电力系统继电保护概述.ppt

第1章电力系统继电保护概述 1 电力系统继电保护2 继电保护基本原理和组成3 对继电保护要求4 继电器 教学要求 理解电力系统继电保护含义 任务 了解继电保护装置基本原理及组成 理解对继电保护的基本要求 熟悉继电器的图形符号文字表示方法以及型号的表示方法 理解主保护 后备保护 辅助保护 起动 动作等几个重要名词定义 继电保护装置 继电保护 电力系统继电保护 1 1电力系统继电保护作用 1 电力系统故障和异常运行 电力系统的发电机 变压器 母线 输电线路和用电设备通常处于正常运行状态 但也可能出现故障或异常运行状态 在三相交流系统中 最常见 最危险的故障是各种形式的短路 直接连接 不考虑过渡电阻 的短路称为金属性短路 电力系统的正常工作遭到破坏 但未形成故障 称为异常运行状态 与其他电气元件相比 输电线路是电力系统中最容易发生故障的一环 短路故障的最大特点是 短路点的短路电流很大 电压降低 最常见的异常运行状态是电气元件的电流超过其额定值 即过负荷状态 短路产生后果 短路更严重的后果 可能导致并列运行的稳定性 引起系统振荡 甚至系统瓦解 故障和异常运行状态都可能发展成系统中的事故 事故是指系统或其中一部分正常工作遭到破坏 造成少送电 停止送电或电能质量降到不允许地步 甚至造成设备或人员伤亡 为提高供电可靠性 对电气设备要进行正确地设计 制造 安装 维护和检修 一旦出现异常必须及时发现 发生故障有选择地切除故障 继电保护是一种能反应电力系统中电气元件发生短路故障或异常状态 动作于跳闸或发出信号的一种自动装置 2 继电保护的任务 任务 2 当电力系统出现异常运行状态时 并根据运行维护条件 动作于发出信号 减负荷或跳闸 1 2继电保护的基本原理和组成 1 继电保护基本原理 继电保护基本原理是利用被保护线路或设备故障前后某些变化的物理量为信息量 当信息量达到一定值时 起动逻辑环节 发出相应的命令 1 利用基本电气参数量的区别 发生短路故障后 利用电流 电压 线路测量阻抗 电压电流间相位 负序和零序分量的出现等的变化 构成相应的保护 1 过电流保护 如图在bc线路上发生三相短路故障 则从电源到短路点之间将流过短路电流 保护1和保护2都能反应 测量 到这个电流 保护2首先动作于断路器qf2跳闸 2 低电压保护 低电压保护是反应电压降低而动作的保护 此时a b母线上的电压将降低 保护1 2都能反应到电压降低 从选择性要求 保护2应首先动作 3 距离保护 距离保护也称低阻抗保护 是反应保护安装处到短路点之间的阻抗下降而动作的保护 b母线上电压为 保护2测量阻抗为 其大小等于保护安装处到短路点间的阻抗 正比于短路点到保护2之间的距离 2 利用比较两侧的电流相位 正常运行时 线路ab两侧的电流大小相等 相位差为 外部发生短路故障时 显然外部短路时 结论与正常运行相同 保护区内部短路时 从分析可知 若两侧电流相位相同 则判为内部故障 若两侧电流相位相反 则判为外部故障 利用被保护线路两侧电流相位 可构成纵差保护 相差高频保护 方向保护等 3 反应序分量或突变量是否出现 特点 接地短路时 将出现零序分量 发生短路时 正序分量将出现突变 可以根据是否出现负序 零序分量构成序分量保护 根据正序突变量构成对称 不对称短路保护 4 反应非电量保护 反应变压器内部故障时所产生的瓦斯气体 构成瓦斯保护 反应绕组温度升高而构成过负荷保护等 2 继电保护装置的组成 1 测量部分 测量被保护对象的有关物理量 与给定量进行比较 给出 是 或 非 信号 2 逻辑部分 根据测量输出的大小 性质 输出逻辑状态 使保护按一定逻辑关系工作 然后确定跳闸或发信号 3 执行部分 根据逻辑部分传送的信号 最后完成保护装置所承担的任务 1 3对继电保护的要求 每一电气元件一般都有装设 主保护 后备保护 必要时增加辅助保护 主保护 反应整个被保护对象的故障并以最短的时延有选择地切除故障的保护 后备保护 当主保护或断路器拒动时 用来切除故障的保护 近后备 主保护或断路器拒动时 由本保护对象的另一套保护实现后备 远后备 主保护或断路器拒动时 由相邻元件或线路的保护实现后备的 辅助保护 为补充主保护或后备保护的不足而增设的比较简单的保护 2 选择性 保护装置动作时仅将故障对象从电力系统中切除 使停电范围限制在最小的范围内 1 可靠性 在规定的保护区内发生故障时 它不应该拒动 区外发生故障时不误动 3 灵敏性 在保护区内发生故障时 保护装置反应故障能力 通常用灵敏度来衡量 反应过量的保护 反应欠量的保护 由于多数短路故障是非金属性短路 计算或测量参数有误差等 要求灵敏度要大于1 4 速动性 应力求保护装置能迅速地切除故障 保护的基本要求是互相联系而又互相矛盾的 继电保护是随着电力系统的发展 在不断解决保护装置应用中出现的对基本要求之间的矛盾 使之在一定条件下达到辩证统一的过程中发展起来的 继电保护的基本要求是分析研究各种继电保护装置的基础 是贯穿本课程的一条基本线索 继电器是各种继电保护装置的基本组成元件 一般来说 按预先整定的输入量动作 并具有电路控制功能的元件称为继电器 当输入量等于起动量时 输出量突然增大 称为动作 1 4继电器 当输入量小于返回值时 称为继电器返回 返回系数 常开触点 常闭触点 使继电器的正常位置时的功能产生变化 称为起动 继电器完成所规定的任务 称为动作 从动作状态回到初始位置 称为复归 失去动作状态下的功能 称为返回 继电器型号含义 常用继电器和保护装置示例 常用继电器和保护装置示例 小结 2 不对称短路将出现负序分量 接地短路将出现零序分量 可利用负序 零序构成序分量保护 根据线路阻抗变化可构成距离保护 利用故障分量可构成故障