《電力工程基礎第4版》 課件 第5、6章 供配電一次系統(tǒng)、電力系統(tǒng)繼電保護基礎

第5章供配電一次系統(tǒng)5.1電氣設備概述5.2高低壓開關電器5.4電力變壓器5.3高低壓保護電器和限流電器5.5互感器5.6高低壓成套配電裝置5.7電氣主接線5.8電氣設備的選擇5.9變配電所的總體布置5.1電氣設備概述一次系統(tǒng)（一次回路）：二次系統(tǒng)（二次回路）：

擔負電能的輸送和分配任務的系統(tǒng)。

對一次系統(tǒng)進行監(jiān)視、控制、測量和保護作用的系統(tǒng)。一次系統(tǒng)中的所有電氣設備，稱為一次設備。二次系統(tǒng)中的所有電氣設備，稱為二次設備。5.1電氣設備概述一次設備按其功能可分為以下幾類：變換設備：如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。開關設備：如斷路器、隔離開關、負荷開關等。保護設備：如熔斷器、避雷器、電抗器等。無功補償設備：如電力電容器、靜止補償器等。成套配電裝置：如高壓開關柜、低壓配電屏等。

一、開關電器的滅弧原理1．電弧的產生產生原因：觸頭本身及周圍介質中含有大量可被游離的電子。游離方式：高電場發(fā)射、熱電發(fā)射、碰撞游離、熱游離。2．電弧的熄滅滅弧條件：去游離率大于游離率。去游離方式：復合、擴散。5.2高低壓開關電器

交流電弧過零后弧隙中同時存在著兩個對立的過程：弧隙介質強度的恢復過程：弧隙的絕緣能力由熄弧后的較低值逐漸向正常值恢復的過程，取決于滅弧介質和滅弧裝置的結構；弧隙電壓的恢復過程：弧隙電壓從熄弧電壓經(jīng)電磁振蕩逐漸恢復到電源電壓的過程，取決于電路參數(shù)和負荷性質。3．交流電弧的特性與熄滅5.2高低壓開關電器如果弧隙電壓的恢復速度高于弧隙介質強度的恢復速度，電弧將會重燃，電路開斷失?。蝗绻∠峨妷旱幕謴退俣鹊陀诨∠督橘|強度的恢復速度，電弧就不會重燃，電路開斷成功。4．開關電器中常用的滅弧方法速拉滅弧法；冷卻滅弧法；a）橫吹b）縱吹5.2高低壓開關電器吹弧滅弧法；長弧切短滅弧法；長弧切短滅弧原理狹縫滅弧原理粗弧分細滅弧法；狹縫滅弧法；5.2高低壓開關電器采用多斷口滅弧;采用新型介質（SF6、真空）滅弧。二、高壓斷路器1.高壓斷路器的用途和基本結構結構特點：具有相當完善的滅弧結構。用途：不僅能通斷正常負荷電流，而且能切斷一定的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。結構：開斷元件、支撐元件、傳動元件、基座及操動機構5.2高低壓開關電器2.高壓斷路器的類型多油斷路器：油既作為滅弧介質，又作絕緣介質少油斷路器：油只作為滅弧介質SN10-10型高壓少油斷路器油斷路器六氟化硫（SF6）斷路器

按滅弧室結構分：壓氣式、自能滅弧式、混合滅弧式按整體結構分：罐式、瓷柱式5.2高低壓開關電器優(yōu)點：斷流能力強、滅弧速度快、電絕緣性能好、檢修周期長、沒有燃燒爆炸危險等。缺點：要求加工精度高，密封性能好，價格較昂貴。LW36-126型SF6斷路器5.2高低壓開關電器瓷柱式SF6斷路器LW8-40.5型SF6斷路器真空斷路器5.2高低壓開關電器ZN63A(VS1)-12型真空斷路器ZW7-40.5型真空斷路器ZN28A-12型真空斷路器優(yōu)點：體積小、重量輕、動作快、壽命長、操作噪聲小、安全可靠、便于維護。缺點：價格較貴。利用真空作為滅弧介質和絕緣介質。5.2高低壓開關電器ZW32-12型柱上戶外真空斷路器一二次深度融合真空斷路器：結構特點：將電子式傳感器與斷路器絕緣極柱一體式固封，使設備內自帶測量、計量、保護、監(jiān)測、控制等功能；用途：用于10kV的戶外配電系統(tǒng)中，起分斷、控制、保護和線損采集等作用。新一代小型化產品:磁控速動型柱上斷路器內置多種精密傳感器高壓斷路器的型號與符號：QF

符號：5.2高低壓開關電器電磁操動機構：結構簡單，零件數(shù)量少，制造成本低，直流操作電源，合閘所需能量大；彈簧操動機構：結構復雜，制造成本高，交直流均可操作，合閘所需能量小;永磁操動機構：結構簡單，零部件極少，可靠性高，是一種電磁操動、永磁保持、電子控制的操動機構，壽命特別長。3.斷路器的操動機構5.2高低壓開關電器

三、高壓隔離開關（俗稱刀閘）1.隔離開關的用途結構特點：沒有滅弧裝置（不允許帶負荷操作）

隔離電壓：隔離開關斷開后在電路中可以造成一明顯可見的斷開點，建立可靠的絕緣間隙，保證檢修人員的安全。倒閘操作：合閘時，先合上隔離開關，后合上斷路器；跳閘時，先斷開斷路器，后斷開隔離開關。分、合小電流：可以接通或斷開電流較小的回路。5.2高低壓開關電器2.高壓隔離開關的類型按安裝地點分：戶內式和戶外式；按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式；按刀閘運行方式分：水平旋轉式、垂直旋轉式、擺動式和插入式；按有無接地刀閘分：單接地刀閘、雙接地刀閘和無接地刀閘。5.2高低壓開關電器戶內式隔離開關GN8-10型隔離開關5.2高低壓開關電器隔離閘刀上接線端子

操作手柄

傳動機構下接線端子上接線端子下接線端子靜觸頭套管絕緣子支持絕緣子GN19-10型隔離開關升降絕緣子拐臂轉軸框架戶外式隔離開關GW4-110型雙柱式隔離開關5.2高低壓開關電器主觸頭接地刀閘觸頭接線座支柱絕緣子接地刀閘接地刀閘傳動軸主閘刀傳動軸交叉連桿GW5-110D型V形雙柱式隔離開關5.2高低壓開關電器接地刀閘絕緣子出線座主閘刀底座導電帶接地靜觸頭隔離開關的型號與符號：QS符號：隔離開關的操作機構：手動式、電動式和氣動式5.2高低壓開關電器

四、高壓負荷開關結構特點：有簡單的滅弧裝置。

功能：能通斷正常的負荷電流，但不能斷開短路電流；多與高壓熔斷器配合使用。具有明顯的斷開間隙，也具有隔離電源，保證安全檢修的功能。負荷開關的分類：按安裝地點分：戶內式和戶外式；

按滅弧介質不同分：壓氣式、產氣式、真空式、SF6負荷開關；5.2高低壓開關電器ZFN-10型高壓真空負荷開關ZFN-10R型高壓真空負荷開關5.2高低壓開關電器負荷開關的型號與符號：QL

符號：5.2高低壓開關電器

五、低壓刀開關和負荷開關按極數(shù)分：有單極、雙極和三極三種;按用途分：有單投和雙投兩種；按操作方式分：直接手柄操作和連桿操作兩種；按滅弧結構分:有不帶滅弧罩和帶滅弧罩兩種。1.低壓刀開關5.2高低壓開關電器HD13型刀開關HS13型刀開關低壓刀開關的型號和符號QK符號：5.2高低壓開關電器2．低壓刀熔開關HR系列刀熔開關是將HD型刀開關的閘刀換以具有刀形觸頭的RT型熔斷器的熔管，具有刀開關和熔斷器雙重功能。刀熔開關的型號與符號:QK符號：5.2高低壓開關電器3．低壓負荷開關

