供电系统中常见的保护
供电保护措施
供电保护措施1. 引言供电是现代社会不可或缺的基础设施，为各个行业提供了稳定的电力供应。
然而，由于各种原因，供电系统可能会遭受到不稳定的电压、电流或其他电力故障的影响。
这些故障可能会导致设备损坏、数据丢失或甚至火灾等安全隐患。
因此，采取适当的供电保护措施至关重要。
本文将介绍一些常见的供电保护措施，以帮助您保护电力设备并确保正常运行。
2. 定期维护和检查定期维护和检查是保护供电系统的基本措施之一。
通过定期检查电路、设备和连接线路的状态，可以及时发现潜在的故障点，并采取修复措施。
此外，定期维护还包括清洁电力设备以确保其正常工作，并检查电力设备的接地情况以确保电源的可靠接地。
3. 过电压保护过电压是一种常见的电力故障，可能会对设备和电路造成损害。
过电压保护措施可以防止过电压对供电系统造成损害。
其中一种常见的措施是使用过电压保护装置（Surge Protective Device，SPD）。
SPD可以检测到过电压瞬间，并将其引流到地线，从而保护供电设备不受过电压冲击。
4. 短路保护短路是指电路中两个或多个电极之间的直接连接，通常会导致电流瞬间增加并可能引发火灾。
为了保护供电系统免受短路造成的损害，可以采取短路保护措施，例如使用熔断器或电磁断路器。
这些装置可以在电流超过设定值时自动切断电路，以避免短路造成的危险。
5. 过载保护过载是指电路中电流超过了设计容量的情况。
长时间的过载可能会导致电线过热和设备损坏。
为了保护供电系统免受过载造成的损害，可以采取过载保护措施，例如使用热继电器或电流保护开关。
这些装置可以监测电流，当电流超过设定值时，自动切断电路以避免过载。
6. 断电保护断电可能会导致设备或系统的异常停机，造成数据丢失或生产中断。
为了保护供电系统免受断电造成的损害，可以采取断电保护措施，例如使用不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）。
UPS可以在供电中断时提供电力，并将设备平稳地转换到备用电源上，以避免数据丢失或设备损坏。
110KV供电系统中的各种保护
1、纵联差动保护，即输电线的纵联差动保护，是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。
2、差动保护差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。
变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。
特性由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，这是它的可贵优点。
但是，为了构成纵联差动保护装置，必须在被保护元件各端装设电流互感器，并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来，接差动继电器。
以前由于受辅助导线条件的限制，纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上，由于光纤的广泛使用，纵联差动保护已可作为长线路的主保护。
对于发电机、变压器及母线等，均可广泛采用纵联差动保护实现主保护。
保护原理所谓变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。
纵联差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。
对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备保护。
联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。
因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。
在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。
变压器纵差保护原理接线图变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的，变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。
煤矿供电三大保护
煤矿井下供电三大保护（一）矿井低压电的电流保护一、常见过电流故障的类型低压电网运行中，常见的过电流故障有短路、过负荷（过载）和单相断线三种情况。
什么是短路电流？我们首先通过一个简单的实例来说明这一问题：在正常情况下流过导线、灯的电流为：I=V/R=220/（R1+R2+R3）=220/50.48=4.36A如果在灯头处两根导线相互碰头等于灯泡电阻没有接入，此时流过导线的电流则为：I=V/R=220/（R2+R3）=220/2.08=105.5A1、短路是指供电线路的相与相之间经导线直接逢接成回路。
