工厂供电系统的保护装置
工厂供电系统的保护
工厂供电系统的保护一、工厂供电线路的爱护由架空线或电缆构成的单端供电网络。
常设如下爱护：1.过电流爱护（Ⅲ段）2.电流速断+反时限过电流爱护3.电流速断+过电流爱护（Ⅲ+Ⅲ）常用，一般是1、2、3中选一种4.单相接地爱护5.低电压爱护6.方向电流爱护（采纳双电源供电时，才考虑）二、工厂变压器和母线的爱护1.总降压变压器对于7500kVA及以下的单台变压器设以下爱护：（1）过电流爱护（2）当过电流爱护时限大于（0.5s）时，可采纳电流速断爱护（3）瓦斯爱护（4）温度监视对于10000kVA及以上的单台变压器，或并列运行的每台容量在6300kVA及以上的变压器。
常设：上述的（1）、（3）、（4）及纵差爱护。
2.车间变压器方案一：采纳熔断器爱护，或熔断器+负荷开关爱护。
方案二：采纳定时限或反时限的过电流爱护；当过电流爱护时限大于（0.7s）时，可加设电流速断爱护。
此外，320kVA以上的户内变和800kVA以上的户外变，都应设瓦斯爱护。
3.母线母线的主要故障：单相接地故障三、工厂中的电动机爱护1.电压为3kV以上的感应电动机和同步电动机2.电压在500V以下的电动机，特殊是75kW及其以下的电动机其相间短路故障和单相接地故障，采纳熔断器来爱护。
3.较大容量的高压电动机应设相间短路爱护四、备用电源和自动重合闸装置1.备用电源自投装置（AAT）当工作电源或工作设备故障断开后，能自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致停电。
2.自动重合闸装置（ARC）设在线路出线的断路器上。
线路故障时，继保装置动作，断路器跳开，同时启动ARC，经肯定时限后，ARC使断路器重新合上。
若是瞬时故障，则重合胜利，恢复供电；若是永久性故障，再借继电爱护将线路切断。
五、工厂中低压配电网的爱护（380V系统）1.熔断器爱护可作为过负荷或短路爱护。
要设在相线上，爱护线和中性线切勿设熔断器。
2.低压断路器爱护可作为过负荷、短路、欠压和失压爱护。
项目四一工厂供电系统过电路保护
之一: 过电流保护旳任务和规定 之二: 熔断器保护 之三: 低压断路器保护 之四: 常用旳保护继电器 之五: 工厂高压线路旳继电保护 之六: 电力变压器旳继电保护 之七: 高压电动机旳继电保护
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之一: 过电流保护旳任务和规定
一、过电流保护装里旳类型和任务 1.过电流保护旳类型 供电系统旳过电流保护装置有： 熔断器保护 低压断路器保护 继电器保护 2.继电器保护旳任务 当有过负荷时,只作用于信号 当有短路故障时,作用于跳闸
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之七: 高压电动机旳继电保护
规定：对电压为3kV及以上旳异步电动机和同步电动机旳 下列故障及异常运行方式，应装设对应旳保护装置： ①定子绕组相间短路； ②定子绕组单相接地； ③定子绕组过负荷； ④定子绕组低电压； ⑤同步电动机失步； ⑥同步电动机失磁； ⑦同步电动机出现非同步冲击电流。
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系统正常运行,电压继电器KV触点 是断当开系旳统发,当生有短过路负故荷障电时流,时KA, 过 断路电器流也闭不合会,电跳压闸继.电器低电压触点
闭锁.断路器跳闸
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I OP
K rel KW K r I k.min Ki IOP
U OP
0.6 U N Ku
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• 对2023kW如下旳高压电动机绕组及引出线旳相 间短路，宜采用电流速断保护，保护装置宜采用 两相式。对2023kW及以上旳高压电动机，或电 流速断保护敏捷度不符合规定旳2023kW如下旳 高压电动机，应装设纵联差动保护。所有保护装 置应动作于跳闸。
• 对生产过程中易发生过负荷旳电动机，应装设过 负荷保护。保护装置应根据负荷特性，带时限动 作于信号或跳闸。
1工厂供电题库一-填空题
4、低压配电系统的接地型式有：TN系统、TT系统和IT系统。
5、工厂自备电源有柴油发电机组自备电源；交流不停电电源（UPS）。
6、衡量电能质量的基本参数：频率、电压。
7、电压偏差：电气设备的端电压与额定电压之差。
8、工厂电力负荷按照对可靠性的要求分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。
9、工厂用电设备的工作制分为连续运行工作制，短时工作制，断续周期工作制10、负荷曲线：用电设备功率随时间变化关系的图形。