由低壓刀開關與低壓熔斷器串聯(lián)組合而成，具有帶滅弧罩的刀開關和熔斷器的雙重功能，既可以帶負荷操作，又能進行短路保護。HH系列：為封閉式負荷開關，外裝鐵殼，俗稱鐵殼開關；HK系列：為開啟式負荷開關，外裝膠蓋，俗稱膠殼開關。5.2高低壓開關電器HH系列鐵殼開關HK系列膠殼開關

六、低壓斷路器（低壓自動開關或空氣開關）功能：既能帶負荷通斷電路，又能在線路發(fā)生短路、過負荷、低電壓（或失壓）等故障時自動跳閘。1.工作原理低壓斷路器的動作原理圖1—主觸頭2—跳鉤3—鎖扣4—分勵脫扣器5—失壓脫扣器6—過流脫扣器7—熱脫扣器8—加熱電阻9、10—脫扣按鈕5.2高低壓開關電器QF

符號：過流脫扣器：用于短路或過負荷保護；失壓（欠壓）脫扣器：用于失電壓或欠電壓保護熱脫扣器：用于線路或設備長時間過負荷保護；分勵脫扣器：用于遠距離跳閘。2．低壓斷路器的分類按滅弧介質分：有空氣斷路器和真空斷路器等；按用途分：有配電用、電動機保護用、照明用和漏電保護用等。5.2高低壓開關電器配電用按保護性能分：非選擇型、選擇型；按結構型式分：塑料外殼式、萬能式。5.2高低壓開關電器非選擇型：短路保護或過負荷保護；選擇型：兩段保護、三段保護和智能化保護。低壓斷路器的保護特性a）瞬時特性

b）兩段式保護特性c）三段式保護特性智能型斷路器塑料外殼低壓斷路器（裝置式，簡稱MCCB）結構特征：全部機構和導電部分均裝設在一個塑料外殼內，僅在殼蓋中央露出操作手柄，供手動操作之用。手動操作手柄上接線端子分勵脫扣按鈕下接線端子5.2高低壓開關電器操作方式：手動操作、電動操作；脫扣器類型：復式脫扣器（同時實現(xiàn)過負荷保護和短路保護）、電磁脫扣器（只作短路保護）和熱脫扣器（只作過負荷保護）。特點：體積小、重量輕、操作簡便、脫扣速度快（不超過0.02s），但通斷能力較低，保護方案和操作方式較少，且多為非選擇型，作為配電饋線的控制與保護開關。5.2高低壓開關電器微型斷路器（簡稱MCB）：有1P/2P/3P/4P四種。萬能式低壓斷路器（框架式，簡稱ACB）結構特征：無外殼，其全部機構和導電部分敞開地裝設在塑料的或金屬的框架上。5.2高低壓開關電器操作方式：手動操作、電動操作；安裝方式：固定式、抽屜式；保護特性：非選擇型、選擇型。特點：容量大，分斷能力較高，裝設的脫扣器較多，輔助觸頭的數(shù)量也較多，但價格較高，脫扣速度稍慢（大于0.02s），在低壓系統(tǒng)中作主開關和起總保護作用。智能控制器手動儲能手柄分閘按鈕合閘按鈕抽屜框架二次接線端子分合閘指示儲能指示CW1系列智能型萬能式低壓斷路器5.2高低壓開關電器

一、熔斷器功能：對電路及電氣設備進行短路或過負荷保護。高壓熔斷器的型號和符號FU

符號：（一）高壓熔斷器5.3高低壓保護電器和限流電器1.戶內式熔斷器接線端子絕緣子安裝卡座金屬管帽瓷熔管底座5.3高低壓保護電器和限流電器RN1型：熔體為一根或幾根并聯(lián)，額定電流較大用于保護電力線路和電力變壓器；RN2型：熔體為單根，額定電流較?。?.5A），用于保護電壓互感器。金屬管帽瓷管工作熔體錫球石英砂填料熔斷器指示器指示熔體

RN1、RN2型高壓熔斷器2．戶外式熔斷器5.3高低壓保護電器和限流電器熔管上接線端子上靜觸頭上動觸頭管帽銅熔絲下動觸頭下靜觸頭下接線端子絕緣瓷瓶固定安裝版

RW4型高壓跌落式熔斷器特點：滅弧能力很強，滅弧速度很快，能在短路電流未達到?jīng)_擊值以前完全熄滅電弧，屬于“限流”式熔斷器。操作環(huán)FD符號：5.3高低壓保護電器和限流電器

（二）低壓熔斷器低壓熔斷器的型號特點：滅弧能力不強，滅弧速度不高，不能在短路電流達到?jīng)_擊值以前熄滅電弧，屬于“非限流”式熔斷器。5.3高低壓保護電器和限流電器低壓熔斷器有：RT型熔斷器瓷插式（RC型）螺旋式（RL型）無填料密閉管式（RM型）有填料密閉管式（RT型）RC型熔斷器RL型熔斷器RM型熔斷器RT型有填料管式熔斷器結構特征：柵狀銅熔體具有引燃柵，熔體具有變截面小孔和“錫橋”，熔管內有石英砂填料，因此滅弧能力很強，有“限流”作用。5.3高低壓保護電器和限流電器

二、避雷器功能：防止雷電過電壓沿線路侵入變配電所或其它建筑物內，危害電氣設備絕緣。安裝位置：與被保護物并聯(lián)，裝在被保護物的電源側。特點：保護性能好，斷流能力大，但熔體為不可拆式，熔斷后整個熔斷器報廢，不夠經(jīng)濟。1.保護間隙（角型避雷器）2.管型避雷器（排氣式避雷器）結構：由外部間隙s1

、內部間隙s2和產氣管組成。5.3高低壓保護電器和限流電器角形電極主間隙輔助間隙瓷瓶產氣管棒形電極環(huán)形電極螺母結構：由兩個圓鋼型電極組成，其中一個電極接線路，另一個電極接地。3.閥型避雷器結構：由火花間隙和閥片組成。特點：閥型避雷器象一個閥門，對雷電流，閥門打開使其泄入大地；對工頻續(xù)流，閥門關閉，迅速切斷電路。5.3高低壓保護電器和限流電器管型避雷器的型號4.金屬氧化物避雷器（壓敏避雷器）結構：沒有火花間隙，只有壓敏電阻片（以氧化鋅為主要材料），具有良好的非線性特性。閥型避雷器的型號5.3高低壓保護電器和限流電器優(yōu)點：通斷容量大、殘壓低、動作迅速、可靠性高、維護簡單，對大氣過電壓和雷電過電壓都能起到很好的保護作用。避雷器的符號：F金屬氧化物避雷器的型號5.3高低壓保護電器和限流電器

三、限流電抗器作用：限制短路電流?；緟?shù)：額定電抗百分數(shù)布置方式：垂直布置、品字型布置和水平布置。注意：電抗器垂直布置時，B相應放在A、C相中間；品字型布置時，不應將A、C相重迭在一起。Why?a）垂直布置b）品字型布置c）水平布置5.3高低壓保護電器和限流電器

一、電力變壓器的常用類型及聯(lián)結組別1．電力變壓器的常用類型按用途分：有升壓和降壓變壓器；按相數(shù)分：有單相和三相變壓器；按繞組材料分：有銅繞組和鋁繞組變壓器；按繞組形式分：有雙繞組、三繞組和自耦變壓器；按調壓方式分：有無載調壓和有載調壓變壓器；按繞組絕緣和冷卻方式分：有油浸式、干式和充氣式（SF6氣體）變壓器;按容量系列分：有R8系列和R10系列。5.4電力變壓器S11-M型10kV油浸式變壓器非晶合金鐵心5.4電力變壓器SCB10型10kV級干式變壓器高壓接線端子低壓接線端子溫控儀冷卻風機高、低壓繞組環(huán)氧樹脂澆注鐵心無載分接開關5.4電力變壓器5.4電力變壓器新一代一體化產品：全感知智能干式變壓器在變壓器本體上設置多類型的傳感器和智能終端電力變壓器的型號和符號符號：T5.4電力變壓器2．電力變壓器的聯(lián)結組別（雙繞組）YN,d11接線：用于高壓側為110kV及以上的大電流接地系統(tǒng)中的變壓器。Y,d11接線：用于高壓側為35～60kV，低壓側為6～10kV的輸配電系統(tǒng)。Y,yn0接線或D,yn11：用于高壓側為6～10kV，低壓側為380/220V的配電變壓器。D,yn11接線變壓器的優(yōu)點：能有效地抑制3的整數(shù)倍高次諧波電流的影響；較Y,yn0接線變壓器更有利于低壓側單相接地短路故障的切除；承受單相不平衡負荷的能力遠比Y,yn0接線的變壓器大。5.4電力變壓器