短路时，流过供电线路的电流称为短路电流。
在井下中性点不接地的供电系统中，短路分为三相、两相两种，而单相接地不属于短路，但可发展为短路。
⑴短路故障发生的原因①线路与电气设备绝缘破坏。
例如，绝缘老化、绝缘受潮，接线（头）工艺不合格，设备内部的电气缺陷和电缆质量低及大气过电压等。
②受机械性破坏。
例如，受到运输机械的撞击，片帮、冒顶物的砸伤，炮崩，电缆敷设半径过小等。
③误接线、误码操作。
例如，相序不同线路的并联，带电进行封装接地线与带封装接地线送电，局部检修送电等。
④严重隐患点。
例如，“鸡爪子”、“羊尾巴”处。
⑤带电检修电气设备。
⑥带电移挪电气设备。
⑵短路故障的危害短路事故是煤矿常见的恶性事故之一，它产生的电流很大，在短路点电弧的中心温度一般在2500℃~4000℃，可在极短的时间内烧毁线路或电气设备，甚至引起火灾。
在遇瓦斯、煤尘时，可以引起燃烧或爆炸.短路可使电网电压急剧下降，影响电气设备的正常工作。
2、过负荷过负荷也称为过载，是指实际流过电气设备的电流超过其额电流，又超过了允许的过流时间。
从过流和时间两个量来说，都是相对量，必须具备过流和超时这两个条件，才称为过负荷。
过负荷常烧坏井下电气设备，造成过负荷的原因有：电源电压过低；重载起动；机械性堵转和单相断相。
其共同表现是：电气设备超允许时间的过电流，设备的温升超过其允许温升，有时会引起线路着火，甚至扩大为火灾或重大事故。
低压配电系统保护要求(2)
第一部分低压配电系统本章主要内容一、低压配电网的分类和保护方式IT、TT、TN电网知识；保护接零和保护接地。
二、低压配电系统保护要求短路保护、过载保护、欠压保护、防触电保护、接地。
三、常用低压电器低压断路器、熔断器、漏电保护器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器、电压继电器、电流继电器等原理和技术参数。
四、低压系统的电气维保、故障诊断、分析与处理结合样例讲授。
1.短路保护短路保护是指线路或设备发生短路时，能迅速的切断电源，从而达到对线路或设备的保护作用。
短路发生的主要原因：系统中某一部位的绝缘遭到破坏。
绝缘遭到破坏的原因很多，根据长期的事故统计分析，主要有以下一些原因。
（1）短路的发生1）雷击或高电位侵入☜2）绝缘老化或外界机械损伤☜3）操作误操作☜4）动、植物造成的短路☜雷击或高电位侵入电气设备的绝缘是有一定的介质强度的，即绝缘耐压值。
超过规定的介电强度，绝缘就会被击穿，从而造成短路。
绝缘老化或外界机械损伤大多数的绝缘都是由高分子材料制造的，老化是这类材料不可避免的一种现象。
老化会带来绝缘性能的降低，当绝缘性能降低到一定程度后，在正常工作电压或允许过电压的作用下，绝缘也可能被击穿。
误操作最常见的误操作是带负荷拉隔离开关和未拆检修接地线就合闸引起的短路。
动、植物造成的短路如动物跨于相导体之间或相导体与地之间，藻类植物生长使相导体间绝缘净距减小，霉菌等造成的绝缘性能下降，都可能引发短路。
（2）短路的种类1）中性点接地系统中的短路种类☜2）中性点不接地系统中的短路种类☜中性点接地系统中的短路种类在中性点接地系统中，可能发生的短路类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。
单相短路有相线与中性线间短路；也有相线直接与大地（也包括与大地等电位的PE线）之间的短路，这时的单相短路又被称为单相接地短路。
中性点不接地系统中的短路种类在中性点不接地系统中，可能发生的短路类型有：三相短路、两相短路。
10kV供电系统的继电保护
10kV供电系统的继电保护摘要：电作为17世纪人类最伟大的发现之一，为人类文明的飞速发展与进步奠定了坚实基础。
作为人们日常生活和工作不可缺少的能源，它无时无刻的影响着我们。
在给人们带来光明和便利的同时，用电安全问题也在困扰着大家，因此提前做好用电安全隐患的监督、预防、排查和治理工作十分必要。
为减少电能在输送过程中的损耗，往往需要通过提升电压等级的方式进行输送，10kV供电系统作为变配电系统中非常关键的组成部分，如果出现故障，必然会影响到人们的日常生活和工作。
要保证电力系统的稳定运行，那么就需要利用技术手段对其运行状态进行动态监护、预防性保护及可预见性的故障预警，在此基础上本文将简要分析10kV供电系统继电保护工作机制。
