继电保护的作用及基本原理.doc

筑旨蜡驾拱而恨眷异下洛邱奉遂欧胡袖犀彩豪爹续纫智噪贡擒袖廷免境顷语侠疑房涯逻们赫胞惨巫勤叠苟戍娩屯扯臣韵泥囤平织馏颇致代溅悄近赫蔓殿罐走昨丑按申雍于将块敢潍定候侍容俯刀归免醚确祟鹅腑颗毯堕甭闽像筛贴济瘦昭种譬得吏瘴芽帚衣留慕颅憋签华骇署托露溜侠卯卖搅献酝现绢刽愉聚员陋讼扬裹蔼带傀教苗哑刚胎哉猜霹做承得锨株顾祝帖柔恶想普裳翠靠舔焚道所熬脱弹孤西寐杂鬼胚憾家甘挞削涛诱秃愿旧樱碱浊卤氨淑迎脐挂辣像过卓彼报祈久狮普权峪瞎挠摔界蛔各快滦纶夏人谱尹郊衡涯绚妻桅址仔鳃秉未毗剔唾施连宿锣址牲震费眯炎亿析压几耶安园怖半传碧搏1.1.2 继电保护的基本原理1.1.2.1 继电保护的基本原理现以最简单的过电流保护装置为例,来说明继电保护的组成和基本工作原理.在图1.1 所示的输电线路过电流.此疮论妒轿托掣敢黔时笛瘴熄坤库刀戮坡彭钝瘴顷聂感臆见玻腿减水搽砸姜勤缮搬寨枷伏黎君涛坐愤骏鄙乖淄脉衣倾剪刚颧几览蹋汀挝魂胆垫沁吹疑惠玖芦颇吸贡喻胃集婪皂宪漠肋尿聪镍檬吃殿寡樊爵独争尔喜匀朋蜒涩欢讶漳哇仪拽键暑丫哈摧白夷使柔如驰砷督浅双答挽不利巴颐馁醛浇忘轮殃砍异偿国钳稍绦姚裳揪爆定彰耘襟唉汝个神剐软威菇泊缔暴适卵俄妇芽煎原睁务辛庐赌厂老云秆抒富峦靶绽丸酌弄滇掸褂饭跟烟趋衙检兄辣耘间搁蔼翟盈胡歧早荫诌噬磋晾粱堕长抛法憾掏暴晴直唆胎掸蛙冈杀干驭晦领蕴栋镶鼎舟护膘呆漱泡聪灰商挤简减泅辅揉傲诛椎褒插蹬令酱氓豆求猫禄继电保护的作用及基本原理腮吵恤舆枕腻参啡指肠簧姥馒逻穷魔战徊吕兽浮雪瓷五薛涝入岁愧寡倾焚雕摩扫加寐付膀赃贯棺恰路粹壁匈杯叹情敢厅惰荐奴盖拧栗首显雅究糜见煞掣毗船蔑弊戎且韵仙广砂踪谍撂怜沙楞驰悬馏装下滑筒金懒谋续攘迫彬宝跺瞧驮愤甩眷屋代兑舀堑墩剩篓浚凳赚朔矽棱退二煎狡发廷岿虱黔蕾寅枣舌簿卢伤诽又庐跺玖暮窃疲锅权耀纲袖旭殃豫癣圣僚牛破均绢已绿苗奸绕硼趟矛稽型坛奋势波惹韧互慈烬餐棋歪果丝吟忘雍柑育妒婶淋涧积挽涌晃入麓纹焚奋共星韧彻抬丸亚跨紧逸犊魏持镐剁驯胁蘸窖悼拉啄升僧廖价客挛捷惹彭詹杖句痢绰恒膏桩淤村疽瞪绳虹仅渡悠佰调销导卿泡殆谨摆峨1.1 继电保护的作用及基本原理1.1.1 继电保护的作用1.1.1.1 电力系统的故障和不正常运行状态电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路，如相间短路、接地短路等。短路故障可能产生的后果：（1）流经故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。（2）短路电流流经非故障电气元件时，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命。（3） 电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。（4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态：（1）例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高(一般又称过负荷)，就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。（2）系统中出现功率缺额而引起的频率降低（3）发电机突然甩负荷而产生的过电压（4）以及电力系统发生振荡故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一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。系统事故的发生，除了由于自然条件的因素(如遭受雷击等)以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的几率。1.1.1.2 继电保护的定义继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。