二、電力變壓器的過負荷能力1.變壓器的額定容量和實際容量額定容量：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在規(guī)定的使用年限內，室外安裝時，所能連續(xù)輸出的最大視在功率。最高氣溫+40℃，最高日平均氣溫+30℃，最高年平均氣溫+20℃

若20℃，則每升高1℃，變壓器的容量就要減少1%，則變壓器的實際容量為室外變壓器：室內變壓器：5.4電力變壓器2.變壓器的正常過負荷由于晝夜負荷不均勻而考慮的變壓器過負荷：

可由變壓器的日負荷系數(shù)和最大負荷持續(xù)時間t在曲線上確定允許過負荷倍數(shù)；由于夏季欠負荷而在冬季考慮的變壓器過負荷：5.4電力變壓器

當夏季平均日負荷曲線中的最大負荷Sm低于變壓器的實際容量ST時，則每低1%，可在冬季過負荷1%，但最高不得超過15%，即其允許過負荷倍數(shù)為≤1.15∴因此，變壓器在冬季的正常過負荷能力為≤（1.2～1.3）ST≤1.2（室內變壓器）≤1.3（室外變壓器）5.4電力變壓器3.變壓器的事故過負荷

是指并聯(lián)運行的變壓器組中一臺變壓器退出運行，另一臺變壓器所承受的過負荷。變壓器事故過負荷的運行時間不得超過表5-1所規(guī)定的時間。表5-1電力變壓器事故過負荷運行的允許時間油浸自冷式變壓器過負荷值（%）30456075100200允許時間∕min120804520101.5干式變壓器過負荷值（%）102030405060允許時間∕min756045321655.4電力變壓器

三、變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇總降壓變電所主變壓器臺數(shù)的選擇對有大量一、二級負荷的變電所，為保證供電可靠性，應裝兩臺主變壓器;對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化較大時，應使變壓器在經(jīng)濟狀態(tài)下運行，可用兩臺變壓器供電;對于供電給三級負荷的變電所，可只選一臺主變壓器；應適當考負荷的發(fā)展，留有一定的余地。5.4電力變壓器（一）總降壓變電所總降壓變電所主變壓器容量的選擇5.4電力變壓器任一臺變壓器單獨運行，應滿足總計負荷S30大約70%的需要，即ST≈0.7S30任一臺變壓器單獨運行，應滿足全部一、二級負荷的需要，即ST≥一臺變壓器：主變壓器的容量應滿足全部用電設備總計負荷的需要，即ST≥S30兩臺變壓器：應同時滿足以下兩個條件：終端變電所變壓器臺數(shù)的選擇當有一、二級負荷時，應采兩臺變壓器；對只有少量的一、二級負荷，且可從附近的車間變電所取得低壓備用電源時，采用一臺變壓器；對于隨季節(jié)性變動較大的負荷，為使運行經(jīng)濟，宜采用兩臺變壓器；對三級負荷，負荷較小時，采用一臺變壓器，負荷較大時，采用兩臺及以上變壓器。5.4電力變壓器（二）終端變電所5.4電力變壓器終端變電所變壓器容量的選擇一臺及兩臺變壓器的選擇原則同總降壓變電所；單臺容量一般不宜大于1250kVA；居住小區(qū)內的油浸式變壓器，單臺容量不宜大于630kVA；適當考慮今后5～10年電力負荷的發(fā)展，留有一定的余地；可考慮變壓器具有一定的正常過負荷能力。

一、概述互感器在供配電系統(tǒng)中的作用是：使儀表、繼電器等二次設備與主電路隔離；使儀表、繼電器等標準化，有利于大批量生產；使儀表、繼電器等二次設備的使用范圍擴大。

二、電流互感器（CT）

符號：TA

形式1TA

形式2或5.5互感器IN2=5A1.電流互感器的工作原理一次繞組：匝數(shù)少，導線粗，串聯(lián)在一次回路中；二次繞組：匝數(shù)多，導線細，與測量儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)。5.5互感器電流誤差fi（比值差）：二次電流的測量值乘以額定變流比與一次電流數(shù)值差的百分數(shù)，即相位誤差（角差）：是與的相角差，并規(guī)定若超前于，為正值，反之為負值。2．電流互感器的誤差電流互感器的誤差與下列因素有關：一次電流大??；二次負荷阻抗大小。5.5互感器復合誤差：二次電流瞬時值乘以額定變比后與一次電流瞬時值之差的有效值占一次電流有效值的百分數(shù)，即3.電流互感器準確度等級和額定容量電流互感器的準確度等級：根據(jù)測量誤差的大小，可分為0.2（S）、0.5（S）、1、3、5P和10P級。電流互感器的額定容量：5.5互感器注意：同一臺電流互感器使用在不同的準確度等級時，其額定容量也不同。電流互感器的10%誤差曲線：保護用電流互感器要求其復合誤差限值為10%，因此應按10%誤差曲線進行校驗。

電流互感器的10%誤差曲線，是指電流互感器的誤差為10%時，一次電流倍數(shù)與二次負荷阻抗最大允許值的關系曲線。|Z2al|≥|Z2|滿足條件：5.5互感器按一次電壓分：有高壓和低壓兩大類；按一次線圈匝數(shù)分：有單匝式和多匝式；按安裝地點分：有戶內式和戶外式；按用途分：有測量用和保護用兩大類；按準確度等級分：有0.2、0.5、1、3、5P、10P等；按絕緣介質分：有油浸式、干式、環(huán)氧樹脂澆注式、瓷絕緣、SF6氣體絕緣等；按安裝型式分：有穿墻式、母線式、套管式、支持式等。4.電流互感器的類型5.5互感器電流互感器的型號5.5互感器LMZJ1-0.5型電流互感器：屬于單匝式電流互感器，互感器鐵心為環(huán)形（5～800A）或矩形卷鐵心（1000～3000A）。5.5互感器LQJ-10型電流互感器：有兩個鐵心和兩個二次線圈，0.5級用于測量，3級用于繼電保護。5.5互感器LVQB5-110W2型電流互感器：為SF6氣體絕緣、倒立式結構，有4個二次繞組，準確級組合為0.2（0.5）/5P20/5P20/5P20，其中1個用于測量，其余3個均用于保護。5.5互感器說明：110kV及以上的電流互感器常設計成兩個一次繞組，通過串、并聯(lián)可實現(xiàn)不同的電流比。例如2×300/5的電流互感器，其一次側電流有300/5（一次繞組串聯(lián)）和600/5（一次繞組并聯(lián)）兩檔。5.電流互感器的極性與接線方式電流互感器的極性：采用“減極性”原則。減極性：在一次繞組和二次繞組的同極性端同時加入某一同相位電流時，兩個繞組產生的磁通在鐵心中同方向。一次繞組的出線端子：L1和L2；二次繞組的出線端子：K1和K2；5.5互感器如果一次電流從極性端流入，則二次電流應從同極性端流出。（L1和K1、L2和K2為同名端）電流互感器的接線方式一相式接線：用于負荷平衡的三相電路中。兩相不完全星形接線（V形接線）：用于中性點不接地的三相三線制系統(tǒng)中。5.5互感器兩相電流差接線：用于中性點不接地的三相三線制系統(tǒng)中。三相完全星形接線：用于三相四線制或三相三線制系統(tǒng)中。5.5互感器6.電流互感器的使用注意事項電流互感器在工作時二次側絕對不允許開路；電流互感器的二次側必須有一端接地。