关键词：10kV；供电系统；继电保护；电力运行Abstract：Electricity, as one of the greatest discoveries of humanity in the 17th century, laid a solid foundation for the rapid development and progress of human civilization. As an indispensable energy source in people's daily life and work, it constantly affects us. While bringing light and convenience to people, the issue of electricity safety is also troubling everyone. Therefore, it is necessary to carry out supervision, prevention, investigation, and governance of electricity safety hazards in advance. In order to reduce the loss of electrical energy during the transmission process, it is often necessary to improve the voltage level for transmission. As a crucial component of the transformation and distribution system, the 10kV power supply system will inevitably affect people's dailylife and work if there is a fault. To ensure the stable operation of the power system, it is necessary to use technical means for dynamic monitoring, preventive protection, and predictable fault warning ofits operating status. Based on this, this article will briefly analyze the working mechanism of relay protection in the 10kV power supply system.Keywords：10kV；Power supply system；Relay protection；Power operation0引言随着人们对生活品质要求的不断提高及现代科学技术的不断进步，电力系统保持稳定可靠运行变得非常重要，在当下变配电系统运行方式不断的增加，应用的设备也在不断的增多，类型丰富。
矿井供电三大保护
A
对Y/Y接线的变压器，按公式(13)计算出的整定值，按公式(15a)检验：
B
≥1.5 ．．．．．．(15a)
C
对于Y/△接线的变压器，按公式(13)计算出的整定值，按公式(15b)校验：
D
≥1.5 ．．．．．．(15b)
E
式中： ----Y/△接线变压器的二次两相短路电流折算到一次侧的系数。
第一节 过电流保护
②对保护电缆支线的装置按公式⑽选择： ．．．．．．．．⑽ 式中 ：IQC 、IR 、1.8～2.5----含义同公式⑼。 ③对保护照明负荷的装置，按公式(11)选择： IR≈Ie ．．．．．．(11) 式中：Ie ----照明负荷的额定电流，A。 选择熔体的额定电流应接近于计算值。 2）选用的熔体，应按公式(12)进行校验： ≥4～7．．．．．．(12) 式中： ----含义公式⑹。 4～7----为保证熔体及时熔断的系数，当电压1140V、660V、380V，熔体额定电流为100A及以下时，系数取7；电流为125A时，系数取6.4；电流为160A时，系数取5；电流为200A时，系数取4；当电压为127V时，系数一律取4。
第一节 过电流保护
断相
断相是指三相交流电动机的一相供电线路或一相绕组断线。
造成断相原因有：熔断器有一相熔断；电缆与电动机或开关的接线端子连接不牢而松动脱落；电缆芯线一相断线；电动机定子绕组与接线端子连接不牢而脱落等。
3
2
1
第一节 过电流保护
第一节 过电流保护
二、煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则 （一）、一般规定 1、短路电流的计算方法 1）选择短路保护装置的整定电流时，需要计算两相短路电流值，可按公式（1）计算： = （1） 式中： ----两相短路电流，A。 ----短路回路内一相电阻，电抗值总和，Ω。 Xx ----根据三相短路容量计算的系统电抗值, Ω。 R1、X1 ----高压电缆的电阻、电抗值，Ω。 Kb ----矿用变压器变比。 Rb、Xb ----矿用变压器的电阻、电抗值，Ω。 R2、X2 ----低压电缆的电阻、电抗值，Ω。 UN2 ----变压器二次侧额定电压，V。
井下低压供电系统常见故障分析及其保护原理
