继电保护第1章-绪论

1、电力系统继电保护电气信息工程系王 铭2014 年 2 月第 1 章 绪 论一、电力系统运行状态及继电保护的任务二、继电保护的基本原理及其构成三、对继电保护的基本要求四、继电保护的发展简史一、电力系统运行状态及继电保护的任务1、电力系统基本概念电力系统：由各种电压等级的电力线路，将各种类型的发电厂、变电站和电力用户联系起来的一个发电、变电、输电、配电和用电的整体。电力系统一次设备：发电机、变压器、母线、电容器、线路、电动机等电力系统二次设备：对一次设备的运行状态进行监控、保护、测量的设备。 等式约束条件不等式约束条件2、电力系统的运行状态电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作状况。正常运行状

2、态、故障状态和不正常运行状态2、电力系统的运行状态电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作状况。1.正常运行2.故障3.不正常运行断线 短路三相短路、 两相短路、单相接地短路、两相接地短路等单相断线 两相断线电力系统运行状态最危险，最常发生短路正常运行情况之外的相与相之间、相对地之间的短接。短路特点：I，U短路故障的后果：(1)通过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。(2)短路电流通过非故障元件，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

3、荡，甚至瓦解。1.正常运行2.故障3.不正常运行过负荷、 过电压频率降低 、系统振荡等电力系统运行状态不正常运行状态 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不正常运行 故障事故 人身伤亡停电设备损坏继电器图片3、继电保护的任务 （1） 什么是继电保护？电力系统继电保护包括电力系统继电保护技术和电力系统继电保护装置两方面。 继电保护技术：是一个完整的体系。它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构

4、成。 继电保护装置：能反应电力系统故障和不正常运行状态并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置1、当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动地、迅速地、有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。（把“故障状态”和“正常状态”区分开）2、当电力系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。 （把“不正常状态” 和“正常状态”区分开） （2）继电保护的任务131、保护原理实质:根据“差异”区分故障（短路）状态与正常状态。二、继电保护的基本原理及其构成继电保护的工作回路原理图2、继电保护装置的组成完成保护装置所担负

5、的任务。如：故障时跳闸；不正常运行时发信号。 测量逻辑执行被测物理量整定值跳闸或信号测量被保护对象输入的有关电气量并与已给定的整定值比较，根据比较结果判断保护是否该启动 进一步确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。 3、继电保护的工作回路4、继电保护的配合及分类继电保护装置按保护对象分按保护原理分按继电器工作原理分按保护作用分输电线路保护发电机保护变压器保护电动机保护母线保护电磁型型继电器感应型继电器电动型型继电器整流型继电器护静态型继电器电流保护电压保护距离保护差动保护方向保护零序保护主保护后备保护辅助保护继电保护的分类主保护、后备保护主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以尽可

6、能短的延时，有选择性地切除故障的保护称为主保护。后备保护：当主保护或断路器拒动时起作用，从而动作于相应断路器以切除故障元件。 近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护。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主保护或后备保护退出运行时，而增设的简单保护。对于反应电力系统故障而动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求: 选择性速动性灵敏性可靠性三 对继电保护的基本要求关于选择性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，以尽量缩小停电范围的一

7、种性能。 选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。当主保护拒动时，由近后备或远后备切除故障，使停电范围最小。快速切除故障的作用：(1)提高系统稳定性(2)减少用户在低电压下工作的时间(3)减少故障元件受损坏的程度，避免故障进一步扩大关于速动性保护装置以允许而又可能的最快速度切除故障的性能。速动性与选择性在一定的程度上讲是一对矛盾体。关于速动性故障切除的总时间等于保护装置动作时间和断路器动作时间之和。 一般的快速保护的动作时间为0.040.12s，最快的可达0.010.04s； 一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.06s。保护装置以允许而又可能的最快速度切除故障的性能。 灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为 ，也称为灵敏度。在计算保护的灵敏系数时，可按如下原则考虑：1.在可能的运行方式下，选择最不利于保护动作的运行方式；2.在所保护的短路类型中，选择最不利于保护动作的短路类型；3.在保护区内选择最不利于保护动作的那点作为灵敏度校验点（计算所选的短路点）。关于灵敏性在设计规定的保护范围内，保护对故障情况