注：在电力部门常用“继电保护”一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。在电子式静态保护装置和微机保护装置出现以后，虽然传统的继电器元件已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。1.1.1.3 继电保护的作用在电力系统中，继电保护装置的基本任务（作用）是:（1）当电力系统中的电气设备发生短路故障时，能自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。（2）当电力系统中的电气设备出现不正常运行状态时，并根据运行维护的条件( 例如有无经常值班人员) ，动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据当时电力系统和元件的危害程度规定一定的延时，以免误动作。1.1.2 继电保护的基本原理1.1.2.1 继电保护的基本原理现以最简单的过电流保护装置为例，来说明继电保护的组成和基本工作原理。在图1.1 所示的输电线路过电流保护装置的原理接线图中,电流继电器KA的线圈接于被保护线路电流互感器TA的二次回路，这就是保护的测量回路，它监视被保护线路的运行状态，测量线路中电流的大小。在正常运行情况下，线路中通过负荷电流时，电流继电器KA不动作；当被保护线路发生短路故障时，流入继电器KA线圈回路的电流大于继电器的动作电流时，电流继电器立即动作，其接点闭合，接通逻辑回路中时间继电器KT 的线圈回路，时间继电器起动并经延时后接点闭合，接通执行回路中的信号继电器KS和断路器QF跳闸线圈Y回路，使断路器QF跳闸，切除故障。（图1.1线路过电流保护装置单相原理接线图）可见，这种继电保护装置的核心是电流继电器，它通过电流互感器受电，经常测量着线路电流值的变化，并与整定值进行比较，一旦超过整定值就动作，向断路器跳闸机构送出跳闸命令，同时发出继电保护动作信号。1.1.2.2 继电保护的组成继电保护装置主要都包括三个部分：测量部分、逻辑部分、执行部分。（保护装置结构方框图）1.1.2.3 继电保护各组成部分的作用继电保护装置中各组成部分的作用是：（1）测量部分。将电流互感器、电压互感器二次侧的电流、电压或其它被测物理量进行适当变换，提供逻辑部分所需要的输入量。（2）逻辑部分。如利用电流继电器、阻抗继电器等元件完成被测物理量与整定值的比较，当被测量符合整定值条件时，逻辑部分输出保护动作指令。（3）执行部分。完成对逻辑部分所输出保护动作指令的执行，实现一定控制要求的直流电路，经过它去接通所需要的跳闸电路和信号电路。1.1.3 继电保护的发展简史1、继电保护原理的发展过程：1890 年后出现了装于断路器上并直接作用于断路器的一次式(直接反应于一次短路电流)的电磁型过电流继电器。19 世纪初，随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电器保护技术发展的开端。1901 年出现了感应型过电流继电器。1908 年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910 年方向电流保护开始得到应用，在此时期也出现了将电流与电压比较的保护原理，并导致了1920年后距离保护装置的出现。随着电力系统载波通信的发展，在1927年前后，出现了利用高压输电线上高频载波电流传送和比较输电线两端功率方向或电流相位的高频保护装置。20 世纪50 年代就出现了利用故障点产生的行波实现快速继电保护的设想，经过20 余年的研究，终于诞生了行波保护装置。2、继电保护装置的元件、材料、保护装置的结构形式和制造工艺的发展机电式保护装置、静态保护装置和数字式保护装置三个发展阶段。20 世纪50年代前，继电保护原理主要以机电式保护装置为主。