三、電壓互感器（PT）1.電壓互感器的工作原理一次繞組：匝數(shù)很多，并聯(lián)在供電系統(tǒng)的一次電路中；二次繞組：匝數(shù)很少，與電壓表、繼電器的電壓線圈等并聯(lián)。UN2=100VTV符號：5.5互感器電壓誤差fu（比值差）：是二次電壓測量值乘以額定變壓比Ku與一次電壓數(shù)值差的百分數(shù)，即相位誤差（角差）：是與的相角差，并規(guī)定若超前于，為正值，反之為負值。電壓互感器的誤差：與空載勵磁電流、二次側負荷大小及功率因數(shù)有關。2.電壓互感器的誤差5.5互感器3.電壓互感器的準確度等級和額定容量電壓互感器的準確度等級：按電壓誤差可分為0.2、0.5、1、3、3P、6P等級。電壓互感器的額定容量：指對應于最高準確度等級的容量。4.電壓互感器的類型按相數(shù)分：有單相和三相兩大類；按用途分：有測量用和保護用兩大類；按準確度等級分：有0.2、0.5、1、3、3P、6P等級；按安裝地點分：有戶內式和戶外式；按絕緣介質分：有干式、澆注式、油浸式和充氣式。5.5互感器電壓互感器的型號5.5互感器JDZJ-10型單相三繞組電壓互感器：采用Y0/Y0/?接線，額定電壓JDQXF-110型電壓互感器：為單相獨立式SF6氣體絕緣電壓互感器，正立式結構，用于110kV電力系統(tǒng)中，作電能、電壓測量和繼電保護用。5.5互感器5.電壓互感器的極性與接線方式電壓互感器的極性：采用“減極性”。一次繞組的出線端子：A和X；二次繞組的出線端子：a和x；如果一次電壓的方向由A指向X，則二次電壓的方向由a指向x。（A和a為同名端，X和x為同名端）電壓互感器的接線方式單相式接線：可測量一個線電壓。5.5互感器V/V形接線：可測量三個線電壓。Y0/Y0形接線：可測量電網(wǎng)的線電壓，并可供電給接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。5.5互感器Y0/Y0/?（開口三角）形接線：接成Y0的二次繞組，接絕緣監(jiān)視電壓表；接成開口三角形的輔助二次繞組，構成零序電壓過濾器。6.電壓互感器的使用注意事項電壓互感器在工作時二次側絕對不允許短路；電壓互感器的二次側必須有一端接地。5.5互感器

一、概述

成套配電裝置是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種成套設備的產品，供供配電系統(tǒng)作控制、監(jiān)測和保護之用。成套配電裝置中安裝有開關電器、監(jiān)測儀表、保護和自動裝置以及母線、絕緣子等。成套配電裝置分為高壓成套配電裝置（即高壓開關柜）、低壓成套配電裝置（含配電屏、盤、柜、箱）和全封閉組合電器等。5.6高低壓成套配電裝置二、高壓開關柜高壓開關柜的分類按開關電器的安裝方式分，有固定式和手車式；按開關柜隔室的結構分，有金屬封閉鎧裝式、間隔式和箱式等；按斷路器手車安裝位置分，有落地式和中置式；按用途分，有饋線柜、電壓互感器柜、避雷器柜、電能計量柜、高壓電容器柜、高壓環(huán)網(wǎng)柜等。5.6高低壓成套配電裝置高壓開關柜的型號5.6高低壓成套配電裝置高壓開關柜的“五防”閉鎖功能防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止帶電掛接地線；防止帶地線合閘；防止誤入帶電間隔。使用較廣泛的有XGN型箱式、HXGN型環(huán)網(wǎng)柜等。特點：價格低，內部空間大，運行維護方便。5.6高低壓成套配電裝置固定式開關柜：指柜體內高壓斷路器等主要電氣設備的安裝位置固定。儀表與保護屏斷路器室5.6高低壓成套配電裝置QF的操作機構XGN2-12型高壓開關柜特點：靈活性好、檢修安全、供電可靠性高、安裝緊湊和占地面積小等優(yōu)點，但價格較貴。使用較廣泛的是KYN型鎧裝式。5.6高低壓成套配電裝置手車式開關柜：指柜體內高壓斷路器等主要電氣設備安裝在可移動的手車上。KYN28-12手車式開關柜P162掃碼看現(xiàn)場視頻講解三、低壓成套配電裝置1.低壓開關柜（配電屏）低壓開關柜的分類固定式：GGD型；抽屜式：GCK型、GCS型和MNS型。5.6高低壓成套配電裝置P162掃碼看現(xiàn)場視頻講解GCK型低壓開關柜5.6高低壓成套配電裝置2.低壓配電箱種類：動力配電箱、照明配電箱、插座箱等；安裝方式：靠墻式、懸掛式和嵌入式。四、全封閉組合電器（GIS）全封閉組合電器是將斷路器、隔離開關、接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、出線套管和電纜終端等元件封閉于接地的金屬殼內，并充以SF6氣體作為絕緣和滅弧介質，稱之為SF6氣體絕緣變電站，簡稱GIS。5.6高低壓成套配電裝置優(yōu)點：結構緊湊、不受外界環(huán)境的影響、運行可靠性高、檢修周期長。一、概述

主接線又叫一次接線，是由各種開關電器、變壓器、互感器、線路、電抗器、母線等按一定順序連接而成的接受和分配電能的總電路。安全：保證進行任何切換操作時人身和設備的安全?？煽浚簯獫M足各級電力負荷對供電可靠性的要求。靈活：應能適應各種運行方式的操作和檢修、維護需要。經(jīng)濟：在滿足以上要求的前提下，主接線應力求簡單，盡可能減少一次性投資和年運行費用。5.7電氣主接線二、電氣主接線的基本形式1.線路—變壓器單元接線高壓側僅設置負荷開關高壓側采用戶外跌落式熔斷器高壓側采用負荷開關與熔斷器串聯(lián)高壓側采用隔離開關與斷路器串聯(lián)優(yōu)點：接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，節(jié)約投資。缺點：供電可靠性都不高，只可供三級負荷。5.7電氣主接線2.單母線接線優(yōu)點：接線簡單、使用設備少、操作方便、投資少、便于擴建。缺點：供電可靠性和靈活性均較差，只適用于容量小和用戶對供電可靠性要求不高的場所。

母線又稱匯流排，用于匯集和分配電能。5.7電氣主接線3.單母線分段接線用隔離開關分段分段運行并列運行用斷路器分段特點：運行的可靠性和靈活性都較差，適用于允許短時停電的二類負荷。特點：運行的可靠性和靈活性都較大。運行方式優(yōu)點：既保留了單母線接線的優(yōu)點，又提高了供電的可靠性。缺點：某一回路斷路器檢修時，該回路要長時間停電。5.7電氣主接線4.單母線帶旁路母線接線優(yōu)點：供電可靠性高，檢修出線斷路器時，不需停電。缺點：需增加一組母線、專用的旁路斷路器和旁路隔離開關等設備，使配電裝置復雜，投資增大，且隔離開關要用來操作，增加了誤操作的可能性。旁路母線旁路斷路器5.7電氣主接線5.雙母線接線母聯(lián)開關工作母線備用母線5.7電氣主接線只有一組母線工作：正常運行時母聯(lián)打開（兩側的隔離開關閉合），全部回路接在工作母線上，相當于單母線運行。兩組母線同時工作，互為備用：正常運行時母聯(lián)閉合，相當于單母線分段接線。雙母線接線的優(yōu)點：輪換檢修母線而不致中斷供電；檢修任一回路的母線隔離開關時僅使該回路停電；工作母線發(fā)生故障時，經(jīng)倒閘操作這一段停電時間后可迅速恢復供電；5.7電氣主接線檢修任一回路斷路器時，可用母聯(lián)斷路器來代替，不致于使該回路的供電長期中斷。雙母線接線的缺點：在倒閘操作中隔離開關作為操作電器使用，易誤操作；工作母線發(fā)生故障會引起整個配電裝置短時停電；使用的隔離開關數(shù)目多，配電裝置結構復雜，占地面積較大，投資較高。適用范圍：多用于電源和引出線較多的大中型發(fā)電廠和電壓為220kV及以上的區(qū)域變電所。5.7電氣主接線外橋內橋6.橋形接線內橋接線：適用于電源進線較長而變壓器又不需要經(jīng)常切換的場所。外橋接線：適用于電源進線較短而變壓器需要經(jīng)常切換的場所。橋斷路器優(yōu)點：四個回路三個斷路器，投資小，接線簡單，供電可靠性和靈活性較高，適用于向一、二類負荷供電。5.7電氣主接線橋斷路器三、變電所主接線圖設計原則與示例總降壓變電所主接線的設計原則特點：簡單經(jīng)濟、使用設備少、基建快、投資費用低，但供電可靠性不高，只能用于三類負荷。1.裝有一臺主變壓器的總降壓變電所

