的动作时间按照整定的动作时间时间按照整定的动作时间固定不变固定不变，与故障电流大小无关。，与故障电流大小无关。根据保护采用的根据保护采用的继电器不同继电器不同，可分为：，可分为： 不仅可以保护本线路全长，作为本线路的近后备保护；还可不仅可以保护本线路全长，作为本线路的近后备保护；还可保护相邻线路，作为线路的远后备保护保护相邻线路，作为线路的远后备保护工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护32321.1.过
41、电流保护的接线和工作原理过电流保护的接线和工作原理 一、一、定时限过电流保护装置定时限过电流保护装置的接线和工作原理的接线和工作原理工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3333二、二、反时限过电流保护装置反时限过电流保护装置的接线和工作原理的接线和工作原理 反时限过电流保护的原理图和展开图反时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图）原理图 b）展开图）展开图工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3434 通过通过反时限反时限继电器（感应式）的时限特性，实现动
42、作延继电器（感应式）的时限特性，实现动作延时。时。 KA1 KA1、KA2KA2为为GLGL型感应式带有瞬时动作元件的反时限过电型感应式带有瞬时动作元件的反时限过电流继电器，继电器本身动作有时限，并有动作指示掉牌信号，流继电器，继电器本身动作有时限，并有动作指示掉牌信号，因此不需要接时间继电器和信号继电器。因此不需要接时间继电器和信号继电器。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3535 正常时，正常时，跳闸线圈跳闸线圈被继电器的被继电器的常闭触点短路常闭触点短路。电流互感器。电流互感器二次侧电流经继电器线圈和常闭触点构成回路
43、，保护不动作。二次侧电流经继电器线圈和常闭触点构成回路，保护不动作。 当线路有故障时，继电器当线路有故障时，继电器1KA1KA、2KA2KA动作，经过一定时限后，动作，经过一定时限后，其常开触点闭合，常闭触点断开，这时断路器的交流操作其常开触点闭合，常闭触点断开，这时断路器的交流操作跳闸跳闸线圈线圈1YR1YR、2YR(2YR(去掉了去掉了短接分流支路短接分流支路) )通电动作，断路器跳闸，通电动作，断路器跳闸，切除故障部分。切除故障部分。 在继电器去分流的同时，其信号牌自动掉下，指示保护装在继电器去分流的同时，其信号牌自动掉下，指示保护装置已经动作。置已经动作。 当故障切除后，继电器返回，但
44、其当故障切除后，继电器返回，但其信号牌却需手动复位信号牌却需手动复位。工作原理：工作原理：工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护36362.2.整定计算整定计算 内容：内容：动作电流动作电流整定、整定、动作时限动作时限整定和整定和灵敏度校验等灵敏度校验等。（1 1）动作电流整定）动作电流整定 动作电流须满足下列两个条件：动作电流须满足下列两个条件： 正常运行时，保护装置不动作。即保护装置一次侧的正常运行时，保护装置不动作。即保护装置一次侧的动动作电流作电流I Iop1op1应大于线路的最大负荷电流应大于线路的最大负荷电流I I
45、L.maxL.max 即即 I Iop1op1 I IL.maxL.max 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3737故障切除，保护装置可靠返回到原始位置故障切除，保护装置可靠返回到原始位置 保护装置一次侧的返回电流保护装置一次侧的返回电流I Ire1re1大于线路的最大负荷电流大于线路的最大负荷电流I IL.maxL.max（应包含电动机的自起动电流）应包含电动机的自起动电流） 即即 I Ire1re1 I IL.maxL.max 由于由于I Iop1op1大于大于I Ire1re1，故故以以I Ire1re1I IL.
