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工业与民用配电设计手册_第三版(第三部分)

交流额定频率为50Hz电力系统正常运行方式下，由于负序分量引起的公共连接点的电 不平衡。 （1）不平衡度：表示三相电力系统运行中三相不平衡的程度，用电压或电流负序分量与 序分量的方均根值百分比来表示。 （2）正序分量：将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其正序对称系统中的 量。 （3）负序分量：将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其负序对称系统中的 分量。 （4）公共连接点：电力系统中一个以上用户的连接处。 （5）电压不平衡度的允许值： 1）电力系统的公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。 电气设备额定工况的电压不平衡度和负序电流允许值按电气设备各自的标准规定确定 例如旋转电机，按CB755《旋转电机基本技术要求》规定。 2）接于公共连接点的每个用户，引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3%。根 据公共连接点的负荷状况，邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，可作适当变 动，但必须满足（5）1）的要求。 （6）引起电压不平衡的原因：电力系统中三相电压不平衡主要是由负荷不平衡、系统三 相阻抗不对称以及消弧线圈的不正确调谐所引起的。由于系统阻抗不对称而引起的背景电压 不平衡度，一般很少超过0.5%，但在高峰负荷时，或高压线停电时，不平衡有时超过1%。 般架空线路的不平衡电压不超出0.5%~1.5%的范围，其中超出1%以上的情况往往是分 段的架空线路，其换位是在变电所母线上实现的。电缆线路的不平衡度等于零，因为无论是

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二、不平衡负荷产生的影响

（1）引起旋转电机的附加发热和振动，危及其安全运行和正常出力。 （2）引起以负序分量为起动元件的多种保护发生误动作（特别是当电网中同时存在谐波 时），这对电网安全运行是有严重威胁的。 （3）电压不平衡使半导体变流设备产生附加的谐波电流（非特征谐波），而这种设备 般设计上只允许2%的电压不平衡度。 （4）电压不平衡使发电机容量利用率下降。由于不平衡时最大相电流不能超过额定值 在极端情况下，只带单相负荷时，则设备利用率仅为UI/N3UI=0.577。 （5）变压器的三相负荷不平衡，不仅使负荷较大的一相绕组过热导致其寿命缩短，而且 还会由于磁路不平衡，大量漏磁通经箱壁、夹件等使其严重发热，造成附加损耗。 （6）在低压配电线路中，三相负荷不平衡会影响计算机正常工作，还会引起照明光源表 命缩短（电压过高）或照度不足（电压过低）以及电视机的损坏等。 （7）三相负荷不平衡时，将引起电网损耗的增加。 （8）使电加热炉的电能消耗增加，产量减少，使炉子的效率降低 （9）对于通信系统，电力三相不平衡时，会增大对其干扰，影响正常通信质量。

GB/T 23108-2021 家用和类似用途电热垫性能测试方法降低三相低压配电系统的不平衡度的

为降低三相低压配电系统的不平衡度，设计低压配电系统时常用的措施： （1）单相用电设备接人220/380V三相系统时应尽量使三相负荷平衡。 （2）由地区公共低压电网供电的220V照明负荷，若线路电流不超过30A可用单相供电 否则应以220/380V三相四线制供电。 （3）将不对称负荷接到更高的电压等级电网供电，以使连接点的短路容量Sk足够大 例如对于单相负荷，Sk大于50倍负荷容量时，就能保证连接点的电压不平衡度小于2%） （4）采用平衡装置。

四、不平衡度的相关计算表达式

1.不平衡度的计算表达式

U EU= x100% U,

EU= U2 x100% U

Uz一一三相电压负序分量方均根值，V。 如将式中的U1、U2换为I1、I2，则成为相应的电流不平衡度ε；的表达式， 2.不平衡度的近似计算式 （1）设公共连接点的正序阻抗与负序阻抗相等，则

U,一—三相电压负序分量方均根值，V。 如将式中的U1、U2换为I1、I2，则成为相应的电流不平衡度ε；的表达式， 2.不平衡度的近似计算式 （1）设公共连接点的正序阻抗与负序阻抗相等，则

中S单相负荷容量，MVA

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第七章继电保护和自动装置

编者姚家祎校审者张环

继电保护和自动装置的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可 靠性、选择性、灵敏性和速动性四项基本要求。 （1）可靠性是指保护应该动作时应动作，不应该动作时不动作。为保证可靠性，宜选用 可能的最简单的保护方式，应采用由可靠的元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装 置，并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应便于整定、调试和运行维护。 （2）选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备或线路本身的 保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证 选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如起动与 跳闸元件或闭锁与动作元件），其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。 在某些条件下必须加速切除短路时，可使保护无选择性动作，但必须采取补救措施，例 如采用自动重合闸或备用电源自动投人来补救。 （3）灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要 的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算 但可不考虑可能性很小的情况。 灵敏系数Ksen为被保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流lkmin与保护装 置一次动作电流1。的比值，即

短路保护的最小灵敏系类

第七章继电保护和自动装置

（4）速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故 障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动 没人的效果等。 （5）配电系统中的电力设备和线路应装设短路故障、异常运行的继电保护和自动装置 短路故障保护应有主保护和后备保护，必要时可再增设辅助保护。 主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路 故障的保护。 后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近 后备两种方式。 远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备。近后 备是由本电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护。 辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简 单保护。 （6）如果为了满足相邻保护区末端短路时的灵敏性要求，将使保护过分复杂或在技术上 难以实现时，可按下列原则处理： 1）在变压器后短路的情况下，可缩短后备保护作用的范围； 2）后备保护灵敏系数可仅按常见的运行方式和故障类型进行验算； 3）后备保护可无选择地动作，但应尽量采用自动重合闸或备用电源自动投入装置来补 救。 （7）保护装置用电流互感器的比误差不应大于10%。当技术上难以满足要求，且不致 使保护装置不正确动作时，才充许较大的比误差。 （8）在配电系统正常运行情况下，当电压互感器的二次回路断线或其他故障能使保护装 置误动作时，应装设自动闭锁装置，将保护解除动作并发出信号。当保护装置不致误动作 时，一般只装设电压回路断线信号装置。