通常采用一次側無母線、二次側采用單母線接線。5.7電氣主接線一次側采用內橋或外橋接線、二次側采用單母線分段接線：適用于具有兩回電源進線和兩臺變壓器的總降壓變電所。2.裝有兩臺主變壓器的總降壓變電所特點：所用設備少，結構簡單，占地面積小，供電可靠性高，可用于一、二類負荷。5.7電氣主接線一、二次側均采用單母線分段接線：適用于具有兩回及以上電源進線或一、二次側進出線較多的總降壓變電所。特點：供電可靠性高，運行靈活，但所用高壓開關設備較多，投資較大，可用于一、二類負荷。5.7電氣主接線一、二次側均采用雙母線接線：適用于負荷容量大，進、出線回路多的發(fā)電廠或區(qū)域變電所。特點：供電可靠性高，運行靈活，但設備投資大，配電裝置復雜，占地面積大。5.7電氣主接線高壓側采用隔離開關與熔斷器或戶外跌落式熔斷器串聯(lián)高壓側采用負荷開關與熔斷器串聯(lián)車間和小型工廠變電所主接線的設計原則1．裝有一臺變壓器的小型變電所5.7電氣主接線5.7電氣主接線特點：接線簡單經(jīng)濟、使用設備少、投資費用低，但供電可靠性不高，只適用于供電給三類負荷的車間變電所和小型工廠配電所。高壓側采用隔離開關與斷路器串聯(lián)特點：供電可靠性較高，可供一、二類負荷或用電量較大的車間變電所。高壓側無母線、低壓側采用單母線分段接線2．裝有兩臺變壓器的小型變電所5.7電氣主接線高壓側單母線、低壓側采用單母線分段接線：適用于裝有兩臺及其以上配電變壓器或具有多回高壓出線的變電所。特點：供電可靠性也較高，可供二、三類負荷。當與其他變電所之間有聯(lián)絡線時，可供一、二類負荷。5.7電氣主接線高、低壓側均采用單母線分段接線：適用于裝有兩臺配電變壓器的變電所。特點：供電可靠性相當高，可供一、二類負荷。5.7電氣主接線一、電氣設備選擇的一般原則1.按正常工作條件選擇使用環(huán)境條件：包括設備的安裝地點、環(huán)境溫度、海拔高度、相對濕度等，還應考慮防塵、防腐、防爆、防火等要求。額定電壓：電氣設備的額定電壓應不小于設備安裝地點電網(wǎng)的最高工作電壓，即UN≥UW.max額定電流：電氣設備的額定電流應不小于設備正常工作時的最大負荷電流，即IN≥IW.max5.8電氣設備的選擇2.按短路情況進行校驗動穩(wěn)定校驗：或

熱穩(wěn)定校驗：對斷路器、熔斷器等，應滿足：或

3.斷流能力校驗高低壓電氣設備的選擇和校驗項目見表5-3。二、高壓開關設備的選擇5.8電氣設備的選擇解:查附錄表A-16和A-17，選擇ZN63-10/1250型斷路器和GN8-10T/600型隔離開關【例5-1】（P174）高壓斷路器和高壓隔離開關選擇。5.8電氣設備的選擇序號安裝地點的電氣條件所選設備的技術數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)項目ZN63-10/1250型斷路器GN8-10T/600型隔離開關1UW.max/kV10UN/kV10102IW.max/A275IN/A12506003Ik/kA3.35Ioc/kA254ish/kA8.54imax/kA63525/（kA2.s）/（kA2.s）動穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗斷流能力校驗三、互感器的選擇一次繞組額定電壓：應不低于電網(wǎng)的額定電壓。一次繞組額定電流：取線路最大工作電流或變壓器額定電流的1.2～1.5倍。準確度等級與二次側負荷的選擇：電流互感器二次側的實際負荷應小于其準確度等級所規(guī)定的額定二次負荷，即電流互感器的選擇5.8電氣設備的選擇其中式中，連接導線電阻為:

從電流互感器二次端子到儀表、繼電器接線端子的單向長度一相式接線:

三相完全星形接線:兩相不完全星形和兩相電流差接線：連接導線的計算長度注意：選擇電流互感器二次側連接導線截面時，還應按機械強度進行校驗，一般要求銅線截面不得小于1.5mm2。5.8電氣設備的選擇——電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)。動穩(wěn)定校驗：熱穩(wěn)定校驗：——電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)。

電壓互感器的選擇電壓的選擇：一次繞組的額定電壓與安裝地點電網(wǎng)的額定電壓相同，二次繞組的額定電壓為100V?！纠?-2】（P176）5.8電氣設備的選擇準確度等級和二次側負荷的選擇：電壓互感器二次側的實際負荷必須小于其準確度等級所規(guī)定的額定二次負荷，即注意：電壓互感器的三相負荷通常并不相等，為了滿足準確度要求，應按最大負荷相進行選擇。連接電壓互感器與測量儀表的銅線截面不得小于1.5mm2，鋁線截面不得小于2.5mm2

。5.8電氣設備的選擇四、熔斷器的選擇熔斷器熔體額定電流的選擇熔體的額定電流不小于線路的計算電流，即熔體的額定電流應躲過線路的尖峰電流，即熔體的額定電流應與被保護線路的允許電流相配合，即保護電力線路的熔斷器：5.8電氣設備的選擇保護電力變壓器的熔斷器：保護電力電容器的熔斷器：熔斷器的選擇與校驗熔斷器的額定電壓：不低于電網(wǎng)的額定電壓。熔斷器的額定電流：不小于它所安裝熔體的額定電流，即5.8電氣設備的選擇保護電壓互感器的熔斷器：其熔體額定電流一般選用0.5A。對限流式熔斷器：對非限流式熔斷器：熔斷器斷流能力的校驗：熔斷器保護靈敏度校驗式中，為熔斷器保護線路末端的最小短路電流，對中性點不接地系統(tǒng)，取兩相短路電流；對中性點直接接地系統(tǒng)，取單相短路電流。5.8電氣設備的選擇熔斷器保護的選擇性校驗熔斷器的實際熔斷時間與從平均保護特性曲線上查出的時間可能有50%的誤差；熔體截面越大，額定電流越大，時限特性越高。