井下低压供电系统常见故障分析及其保护原理摘要：本文对煤矿井下低压电网中常见的的短路、漏电、过载、过电压、欠电压、断相等故障进行了深入的分析，讨论了相应的故障处理原理，针对各种保护确定一套可行的方案。
关键词：故障短路漏电保护一、井下低压供电系统特点我国矿井通常采用变电站加放射式供电的形式，以动力变压器为中心，引出主电缆，各个用电设备分别挂接在母线上，各个供电回路彼此独立，互不干扰。
供电系统结构主要分为五个部分：高压配电装置、降压变压器、总馈电开关、分支馈电开关和磁力启动器。
磁力启动器的末端接负载。
如图1所示。
图1 井下低压供电系统结构井下低压供电系统的特点：（1）我国矿井低压电网采用的电压等级目前，我国矿井供电结构主要采用6kV或10kV，通过双回路下井，在井下变电站通过井下降压变压器，将高压降为3.3kV、1140V、660V和380V等不同电压等级，目前我国井下普遍采用的是660V和1140V的低压电网，再通过不同型号的矿用电缆送到移动变电站、负荷控制中心，馈电开关或者磁力启动器等电气设备，形成了煤矿井下的配电网络，向采煤机、皮带运输机、破碎机、井下通风机等电器设备供电。
（2）井下电网的中性点接地方式井下低压电网的中性点接地方式可以分为大电流接地系统和小电流接地系统（NUGS）。
大电流接地系统包括中性点直接接地系统和中性点经低阻接地系统。
小电流接地系统包括中性点不接地系统（NUS）、中性点经消弧线圈接地系统（NES）和中性点经高阻接地系统（NRS）。
各种中性点接地方式的特点如下表2-1所示。
由于受历史条件和环境的影响，目前不同的国家采用的中性点处理方式也不同，像英国、加拿大国家大都采用的是中性点经小电阻接地和直接接地方式，日本、俄罗斯、德国等国家大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。
在我国井下电网中，普遍采用中性点不接地的方式，当井下电网发生单相接地故障时，由于大地与中性点之间绝缘，故障时的接地电流比较小，而三相电网线电压之间保持平衡，从而使生产设备在短时间内可以继续工作。
低压供电的三大保护措施
低压供电的三大保护措施1. 电气保护装置在低压供电系统中，电气保护装置是最基本的保护措施之一。
它主要负责监测和保护电路和设备，以防止过载、短路、接地故障等情况发生。
常见的电气保护装置包括断路器、熔断器、接触器和继电器等。
1.1 断路器断路器是低压供电系统中最常见的保护装置之一。
它能够在电路出现过载或短路时迅速切断电流，防止设备受损甚至火灾发生。
断路器通常由热释放元件和磁释放元件组成，当电流超过额定值时，热释放元件会触发断开电路；而在短路情况下，磁释放元件会迅速切断电流。
1.2 熔断器熔断器与断路器类似，也是用于保护低压供电系统的重要装置之一。
它通过在过载或短路时自动融化来切断电流，起到了与断路器相同的作用。
熔断器通常由导体和熔丝组成，当电流超过额定值时，熔丝会融化断开电路。
1.3 接触器和继电器接触器和继电器是一种通过电磁原理工作的保护装置。
它们能够在控制信号触发时切断或接通电路，以保护设备免受损坏。
接触器通常用于控制较大功率的设备，而继电器则用于控制较小功率的设备。
2. 接地保护接地保护是低压供电系统中非常重要的一项保护措施。
它主要通过将电气设备与大地连接来消除或减少设备带电部分的触及危险，并确保设备在故障时能够迅速切断电源。
2.1 设备接地设备接地是低压供电系统中常见的一种接地方式。
它通过将设备的金属外壳等部分与大地连接，使得设备外壳带有相同的电位，从而降低了触及危险。
设备接地还能够提供故障电流回路，使得故障时能够迅速切断电源。
2.2 系统接地系统接地是低压供电系统中另一种常见的接地方式。
它通过将系统的中性点或零线与大地连接，以降低设备和人员受电击的风险。
系统接地还可以提供故障电流回路，确保故障时能够及时切断电源。
3. 过载保护过载保护是低压供电系统中必不可少的一项保护措施。
它主要用于监测和保护电气设备在长时间超负荷运行时的安全性。
3.1 热过载保护热过载保护是一种常见的过载保护方式。
它通过在设备运行时监测设备温度，当温度超过额定值时，会自动切断电源或发出警报，以防止设备因长时间超负荷运行而损坏。
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供电系统中常用的保护
供电系统中常用的保护
（1）电网的电流电压保护：包括：单侧电源网络的相间短路的电流电压保护、电网相间短路的方向性电流保护、大接地电流系统的零序电流保护、中性点不接地单相接地的保护；电网的距离保护输电线路的纵联保护包括：纵联差动保护、高频保护、高频闭锁方向保护、高频闭锁负序方向保护、高频闭锁距离保护和零序保护、高频相差动保护、光纤差动保护；输电线路的自动重合闸
包括：三相自动重合闸、综合自动重合闸电力变压器的保护
