第1章 继电保护绪论

1、dtdiLdtdiLririuu2211221121dtddtdiLriudtddtdiLriumm2222211111双绕组单相变压器双绕组单相变压器 0SLjGiPPP0SLjGiQQQ发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率0SLjGiPPP0SLjGiQQQ负荷使用的有功功率和无功功率负荷使用的有功功率和无功功率0SLjGiPPP0SLjGiQQQ电力系统中各种有功功率和无功功率损耗电力系统中各种有功功率和无功功率损耗max.kkSSmax.min.iiiUUUmaxminfffmax.ijijII 所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约所有的

2、等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为束条件不满足但又不是故障的工作状态称为 造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老 化和损坏从而导致故障。 所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为束条件不满足但又不是故障的工作状态称为 所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为束条件不满足但又不是故障的工作状态称为 所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作

3、状态称为束条件不满足但又不是故障的工作状态称为常见的十种短路类型常见的十种短路类型纵向不对称故障纵向不对称故障最常见且最危险的是各种类型的短路最常见且最危险的是各种类型的短路 复杂故障：在电力系复杂故障：在电力系统的不同地点（两处统的不同地点（两处或两处以上）同时发或两处以上）同时发生不对称故障的情况生不对称故障的情况 系统或其中的一部分的正常工作遭到破坏，并造系统或其中的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，成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人员伤亡和电气设备的损坏。甚至造成人员伤亡和电气设备的损坏。一旦故障发生，要求在十分之几甚至百

4、分之几秒内切一旦故障发生，要求在十分之几甚至百分之几秒内切除故障设备。除故障设备。运行人员运行人员继电保护装置继电保护装置 第三道防线：失步解列与频率、电压控制第三道防线：失步解列与频率、电压控制失步解列：在互联电网失去同步后，在预定的地点解列，失步解列：在互联电网失去同步后，在预定的地点解列，以各子网能独立满足供电需求。以各子网能独立满足供电需求。频率控制：通过低周减载、开启备用机组等满足频率要求，频率控制：通过低周减载、开启备用机组等满足频率要求，通过高周切机保证频率稳定、机组安全。通过高周切机保证频率稳定、机组安全。电压和无功控制：通过低压减载和增发无功维持电压水平，电压和无功控制：通过

5、低压减载和增发无功维持电压水平，防止电压崩溃。防止电压崩溃。争取各自平衡，尽量减少对用户的损失，维持各子网的安争取各自平衡，尽量减少对用户的损失，维持各子网的安全，创造并网条件。全，创造并网条件。 电流增大 I = 0； I = Id IUZ非电气量：瓦斯保护，过热保护等。非电气量：瓦斯保护，过热保护等。 原则上说：只要找出正常运原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越且差别越明显，保护性能越好。好。 20argIU正常运行时： -负荷功率因数角线

6、路正方向发生三相短路：8560argIU-线路阻抗角反方向发生三相短路：)8560(180argIU测量测量比较比较元件元件逻辑逻辑判断判断元件元件执行执行输出输出元件元件相应输入量相应输入量跳闸或信号跳闸或信号测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出行比较，根据比较结果给出“是是”、“非非”、“大大于于”、“不大于不大于”等具有等具有“0”0”或或“1”1”性质的一组性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。逻辑信号，从而判断保护

7、是否应该启动。 根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。或发信号，并将有关命令传给执行元件。常用逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返常用逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。回、记忆等。 根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时负的任务。如：故障时, ,

8、动作于跳闸并发出信号；不动作于跳闸并发出信号；不正常运行时正常运行时, ,发出信号；正常运行时发出信号；正常运行时, ,不动作等。不动作等。 继电保护系统的构成继电保护系统的构成KAKTKS信号IQFTAYRt主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护。 近后备保护：在本元件处装设两套保护，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护动作远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护低压

9、母线保护区变压器保护区高压母线I保护区线路保护区发电机保护区高压母线II保护区高压母线保护区 可靠性是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（简称拒动）；而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。 影响可靠性的因素 内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平内外接线简明触点多少等 外在的：运行维护水平调试是否正确正确安装等提高可靠性的办法 选用适当的保护原理，在尽可能的情况下尽量简化接线，减少元器件的数量和触点的数量。 提高保护装置所选用的器件质量和工艺水平，并有必要的抗干扰措施。 提高保护装置安装和调试的质量，并加强维护和管理。

10、 采取保护装置多重化。 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。量缩小停电范围。 例例： 当当d1点短路时，保护点短路时，保护1、2动动跳跳1DL、2DL 有选择性有选择性12345678ABCD 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。量缩小停电范围。 例例： 当当d2点短路时，保护点短路时，

11、保护5、6动动跳跳5DL、6DL 有选择性有选择性12345678ABCD 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。量缩小停电范围。 例例： 当当d3点短路时，保护点短路时，保护7、8动动跳跳7DL、8DL 有选择性有选择性12345678ABCD 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。量缩小

12、停电范围。 例例： 当当d3点短路时，若保护点短路时，若保护7拒动或拒动或7DL拒动，保护拒动，保护5动（远后备）动（远后备）跳跳5DL 有选择性有选择性 12345678ABCD 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。量缩小停电范围。 当当d3点短路时，若保护点短路时，若保护7正确动作和正确动作和7DL跳闸，跳闸，保护保护5动动跳跳5DL，则越级跳闸（非选择性），则越级跳闸（非选择性） 例例： 停电停电小结：小结：选择性就是故障点在区内就动

13、作，区外选择性就是故障点在区内就动作，区外就不动作。当主保护未动作时，由近后备或远就不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置、护比较完善（对保护装置、DLDL、二次回路和直、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。且实现简单、经济，应优先采用。 作用于断路器跳闸的保护都要求动作迅速作用于断路器跳闸的保护都要求动作迅速。其主要原因如下：其主要原因如下： 可以可以提高系统稳定性；提高系统稳定性； 减少用户在低电压下

14、减少用户在低电压下工工作的时间；作的时间； 减少故障元件的损坏程度；减少故障元件的损坏程度； 避免故障进一步扩大。避免故障进一步扩大。 QFprttt故障切除时间故障切除时间：tpr-保护动作时间 tQF-断路器动作时间 最快快速保护：spr12. 006. 0tspr04. 001. 0tsQF15. 006. 0t断路器：最快sQF06. 002. 0t 灵敏性是指在规定的保护范围内，对故障情况的反灵敏性是指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确不论短

15、路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。地反应出来。 通常，灵敏性用通常，灵敏性用灵敏系数灵敏系数来衡量，并表示为来衡量，并表示为K Ksensen。 对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护） setksenIIKmin.保护的动作参数故障参数的最小计算值保护区内金属性短路时其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。方式、故障类型和短路点来计算的。 灵敏性是指在规定的保护范围内，对故障情况的反灵敏性是指在规定的保护范围内，对故障

16、情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。地反应出来。 通常，灵敏性用通常，灵敏性用灵敏系数灵敏系数来衡量，并表示为来衡量，并表示为K Ksensen。 对反应数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）对反应数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。方式、故障类型和短路点来计算的。 max. ksetsenUUK故障参数的最大计算值保护区内金属性短路时保护的动作参数在GB14285-1993继电保护和安全自动装置技术规程中，对各类保护的灵敏系数的要求都作出了具体规定，一般要求灵敏系数在1.22之间。1.4 1.4 继电保护发展简史继电保护发展简史19011901年年 19081908年年 19101910年年 1920192