山东大学电力系统保护与控制重点总结

绪论发生短路时可能产生的危害：1，通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，会损坏故障元件2使用寿命3，电力系统中局部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，引起系统震荡，甚至使整个系统瓦解继电保护装置的根本任务：1，自动、快速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于连续遭到破坏，保证其他无故障局部快速恢复正常运行2，反响电气元件的不正常运行状态，并依据运行维护的条件，而动作于发出信号、减度经肯定的延时动作于信号继电保护装置的构成：测量局部，规律局部和执行局部电力系统继电保护装置的要求：选择性，速动性，灵敏性，牢靠性电力系统自动掌握的主要内容：1，电力系统自动检测与掌握系统2，电厂动力机械自动掌握系统3，变电站自动掌握系统4，电力系统自动装置电力系统的分层掌握：1，依据掌握水平分2，依据模型化方法的不同分3，依据组织分层划分电网的电流保护继电特性：在启动和返回的过程中，继电器的动作快速、明确、干脆、不行能停留在某一个中间位置，这种特性叫做继电特性。三段式整定：电流速断保护〔不能保护全长〕〔响〕〔是他直承受电网接线以及电力系统运行方式变化的影响〕对于方向性电流保护：只有启动电流大于反向短路的最大电流时，不需加方向元件三段式零序电流保护：1 : 3I ，零序电流速断保护1 : 3I 0.max3I开断路器三相出头不同期合闸时，所消灭的最大零序电流 。常规整定中选取两者3I0.ust中较大的作为整定值。在装有单相自动重合闸的线路上，零序i段应当躲开非全相运3I行状态下又发生系数震荡时所消灭的最大零序电流 可设置两个零序一段保护，3I0.unc灵敏一段实行前两者中的最大值进展整定，不灵敏一段承受第三种进展整定。2，零序电流限时速断保护：与带电流限时速断保护一样3，零序过电流保护：与定时过电流保护的整定一样中性点非直接接地电网的单相接地保护特点：等与电网正常运行的相电压非故障元件上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流；电容性无功功率的实际方向由母线流向线路无功功率的实际方向由线路流向母线中性点非直接接地电网的单相接地保护：绝缘监视装置零序电流保护零序功率方向保护中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点和保护方式：1，反响稳态高次谐波重量的接地保护2，反响暂态零序电流的接地保护电网的距离保护测量阻抗：阻抗继电器依据端子上所加的电压和电流测得的阻抗值阻抗值称为整定阻抗〔保护安装处到整定点之间的阻抗〕启动阻抗：当测量阻抗位于圆周上，继电器刚好动作，对应此时的阻抗就是启动阻抗距离保护的三段式整定距离保护的组成：启动元件、测量元件、时间元件阻抗圆的动作方程〔比幅式，比相式〕特点：全阻抗继电器：动作没有方向性，没有保护死区方向阻抗继电器：动作具有方向性，只有正方向短路才动作，反方向短路不动作，存在正方向出口短路时拒动或反方向出口短路时误动的可能偏移特性阻抗继电器:具有肯定的方向性，保护出口没有动作死区，一般适合做距离保护的后备段。暂态超越：缘由：在保护范围外故障时，由于短路暂态过程中消灭的衰减非周期重量，比相回路可能误动作。防止措施：要求最大灵敏角下超范围不超过5%。对C、D相进展滤波，承受正负半周比相与门输出的方式，只有当两个电压瞬时值同时为正和同时为负的时间都大于5ms时，才允许保护装置动作。电压死区的消退方法：1，利用故障前母线电压的记忆作用2，引入非故障相电压3，承受电流速断保护作为关心保护与距离保护一段组成或门以弥补方向性阻抗继电器距离一段的死区4，承受偏移特性的阻抗继电器取代方向性阻抗继电器作为距离三段来消退死区影响距离保护工作的因素：1，短路点过度电阻2，电力系统震荡3，保护装置电压回路断线4，输电线路的串联电容补偿5，电流互感器和电压互感器的过渡过程6，短路电流中的暂态重量7，系统的非全相运行震荡和短路的区分：1，震荡时，电压电流周期性变化，短路时假设不考虑衰减，短路电压电流不变化2，震荡时，电压电流的变化慢，短路时电压突降，电流突然上升3，震荡时电压电流的相位随震荡角度变化，而短路时，电压电流的相位不变4，震荡时，保护在一周期内动作，返回一次。