46、maxL.max整定动作电流整定动作电流。引入可靠系数引入可靠系数K Krelrel，则继电器的动作电流，则继电器的动作电流I Iop.KAop.KA：.max.*WrelLreiop KAKKIKKIK Krelrel：可靠系数可靠系数, ,DLDL型继电器取型继电器取1.21.2，GLGL型继电器取型继电器取1.31.3；K Kw w：接线系数接线系数，由接线方式决定；，由接线方式决定； K Ki i为电流互感器变比。为电流互感器变比。 K Krere：继电器的返回系数，：继电器的返回系数，DLDL型取型取0.850.85，GLGL型取型取0.80.8；I IL.maxL.max= =（1
47、.53.01.53.0）I Ic c.1wiop KAopKIKI保护装置一保护装置一次侧动次侧动作电流作电流： 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3838（2 2）动作时限整定动作时限整定t t1 1=t=t2 2+t+t 为保证选择性，过电流保护装置的动作时限按为保证选择性，过电流保护装置的动作时限按阶梯原则阶梯原则进进行整定。即从负荷侧到电源端，各保护的动作时间应逐级增加行整定。即从负荷侧到电源端，各保护的动作时间应逐级增加tt，应确保不误动作。，应确保不误动作。反时限过电流保护反时限过电流保护t为时限级差，包含为时
48、限级差，包含跳闸跳闸时间时间、前一级时间继电器、前一级时间继电器提前动作的提前动作的负误差负误差、后一、后一级时间继电器滞后动作的级时间继电器滞后动作的正误差及时间裕度正误差及时间裕度。定时限过电流保护定时限过电流保护0.5st s7 . 0t过电流保护整定说明图过电流保护整定说明图a）电路）电路 b）定时限过电流保护的时限整定）定时限过电流保护的时限整定 c）反时限过电流保护的时限整定）反时限过电流保护的时限整定工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护3939定时限过电流保护定时限过电流保护动作时限动作时限整定整定 定时限过电
49、流保护的动作时间取决于定时限过电流保护的动作时间取决于时间继电器预先整定时间继电器预先整定的时间的时间，与短路电流的大小无关；，与短路电流的大小无关；t t1 1=t=t2 2+t+t0.5st 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4040反时限过电流保护的反时限过电流保护的动作时间整定动作时间整定反时限过电流保护的反时限过电流保护的时限整定时限整定 由于由于GL型电流继电器的时限调节结构是型电流继电器的时限调节结构是按按10倍动作电流的倍动作电流的动作时限整定动作时限整定的，故反时限过电流保护的动作时间需要根据前的，故反时
50、限过电流保护的动作时间需要根据前后两级保护的后两级保护的GL型电流继电器的型电流继电器的动作特性曲线来整定动作特性曲线来整定。反时限过电流保护反时限过电流保护动作时限整定动作时限整定 （点配合点配合） 按按“阶梯原则阶梯原则”来确定时限整定，来确定时限整定，时限级差为时限级差为tt=0.7s=0.7s。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4141（已知曲线（已知曲线2 2、 ）：）：K K点三相短路时，流经点三相短路时，流经保护保护2 2继电器的电流。继电器的电流。a a、计算计算WLWL2 2首端首端K K点三相短路时保护
51、点三相短路时保护2 2的的动作电流倍数动作电流倍数n n2 2。.22.2K KAop KAIInK Kw.2w.2K Ki.2i.2.2K KAI保护保护2 2的接线系数；的接线系数；保护保护2 2的电流互感器变比。的电流互感器变比。.22.2*KK KAwiIIKK.2OP KAI.1OP KAI KA2 KA2的的1010倍动作电流的动作时间已整定为倍动作电流的动作时间已整定为t t2 2，则，则KA1KA1的的1010倍动倍动作电流的动作时间作电流的动作时间t t1 1的整定方法：的整定方法：工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系
52、统的继电保护4242b b、从曲线从曲线2 2求求K K点短路时保护点短路时保护2 2的的动作时限动作时限t t2 2。 c c、计算计算K K点三相短路时保护点三相短路时保护1 1的的实际动作时限实际动作时限t t1 1，t t1 1应较应较t t2 2大一个大一个tt，以保证动作的选择性。以保证动作的选择性。 1220.7tttt 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4343d d、计算计算K K点三相短路时，保护点三相短路时，保护1 1的实际动作电流倍数的实际动作电流倍数n n1 1。 .11.1K KAop KAII
