《电力系统继电保护》课件-1.3对电力系统继电保护的基本要求

——一条馈线的保护对电力系统继电保护的基本要求继电保护如何做好电力系统的外科医生电力系统继电保护电力系统继电保护馈线就是指纯粹的由电源母线分配出去的电线路，直接到负荷的负荷线。“馈”字含有赠与的意思，从负载侧看，馈线就是向负载供电的线。当负荷正常运行时，线路中流过的是正常的负荷电流。电流互感器装设在线路出口处，采集本线路的电流。电力系统继电保护电力系统继电保护电压互感器装设在母线出口处，采集本线路所在母线的电压。断路器操动机构，是使断路器触头按指定操作顺序和方式实现接触与脱离的机构。其作用相当于枪的扳机。而断路器的操作动力来自于电气储能。电力系统继电保护电力系统继电保护当馈线上发生故障时，流过线路的电流由负荷电流突然上升为故障电流，这时就需要借助于继电保护装置跳开断路器，使故障点失去能量来源，以切除该故障。电力系统继电保护

保护装置通过测量经电压互感器、电流互感器所获得的母线电压及线路电流等信息，判断故障确实存在，向断路器操动机构发出跳闸命令，后者执行跳闸操作，跳开断路器的三相主触头，切断故障电流。…电力系统继电保护将通过一次电力设备电流、电压线性地传变为适合继电保护等二次设备使用的电流、电压，并使一次设备与二次设备隔离的设备如电流、电压互感器等继电保护工作回路一般包括：断路器跳闸线圈与保护装置出口间的连接电缆，指示保护装置动作情况的信号设备；操作机构；保护装置及跳闸、信号回路设备的工作电源等。…电力系统继电保护继电保护工作回路一般包括：总之，要完成继电保护的任务，除需要继电保护装置外，还必须通过可靠地继电保护工作回路的正确动作才能最后完成跳开故障元件的断路器、对系统或电力元件的不正常运行状态发出警报、正常运行时不动作等任务。…电力系统继电保护继电保护工作回路一般包括：对电力系统继电保护的基本要求——继电保护四性要求-可靠性继电保护四性要求可靠性（reliability）----最重要的性能指标之一保护的可靠性（reliabilityofprotection）指的是在给定条件下的给定时间间隔内，保护能完成所需功能的程度或能力。可信赖性安全性继电保护四性要求保护的信赖性（dependabilityofprotection），指的是在给定条件下的给定时间间隔内，继电保护装置或继电保护系统不发生拒动的程度或能力。保护的安全性（securityofprotection），是指在给定条件下的给定时间间隔内，继电保护装置或继电保护系统不发生误动的程度或能力。保护的安全性和信赖性取决于保护装置本身的保护原理、制造质量、保护回路的连接和运行维护水平。继电保护四性要求可信赖性安全性可靠性是继电保护技术对电力系统安全稳定运行所做贡献的最综合指标，是对继电保护性能的最根本要求。可信赖性指继电保护在电力系统需要其动作时，挺身而出，精准出击。如保护装置拒动，导致故障无法切除，则保护的可信赖性就差。继电保护四性要求安全性多是指在长期的电力系统运行过程中，要求继电保护不受干扰，不做错事。如果正常运行时，保护装置误动作，跳开断路器，则保护的安全性就差。继电保护四性要求由于不同的电力系统结构不同，电力元件在电力系统中的位置不同，误动和拒动的危害程度不同，因而提高保护安全性和信赖性的侧重点在不同情况下有所不同。在说明防止误动更重要的时候，并不是说防止拒动不重要，而是说，在防止误动的同时要充分防止拒动，反之亦然。…安全性可信赖性鱼与熊掌不可兼得——孟子继电保护四性要求…继电保护四性要求可信赖性安全性从系统的角度相对而言，保护系统构成越简单，其可靠性越高，保护系统越复杂，其可靠性越低。在继电保护系统的设计上，安全性及信赖性往往无法同时兼顾，只能根据实际的需要，权衡得失，折衷处理。金无足赤，人无完人继电保护四性要求K1，K2代表具有相同功能的保护装置。只有K1，K2同时动作，才能实现跳闸，两者在逻辑上构成“与门”关系。优点是安全性增加了，可依赖性减弱了。继电保护四性要求母线保护，由于它的误动将会给电力系统带来严重后果，则更强调不误动的安全性，一般以两套保护出口触点串联后跳闸的方式。继电保护四性要求220kV及以上电压等级的输电线路都装设两套工作原理不同，工作回路完全独立的快速保护，采取各自独立跳闸的方式，提高不拒动的信赖性。继电保护四性要求更为重要的是，电力系统中，发生故障的机率较小。影响保护正确性的因素，多因于测试、检修等因素。所以要加强设备的检修和维护。电力系统中故障频繁时，继电保护必须具有高可靠性，才能保证电力系统的安全稳定运行。人为因素二次接线问题维修不当互感器问题保护装置本身继电保护四性要求影响继电保护动作可靠性的因素：继电保护四性要求（1）简单不一定可靠，但复杂更不可靠（2）保护多数是修坏的（3）继电保护不可靠，多不是由于保护装置造成的（4）保护装置动作可靠性约90%总结继电保护四性要求（1）继电保护相对微小（2）继电保护的正确动作是其本分之事（3）继电保护是无言的哨兵（4）继电保护工作极富挑战性（5）继电保护工作需要很强的综合能力总结对电力系统继电保护的基本要求——继电保护四性要求-选择性继电保护四性要求选择性（selectivity）----谨慎地选择保护的选择性（selectivityofprotection）是指保护检出电力系统的故障区和故障相的能力。当发生故障时，应尽可能缩小电力系统被停电的范围，只将故障部分从系统中切除，最大限度地保证系统中无故障部分的继续安全运行。继电保护四性要求短路点位于线路的最末端CD线路上，CD线路上K3点发生短路时，根据选择性的要求，应由离故障点最近的断路器QF6跳开切除故障。继电保护四性要求如果QF6没跳闸，即拒绝动作，造成CD线路上的短路电流很大，同时C母线的电压也会大幅度降低，影响C母线上的其他负荷的正常工作。即扩大了停电范围。继电保护四性要求如果QF6动作跳闸，即动作具有选择性，只是故障线路被切除，C母线上的其他负荷分支正常工作，提高了供电可靠性和稳定性。继电保护四性要求如果CD线路上的保护拒绝动作，则它的上一级线路，BC线路上的保护经一定延时跳开断路器QF5，BC线路停电。此时，虽然故障也被切除了，但是全部负荷都中断供电。继电保护四性要求“后备”的概念BC线路所配置的保护超越了本线路的范围，覆盖了相邻线路CD线路的保护范围。起到了后备保护的作用，使得故障对于系统的影响尽可能地控制在一个较小的范围内。防止故障进一步扩大。继电保护四性要求如果此时QF6的上级线路断路器QF5处保护未能动作，则只有跳开QF1～QF4来切除故障，这将造成A母线以下区域整个失去电源。继电保护四性要求对于K1点故障，应跳开断路器QF1、QF2。如只跳开QF1，则故障点并没有被完全地切除。对于QF1处保护，其动作正确，具有选择性，而对于QF2处的保护，其失去选择性。继电保护四性要求对于K1点故障，如果故障线路的保护未动作，断路器QF1、QF2没跳闸，而与之平行的线路保护动作跳开QF3、QF4，则称保护动作行为“失去选择性”继电保护四性要求对于分相跳闸的线路（如AB线路），如果某一相（如A相）发生故障，保护应正确选择出故障相别，如果选相（如选择了B相跳闸）错误，也称为“失去选择性”继电保护四性要求总结：保护动作要实现选择性，必须能准确判定故障点找到故障点，尽可能小范围地切除但是有些时候，保护不动作反而是正确的为了防止停电范围的扩大，做到有备无患，后备保护及时正确动作也是保护选择性的体现不该后备保护动作时，而抢先动作，这种行为实质就是“添乱”在多线路电力系统中，选择性尤为重要。如果选择性有问题，可能会导致电力系统大面积停电，导致重大的经济损失和社会压力。对电力系统继电保护的基本要求——继电保护四性要求-灵敏性与快速性

