电力系统继电保护--绪论.ppt

1、第一章 绪论电力系统继电保护的作用继电保护的基本原理继电保护装置的组成对继电保护装置的基本要求继电保护技术的发展简史参考文献重点回顾 思考题 电力系统继电保护的作用电力系统的正常运行状态所有的等式和不等式约束条件均满足，表明电力系统以足够的电功率满足负荷对电能的需求；电力系统中各发电、输电和用电设备均在规定的长期安全工作限额内运行；各母线电压和频率均在允许的偏差范围内，提供合格的电能。电力系统继电保护的作用电力系统的故障状态和不正常运行状态故障状态：电气元件发生短路、断线时的状态。最常见且最危险的故障状态是各种形式的短路。不正常运行状态：电气元件超出正常允许的工作范围，但没有发生故障的运行状态

2、。发生短路时可能引起的后果：强大的短路电流和电弧，烧毁故障设备；损坏非故障设备；使电能质量恶化；破坏系统稳定性。电力系统继电保护的作用电流超过了额定值，使电气元件载流部分和绝缘材料温度不断升高，加速绝缘老化和损坏，并有可能发生故障。过负荷状态因短路故障引起邻近健全设备处于电流严重升高状态，对于健全设备而言。因功率缺额而引起的频率降低因发电机突然甩负荷而产生的过电压电力系统发生振荡电力系统继电保护的作用电力系统事故及事故的防治对策事故：电力系统整体或部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏等严重后果的事件。电力系统事故发生原因：自

3、然的 设备的 人为的电力系统继电保护的作用电力系统事故及事故的防治对策对策：设备的制造、设计、安装各个环节严把质量关，加强维护、检修，力争把事故消灭在发生之前。电力系统各设备之间是电和磁的联系，故障一旦发生，故障量将以近似光速的速度影响其他非故障设备，甚至引起新的故障。为了防止事故的扩大，电力系统一旦发生不正常运行状态，能及时通知运行人员采取措施或启动自控装置，这些必须借助继电保护装置。电力系统继电保护的作用继电保护装置及其任务继电保护装置是指装设于整个电力系统的各个元件上，能在指定区域快速准确地对电气元件发生的各种故障或不正常运行状态作出反应，并按规定时限内动作，使断路器跳闸或发出信号的一种

4、反事故自动装置。电力系统继电保护的作用任务：切除故障 针对不正常运行状态报警 快速恢复供电作用：把故障影响限制在最小范围，预防故障的发生。继电保护技术是电力系统必不可少的组成部分，对保障系统安全运行，保证电能质量，防止故障扩大和事故发生，都有极其重要的作用。电力系统继电保护的作用继电保护装置是指装设于整个电力系统的各个元件上，能在指定区域快速准确地对电气元件发生的各种故障或不正常运行状态作出反应，并按规定时限内动作，使断路器跳闸或发出信号的一种反事故自动装置。继电保护系统是多种或多套继电保护装置的集合。电力系统继电保护的作用继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及

5、实现、继电保护装置设计、继电保护运行与维护等技术构成，而完成继电保护功能的核心是继电保护装置。继电保护用来泛指继电保护技术或继电保护系统，习惯上可把继电保护装置简称为继电保护。继电保护的基本原理在电力系统发生短路故障时，电气量相对于正常运行状态要发生很大变化电流明显增大：在短路点与电源间直接联系的电气元件上的电流会增大电压明显降低：故障相的相电压或相间电压会下降，而且离故障点愈近，下降愈多，甚至降为零电压与电流间的相位角会发生变化测量阻抗会发生变化：测量阻抗为测量点电压与电流相量的比值电气元件流入与流出电流关系发生变化出现负序和零序分量：正常运行时，系统中只存在正序分量，但发生不对称故障时会产

6、生负序和零序分量继电保护的基本原理利用故障时这些电气量的变化特征，可以构成各种原理的继电保护电流明显增大 过电流保护 电压明显降低 低电压保护测量阻抗会发生变化 距离保护出现负序和零序分量 零序保护或负序保护继电保护的基本原理利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差别 纵联差动保护、相差高频保护、方向高频保护利用非电气量构成保护气体 瓦斯保护温度 过负荷保护继电保护装置的组成继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分组成测量被保护元件工作状态的有关物理量，并和已给定的整定值进行比较，从而判断保护是否应该启动。根据测量部分各输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合