而短路时保护要么动作，要么不动作5，震荡时，三相对称。而短路时，不对称故障有长期的负序重量。数字式保护及掌握装置根底数字式保护及掌握装置的特点：1，调试维护便利2，牢靠性高3，易于获得附加功能4，敏捷性大5，性价比高微型机保护及掌握装置的硬件：1〔S/H模数转换装置〕作用是将装置的模拟输入量准确的转换为所需的数字量2，数据处理单元〔作用是对数据进展分析处理以完成继电器的保护及掌握的功能〔包括：微型计算机或实时数字信号处理器，只读存储器，随机读写存储器O行口以及定时器〕3，数字量输入/输出单元〔开关量输入回路，开关量输出回路，人机对话接口回路〕〔作用是完成各种保护及掌握装置的出口跳闸，信号输出，外部接点输入及人机对话等功能〕数字式保护装置的软件流程：1，数字式保护的运行软件〔主程序，采样中断效劳程序和事故处理程序〕2，数字式自动掌握装置的运行软件AD转换器的两个指标：区分率，转换速率数字式保护及掌握装置的算法：1，半周积分算法2，全波傅里叶算法〔优点是能过滤掉全部的整次谐波和纯直流重量，而且对非整次高频重量和按指数衰减的非周期重量中的低频重量有肯定的抑制作用，缺点是窗口较长〕3，相电流差突变量启动元件算法4，解微分方程算法〔无视掉了输电线路分布电容，分布电容是在暂态高频电流的根源，所以该算法的高频特性较差〕自动并列装置及自动重合闸并列的意义：提高供电的牢靠性和电能质量并列的条件：1，发电机组并列瞬间，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值不超过允许值2，发电机组并入电网后，应能快速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动并列的方式：准同期并列和自同期并列准同期并列：发电机在并列合闸前发电机转子已励磁，调整待并发电机的频率，电压出合闸脉冲，完成并列优点：并列时产生的冲击电流比较小，对系统和待并发电机均不会产生什么危害，因而在电力系统正常运行状况下的同期并列中得到广泛的应用缺点：因同期时需调整待并发电机的频率和电压，使之与系统的频率和电现功率缺额时即使投入备用容量励磁，在发电机电势渐渐增长的过程中由系统将发电机拉入同步运行承受这种方法比较有效电动势为0，相当于系统经过很小的发电机次暂态电抗短路，合闸时消灭引起系统的电压突然降低准同期并列的抱负条件：发电机和系统的频率、电压幅值相等，相角差为0合闸后果：电压幅值不匹配，产生很大的无功电流相角不匹配，产生很大的有功电流频率不匹配，产生冲击电流，有可能失去同步自动准同期装置的构成：频率差/电压差/合闸掌握单元恒定越前相角准同期并列：不能保证并列时相位差为0，相应的不能使冲击电流为0或接近滑差角频率的允许值必需限定在某一范围内恒定越前时间准同期并列，理论上可以使并列时的相位差等于0，做到无冲击并列。数字自动准同期并列装置：电压差的检测和方向掌握：幅值测量：电量变送法、沟通采样法。比。取发电机和系统频率方向掌握和电压一样也是转成越前时刻的相角自动重合闸的作用：1，在输电线路产生瞬时性故障时，快速恢复供电，大大提高供电的牢靠性2，在对双侧电源的高压输电线路，可以提高电力系统并列允许的稳定性3，在电网的设计与建设中，有些状况下由于考虑重合闸的作用，可以暂缓假设双回路线以节约本钱4，可以订正由于断路器机构不良或继电保护误动作引起的误跳闸自动重合闸的要求:手动跳闸或遥控装置跳闸不应重合手动合闸于故障线路不重合优先承受不对应原则启动，也可以由保护装置启动动作次数应符合预先的规定动作后能自动复归能与继电保护协作加速保护的动作双侧电源线路应考虑同步问题应有闭锁措施单侧单元三相一次重合闸动作延时为1s，延时元件的作用是保证断路器跳开后，故障点由足够的去游离时间和断路器绝缘强度恢复及消弧室重布满油预备再次动作。双侧线路可承受三相一次重合闸方式：1，不检查同期的重合闸方式2，自动解列或自同步的重合闸方式3，非同步重合闸方式4，检查同期的重合闸方式〔检同步一侧不允许同时投入检无压否则会消灭非同期合闸〕重合闸和继电保护的协作：35kv障，保证母线电压于永久性故障上，则加速保护动作，瞬时切除故障。后加速应用于35kv以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。