選擇熔體時，應保證前后兩級熔斷器之間的動作選擇性，使它們的動作時間互相配合。熔斷器的熔斷時間可根據(jù)其保護特性曲線和短路電流來確定。5.8電氣設備的選擇一般而言，只要前一級熔斷器熔體額定電流比后一級大2～3級，就能保證選擇性動作。五、低壓開關設備的選擇低壓斷路器過流脫扣器的選擇：不小于線路的計算電流，即低壓斷路器過流脫扣器的整定Krel為可靠系數(shù)瞬時過流脫扣器的動作電流：躲過線路的尖峰電流，即DW型：取1.35DZ型：取1.7~25.8電氣設備的選擇（取1.2）（取1.1）短延時過流脫扣器的動作電流：也躲過線路的尖峰電流，即長延時過流脫扣器的動作電流應躲過線路的計算電流，即過流脫扣器的動作電流應與被保護線路的允許電流相配合，即5.8電氣設備的選擇低壓斷路器熱脫扣器的選擇與整定熱脫扣器的選擇：低壓斷路器的選擇與校驗熱脫扣器的整定：（取1.1）低壓斷路器的額定電壓：不低于保護線路的額定電壓；低壓斷路器的額定電流：不小于它所安裝脫扣器的額定電流；5.8電氣設備的選擇對動作時間在0.02s以上的萬能式低壓斷路器：低壓斷路器的類型：應符合安裝條件、保護性能及操作方式的要求；斷流能力的校驗：低壓斷路器保護靈敏度校驗5.8電氣設備的選擇對動作時間在0.02s以下的塑料外殼式斷路器：應按其保護特性曲線來進行校驗，偏差范圍按±30%考慮。一般來說，前一級低壓斷路器采用帶短延時的過流脫扣器，后一級應采用瞬時過流脫扣器，且前一級的動作電流不小于后一級動作電流的1.2倍即可保證選擇性。前后低壓斷路器之間的選擇性配合低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合應按各自的保護特性曲線來校驗，前一級低壓斷路器考慮–30%的負偏差，后一級熔斷器考慮+50%的正偏差。5.8電氣設備的選擇前后低壓斷路器之間及低壓斷路器與熔斷器之間的選擇性配合六、母線的選擇與校驗母線的材料、類型和布置方式母線的材料：銅和鋁，應貫徹“以鋁代銅”的方針。5.8電氣設備的選擇母線的類型：室外配電裝置的母線多采用綱芯鋁絞線；室內配電裝置的母線采用硬母線。布置方式：一般均采用三相水平排列布置。硬母線矩形：電流4000A以下管形：電流4000~8000A槽形：電流8000A以上在供配電系統(tǒng)中，一般采用矩形母線。母線截面的選擇動穩(wěn)定校驗：按發(fā)熱條件選擇：按經(jīng)濟電流密度選擇：母線材料的允許應力母線通過ish時產生的最大計算應力其中：母線通過ish時產生受到的最大彎曲力矩母線的截面系數(shù)5.8電氣設備的選擇跨距數(shù)大于2時，跨距數(shù)為1～2時，母線平放時，b＞h

母線豎放時，b＜h

若不滿足要求，則需減小，常用的方法有：限制短路電流；（需增加電抗器）減小支持絕緣子之間的距離；（需增加絕緣子）增大母線截面；（需增加投資）5.8電氣設備的選擇熱穩(wěn)定校驗：滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面為：只要A＞Amin，熱穩(wěn)定就能滿足要求。在工程設計中，常按反求出最大跨距l(xiāng)max

，只要絕緣子之間的實際跨距l(xiāng)＜lmax

，動穩(wěn)定就能滿足要求。變更母線放置方式，增大相間距離。（需增加配電裝置尺寸）【例5-3】（P184）5.8電氣設備的選擇一、變配電所的型式與位置選擇5.9變配電所的總體布置變配電所的型式附設式變電所（1~4）車間內變電所（5）露天變電所（6）獨立變電所（7）桿上變電所（8）地下變電所（9）樓上變電所（10）箱式變電所移動式變電所盡量靠近負荷中心;進出線方便;盡量靠近電源側;設備運輸方便;避免設在有劇烈震動和高溫的場所，避免設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，避免設在潮濕或低洼積水處；不占或少占農田；避免設在有爆炸危險或有火災危險區(qū)域的正上方或正下方。5.9變電所的總體布置變配電所的位置選擇二、變電所配電裝置的一般要求配電裝置的類型優(yōu)點：占地面積小、維護與運行操作方便、不受外界污穢空氣和氣候條件的影響；缺點：土建投資大。室內配電裝置：把開關電器、母線、互感器等設備布置在室內，多用于35kV及以下系統(tǒng)中。優(yōu)點：土建投資小、建設周期短、擴建方便；缺點：占地面積大，受氣候條件的影響大，運行維護不方便。室外配電裝置：把變壓器、開關電器、母線、互感器、避雷器等設備安裝在室外露天布置，多用于110kV及以上系統(tǒng)中。5.9變電所的總體布置優(yōu)點：結構緊湊、占地面積小、建設周期短、維護方便、易于擴建和搬遷；缺點：造價高，耗用鋼材多。成套配電裝置：由制造廠成套供應的一種高低壓配電裝置，它是把開關電器、互感器、保護電器、測量儀表及自動設備等都裝在一個金屬柜中，運到變電所，在現(xiàn)場安裝起來即構成成套配電裝置。多用于3～35kV系統(tǒng)中。對配電裝置的一般要求保證運行的可靠性；保證工作人員的安全；5.9變電所的總體布置操作維護方便；投資要盡可能少；有利于巡回檢查和檢修；留有擴建的余地，且不妨礙工廠或車間的發(fā)展。三、變電所的總體布置便于運行維護和檢修；保證運行維護的安全；進出線方便；布置應緊湊合理。節(jié)約土地和建筑費用。5.9變電所的總體布置四、箱式變電站簡介

箱式變電站是將變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、低壓配電裝置、計量儀表和無功補償裝置等設備，按所要求的預定接線順序裝配在封閉的箱體中所組成的緊湊型成套變配電裝置，也叫組合式變電站或成套變電站。（YBM預裝式和ZBW組合式）優(yōu)點：結構緊湊、成套性強、整體美觀、占地面積小、可靠性高、安裝維護方便、便于擴建和遷移。5.9變電所的總體布置P188掃碼看現(xiàn)場視頻講解箱式變電站=高壓室+變壓器室+低壓室5.9變電所的總體布置預裝式集成變電站：新一代模塊化預制艙變電站優(yōu)點：建設周期短，建設成本低，實現(xiàn)了由建設變電站到采購變電站的轉變。第6章電力系統(tǒng)繼電保護基礎6.1繼電保護的基本知識6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護6.4電力變壓器的保護6.3電網(wǎng)的接地保護6.5高壓電動機的保護6.6微機保護簡介

電力系統(tǒng)繼電保護裝置是一種能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種反事故自動裝置。

一、繼電保護的作用自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使其他非故障部分迅速恢復正常運行。能正確反應電氣設備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)要求發(fā)出報警信號、減負荷或延時跳閘。它的基本任務是：6.1繼電保護的基礎知識

二、繼電保護的基本原理測量部分：從被保護對象輸入有關信號，并與給定的整定值進行比較，決定保護是否動作；邏輯部分：根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，進行邏輯判斷，以確定保護裝置是否應該動作；執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分做出的判斷，執(zhí)行保護裝置所擔負的任務（跳閘或發(fā)信號）。6.1繼電保護的基礎知識保護裝置又可分為以下幾類：主保護：指滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護元件故障的保護。后備保護：指當主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護。近后備：當主保護拒動時，由本元件的另一套保護來實現(xiàn)后備。遠后備：當主保護或斷路器拒動時，由上一級相鄰元件的保護來實現(xiàn)后備。輔助保護：是為補充主保護和后備保護的性能而增設的簡單保護。6.1繼電保護的基礎知識

三、對繼電保護的基本要求選擇性：應使離故障元件最近的保護裝置動作，保證非故障部分繼續(xù)運行。速動性：繼電保護裝置應以盡可能快的速度將故障元件從電網(wǎng)中切除。6.1繼電保護的基礎知識靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內的故障或不正常運行狀態(tài)的反映能力。用靈敏系數(shù)Ks來衡量。

過電流保護：低電壓保護：可靠性：指保護裝置該動時不能拒動；不該動時不能誤動。6.1繼電保護的基礎知識

四、繼電保護的發(fā)展史及常用保護繼電器按反應物理量分：電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、氣體繼電器等；按在保護裝置中的功能分：起動繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器等；按組成元件分：機電型（電磁式、感應式）、電子型（晶體管式、集成電路式）和微機型（數(shù)字式）等。6.1繼電保護的基礎知識保護繼電器的分類繼電保護發(fā)展歷程20世紀初20世紀50年代到90年代末熔斷器保護從電磁式到晶體管式、到集成電路式、再到微機繼電保護裝置