7、，使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部件根据逻辑部分送的信号，完成保护装置所担负的任务。对继电保护装置的基本要求选择性继电保护装置动作时，应在尽可能小的范围内将故障元件从电力系统中切除，尽量缩小停电范围，最大限度地保证系统中非故障部分能继续运行。对继电保护装置的基本要求选择性一般地，把反映被保护元件严重故障，快速动作于跳闸的保护装置称为主保护；而把主保护系统失效时作备用的保护装置称为后备保护。这种后备保护是安装在同一处实现的，称为近后备保护；在远处实现，称为远后备保护。对继电保护装置的基本要求k2点发生短路时，主保护5或断路器5拒动，可利用保护5的动作信号起动一个特殊的装置使与母线B

8、相连的断路器2QF和4QF跳闸来切除电源，从而隔离故障。由于上述后备保护的作用是在主保护安装处实现的，近后备保护。K2对继电保护装置的基本要求速动性快速地切除故障可以提高电力系统的稳定性，减小用户在电压降低的情况下工作的时间，缩小故障范围，以及缩小故障元件的损坏程度。为兼顾速动性和选择性，一般允许保护带有一定延时切除故障。对于不同的电压等级和不同结构的网络故障切除的最小时间有不同的要求。对继电保护装置的基本要求灵敏性可靠性对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。保护装置的灵敏性通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，保护的灵敏度就越高。在其规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该

9、拒动（拒绝动作）；而在其他不属于它应该工作的情况下（包括系统正常运行或发生了该保护装置不应该动作的故障），则不应该误动（错误动作）。对继电保护装置的基本要求以上四个要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间，既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。继电保护技术的发展简史继电保护技术是随着电力系统的发展和科学技术的进步而不断发展起来的。20世纪50年代继电保护装置都是机电型继电器电子型静态保护装置体积大，消耗功率大，动作慢，机械转动部分容易磨损或粘连，调试维护复杂。体积小，消耗功率小，动作速度快，无机械转动部分。20世纪70年代晶体管型继电保护装置大量应用，集

10、成电路元器件出现体积更小，功耗更低。继电保护技术的发展简史20世纪80年代集成电路型继电保护装置取代了晶体管型20世纪90年代微机型保护体积更小，功耗更低。计算机化、网络化、保护控制测量一体化、人工智能化参考文献电力系统继电保护，卢继平，重庆大学出版社。电力系统继电保护原理与应用，尹项根，华中科技大学出版社。电力系统继电保护典型故障分析，国家电力调度通信中心编，中国电力出版社。电力系统继电保护的作用继电保护的基本原理对继电保护装置的基本要求几个基本概念重点回顾思考题如图，各断路器处均装有继电保护装置P1-P7。试回答下列问题：1、当K1点短路时，根据选择性要求应由哪个保护动作并跳开哪个断路器？

11、如果6QF因失灵而拒动，保护又将如何动作？2、当K2点短路时，根据选择性要求应由哪个保护动作并跳开哪几个断路器？如果此时保护3拒动或3QF拒跳，但保护P1动作并跳开1QF，问此种动作是否有选择性？如果拒动的断路器为2QF，对保护P1的动作又该如何评价？思考题在图示网络中，设k点发生短路，试就以下几种情况评价保护1和保护2对四项基本要求的满足情况：（1）保护1按整定时间先动作，跳开断路器1QF，保护2启动，并在切除故障后返回；（2）保护1和保护2同时按保护1整定时间动作，并跳开断路器1QF和2QF；（3）保护1和保护2同时按保护2整定时间动作，并跳开断路器1QF和2QF；（4）保护1启动，但未跳闸，保护2动作，跳开断路器2QF；思考题作业：何谓主保护和后备保护？如图，当线路CD的K3点发生短路故障时，哪些保护应动作？如保护P6和P5拒动，根据选择性要求，哪些保护应动作？如线路AB的K1点发生短路，根据选择性要求，哪些保护应动作？如果保护P2或2QF拒动，哪些保护应动作？