1、,工廠供配電技術(shù) 學(xué)習(xí)子領(lǐng)域:工廠供配電系統(tǒng)的保護 工作任務(wù)5-1：工廠高壓線路的保護 方案設(shè)計,本領(lǐng)域主要論述了工廠高壓線路的保護，其中重點講述了工廠高壓線路的繼電保護和電力變壓器的保護。,主要內(nèi)容,1、線路過電流保護 2、電流速斷保護 3、單相接地保護,知識準(zhǔn)備,（一） 定時限過電流保護裝置組成和原理,當(dāng)被保護線路中電流增大且超過整定值時，電流繼電器啟動，同時啟動時間繼電器，待時間繼電器延時到預(yù)先整定時間，保護裝置動作切除故障并報警。這種保護裝置的動作時間是預(yù)先整定的，不隨短路電流大小的變化而變化，因而稱為定時限。定時限過電流保護在工廠供電系統(tǒng)中多采用兩相式接線。,1、線路過電流保護,圖4

2、.1定時限過電流保護裝置原理電路圖,正常情況下，斷路器QF閉合，保持正常供電，線路中流過正常電流，此時電流繼電器不會啟動。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障時，線路中流過的電流迅速增加，使電流繼電器KA瞬時動作，啟動時間繼電器KT，經(jīng)過延時，KT延時觸點閉合，使串聯(lián)的信號繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動作，KS觸點閉合接通報警線路，KM觸點閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。在短路故障切除后，繼電保護裝置除KS外的其他所有繼電器都自動返回起始狀態(tài)，而KS需手動復(fù)位。,工作原理,（二）反時限過電流保護裝置的組成和原理,反時限過電流保護就是通過保護裝置的故障電流越大，動作時間越短

3、，而故障電流越小，動作時間就越長。這種保護裝置由GL型電流繼電器組成。 工作原理：在正常情況下，電流繼電器通過正常工作電流，其動斷觸點閉合，動合觸點斷開，斷路器的跳閘線圈不會得電。發(fā)生短路時，電流繼電器KA中流過的電流增大，到達(dá)其動作值，動合觸點閉合，接通YR，動斷觸點斷開，去掉分流使YR得電帶動斷路器跳閘。,1、線路過電流保護,圖4.2 交流操作的反時限過電流保護裝置原理圖,1 、線路過電流保護,(三）過電流保護裝置的動作原理和整定,（ 1 ）保護要求 線路WL2的首端k點發(fā)生短路時，由于短路電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線路上的所有負(fù)荷電流，所以沿線路的過電流保護裝置包括KA1、KA2均應(yīng)啟動。按照保護選擇

4、性的要求，應(yīng)是靠近故障點k的保護裝置KA2首先斷開QF2，切除故障線路WL2。而KA1應(yīng)立即返回，不至于斷開QF1。,工作原理,1、線路過電流保護,圖4.3 過電流保護動作原理圖,1、線路過電流保護,繼電器的動作電流,保護裝置的可靠系數(shù)，對DL型繼電器取1.2，對GL型繼電器取1.3,保護裝置的接線系數(shù)，三相式、兩相式接線取1，兩相差式接線取,保護裝置的返回系數(shù)，對DL型繼電器取0.85，對GL型繼電器取0.8,電流互感器變比,線路的最大負(fù)荷電流，可取為(1.53)I30,保護動作電流的整定,（2）過電流保護的動作時限整定和配合, 定時限過電流保護的動作時限整定和配合。 為了保證前后兩級保護裝

5、置動作的選擇性，在后一級保護裝置的線路首端k點發(fā)生三相短路時，前一級保護的動作時間應(yīng)比后一級保護的動作時間要大一個時間差，對于定時限保護裝置，一般取0.5s。, 反時限過電流保護的動作時限整定和配合。 為了保證各保護裝置動作的選擇性，反時限過電流保護裝置也應(yīng)該按照階梯原則來選擇。對反時限過電流保護裝置，t一般取0.7s。,1、線路過電流保護,（3）過電流保護裝置的靈敏度,1.5,被保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流,1、線路過電流保護,(4) 定時限和反時限過電流保護的比較,定時限過電流保護的優(yōu)點是：動作時間準(zhǔn)確，容易整定。而且不論短路電流大小，動作時間是一定的，不會因短路電流小而