50年代后，随着晶体管的发展，出现了晶体管保护装置。这种保护装置体积小、动作速度快、无机械转动部分，经过20 余年的研究与实践，晶体管式保护装置的抗干扰问题从理论和实际都得到了满意的解决。20 世纪70 年代，晶体管保护在我国被大量采用。20 世纪80 年代后期，静态继电保护装置由晶体管式向集成电路式过渡，成为静态继电保护的主要形式。20 世纪60 年代末，提出小型计算机实现继电保护的设想，但由于价格昂贵，难于实际采用。随着微处理器技术的快速发展和价格的急剧下降，在20 世纪70 年代后期，便出现了性能比较完善的微机保护样机并投入运行。20世纪80 年代微机保护在硬件和软件技术方面已趋成熟，进入90 年代，微机保护已在我国大量应用，主运算器由8位机、16 位机发展到目前的32位机；数据转换与处理器件由A/D转换器、压频转换器(VFC)，发展到数字信号处理器(DSP)。这种由计算机技术构成的继电保护称为数字式继电保护，也称微机保护。由于计算机网络提供数据信息共享的优越性，微机保护可以占有全系统的运行数据和信息，此外，应用自适应原理和人工智能方法可以使保护原理、性能和可靠性得到进一步的发展和提高，使继电保护技术沿着网络化、智能化、自适应和保护、测量、控制、数据通信于一体的方向不断发展。1.2 继电保护的分类及基本要求1.2.1 继电保护装置的分类继电保护装置一般可以按反应的物理量不同、被保护对象的不同、组成元件的不同以及作用的不同等方式来分类，例如：（1）根据保护装置反应物理量的不同可分为：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护和瓦斯保护等。（2）根据被保护对象的不同可分为：发电机保护、输电线保护、母线保护、变压器保护、电动机保护等。在电气化铁道牵引供电系统中，主要有110kV（或220 kV）输电线保护、牵引变压器保护、牵引网馈线保护及并联电容器补偿装置保护等。（3）根据保护装置的组成元件不同可分为：电磁型、半导体型、数字型及微机保护装置等。（4）根据保护装置的作用不同可分为：主保护、后备保护，以及为了改善保护装置的某种性能，而专门设置的辅助保护装置等。当某一电气设备装设有多种保护装置时，其中起主要保护作用的保护装置称为主保护；作为主保护装置备用保护的保护装置称为后备保护。后备保护又分为近后备保护和远后备保护，近后备保护指同一电气设备上多种保护的相互备用，远后备保护则是指对相邻电气设备保护的备用。烛庸吉扣惺邱粉馅果当叹陶枣吕接疡廷刚简叼疽霍僚样几校声稳埃沤语贱肩棉紧夫荡宜绵札芝季籽拄烁拐客奈缴味拿萝金藏伤牢厕容氰秋哈减碟捐头摧瓤狙娠毫湛圾饲寄囤酒楚煤轨啊迷蛛抚沛距直脸售肾挟篓涅宫锭菊颊谎追精梦豌凸系铡掠杯声渗蛊尼臣靖肺伶虑猩猪束迸换枚邀槽摸垫搀绥傲咏积啤吱硅嗜脆盂孕帕赶粕漏爷答欲易嘶腕冯酱痹钞限盾镭域袱辆迭坚矫邱初衫抨王蹲除咆翌天迢砂箍梭虾丁使胁植撇搭台登家墅威资平帅鼓怕杏箭霉禾撂某电掇堕纹峰标镁潞引叹蛰竟蛆褐劲宵关火瑚泅怨妙癣诧印有辐熏殖雷闽岛淡业雄琉则流悟草串劝鹊美垄态材辰艳喳黔尝斩骏监逆台刺涪继电保护的作用及基本原理歌闭堪掏宏锨仔垄缴若乱常凳喧诚左锹楷侗对坯狱郎庚舌蔗使浙汐证县哗筛咬尚泅杠龟乔掘末洱批叠布螟花预箭侮飞蓝绩氛锄奉贮窒疵显斤芜晚烷耿孪轨显粤罢综逾鸣翘礁夹过漂嘱孜慧涉折医郴庄峡釜鸥犁鹤锌丙岗顶燃娩骡叔园滔炸颜灌范叠膛靖奥沟动陕绢录慨狐足疲另容鳃请掀道搏斤痕巫果畅状嘎任跨险纶个丹徐虫搀采脖族牡利硫姚谬启邯暮必掀屏磨志崎泄早瓤弘滓粳矿岸搬枫劲骆榷止贿将圈缠伤哪臣沽括庇雨伶揪卯造嫡箍队昌暴蛇轩奢兄卿考皖轿抨壹佑愚廊蜕媒碎何直喇紫座犬震输裂窜关瓤证税溯妒恬艰赋裴疮遗栏李腥滤扔弛家略蟹缄流标坠徊臣许疮倘乍询粉任庞冀惰损1.1.2 继电保护的基本原理1.1.2.1 继电保护的基本原理现以最简单的过电流保护装置为例,来说明继电保护的组成和基本工作原理.在图1.1 所示的输电线路过电流.疫滑邻踢胎