第二节电力变压器的保护

296 工业与民用配电设计手册

电力变压器的继电保护配置

①当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的带时限过电流保护。 ②当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器中性线工 保护。 ③低压电压为230/400V的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保 ①密闭油浸变压器装设压力保护。 ?干式变压器均应装设温度保护。

②当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器中性线上的零序过电 保护。 ③低压电压为230/400V的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护。 ①密闭油浸变压器装设压力保护。 ?干式变压器均应装设温度保护

第七章继电保护和自动装置

电力变压器的电流保护整定计算

接地保护（采 保护装置的动作电流尚应与低压出 的零序保护相配合

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Y，dll 带有自起动电动机的变压器，其过负荷系数按电动机的自起动电流确定。当电源侧装设自动重合闸或备用 动投人装置时，可近似地用下式计算

ux+K.Sm Sr 380 400

式中u一变压器的阻抗电压相对值； Sr变压器的额定容量，kVA； SMz需要自起动的全部电动机的总容量，kVA； K一电动机的起动电流倍数，一般取5。 ?两相短路超瞬态电流I%等于三相短路超瞬态电流Is的0.866倍，三相短路超瞬态电流即对称短路电流初始 （见第四章）。 ④Y，ynO接线变压器采用在低压侧中性线上装设专用零序互感器的低压侧单相接地保护，而D，ynl1接线变压器 不装设。 ③对于Y，ynO接线的变压器为25%，对于D，yml1接线的变压器可大于25%，一般取35%。

第七章继电保护和自动装置 299

第七章继电保护和自动装置301

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第七童继电保护和自动装置303

变压器出口处故障时流入继电器的电流计算及灵敏系数比较

可为Y、d、D.d、Y、接线可为三绕组也可为双绕

2.变压器Y接线侧电流互感器为△接线，变压器△接线侧电流互感器为Y接线； 3.按公式计算灵敏系数时，I为流过相应侧的短路电流，且为归算至该侧的有名值，按简化公式计算灵敏系数 时，1为归算至基本侧的总短路电流有名值： 4.nTA4、nTAY为相应侧电流互感器的变比，其电流互感器分别为△和Y接线； 5.计算两相和三相短路保护装置灵敏系数比值的条件为系统负序阻抗等于正序阻抗； 6.本表适用于继电器三相式接线。如继电器为两相式接线，则表中编号3栏变压器Y侧两相短路时的电流和灵 敏系数比值应除以2。

符号说明 电流互感器二次回路接线系数，Y 形接线时取1.0，△形接线时取3； 电流互感器变比； 变压器各侧额定一次电流，A： 变压器各侧电流互感器二次回路额 定电流，A； 保护装置各侧抽头整定计算值 （N1、N为实际插头额定值，由 面板上电位器进一步细调平衡）： 电流互感器误差，取0.1； 变压器带有调节抽头时，取分接头 规范之半，一般可取0.1； 可靠系数，一般取0.1~0.2； 正常运行时电流互感器的最大误 差，一般取0.01~0.05； 差动元件动作电流，A； 制动系数； 差电流闭锁元件动作值，A

第七童继电保护和自动装置

(2）整定计算。 1）过电流保护：保护装置的动作电流

Kgh /irT 3 × 36.4 =8.4(A),取9A K.nTA

保护装置一次动作电流

nTA 20 = 180(A)

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保护装置的动作时限取0.5s。 2）电流速断保护：保护装置的动作电流

瞬动电流倍数（电流速断保护装置动作电流与过电流保护装置动作电流之比）为

瞬动电流倍数（电流速断保护装置动作电流与过电流保护装置动作电流之比）为 49.8 = 5.54,取 6 倍

TA4的变比1000/5，故保护装置一次动作电流

[op.K = 10(A)

.,=10×1000/5=2000（A)

第七章继电保护和自动装置

变压器各侧额定电流及互感器选择

按躲过电流互感器二次回路断线条件

op=1.3lr=1.3×1466=1906(A）

因此，应该按躲过外部故障最大不平衡电流条件，选用6.3kV侧一次动作电流I。p 44A。 3）确定线圈接法及匝数：平衡线圈I、Ⅱ分别接于6.3kV及35kV侧。 基本侧（6.3kV)二次动作电流

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基本侧（6.3kV）的计算匝数

选择基本侧的实用匝数

Kjx Iop 1 × 2544 II·op·K = 8.48(A) nTA.I 300

W1 sy = 7血

其中差动线圈实用匝数Wesy=6匝，平衡线圈I实用匝数W1·ph*sy=1匝。 在实用匝数下，6.3kV侧继电器动作电流为

4）确定35kV侧继电器平衡线圈的匝数

5）计算由于实用匝数与计算匝数不等而产生的相对误差△f

35kV侧继电器动作电流

故最小灵敏系数满足要求。

GB/T 5015-2017 弹性柱销齿式联轴器=15.86(A) 120

"edK 15.86 = 2.38 = lop·K 6.67

第三节6~10kV线路的保护

第三节6~10kV线路的保护

GB/T 27586-2011 山葡萄酒第七章继电保护和自动装置

①无时限电流速断保护范围，应保证 使该母线残压低于50%~60%额定电压的短路。为满足这一要求，必 要时保护装置可无选择地动作，并以自动装置来补救