結構：由電磁鐵、可動銜鐵、線圈、觸點和反作用彈簧等元件組成。6.1繼電保護的基礎知識電磁型電流繼電器（KA）線圈電磁鐵鋼舌片靜觸點動觸點調節(jié)桿標度盤軸承反作用彈簧轉軸6.1繼電保護的基礎知識工作原理：當在繼電器線圈中通入電流時，電磁鐵產生的電磁力矩克服彈簧的反作用力矩，鋼舌片轉動，帶動動觸點5和靜觸點4接觸，使常開觸點閉合，繼電器動作。動作電流：能使繼電器產生動作的最小電流，稱為繼電器的動作電流，用Iop.K表示。返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流，用Ire.K表示。返回系數(shù)：繼電器的返回電流與動作電流的比值，用Kre表示，即說明：過電流繼電器的返回系數(shù)Kre<1，一般要求不低于0.85。調整繼電器動作電流的方法有：改變繼電器線圈匝數(shù)（級進調節(jié)）；調節(jié)反作用彈簧的松緊（平滑調節(jié)）；6.1繼電保護的基礎知識電磁型電壓繼電器（KV）其結構和原理與電磁型電流繼電器相似，在供配電系統(tǒng)中多用低電壓（欠電壓）繼電器。動作電壓：能使繼電器產生動作的最高電壓，稱為繼電器的動作電壓，用Uop.K表示。返回電壓：能使繼電器返回到原始位置的最低電壓，稱為繼電器的返回電壓，用Ure.K表示。返回系數(shù)：返回電壓與動作電壓的比值。說明：低電壓繼電器的返回系數(shù)Kre＞1，一般為1.25。6.1繼電保護的基礎知識電磁型時間繼電器（KT）作用：使保護裝置獲得一定的延時，以保證保護裝置動作的選擇性。為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數(shù)量和容量；使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時（0.4～0.8s）；通過繼電器的自保持，以適應保護裝置的需要。6.1繼電保護的基礎知識電磁型中間繼電器（KM）作用：6.1繼電保護的基礎知識電磁型信號繼電器（KS）作用：用于各保護裝置回路中，作為保護動作的指示信號，以提醒運行人員注意。注意：信號繼電器動作之后觸點自保持，不能自動返回，需由值班人員手動復歸或電動復歸。

五、保護裝置的接線方式接線系數(shù)：特點：可以反映各種形式的故障，其接線系數(shù)Kw=1。主要用于大電流接地系統(tǒng)及大型發(fā)電機、變壓器的相間短路和單相接地短路的保護6.1繼電保護的基礎知識三相完全星形接線方式特點：可以反映除B相單相接地短路以外的所有故障，其接線系數(shù)Kw=1。用于6～35kV小電流接地系統(tǒng)中的過電流保護。6.1繼電保護的基礎知識兩相不完全星形接線方式兩相電流差接線方式正常運行或三相短路：AC兩相短路：AB或BC兩相短路：特點：各種短路形式下的接線系數(shù)不同。保護整定時?。混`敏度校驗時取Kw

＝1。Why?用于6～10kV線路和小容量高壓電動機的保護6.1繼電保護的基礎知識

一、單側電源電網(wǎng)相間短路的電流保護（一）無時限電流速斷保護（I段）1.無時限電流速斷保護的作用原理與整定計算6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護動作電流：躲過本線路末端的最大三相短路電流，即取1.2~1.3本線路末端繼電器動作電流：若不滿足要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護靈敏度校驗：最小保護范圍lmin不小于本線路全長的15%～20%。本線路首端或2．無時限電流速斷保護的原理接線圖無時限電流速斷保護的評價：優(yōu)點：簡單可靠，動作迅速；缺點：不能保護線路全長，有保護死區(qū)。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護取1.1~1.26.2電網(wǎng)相間短路的電流保護（二）帶時限電流速斷保護（II段）動作電流：躲過相鄰線路瞬時電流速斷保護的動作電流，即動作時限：本線路末端若不滿足要求，可與下一級線路的II段相配合。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護靈敏度校驗：帶時限電流速斷保護的單相原理接線圖0.5s本線路末端若不滿足要求，可與下一級線路的II段相配合。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護靈敏度校驗：

Iop＞IL.max保護裝置的動作電流Iop應躲過線路的最大負荷電流IL.max，即

保護裝置在外部故障切除后應可靠返回到原始位置。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護（三）過電流保護（III段）動作電流：

因此，保護裝置的返回電流Ire必須躲過外部短路切除后流過保護裝置的最大自起動電流KstIL.max

，即考慮Ire＜Iop，引入可靠系數(shù)后，上式改寫為：

因此取0.8~0.9取1.15~1.25取1.5~36.2電網(wǎng)相間短路的電流保護6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護動作時限：按“階梯原則”整定。靈敏度校驗：本線路末端近后備：相鄰線路末端遠后備：若靈敏度不滿足要求，可采用低電壓閉鎖的過電流保護。優(yōu)點：能保護本線路和相鄰線路全長；缺點：靠近電源處的保護動作時間較長。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護注意：各過電流保護之間的靈敏系數(shù)必須互相配合，應滿足只有當靈敏系數(shù)和動作時間都相互配合時，才能切實保證動作的選擇性。定時限過電流保護的單相原理接線圖需要整定

（四）三段式電流保護1.三段式過電流保護的保護范圍及時限配合第Ⅰ段：為本線路的輔助保護，動作電流，保護范圍，動作時間為繼電器的固有動作時間；第Ⅱ段：為本線路的主保護，動作電流，保護范圍，動作時間；第Ⅲ段：作為本線路的近后備和相鄰線路保護的遠后備，動作電流，保護范圍，動作時限。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護2.三段式過電流保護的構成第I段：由KA1、KA2、KM和KS1組成；第II段：由KA3、KA4、KT1和KS2組成；第III段：由KA5、KA6、KA7、KT2和KS3組成?！纠?-1】（P207）6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護展開圖原理接線圖

二、雙側電源電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護1.方向電流保護的工作原理k1點短路時要求：t5

＞t4k2點短路時要求：t5

＜t4兩者矛盾裝方向保護6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護保護原理：雙電源系統(tǒng)中的過電流保護一定要裝設方向保護。并規(guī)定：短路功率從母線→線路（為正）時，保護動作短路功率從線路→母線（為負）時，保護不動作單方向過電流保護的動作時間按階梯原則進行配合。上圖中，應滿足t1＞t3＞t5和t6＞t4＞t2。同一母線兩側的保護，時限長的可不裝方向保護，時限相同時都要裝方向保護。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護2.方向電流保護的原理接線圖