包括：主变压器内部故障的差动保护、主变压器零序保护、主变压器瓦斯保护、高压厂用变压器保护；发电机保护包括：相间短路的纵联差动保护、发电机定子绕组匝间短路保护、发电机定子绕组的单相接地保护、发电机低励失磁保护、励磁回路一点接地保护、励磁回路两点接地保护、转子表层过热（负序电流）保护、发电机的逆功率保护、发电机失步异常运行保护、定子绕组对称过负荷保护、发电机变压器组公用继电保护；母线的继电保护包括：母线差动保护、电流相位比较式母线保护；异步电动机和电容器的保护（2）供电系统的单端电网的保护：供电线路常见的故障对架空线来说，有断线、碰线、绝缘子被击穿、相间飞弧、短路以及杆塔倒塌等；对电缆来说，应其直接埋地或敷设在混凝土管、隧道等，受外界因素影响较少，除本身绝缘老化的原因外，只有某些特殊情况下，如的基下沉、土壤含有杂质、建筑施工破坏、热力网影响等，才会使相间或相地之间绝缘击穿或断裂，但是电缆接头连接不良或由于污垢而产生的故障，占其全部故障的70%以上。
工业企业供电线路基本上是开式单端供电网络，厂区内距离较短，所以线路保护并不复杂，常用的保护装置有：定时限或反时限的过电流保护；低电压保护；电流速断保护；中性点不接地系统的单相接地保护等。
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时就使断路器跳闸或给出报警信号的装置称为过电流保护装置，它有定时限和反时限两种。
⒈定时限过电流保护装置定时限过电流是电流继电器本身的动作时限是固定的，与通过它的电流大小无关。
这种保护装置的接线图如图5-12所示。
⒉反时限过电流保护装置图5-14是一个交流操作的反时限过电流保护装置图，1KA、2KA 为GL型感应式带有瞬时动作元件的反时限过电流继电器，继电器本身动作带有时限，并有动作指示掉牌信号，所以回路不需接时间继电器和信号继电器。
二、电流速断保护定时限过电流保护装置的时限一经整定便不能变动，如图5-13所示，当k3处发生三相短路故障时，断路器QF3的继电保护动作时间必须经过t0+2△t才能动作，达不到速断的目的。
为了减小本段线路故障下的事故影响范围，当过电流保护的动作时限大于0.7s时，便需设置电流速断保护，以保证本段线路的短路故障能迅速地被切除。
具有电流速断和定时限过电流保护的线路如图5-16所示。
三、低电压保护
低电压保护主要用于以下几个方面。
1.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的负荷电流来整定的，在某些情况下可能满足不了灵敏度的要求。
为此可采用低电压继电器的过电流保护装置来提高其灵敏度。
其闭锁接线如图5-20所示。
2.用于电动机的低电压保护电动机采用低电压保护的目的是当电网电压降低到某一数值时，低电压保护装置动作，将不重要的或不允许自起动的电动机从电网切除，以保证重要电动机在电网电压恢复时，顺利自起动。
四、中性点不接地系统的单相接地保护中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压值不变，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高了√3倍，流经故障点的电容电流Ic 是正常时每相对地电容电流Ic0的3倍。
因此在供电系统中采用中性点不接地系统的目的是，当系统发生几率最多的单相接地故障时，一般并不要求立即将电源切断，这是因为这种故障并不影响接于线电压上电气设备的正常工作，仍可继续运行。
但如果流过故障点的接地电流数值较大时，就会在接地点间产生间歇性电弧以致引起过电压、损坏绝缘，发展成为相间或两相对地短路，扩大故障。
因此，对中性点不接地系统应当装设绝缘监测装置，必要时还可装设零序电流保护。
五、变压器的保护电力变压器是供电系统中的重要设备，它的故障对供电的可靠性和用户的生产、生活将产生严重的影响。
因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设适当的保护装置。
变压器的故障一般分为内部故障和外部故障两种。
变压器的内部故障主要有绕组的相间短路、绕组匝间短路和单相接地短路，内部故障是很危险的，因为短路电流产生的电弧不仅会破坏绕组绝缘，烧坏铁心，还可能使绝缘材料和变压器油受热而产生大量气体，引起变压器油箱爆炸。
变压器常见的外部故障是引出线上绝缘套管的故障从而可能导致引出线的相间短路或接地短路。
变压器的不正常工作状态有：由于外部短路和过负荷而引起的过电流，油面的过度降低和温度升高等。
对于变压器的故障种类及不正常运行状态，变压器一般应装备下列保护。
（1）瓦斯保护它能反应（油浸式）变压器油箱内部故障油面降低，瞬时动作于信号或跳闸。
（2）差动保护或电流速断保护它能反应变压器内部故障和引出线的相间短路、接地短路，瞬时动作于跳闸。
（3）过电流保护它能反应变压器外部短路而引起的过电流，带时限动作于跳闸，可作为上述保护的后备保护。
（4）过负荷保护它能反应过载而引起的过电流，一般作用于信号。
（5）温度信号它能反应变压器温度升高和油冷却系统的故障。