继电保护的基本知识.doc

一、电力系统的事故和不正常运行状态 电力系统的事故和不正常运行状态对电力系统的安全影响很大，事故和不正常运行状态主要有下列几种。 1.短路事故 短路是输电线路和电气设备最严重的故障，它可以分为对称短路(三相短路)和不对称短路，后者又分为单相短路、两相短路、两相短路接地。短路引起的危害很大： (1) 中断或影响对用户的供电。 (2) 损坏电气设备。 (3) 破坏电力系统稳定。 (4) 使电厂失去厂用电，甚至引起全厂停电。 (5) 引起对通信线路的干扰。 为了减少短路的危害，必须尽快将发生事故的元件从电网中切除，以便恢复系统的正常运行，并减轻故障设备损坏的程度，这就借助于继电保护装置。 2.不正常运行状态 电气设备的不正常运行状态有多种，如小接地电流系统的单相接地，电气设备温度过 过负荷，发电机转子一点接地等等。发生不正常运行状态时，不需立即将设备从电网中切除，只发出预告信号，通知值班人员以便及时处理，使系统恢复正常运行，这也要借助于继电保护装置。 二、对继电保护的基本要求 为了使继电保护装置能及时、正确地完成它所担负的任务，对其有以下四个基本要求： 1选择性 当电力系统某部分发生故障时，继电保护应只切除网络中的故障元件，称为保护装置的选择性。即首先切除靠近故障点的断路器，使停电范围尽量缩小，保证非故障部分的正常运行。 以图8-1为例，在各个断路器处都装有保护装置。当f1点故障时，因为短路电流经过断路器qf1，qf2，qf3，qf4，qf5，qf6流至故障点f1，则相应的保护装置都有可能动作。但根据选择性的要求，应首先由断路器qf6处的保护装置动作，使断路器qf6跳开，切除故障线护装置首先使断路器qf5跳开，则变电所将全部停止供电，这种情况称为无选择性的动作，一般是不允许的。同理，f 2点短路时，应由断路器qf5跳开；f 3点短路时，应将断路器qf1、qf2跳开。 图8-1 继电保护的选择性动作快速切除故障可以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，为电动机自起动创造有利条件，并可提高电力系统的稳定性。但切除故障的时间越短，往往使保护装置越复杂，可靠性将相应降低，因此对不同元件的保护，应作具体的分析。3灵敏性灵敏性是指保护装置对故障和不正常工作状态的反应能力。在继电保护装置保护范围内发生故障，不管系统的运行方式、短路点位置和短路性质如何，保护装置都应正确动作；而在保护范围外发生故障时，保护装置又都不应动作。通常用灵敏系数来衡量保护装置对故障的反应能力，各种保护装置的最小灵敏系数，都有具体的规定数值。4可靠性投入运行的保护装置，应随时处于准备状态，当被保护设备发生故障时，保护装置应能有选择性的正确动作，不应拒动，而当无故障或故障发生在保护范围外时，则不应该误动作 若不能保证工作的可靠性，保护装置本身便成为扩大事故或直接造成事故的根源。为了保证保护装置的可靠性，要求保护的设计原理、整定计算、安装调试正确无误，还要求组成保护的各元件质量好，并需加强运行维护。应该指出，对上述四项要求要结合具体情况作综合处理，对于35千伏及以下的电网，在满足选择性和灵敏度的条件下，应尽量采用简单的保护，以提高保护的可靠性。 三、继电保护的基本原理1继电保护的类型电力系统发生故障时的特点是电流增大、电压降低、电流和电压间的相位角会发生变化。因此，应用于电力系统中的各种继电保护的绝大多数都是以反应这些物理量的变化为基础，利用正常运行与发生故障时各物理量间的差别来实现的。根据所反应的上述各种物理量的不同，构成了以下各种不同类型的继电保护：(1) 反应电流改变的，有电流速断、定时限过流、反时限过流及零序电流保护等。 (2) 反应电压改变的，有低电压和过电压保护。 (3) 既反应电流又反应电流与电压间相角改变的，有方向过电流保护。 (4) 反应电压和电流的比值，即反应短路点到保护安装处阻抗(或距离)的，有距离保护等。 (5) 反应输入电流和输出电流之差的，有差动保护。 2继电保护的组成 继电保护虽有各种类型，但一般都由测量部分、逻辑部分和执行部分三个基本环节组成，其示意的框图如图8-2所示。各基本部分的作用是：(1) 测量部分。是测量反映被保护设备工作状态(正常工作状态、不正常工作状态或事故状态)的一个或几个有关的物理量。 (2) 逻辑部分。是根据各测量元件输出量的大小或性质及其组成或出现的顺序，判断被保护设备的工作状态，以决定保护是否应该动作。 (3) 执行部分。是根据逻辑部分所作出的决定，执行保护的任务(即给出信号、或跳闸，或不动作)。 现以图3-1过电流保护接线为例加以说明。在该保护中，电流继电器1ka、2ka的线圈回路就是测量部分