11、计算负荷P30：全年负荷最大的工作班内，消耗电能最大的半小时的平均功率。
12、尖峰电流是指持续时间1-2S的短时最大负荷电流。
13、发电厂（发电站）：将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。
14、短路是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻抗短接。
15、短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。
16、无限大容量电力系统：是馈电母线电压保持恒定，没有内部阻抗，容量无限大的系统，或容量为用电设备容量50倍以上系统。
17、工厂供电中，短路计算方法一般采用：欧姆法、标幺制法。
18、次暂态电流：即短路后第一个周期的短路电流的周期分量19、电力线路及设备发生短路后产生危害效应有：电动效应、热效应。
20、变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。
21、配电所担负着从电力系统受电，然后配电的任务。
22、电弧是电气设备运行中因分断电路空气电离发生弧光的一种物理现象。
23、电弧的主要影响：延长了电路的开断时间；电弧高温烧坏开关的触头。
24、变配电所中承担输送和分配电能任务的电路称为一次电路：（主电路、主接线、主回路）。
25、变配电所一次电路中所有的设备称为一次设备或一次元件。
26、一次设备分类：变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备、成套设备。
27、高压熔断器是电路电流超过规定值并经一定时间，使其熔体熔化而分断电流、断开电路的保护电器28、高压隔离开关（QS）：隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修没有灭弧装置，不能接通和切断负荷电流。
工厂供配电(课后简答)
电气工程及其自动化专业工厂供配电简答题1、工厂供电系统包括哪些范围?变电所和配电所的任务有什么不同?什么情况下可采用高压深入负荷中心的直配方式?工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的电路系统,包括工厂内的变配电所和所有的高低压供电线路。
配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。
高压深入负荷中心的直配方式，可以省去一级中间变压，简化了供电系统接线，节约投资和有色金属，降低了电能损耗和电压损耗，提高了供电质量。
然而这要根据厂区的环境条件是否满足35kV架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用。
2、我国规定的“工频”是多少?对其频率偏差有何要求?工频：一般交流电力设备的额定频率为50HZ。
规定：频率偏差正负0.2Hz 电压偏差正负5%电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差，通常以其对额定电压的百分值来表示。
3、三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式?中性点非直接接地系统与中性点直接接地系统在发生单相接地故障时各有什么特点?中性点运行方式：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统。
中性点非直接接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号3倍。
单相接地电容电流为正常运行时相线对地电容电流的3倍。
中性点经阻抗接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号3倍，减小了接地电流。
在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。
中性点直接接地系统单相接地时，另两相对地电压不变，变成单相接地短路。
4、低压配电系统中的中性线(N线)、保护线(PE线)和保护中性线(PEN线)各有哪些功能? TN—C系统、TN—S 系统、TN-C-S系统、TT系统和IT系统各有哪些特点，各适于哪些场合应用?中性线(N线)的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备；二电是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。
安徽大学2021年《工厂供电》期末试题及答案
一．填空题1、当PE线采用单芯绝缘导线时，铝导体截面积不应小于16mm2。