有可能成功单相重合闸非全相运行的影响：1，负序电流对发电机的影响2，零序单流对通信的影响3，非全相运行状态对继电保护的影响输电线路纵联保护范围之外，从而打算是否动作。纵联保护的原理：纵联方向保护比较原理、纵联电流差动原理纵联保护的通道形式：电力线载波通道、微波通道、光纤通道、导引线通道依据通道形式将纵联保护分为四类为：电力线载波纵联保护，简称高频纵联保护〔设中继站且投资很大〕光纤纵联保护〔传输损耗小，中继间隔长，尺寸小，和连接〕导引线纵联保护电力变压器保护和母线保护变压器的内部故障可分为油箱内和油箱外两种和接地短路变压器的保护：12的单相接地短路的纵联差动保护或电流速断保护3启动过电流保护、复合电压启动的过电流保护或定时限负序过电流保护456，反响变压器过励磁故障的过励磁保护励磁涌流的特点：1，包含很大成分的衰减非周期重量，使涌流偏向于时间轴一侧2，包含大量的高次谐波，以二次谐波为主3，波形之间消灭连续，在一个周期内连续角为a防止励磁涌流影响的方法：1，在差动回路中承受具有速饱和铁心的中间变流器电器中2，利用二次谐波制动3，利用连续角制动比率制动特性：继电器启动电流随制动作用的大小而变化〔穿越电流大，制动作用大〕复合电压启动的过电流保护的优点：1，由于负序电压继电器的整定值小，因此，不对称短路时电压元件的灵敏度高2，变压器外面发生不对称短路时，由于负序电压从一侧变换到另一侧的标幺值不变，所以电压元件的动作状况与变压器实行的接线方式无关3只要低电压继电器动作后不返回，就能保证保护装置始终动作。使灵敏系数提高发电机励磁自动掌握和保护励磁掌握系统的任务：123〔静态稳定性：使Ug不变、暂态稳定性：强行励磁使功角曲线转变，减小加速面积增大减速面积〕4〔机失磁异步运行制造条件，水轮发电机组实行强行减磁〕励磁掌握系统的方式：1电压，发生故障励磁机转速不受影响。缺点是对整流子，电刷的维护工作量大，需要励磁过大时换向困难，励磁机的容量受到限制。电压响应速度慢2，沟通励磁机1、他励：不受电网干扰，牢靠性高，时间常数大，转子承受叠片构造以削减涡流损耗，造价高，有肯定的维护工作量，一旦副励磁机或自励恒压调整器发生故障，均可导致发电机组失磁2、自励：励磁调整器直接作用于同步发电机主磁场回路，不经沟通励磁机，由较的维护工作量，要求容量大些，消灭高次谐波重量3磁系统的常规检测3，静止励磁方式：1，自并励静止励磁：制造简洁，设备造价低，无转动部件，牢靠性高，运行维护便利，无需同轴励磁机，可缩短发电机主轴的长度，削减投资。励磁调整器直接掌握发电机转子电压，不经过励磁机的时滞，响应速度快，系统发生短路，机端电压下降，强励力量会受到影响，影响电力系统的暂态稳定性。短路电流快速衰减，带时限的继电保护装置可能拒绝动作2提高了运行方式的敏捷性，解决了自并励强励力量差的缺点，励磁调整器直接控制发电机转子电压，不经过励磁机的时滞，响应速度快，换向电抗增加，增加了换向压降，输出电压波形畸变较大对励磁掌握系统的要求：1，保证在各种运行状态下的牢靠性，包括起励，空载，负载，强励，强减和灭磁2，能平滑的调整发电机电压和合理的安排机组间的无功功率3，要求励磁掌握系统没有失灵区，保持同步发电机组能在人工稳定的区域运行4，励磁功率单元具有足够的调整容量，能适应各种运行工况的需要5，有足够大的励磁顶值电压和电压上升速度6，装置构造简洁牢靠，操作便利，动作快速，调整过程稳定调差系数：无功电流从零增加到额定值，发电机电压的相对变化。自动励磁限制：1，强励反时限限制2，过励延时限制3，U/f限制4，最大励磁电流瞬时限制5，欠励瞬时限制发电机的保护方式：1，反响定子绕组及其引出线上相间短路的纵联差动保护2，定子绕组的单相接地保护3，定子绕组的匝间短路保护4，发电机外部短路引起过电流保护5，负序过电流保护6，过负荷保护7，定子绕组的过电流保护8，励磁回路一点接地及两点接地保护9，失磁保护10，过励磁绕组的过负荷保护11，逆功率保护12，低频率和高频率保护13，失步保护14，其他保护横联差动保护时利用反响同一相两个绕组之间电流之差的原理构成的发电机失磁会对电力系统产生的影响：1，可能会导致电压崩溃，系统瓦解2中其他发电机过载，使事故扩大3，导致系统失去同步，系统失步解列装置动作后，局部用户将停电发电机失磁对发电机产生的影响：1，转速高于同步转速，转子上感应的差频电流使得转子过热2，定子过电流使得定子发热3，交变的异步转矩造成发电机振动电