继电保护概述ppt课件.ppt

1 第1章继电保护概述 2 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 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 第1章继电保护概述 目录 1 1继电保护的任务 1 2对电力系统继电保护的基本要求 1 3继电保护的基本原理及保护装置的组成 教学要求 3 1 1继电保护的任务 1 1 1电力系统的组成及其生产特点1 组成 发电机 变压器 输配电线路 母线 电动机等2 生产特点 发 供 用同时完成 不能储存 3 要求 电力系统运行安全 可靠 连续 4 1 1 2电力系统的故障和不正常的工作状态1 故障是不可避免的自然因素 风雨雷电 鸟兽灾害等人为因素 设备构造上的缺陷 设计和安装的错误 检修质量不高 运行维护不当 设备绝缘老化等 2 短路 电力系统最常见的故障是短路短路 指正常运行以外的一切相与相之间 相与地之间 电机或变压器同一相绕组不同线匝之间的短接 短路形式d 1 最常见 d 1 1 d 2 和d 3 最危险 1 1继电保护的任务 5 1 1 2电力系统的故障和不正常的工作状态3 不正常的工作状态指电气设备的正常运行状态遭到破坏 系统的运行参数偏离规定的允许值 但尚未发展成故障 a 其性质 后果及危害性有别于故障b 长时间的不正常运行有可能造成故障如长期过负荷 温度升高 绝缘老化 故障 1 1继电保护的任务 6 1 1 3短路的后果1 故障点电弧引起故障设备损坏 带负荷拉闸 2 短路电流产生的热效应 电动力效应引起非故障设备寿命缩短 由于绝缘水平降低 3 电压下降 影响产品质量4 系统稳定性遭到破坏 甚至系统瓦解 1 1继电保护的任务 7 1 1 4继电保护的任务继电保护装置是一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置 它能反映电气元件的故障和不正常运行状态 并动作于断路器跳闸或发出信号 1 1继电保护的任务 1 故障时 自动 快速 有选择地切除故障运行 2 不正常工作状态时 及时反应发出信号 8 1 1 5 继电保护发展过程1 原理 基本量 I U保护 复杂量 对称分量保护 阻抗保护 稳定量 暂态量2 元件 电磁式继电器 整流型和晶体管型 分立元件 集成电路 微处理器 计算机 1 1继电保护的任务 9 熔断器保护 是最早出现的简单过电流保护 在低压线路和用电设备中还被应用 机电型保护 20世纪初 继电器开始广泛应用于电力系统的保护 晶体管保护 上世纪50年代 晶体管式继电器 静态继电器 出现 集成电路出现 标志着静态继电器向第二代的过渡 微机保护 上世纪80年代 微机保护开始广泛被应用 微机保护特点 具有巨大的计算 分析和逻辑判断能力 可以实现各种复杂的保护功能 用同一个硬件实现不同的保护原理 1 1继电保护的任务 10 1 2对电力系统继电保护的基本要求 主保护 能以较小的动作时限 有选择地切除被保护元件整个范围内故障的保护 后备保护 被保护元件的主保护拒动或退出工作时 以及相邻元件的保护或断路器拒动时 能保证带一定延时使断路器跳闸 以消除故障的保护 辅助保护 弥补主后备保护的缺陷而增设的简单保护 适用于主 后备保护不理想 11 图1 1电网保护选择性动作 演示 1 2对电力系统继电保护的基本要求 1 2 1选择性 正确判断故障发生位置的能力 只把故障部分切除 非故障部分继续运行 使停电范围最小 外部故障不动作 12 1 主保护 图1 2后备保护的构成方式 a 远后备保护 b 近后备保护 2 后备保护 1 远后备 2 近后备 13 指出 不能片面追求保护的快速动作 快速保护 一般动作时间 0 08 0 12s 最快可达 0 02 0 04s 断路器 一般动作时间 0 1 0 15s 最快可达 0 05 0 06s 1 2对电力系统继电保护的基本要求 1 2 2速动性 1 目的 限制故障的不良后果 避免形成事故 2 故障切除时间 保护装置动作时间 断路器固有跳闸时间 14 1 2对电力系统继电保护的基本要求 1 2 3灵敏性 对被保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力 指保护范围内任何地点 任何运行方式下 任何短路类型 保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量 灵敏系数表示式为 过量保护 欠量保护 15 1 2对电力系统继电保护的基本要求 1 2 4可靠性 保护范围内该动时 不应拒动保护范围外不该动时 不应误动拒动 后备保护误动 自动重合闸上述四个要求必须同时具备 且解决好之间的矛盾 如 选择性 速动性 可靠性 灵敏性 可靠性 选择性 选择性 速动性 补救 矛盾 16 正常时 线路流过负荷电流Ifh 各母线电压为额定电压Ue 5 10 故障时 线路流过短路Id 故障点电压 U 0 各变电所母线电压有所下降 1 3继电保护的基本工作原理及组成 关键 正确区分正常 不正常 故障状态的差异 以实现保护1 3 1保护装置的原理利用被保护线路或设备故障前后某些突变物理量为信息量 1 单侧电源网络 17 利用基本电气参数量的区别 1 过电流保护 反映电流增大而动作的保护 2 低电压保护 反映电压降低而动作的保护 3 距离保护 反映保护安装处到短路点之间的阻抗 1 3继电保护的基本工作原理及组成 18 表1 1根据一端电气量的变化所构成的保护 19 2 双侧电源网络 如图所示 线路正常运行或外部短路时 被保护线路两侧电流相位相反 而保护区内部短路时 被保护线路两侧电流相位相同 1 3继电保护的基本工作原理及组成 图1 3双侧电源网络 20 表1 2两端电气量的比较及其保护 21 3 反映序分量或突变量是否出现反映负序分量可构成不对称短路保护 反映零序分量可构成接地短路保护 根据正序分量是否突变可构成对称 不对称短路保护 4 反映非电量保护反映瓦斯气体构成瓦斯保护 反映绕组温度升高可构成过负荷保护 1 3继电保护的基本工作原理及组成 22 1 3 2各种保护装置简介1 过电流保护 Id 2 低电压保护 U 3 功率方向电流保护 功率方向电流大小4 距离保护 X U I正常 X大 U Ue I Ifh 故障 X小 U Id 5 差动保护 电流相位电流大小6 高频保护 利用高频信号监测各电气量情况 1 3继电保护的基本工作原理及组成 23 1 3继电保护的基本工作原理及组成 1 3 3继电保护装置的组成测量部分 对输入量与整定值进行比较 根据比较结果 给出 是 非 性质的逻辑信号 判断保护是否应该起动 逻辑部分 根据测量部分逻辑状态 使保护按一