主要由方向元件、電流元件、時間元件和信號元件等組成。圖中方向元件KP和電流元件KA的觸點串聯(lián)，只有當兩個元件都動作時，保護才能動作跳閘。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護3.三段式方向性電流保護的特點在保護構成中應加功率方向測量元件，并與電流測量元件共同判別是否在保護線路的正方向發(fā)生故障。第I段方向電流保護的動作電流可不必躲過反方向外部最大短路電流，只需按正方向短路計算即可。第III段方向電流保護的動作電流還應考慮躲過反方向不對稱短路時，流過非故障相的電流Ink，即6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護在環(huán)網(wǎng)和雙電源網(wǎng)中，功率方向相同的各線路保護第III段的動作電流和動作時間應相互配合。例如，圖中應滿足Iop.1>Iop.3>Iop.5，t1>t3>t5Iop.6>Iop.4>Iop.2，t6>t4>t2方向電流保護必須采用按相起動接線方式。按相起動：只有當同一相的功率方向元件和電流元件同時起動時，保護才能動作跳閘。6.2電網(wǎng)相間短路的電流保護采用完全星形接線的相間電流電壓保護——靈敏度常常不能滿足要求；裝設專門的接地短路保護——反映零序電流、零序電壓和零序功率的保護。一、大接地電流系統(tǒng)的接地保護1.大電流接地系統(tǒng)單相接地時零序分量的分布特點故障點的零序電壓最高，離故障點越遠，零序電壓越低。零序電流的分布與中性點接地的位置和數(shù)目有關。6.3電網(wǎng)的接地保護在故障線路上，零序功率的方向是由線路指向母線（與正序功率相反），因此，零序功率方向繼電器都是在負值零序功率下動作的。2.零序分量的獲取方法零序電流的獲取a）零序電流濾過器b）零序電流互感器架空線路：用零序電流濾過器。電纜線路：用零序電流互感器。6.3電網(wǎng)的接地保護零序電壓的獲取：通過電壓互感器獲得。將三個單相電壓互感器的副方繞組接成開口三角形繞組來獲取。a）三單相式b）三相五柱式從三相五柱式電壓互感器二次側的開口三角形繞組來獲取。6.3電網(wǎng)的接地保護3.大接地電流系統(tǒng)的零序電流保護——三段式零序電流保護6.3電網(wǎng)的接地保護二、小接地電流系統(tǒng)的接地保護1.中性點不接地系統(tǒng)單相接地時電容電流的分布中性點不接地系統(tǒng)的接地保護6.3電網(wǎng)的接地保護由圖可知，電容電流分布的特點如下：發(fā)生單相接地，全系統(tǒng)都會出現(xiàn)零序電壓。非故障線路的C相對地電容電流為零，只有A相和B相有電容電流；而故障線路的C相對地電容電流不為零。非故障線路的零序電流為該線路本身對地的電容電流，其方向由母線指向線路。對故障線路WL3始端所反應的零序電流為：上式說明，故障線路的零序電流為所有非故障線路零序電流之和，其方向是從由線路流向母線。6.3電網(wǎng)的接地保護2.中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的保護方式絕緣監(jiān)視裝置：利用母線電壓互感器二次側開口三角形端子上零序電壓來起動過電壓繼電器，動作于信號。特點：保護比較簡單，但給出的信號沒有選擇性。

可采“順序拉閘法”來尋找故障線路。缺點：只能判明接地故障的相別，不能判明是哪條線路故障。6.3電網(wǎng)的接地保護零序電流保護：根據(jù)故障線路零序電流大于非故障線路零序電流這一特點，可以構成有選擇性的零序電流保護，并可動作于信號或跳閘。架空線路：動作電流電纜線路：靈敏度校驗：

≥1.5（架空線路）1.25（電纜線路）6.3電網(wǎng)的接地保護正常負荷電流產生的不平衡電流其他線路單相接地時，本線路的零序電容電流方向零序保護：利用故障線路和非故障線路的保護安裝處零序功率方向相反的特點來實現(xiàn)有選擇性的保護，動作于信號或跳閘。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的接地保護發(fā)生單相接地故障時，全系統(tǒng)也會出現(xiàn)零序電壓和零序電流；過補償時，故障線路與非故障線路的零序電流數(shù)值差別不大，方向一樣（都是由母線流向線路），因此要實現(xiàn)有選擇性的保護是很困難的；保護方案：采用無選擇性的絕緣監(jiān)察裝置。6.3電網(wǎng)的接地保護一、電力變壓器的故障類型和應裝設的保護故障類型內部故障繞組的匝間短路繞組的相間短路單相接地短路外部故障引出線的相間短路單相接地（對外殼）短路異常運行變壓器過負荷外部短路引起的過電流油箱漏油引起的油面過低外部接地故障引起的中性點過電壓6.4電力變壓器的保護應裝設的保護主保護瓦斯保護輕瓦斯——動作于信號重瓦斯——動作于跳閘縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護后備保護輔助保護過電流保護復合電壓起動的過電流保護低電壓起動的過電流保護接地保護過負荷保護過勵磁保護溫度保護6.4電力變壓器的保護二、瓦斯保護瓦斯繼電器的結構和工作原理一對觸點在變壓器油箱內發(fā)生輕微故障時動作，作用于信號——輕瓦斯動作；另一對觸點在變壓器油箱內發(fā)生嚴重故障時動作，作用于跳閘——重瓦斯動作。

瓦斯繼電器有兩對靈敏的觸點：6.4電力變壓器的保護連接管瓦斯繼電器油枕油箱FJ3-80型瓦斯繼電器的結構示意圖1－蓋2－容器3－上油杯4－永久磁鐵5－上動觸點6－上靜觸點7－下油杯8－永久磁鐵9－下動觸點10－下靜觸點11－支架12－下油杯平衡錘13－下油杯轉軸14－擋板15－上油杯平衡錘

16－上油杯轉軸17－放氣閥18－接線盒正常運行：上、下觸點均斷開。油箱內部發(fā)生輕微故障：上觸點合，發(fā)出信號——輕瓦斯動作。油箱內部發(fā)生嚴重故障：下觸點閉合，發(fā)出跳閘脈沖——重瓦斯動作。變壓器漏油使油面降低：首先是上觸點閉合發(fā)出報警信號，然后下觸點閉合發(fā)出跳閘脈沖。6.4電力變壓器的保護變壓器瓦斯保護的接線圖注意：中間繼電器KM必須有自保持回路。6.4電力變壓器的保護降低串聯(lián)回路的總電阻，使保護動作時流過信號繼電器的電流增加，從而保證各種保護的信號繼電器能可靠地工作防止變壓器換油或進行試驗時引起瓦斯保護誤動作Why?優(yōu)點：動作迅速、靈敏度高、能反應油箱內部發(fā)生的各種故障。缺點：不能反應變壓器外部端子上的故障。6.4電力變壓器的保護三、電流速斷保護動作電流躲過變壓器外部故障時流過保護的最大短路電流，即變壓器二次側，折到一次側！取1.2~1.3靈敏度校驗：按保護裝置安裝處的最小兩相短路電流來校驗，即若靈敏度不滿足要求，可改用差動保護。變壓器一次側四、變壓器的差動保護（一）差動保護的基本原理正常運行或外部短路時（k1點）即要實現(xiàn)差動保護，低、高壓兩側電流互感器的變比應等于變壓器的變比。6.4電力變壓器的保護繼電器不動作內部短路時（k2點）（二）差動保護的不平衡電流解決辦法：將變壓器星形側的電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側的電流互感器接成星形。6.4電力變壓器的保護雙側電源：單側電源：繼電器動作由變壓器兩側繞組接線不同而產生的不平衡電流6.4電力變壓器的保護星形側TA變比：三角形側TA變比：名稱各側數(shù)值額定電壓/kV3510.5額定電流/ATA的接線方式DyTA的計算變比346.4/5TA的實際變比200/5=40400/5=80TA的二次額定電流/A解決辦法：利用具有速飽和鐵心的差動繼電器中的平衡線圈來進行補償。不平衡電流為：6.4電力變壓器的保護由電流互感器計算變比與實際變比不同而產生的不平衡電流。（實例分析：習題6-14）由兩側電流互感器型號不同而產生的不平衡電流解決辦法：整定計算時引入一個同型系數(shù)Ksam

，若兩側TA型號不同取1；兩側TA型號相同取0.5。由帶負荷調整變壓器的分接頭而產生的不平衡電流由變壓器勵磁涌流所產生的不平衡電流

6.4電力變壓器的保護波形中含有很大的非周期分量，它偏于時間軸的一側，并迅速衰減；波形中含有大量的高次諧波(二次諧波為主)；波形之間出現(xiàn)間斷。

在差動保護中，減小勵磁涌流影響的方法有：采用具有速飽和鐵心的差動繼電器（BCH-2型）。采用比較波形間斷角來鑒別內部故障和勵磁涌流的差動保護。利用二次諧波制動而躲開勵磁涌流。6.4電力變壓器的保護（三）BCH-2型差動繼電器構成的差動保護B柱截面是A、C柱截面的2倍；Nb1、Nb2為兩個完全相同的平衡線圈，用來平衡差動回