6、動作時間長;缺點是：繼電器數(shù)目較多，接線比較復(fù)雜。在靠近電源處短路時，保護裝置的動作時間太長。,反時限過電流保護的優(yōu)點是：可采用交流操作，接線簡單，所用保護設(shè)備數(shù)量少，因此這種方式簡單經(jīng)濟，在工廠供電系統(tǒng)中的車間變電所和配電線路上用得較多;缺點是：整定、配合較麻煩，繼電器動作時限誤差較大，當(dāng)距離保護裝置安裝處較遠(yuǎn)的地方發(fā)生短路時，其動作時間較長，延長了故障持續(xù)時間。,1、線路過電流保護,（一）電流速斷保護的組成及整定,圖4.4 電流速斷保護的原理圖,2、電流速斷保護,電流速斷保護的動作電流必須按躲過它所保護線路末端在最大運行方式下發(fā)生的短路電流來整定。,斷保護動作電流,可靠系數(shù)，對DL系列電流

7、繼電器可取1.21.3，對GL系列電流繼電器可取1.41.5,被保護線路末端短路時的最大短路電流,2、電流速斷保護,圖4.5 線路電流速斷保護的保護區(qū),2、電流速斷保護,（二）電流速斷保護的“死區(qū)”及其彌補,由于電流速斷保護的動作電流是按被保護線路末端的最大短路電流來整定的，因而其動作電流會大于被保護范圍末端的短路電流，這使得保護裝置不能保護全段線路，出現(xiàn)一段“死區(qū)”。 速斷保護只能保護線路的一部分，而不能保護線路的全長。 為了彌補死區(qū)得不到保護的缺點，在裝設(shè)電流速斷保護的線路上，必須配備帶時限的過電流保護。在電流速斷的保護區(qū)內(nèi)，速斷保護為主保護，過電流保護為后備保護；而在電流速斷保護的死區(qū)內(nèi)

8、，過電流保護為基本保護。,2、電流速斷保護,（一） 絕緣監(jiān)察裝置,絕緣監(jiān)察裝置是利用單相接地后出現(xiàn)零序電壓而發(fā)出信號的，在工廠供電系統(tǒng)中常用三相五芯柱式電壓互感器或三只三繞組單相電壓互感器作中性點不接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測裝置，其接線如圖4.6所示。,3、單相接地保護,圖4.6 絕緣監(jiān)察裝置原理圖,3、單相接地保護,（二）零序電流保護裝置,系統(tǒng)正常運行時，各相電流對稱，電流繼電器線圈電流為零，繼電器不動作，當(dāng)出現(xiàn)單相對地短路故障時，產(chǎn)生零序電流，繼電器動作并發(fā)出信號。,圖4.7由三個電流互感器構(gòu)成的零序電流過濾器,3、單相接地保護,在三相對稱運行以及三相和兩相短路時，二次側(cè)三相電路電流矢量和為零，即

9、沒有零序電流，繼電器不動作。當(dāng)發(fā)生單相接地時，有零序電流通過，此時在二次側(cè)感應(yīng)出電流，使繼電器動作發(fā)出信號。,圖4.8 由三個電流互感器構(gòu)成的零序電流過濾器,3、單相接地保護,小 結(jié),電流速斷保護裝置可以克服過電流保護的缺陷，但其保護裝置不能保護全段線路，出現(xiàn)一段“死區(qū)”。在裝設(shè)電流速斷保護的線路上，必須配備帶時限的過電流保護。 工廠低壓供電線路主要采用熔斷器保護和低壓斷路器保護。,資訊,決策,計劃,評價,檢查,實施步驟,實施,工作任務(wù)工廠高壓線路的保護方案設(shè)計實施步驟,資 訊,分析工廠高壓線路的保護任務(wù)書 學(xué)習(xí)分析工廠高壓線路的保護系統(tǒng)原理圖 通過實物、錄像詳細(xì)了解常用低壓配電的電器及設(shè)備

10、通過查找資料了解工廠高壓線路的保護的意義、要求 學(xué)會使用供配電實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，認(rèn)識常用電工儀表,決 策,分析采用什么樣的方式方法了解工廠高壓線路保護的基本知識，了解工廠高壓線路保護的組成、工作原理等，通過什么樣的途徑學(xué)會v如何進(jìn)行工廠高壓線路保護，認(rèn)識常用電工儀表。初步確定工作任務(wù)方案。 小組討論并完善工作任務(wù)方案。,計 劃,制定實施工作任務(wù)的計劃書。 根據(jù)分析，需要通過動手操作、實物認(rèn)識、圖片搜集、視頻播放、查找資料等形式完成本次任務(wù)。 通過工廠高壓線路保護現(xiàn)場認(rèn)識電動機 在老師的指導(dǎo)下分析工廠高壓線路保護原理圖 學(xué)會進(jìn)行工廠高壓線路保護，認(rèn)識并使用常用電工儀表。,通過實物、圖片演示、視頻播放、現(xiàn)場參觀等形式認(rèn)識各種類型的工廠高壓線路保護設(shè)備。 根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行工廠高壓線路保護。,實 施,檢 查,學(xué)生自己獨立檢查或小組之間互