53、nK K点三相短路时，流经保护点三相短路时，流经保护1 1继电器的电流。继电器的电流。K Kw.1w.1K Ki.1i.1.1K KAI保护保护1 1的接线系数；的接线系数；保护保护1 1的电流互感器变比。的电流互感器变比。.11.1*KK KAwiIIKKe e、由由n n1 1和和t t1 1确定点确定点p p，找出保护，找出保护1 1的特性曲线，并确定的特性曲线，并确定1010倍动作电倍动作电流下的动作时限。流下的动作时限。 工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4444（3 3）保护装置灵敏度校验）保护装置灵敏度校验
54、灵敏度用系统灵敏度用系统最小运行方式最小运行方式下线路末端两相短路电流下线路末端两相短路电流 进行校验进行校验。 I Iop1op1为保护装置一次侧动作电流。为保护装置一次侧动作电流。 (2).minKI(2).min11.5 2.5 KsopIIK（近后备保护）（远后备保护）若灵敏度不满足要求，可采用若灵敏度不满足要求，可采用低电压闭锁低电压闭锁的过电流保护来提高其灵敏度的过电流保护来提高其灵敏度。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4545保护装置有两个测量元件保护装置有两个测量元件: 过电流继电器过电流继电器KA欠电压
55、继电器欠电压继电器KV .crelwop KreiKKIIKKurerelwKopKKKUUmin.式中，式中，Uw.min为母线的最小工作电压，取为母线的最小工作电压，取 0.9UN；Kre取取1.25；Kre1取取1.11.2。u过电流继电器的过电流继电器的动作电流动作电流 u低电压继电器的低电压继电器的动作电压动作电压 低电压闭锁的过电流保护单相原理接线图低电压闭锁的过电流保护单相原理接线图 三、低电压闭锁的过电流保护三、低电压闭锁的过电流保护工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4646（1 1）定时限过流保护：）定时
56、限过流保护： 优点：优点：动作准确，整定简单，既可作动作准确，整定简单，既可作本级近后备，又可作下级本级近后备，又可作下级远后备远后备。缺点：缺点：继电器数目多，接线复杂继电器数目多，接线复杂，需，需直流操作电源直流操作电源，投资大，投资大，越靠近电源端，动作时限越长。因此不能作为主保护。当处于越靠近电源端，动作时限越长。因此不能作为主保护。当处于负荷终端，时限短，可作为主保护，如电动机的保护。负荷终端，时限短，可作为主保护，如电动机的保护。定时限与反时限过流保护定时限与反时限过流保护比较比较：（2 2）反时限过流保护）反时限过流保护优点：优点：继电器数目少，接线简单，投资少。继电器数目少，接
57、线简单，投资少。缺点：缺点：整定配合复杂，整定配合复杂，动作时限误差较大；距离保护装置远，动作时限误差较大；距离保护装置远，动作时间长，故障持续时间长动作时间长，故障持续时间长。两种保护的范围：两种保护的范围：本线路和下级线路的全长。本线路和下级线路的全长。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4747 例例7-1 7-1 试整定图所示线路试整定图所示线路1 1WLWL的的定时限过电流保护定时限过电流保护。已知。已知1 1TATA的变比为的变比为750/5750/5A A，线路最大负荷电流（含自启动电流）线路最大负荷电流（含自
58、启动电流）670670A A，保保护采用护采用两相两继电器两相两继电器接线，线路接线，线路2 2WLWL定时限过电流保护的动作时定时限过电流保护的动作时限限0.70.7s s，最大运行方式时最大运行方式时K1K1点三相短路电流点三相短路电流4 4kAkA，K2K2点三相短路点三相短路电流电流2.52.5kAkA，最小运行方式时最小运行方式时K1K1和和K2K2点三相短路电流分别为点三相短路电流分别为3.23.2kAkA和和2 2kAkA。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护4848解：解：1 1、整定动作电流、整定动作电流
59、由附表由附表A-16-1A-16-1知，选知，选DL-11/10DL-11/10电流继电器，线圈并联，电流继电器，线圈并联，整定整定动作电流动作电流7 7A A。 过电流保护一次侧动作电流：过电流保护一次侧动作电流： .max.1.2*1.0*6706.3A0.85*150*WrelLreiop KAKKIKKI.1150*71050A1.0wiop KAopKIKI工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护49492 2、整定动作时限、整定动作时限 线路线路1 1WLWL定时限过电流保护的动作时限应比线路定时限过电流保护的动作时
60、限应比线路2 2WLWL定时限过定时限过电流保护动作时限大一个时限级差电流保护动作时限大一个时限级差tt。120.70.51.2Sttt 3 3、校验保护灵敏度、校验保护灵敏度 保护线路保护线路1 1WLWL灵敏度按线路灵敏度按线路1 1WLWL末端最小两相短路电流校验：末端最小两相短路电流校验：可见，保护整定满足灵敏度要求。可见，保护整定满足灵敏度要求。 (2)(3).min.min1133.20.87*2.641.521.05KKsopopIIIIK工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护5050 定时限保护，可以保证保护定