2、保护中性线（PEN线）截面积选择应同时满足保护线和中性线的要求。
3、一般线路的允许电压损耗不超过5%（对线路额定电压）。
4、电力线路的电气安装图，主要包括其电气系统图和电气平面布置图。
5、电力线路最基本的试验项目是绝缘电阻的测量和定相。
6、电力线路测量绝缘电阻，高压线路一般采用2500V兆欧表测量，低压线路采用1000V兆欧表测量。
7、测定三相线路的相序，可采用电容式或电感式指示灯相序表。
8、工厂供电系统的过电流保护装置有：熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。
9、继电保护适用于要求供电可靠性较高、操作灵活方便特别是自动化程度较高的高压供配电系统中。
10、供电系统对保护装置的基本要求是选择性、速动性、可靠性、灵敏度。
11、电力线路保护的熔断器熔体电流熔体额定电流INFE应不小于线路的计算电流I30，以使熔体在线路正常运行时不致熔断。
12、电力变压器保护的熔断器熔体电流INFE为变压器的额定一次电流IINT的1.5-2倍。
I应躲过线路的尖峰电流Ipk.。
13、熔断器熔体额定电流.N FE14、为了保证熔断器在其保护区内发生短路故障时可靠地熔断，应对熔断器校验熔断器的断流能力。
15、在线路上发生短路故障时，靠近故障点的熔断器首先熔断，切除故障部分，从而使系统的其他部分恢复正常运行。
16、低压配电出线上装设低压断路器，为了保证检修配电出线和低压断路器的安全，在低压断路器的母线侧应加装刀开关。
17、低压断路器过电流脱扣器额定电流IN.OR应不小于线路的计算电流I30。
18、低压断路器热脱扣器额定电流IN.TR应不小于线路的计算电流I30。
19、低压断路器断流能力应大于线路的短路峰值电流IK。
20、继电器按其用途分为控制继电器和保护继电器两大类。
二．判断题（正确打√，错误打×）1、如果单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15％，则不论单相设备如何连接，均可作为三相平衡负荷对待，即不用换算。
工厂供电——第六章 工厂供电系统的过电流保护2
高压线路 继电保护
工厂供电
第六章
2010/2 2010/2 10
工厂供电系统的过电流保护
任务和要求
6.1 6.2 6.3
过电流保护的任务和要求 常用的保护继电器 工厂高压线路的继电保护
保护继电器
高压线路 继电保护
工厂供电
6.1 过电流保护的任务和要求
2010/2 2010/2 10
电磁系统的速断电流: 电磁系统的速断电流:指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, 定值的某个倍数时,未等感应系统动作,衔铁右端瞬时被吸 接点立即闭合. 下,接点立即闭合.
Iop.K
Rm = NK
F Rm em = K NK
F + Ffr sp K
调整继电器动作电流的方法有: 调整继电器动作电流的方法有: 改变继电器线圈匝数N 级进调节); 改变继电器线圈匝数 K(级进调节); 调节反作用弹簧的松紧,即调节 平滑调节); 调节反作用弹簧的松紧,即调节Fsp(平滑调节); 调整衔铁与电磁铁之间的气隙长度,即调节 调整衔铁与电磁铁之间的气隙长度,即调节Rm.
灵敏性: 灵敏性:指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运 行状态的反映能力. 行状态的反映能力. 保护装置的灵敏性,通常用灵敏系数Ks来衡量. 保护装置的灵敏性,通常用灵敏系数 来衡量. 对于反应故障时参数量增加的保护(如过电流保护): 对于反应故障时参数量增加的保护(如过电流保护):
Ks = 保护区内故障时反应量 的最小值 保护动作的整定值
可靠性:指保护装置该动时不能拒动;不该动时不能 可靠性:指保护装置该动时不能拒动;不该动时不能误 动.
6.2 常用的保护继电器
工厂供电填空1
一．填空题1、工厂供电的基本要求： 、 、 、 。
答案：安全、可靠、优质、经济。
3、电力系统的中性点运行方式： 、、 。
答案：中性点不接地的电力系统、中性点经消弧线圈接地的电力系统、中性点直接接地或低阻接地的电力系统。
4、低压配电系统的接地型式有： 、 和 。
答案： TN 系统、TT 系统和IT 系统6、衡量电能质量的基本参数： 、 。
答案：频率、电压。
8、工厂电力负荷按照对可靠性的要求分为 、 、 。
答案：一级负荷、二级负荷、三级负荷。
9、工厂用电设备的工作制分为 ， ， 。
答案：连续运行工作制，短时工作制，断续周期工作制11、计算负荷P 30：全年负荷 的工作班内，消耗电能最大的半小时的 。
答案：最大、平均功率12、尖峰电流 是指持续时间1-2S 的短时 。
答案：最大负荷电流15、短路的形式有 、 、 和 。
答案：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。
