继电保护课件第一章绪论

电力系统继电保护原理主讲教师：杨明玉华北电力大学电力系电自教研室2023/3/11--课程情况简介总学时：48学分：3讲课学时：42实验学时：6先修课程：电路理论、电机学、电力系统分析基础2023/3/11--教材2023/3/11--参考书2023/3/11--参考书2023/3/11--参考书2023/3/11--第一章绪论2023/3/11--一、电力系统的运行状态1.正常工作状态2.故障状态3.不正常工作状态短路、断线过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等最常见且最危险的是各种类型的短路2023/3/11--短路的后果数值很大的短路电流通过短路点将燃起电弧，使故障设备烧坏甚至烧毁；短路电流通过非故障设备，由于热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或使设备缩短使用寿命；电力系统中大部分地区的电压下降，使大量电能用户的正常工作遭到破坏或产生废品；破坏电力系统并列运行的稳定性，而使事故扩大，甚至造成整个电力系统瓦解。2023/3/11--事故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，甚至造成人员伤亡和电气设备的损坏。2023/3/11--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。只能由继电保护装置才能完成此任务2023/3/11--继电保护技术

继电保护的原理设计、配置、整定、调试、运行及维护等继电保护装置

能反应电力系统中电气设备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。二、继电保护的基本概念电力系统继电保护=继电保护技术+继电保护装置2023/3/11--自动、迅速、有选择性的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反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求迅速动作应该具备事件记录和网络通讯的功能三、继电保护的作用2023/3/11--1.基本原理正常运行短路过电流保护四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--四、继电保护的基本原理、构成及分类1.基本原理低电压保护正常运行

短路2023/3/11--1.基本原理距离保护正常运行

短路lk四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--1.基本原理序分量保护正常运行不对称短路四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--1.基本原理线路两侧电流相量的差别电流差动保护四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--1.基本原理线路两侧电流相位的差别电流相位差动保护四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--1.基本原理线路两侧功率方向的差别方向比较式纵联保护四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--1.基本原理非电气量保护：瓦斯保护，过热保护等…电压、电流的突变量突变量保护暂态量暂态量保护差异保护四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--2.继电保护装置的构成通信四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--2.继电保护装置的构成将输入量与给定值进行比较，给出具有0或1性质的逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。跳闸或信号测量部分逻辑部分执行部分相应输入量四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--根据测量部分各输出量的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行部分。2.继电保护装置的构成跳闸或信号测量部分逻辑部分执行部分相应输入量四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--跳闸或信号测量部分逻辑部分执行部分相应输入量根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。2.继电保护装置的构成四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--四、继电保护的基本原理、构成及分类2.继电保护装置的构成以过电流保护为例测量逻辑执行2023/3/11--3.继电保护的分类按被保护的对象分类

输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等

按保护原理分类

电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等

按继电保护测量值与整定值的关系分类过量保护、欠量保护四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--按保护所反应故障类型分类

相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等按继电保护装置的实现技术分类

机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等

3.继电保护的分类四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。按保护所起的作用分类

主保护、后备保护、辅助保护等3.继电保护的分类后备保护：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两种。四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--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；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻上级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。3.继电保护的分类四、继电保护的基本原理、构成及分类2023/3/11--举例：四、继电保护的基本原理、构成及分类主保护范围变压器发电机变压器组母线线路母线线路发电机2023/3/11--四、继电保护的基本原理、构成及分类保护范围的重叠举例：2023/3/11--四、继电保护的基本原理、构成及分类保护范围的重叠举例：2023/3/11--四、继电保护的基本原理、构成及分类后备保护QF5失灵举例：2023/3/11--四、继电保护的基本原理、构成及分类后备保护远后备保护QF5失灵举例：2023/3/11--四、继电保护的基本原理、构成及分类后备保护断路器失灵保护QF5失灵举例：2023/3/11--五、对继电保护的基本要求1.可靠性（信赖性和安全性）影响可靠性的因素：装置本身的质量和运行维护水平信赖性：在其保护范围内发生应该动作的故障时可靠动作，即不应该拒绝动作安全性：在不需要其动作时可靠不动作，即不应该误动作提高安全性和信赖性地措施常常是矛盾的，需根据具体情况采取适当的措施2023/3/11--五、对继电保护的基本要求2.选择性指电力系统发生故障时，在可能最小的区间内将故障元件切除，最大限度地保证系统中无故障部分元件仍能继续安全运行当k1点短路时，保护1、2动→跳1QF、2QF

有选择性例：2023/3/11--五、对继电保护的基本要求2.选择性例：当k2点短路时，保护5、6动→跳5QF、6QF有选择性指电力系统发生故障时，在可能最小的区间内将故障元件切除，最大限度地保证系统中无故障部分元件仍能继续安全运行2023/3/11--五、对继电保护的基本要求2.选择性例：当k3点短路时，保护7、8动→跳7QF、8QF有选择性指电力系统发生故障时，在可能最小的区间内将故障元件切除，最大限度地保证系统中无故障部分元件仍能继续安全运行2023/3/11--五、对继电保护的基本要求2.选择性例：当k3点短路时，若7QF未跳保护5动（远后备）→跳5QF

有选择性指电力系统发生故障时，在可能最小的区间内将故障元件切除，最大限度地保证系统中无故障部分元件仍能继续安全运行2023/3/11--五、对继电保护的基本要求2.选择性例：当k3点短路时，若保护7正确动作和7QF跳闸保护5动→跳5QF，则越级跳闸（非选择性）停电指电力系统发生故障时，在可能最小的区间内将故障元件切除，最大限度地保证系统中无故障部分元件仍能继续安全运行2023/3/11--五、对继电保护的基本要求2.选择性小结：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、QF、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）且实现简单、经济，应优先采用。2023/3/11--五、对继电保护的基本要求3.速动性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：①可以提高系统稳定性；②减少用户在低电压下工作的时间；③减少故障元件的损坏程度；④避免故障进一步扩大。2023/3/11--五、对继电保护的基本要求3.速动性故障切除时间：最快快速保护：断路器：最快2023/3/11--五、对继电保护的基本要求4.灵敏性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，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。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Ksen

2023/3/11--五、对继电保护的基本要求4.灵敏性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。①过量保护

②欠量保护

2023/3/11--五、对继电保护的基本要求4.灵敏性在GB14285-2006《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