61、时限保护，可以保证保护动作的选择性动作的选择性；但越靠近电源；但越靠近电源侧，短路电流越大，保护时间越长，而电气设备则承受更大的侧，短路电流越大，保护时间越长，而电气设备则承受更大的短路电流时间，危害很大。短路电流时间，危害很大。 一般情况下，动作时限大于一般情况下，动作时限大于0.50.50.7s0.7s时，应设置时，应设置电流速断电流速断保护保护，以保证本段线路的短路故障能迅速地被切除。，以保证本段线路的短路故障能迅速地被切除。三、电流速断保护三、电流速断保护工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护51511.1.电流速断保
62、护的接线和工作原理电流速断保护的接线和工作原理 不带时限（瞬时动作）的过电流保护。不带时限（瞬时动作）的过电流保护。 相当于在定时限过电流保护中的将相当于在定时限过电流保护中的将时间继电器时间继电器去掉，即起去掉，即起动的电流继电器直接连接信号继电器和中间继电器，从而发出动的电流继电器直接连接信号继电器和中间继电器，从而发出信号以及执行跳闸。信号以及执行跳闸。 实际中：电流速断保护常与过电流保护配合使用。实际中：电流速断保护常与过电流保护配合使用。 K.max.*Wreliop KAKKIKI 速断保护动作电流整定值：速断保护动作电流整定值：工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25
63、第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护5252工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护53532.2.电流速断保护的电流速断保护的整定整定 （1 1）动作电流整定）动作电流整定 为保证速断保护的为保证速断保护的选择性选择性，在下一级线路首端（也即本，在下一级线路首端（也即本级线路的末端）发生最大短路电流时，电流速断保护不应动作，级线路的末端）发生最大短路电流时，电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流即速断保护动作电流I Iop1op1I IK.maxK.maxK.max.*Wreliop KAKKIKII IK
64、.maxK.max为线路末端最大三相短路电流；为线路末端最大三相短路电流；K Kre1re1为可靠系数，为可靠系数，DLDL型继电器取型继电器取1.31.3，GLGL型继电器取型继电器取1.51.5；K Kw w为接线系数；为接线系数；K Ki i为电流互感器变比为电流互感器变比。由此由此计算值计算值，整定继电器的，整定继电器的动作电流。动作电流。 速断保护动作电流整定值：速断保护动作电流整定值：工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护5454.().()op KA qbqbop KA OCIIn对对GLGL型电流继电器型电流继
65、电器 ，整定，整定速断动作电流倍数速断动作电流倍数 电流速断保护继电器动作电流整定值电流速断保护继电器动作电流整定值；过电流保护继电器动作电流整定值过电流保护继电器动作电流整定值 。.()op KA qbI.()op KA OCI工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护5555曲线曲线1 )()3(max.lfIk曲线曲线2 )()2(min.lfIk直线直线3电流速断保护电流速断保护的动作电流。的动作电流。无时限电流速断保护的工作原理图无时限电流速断保护的工作原理图 电流速断保护的动作电流大于线路末端的最大三相短路电流，电流速
66、断保护的动作电流大于线路末端的最大三相短路电流，所以电流速断保护不能保护线路全长，只能保护线路的一部分；所以电流速断保护不能保护线路全长，只能保护线路的一部分；电流速断保护存在电流速断保护存在保护死区保护死区。保护死区：保护死区：线路不能被保护的部分。线路不能被保护的部分。保护区：保护区：线路能被保护的部分。线路能被保护的部分。优点：优点：简单可靠，动作迅简单可靠，动作迅速；速； 缺点：缺点：不能保护线路全长，不能保护线路全长，有保护死区有保护死区。工厂供电工厂供电2022-5-252022-5-25第七章第七章 供配电系统的继电保护供配电系统的继电保护5656弥补措施弥补措施： 为弥补死区得不到保护的缺陷，凡是装设电流速断保护的线为弥补死区得不到保护的缺陷，凡是装设电流速断保护的线路，必须配备路，必须配备带时限的过电流保护带时限的过电流保护，过电流保护的动作时间比电，过电流保护的动作时间比电流速断保护至少长一个时间级差：流速断保护至少长一个时间级差：120.70.51.2Sttt 注意：注意：（1 1）保证前后的过电流保护动作时间符合）保证前后的过电流保护动作时间符合“阶梯原则阶梯原