19、电力线路及设备发生短路后产生危害效应有： 、 。
答案：电动效应、热效应28、高压隔离开关（QS ）：隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修 ，不能接通和切断负荷电流。
答案：没有灭弧装置，29、高压负荷开关（QL ）能通断一定的负荷电流和过负荷电流， 切断短路电流故障。
答案：不能30、高压断路器（QF ）能通断 负荷电流，分断 电流。
pk I答案：正常，短路32、低压断路器能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和失压等时。
答案：自动跳闸34、电压互感器接线方案有一个单相电压互感器；两个单相电压互感器接成形；三个单相电压互感器接成形；三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成形。
36、导线和电缆选择条件要按照发热条件、、经济电流密度、机械强度。
答案：电压损耗条件40、变压器的差动保护主要是利用故障时产生的来动作的。
答案：不平衡电流46、供电系统中的，又称汇流排，其任务是和分配电能。
答案：母线, 汇集56、联结组三相配电变压器可有效抑制3次及3的整数倍次的高次谐波。
第六章 工厂供电系统的过电流保护
工业与民用供电
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如采用断路器手动操作机构中的过流脱扣器 YR（可视为直动式继电器）作过电流保护，则脱 扣器的动作电流（即脱扣电流）应按下式整定 ：
式中，Krel为脱扣器的可靠系数，可取2-2.5。
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工业与民用供电
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（四）过电流保护动作时间的整定
动作原理：
一次电路相间短路：
流过1KA、2KA电流IkA>Iop.k予先整定电流→ 1KA、2KA动作（起动）→ KT延时动作→ ＫＳ动
作→ 信号
KM动作→
YR动作→ QF跳闸
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（二）反时限过电流保护 装置的组成和原理
１）原理图与展开图：
返回系数：继电器返回电流与动作电流的比值Kh
Kre=Ih/Idz。
过量继电器Kre<1
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工业与民用供电
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②低量继电器（常闭触点）
反映输入量减小而动作，如低电压继电器。
动作值：正常时衔铁处于吸起状态，触点断开。输 入量减小时，衔铁释放，触点闭合，称继电器动作， 此时输入量的最大值即为继电器的动作值。
导线较细并接在YH二次侧。 类型：过电压继电器、低电压继电器。 原理：继电器的动作与否，取决于电网电压 。
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③时间继电器 用途：在继保中作为时间元件，用来建立所
需要的动作延时。 结120系列（交流） 由电磁驱动机构、钟表机构等组成。
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7.2 工厂低压配电系统的保护
一、熔断器
（一） 熔断器在供电系统中的位置
熔断器在供电系统中配置的原则，首先要 满足选择性保护的要求。因此，对每一条分支电 路，都需要配置一组熔断器。对于由几条分支电 路组成的一个供电单元，如供给一组负荷的配电 箱母线，也应配置一组熔断器。只有这样才有可 能将故障停电的范围缩小到最低限度。此外，还 应考虑经济性和运行维护的方便，使供电系统中 配置的熔断器数量尽可能为最少。
二.保护装置的类别
工厂供电系统的保护装置有熔断器保护、自动 空气开关保护和继电保护。 1、熔断器保护和自动空气开关保护，都能在过 负荷和短路时动作，断开电路，切除故障部分。 2、继电保护装置可保护多种形式的故障和不正 常工作状态，有较好的保护性能。
三. 供电系统对保护装置的要求
（1） 选择性 是指在故障情况下，离故障点最 近的保护装置首先动作，切断电路。 （2） 速动性 快速切除故障可以防止故障扩大， （3）可靠性 保护装置的可靠性表现为该动 作时不应该拒动。 （4） 灵敏性 是表示保护装置对其保护范围 内发生的故障和不正常工作状态反应能力的一 个特性参数。
IRE〈0.8IYX
二、低压断路器保护
（一）低压断路器在低压系统中的配置
