1_电力设备的电子保护.ppt

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电流互感器的型号及表示 注: 1. 结构形式的字母含义 R-套管式 Z-支柱式 Q-线圈式 F-贯穿式(复匝) D-贯穿式(单匝) M-母线式 K-开合式 V-倒立式 A-链式 2. 线圈外绝缘介质的字母含义 J-变压器油不表示 G-空气(干式) C-瓷(主绝缘) Q-气体 Z-浇注成型固体 K-绝缘壳 电流互感器的使用注意事项 1、电流互感器在工作时二次侧不得开路。 二次结线不允许开路, 必须可靠、牢固,不允许在二次回路中接入开关或熔断器。二次回路如果开路,二次侧可能会感应出危险的高电压,危及人身和设备安全;此时,一次电流全部作为激磁电流,互感器铁心会由于磁通剧增而过热,产生剩磁,导致互感器准确度的降低。 2、电流互感器二次侧有一端必须接地。 为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时,一次侧高电压窜人二次侧,危及设备和人身安全。 3、电流互感器在结线时,要注意其端子的极性。 电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用P1、P2和S1、S2表示,对应的P1和S1,P2和S2 为用“减极性”法规定的“同名端”,又称“同极性端”。(因其在同一瞬间,同名端同为高电平或低电平)。 如果接错端子,二次侧的仪表和继电器流过的电流不是要求的电流,甚至会导致事故的发生。 电气设备的电子保护技术 上海交通大学 第一章 电气设备的过负荷特性及其保护 第一节 电气设备的过负荷特性1 设电流I流过导体D(D的等效电阻为R),发热量Q1: Q1= I2R (1-1) 则D由温度 T0上升为T, 温升为?,设D的热阻为RT (℃ /w), 则D向周围散热Q2: Q2=(T-T0)/ RT =?/ RT (1-2) 设D的热容量为C (J/ ℃),则D在温升未达稳态时热平衡方程为: (1-3) 当Q1=Q2 ,D温升?(I,t)达到稳态?∞(I),此时: ?∞(I)= Q1 RT = I2R RT 结论:电气设备的最终温升与发热量和热阻成正比,与散热系数成反比。 第一节 电气设备的过负荷特性2 将?∞(I)= I2RRT 带入式(1-3), 热平衡方程可改写成: (1-4) 设t=0时D的初始温升为?0,则有: 上式中,Th为发热时间常数,且 Th=CRT(s)。 ?(I,t)用下图中的曲线表示 (1-5) 电气设备的过负荷时间 电气设备允许温升倍数? : ?=极限温升?m/额定温升?n 电气设备允许过负荷倍数? : ?=实际电流I/额定电流In 电气设备初始温升系数? : ?=初始温升?0/额定温升?n 1、则电气设备通过电流I时 (从t=0时起),允许的过负荷时间可表示为: 2、冷态过负荷时间tac:?=0时(t=0时,I=0) 3、热态过负荷时间tah:?=1时(t=0时,I= In) 极限温升?m: 取决于绝缘材料允许温升。 额定温升?n 和初始温升?0: 可以通过测量得到。 中小电机的过负荷运行时间 允许过负荷运行时间 中国 20min 3min 3s,5s,8s,15s IEC/VDE 2h 2min 2s(轻载) 5s(重载) 第二节 电气设备过负荷保护方法 1、过负荷运行的危害 虽然电气设备的极限温升都大于额定温升,过负荷造成的过热危害极大,经验表明:电气设备长期在额定温升以上运行,平均每高11℃,设备寿命减半。 2、过负荷保护方法: (1)直接温度保护: 将温度传感器预埋在设备内最高温度区域 (2)间接电流保护: 不用埋设温度传感器,通过测量电流来实施保护,可以与断相、短路保护同时进行,使用方便。 间接电流保护 定时限保护 分段定时限保护 反时限保护 可变时限保护 第三节 温度测量 一、常用过负荷保护的温度传感器的要求: 1、响应时间快(小于1s) 2、线形度要求不高(温度整定值附近测量误差5%以内即可) 3、测温范围不超过250℃。 二、常用温度传感器的种类 半导体热敏电阻:符合上述要求 负温度系数热敏电阻(NTC) 正温度系数热敏电阻(PTC) CTR PN结温度传感器:符合上述要求 热电偶:符合上述要求 金属热电阻:响应 时间长 (1-60s),不符合 半导体热敏电阻 特点 电阻温度特性:指数关系,线性度差,互换性差 时间常数(热容量*热阻):1s,比Pt和热电偶快 灵敏度:高,比Pt和热电偶高10倍 测温范围:-20℃-+250℃ 种类 NTC:负温度系数 PTC:正温度系数 CTR:负温度系数突变 热敏电阻的结构 热电偶 利用热电效应将温度直接转换为电势,应用广泛。 1、工作原理: 将两种不同材料的金属导体串接成闭合回路,当两个结点处于

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