1、低压断路器单独使用的方式：在低压断路器的电 源侧加装一个隔离用的刀闸开关。
2、低压断路器与交流接触器配合使用的方式：适用 于操作频繁的电路。
3、低压断路器与熔断器配合使用的方式：熔断器作 短路保护，低压断路器作过负荷保护。
t1>3t2
（四） 熔断器保护与导线或电缆之间的配合
为了使熔断器在电力线路短路或过负荷时有效 地保护导线与电缆，不致因过热而损坏绝缘甚至起 火燃烧，还要求熔断器与导线或电缆之间有合理的 配合。 1、 熔断器只在短路情况下对导线或电缆进行保护 而不考虑过负荷时，其配合条件应满足
IRE〈KGIYX 2、熔断器不仅保护短路，对一些有可能长期过负荷 的电力线路，必须保护过负荷时，其配合条件应满 足
（二）低压断路器脱护过负荷时，采用热脱扣器 C、两者都保护时，采用复式脱扣器
2、额定电流的选择：脱扣器的额定电流IZ必须大于线路中的计 算电流IJS
3、脱扣器动作电流的整定：整定的动作电流应躲过线路中可能 出现的尖峰电流。
（三）低压断路器之间的选择性配合
二、常用继电器的结构和作用
（一）电磁式电流继电器和电压继电器 （二）电磁式时间继电器 （三）电磁式中间继电器 （四）电磁式信号继电器 （五）感应式电流继电器
三、备用电源自动投入装置
（ 一）备用电源自动投入装置的作用及基本要求
1、作用：备用电源自动投入装置就是当正常供电电 源因发生故障而终断供电后，自动而迅速地将备用 电源投入工作或将负荷切换至备用电源，以保证不 间断供电的一种装置，简称BZT。其作用是提高供 电的可靠性。 工厂变电所中的备用电源自动投入装置，多用在备 用线路、备用变压器及母线分段开关上。
一、操作电源
（一） 操作电源的定义 在工厂变配电系统中，高压断路器的合闸回路、
跳闸回路、控制回路、信号回路、保护回路以及继电 保护装置中的操作回路等所需要的电源称为操作电源。
（二） 操作电源的分类
分为交、直流两大类。常用的有以下几种： （1）蓄电池组直流操作电源。 （2）硅整流电容储能直流操作电源。 （3）复式整流装置。 （4）由电流或电压互感器及所用变压器供电的 交流操作电源。
1、 照明电路熔体额定电流的选择
（ 1）照明支路电路 熔体额定电流应大于或等于 该支路的实际最大工作电流，但应小于支路中最 小导线截面的安全电流。
IZX>IRE>IG
（2）照明总电路 熔体的额定电流应按电度表 额定电流的0.9—1倍进行选择
IRE=(0.9-1)IDE
2、 电动机电路熔体额定电流的选择
感应电动机的起动电流一般达额定电流的4—7 倍，但电动机起动后电流随转速上升而减少。
（1）单台电动机电路按1.5-3倍额定电流进行选 择。
（2）多台电动机电路总熔体的额定电流按容量 最大的一台电动机的额定（不考虑频繁起动的情 况），其它电动机处于额定状态运行的条件进行 选择。
（三） 熔断器之间的选择性配合
（二） 熔断器熔体电流的选择
熔断器具有反时限的动作特性，即电流倍数
越大、动作时限越短。根据熔体材料不同，其保 护特性有所差别。一般铅锡、锌、铝类熔体，通 过熔体的电流为额定电流的1.3—1.4倍时约1小 时后熔断；通过电流为1.5—1.6倍时，约半小时 后熔断；通过电流为2.5—3倍时，约10秒后熔断。 对于铜质熔体，通过熔体的电流为额定电流的 1.6倍时约1小时后熔断；通过电流为1.8倍时， 约半小时后熔断；通过电流为3.5倍时，约10秒 钟后熔断。
第七章 工厂供电系统的保护装置
7.1 保护装置的任务与要求 7.2 工厂低压配电系统的保护 7.3 操作电源、保护继电器和自动装置 7.4 工厂常用继电保护装置 7.5 工厂变配电所的控制、信号回路 7.6 工厂供电系统保护装置的选择
7.1 保护装置的任务与要求
一、 保护装置的任务
（1） 自动、迅速，有选择性地将故障元件从供 电系统中切除，保证其它非故障部分迅速恢复正 常运行，并使故障元件免于继续遭到破坏。 （2） 反映电气元件的不正常运行状态，并根据 保护装置的性能和运行维护条件，或动作于信号 （如经常有人值班的变压器的过负荷保护轻瓦斯 保护等），或经过一段时间不正常状态不能自行 消除时，将电路切断（如熔断器、自动空气开关 保护等）。
一般要求前一级的脱扣电流应比后一级的脱扣电 流大一级以上。
（四）低压断路器保护与导线或电缆之间的配合
满足以下条件：IZZ<KGIYX IZZ：低压断路器脱扣器的整定电流（A） IYX：导线或电缆按发热条件的最大允许电流（A） KG：导线或电缆的允许短时过负荷系数
7.3 操作电源、保护继电器和自动装置
当供电电路中有几个容断器串联，应考虑到 各级熔断器的选择性配合，即靠近故障点的熔断 器最先熔断，切断故障部分，使系统其它部分迅 速恢复正常运行。
同一短路电流通过几个熔断器，使其按不 同的时间分先后熔断的唯一方法是选用不同额定 电流的熔体。上一熔断器根据标准特性曲线查处 的熔断器时间至少应为后一级熔断器根据标准特 性曲线查出的熔断时间的3倍。