继电保护四性要求速动性在继电保护基本要求中，速动性是必不可少的性能指标之一注意：保护的速动性是指保护尽可能快地切除故障的能力。其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。

继电保护四性要求速动性与灵敏性故障切除的总时间=保护装置的动作时间+断路器动作时间力系统发生故障时，引起系统电压、电流、频率等电气量变化非常短暂，几乎同时进行，因此要求电力系统的故障切除时间越短越好。注意：保护装置的动作总时间一般不超过3个工频周期，即60ms，现代断路器的固有动作时间，一般不超过5个工频周期，即100ms总体而言，故障切除的总时间的最大值一般不超过8个工频周期，即160ms。

继电保护四性要求速动性与灵敏性对于CD线路上的故障，按照选择性的要求，CD线路上的保护应先动作，上级线路BC线路上的保护应后动作。

继电保护四性要求灵敏性保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。

注意：满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。

继电保护四性要求如图所示，对于QF1处保护而言，它除了能够反映AB线路上的故障，它还能反映离它较远的CD线路上的K3点故障。所以，保护所能感知并加以动作的故障位置离保护安装处越远，则其灵敏性越高。灵敏性

继电保护四性要求灵敏性对于QF1处保护而言，它感知远处的故障后，应等待其下级保护先动作，否则就会出现抢动，就会失出选择性。所以灵敏性高是优势，但如果不加以时间的限制，反而会有坏的结果。

继电保护四性要求灵敏性即灵敏性和选择性之间出现了矛盾，灵敏性越高，选择性越差，因此，需要在灵敏性和选择性之间寻找一个平衡点，使继电保护既能够准确地反应故障，又能够减少误动作。保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。

继电保护四性要求灵敏性例如：要满足灵敏性，保护动作定值就不能定的太高。但是保护定值如果太低，保护可能就不可靠。比如过负荷时，再受到扰动时，保护就误动作了。灵敏性与可靠性之间也有矛盾。

继电保护四性要求灵敏性对于QF5处保护而言，K3点故障时，需要经较长延时动作；而对于K2点故障时，需要经较短延时动作。即近处故障，对于速动性要求高，远处故障，对于灵敏性要求高。灵敏性与速动性之间也是矛盾统一的关系保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。

继电保护四性要求灵敏性与速动性总结：保护的速动性是尽可能地快速，并不是盲目地快速灵敏性是保护对于故障的感知能力灵敏性与速动性是相对矛盾的，有的保护需要突出速动性，有的保护需要突出灵敏性保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。

继电保护四性要求灵敏性与速动性总结：在电力系统中，继电保护是保障电力系统安全稳定运行的重要措施。这些性能指标相互制约，既矛盾有统一，如选择性与灵敏性之间，可靠性与速动性之间，都存在上述关系。保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行保护的灵敏性是指保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。状态的反应能力。即满足灵敏性要求的保护装置应该在规定的保护范围内故障时，在系统的任意运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。

继电保护四性要求灵敏性与速动性总结：所以在工程实际中，需要根据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。即在理论和实践中寻求平衡点，提高保护措施的灵敏且准确性。

针对于不同类型的保护，就保护“四性”，提出不同的要求。对电力系统继电保护的基本要求——对继电保护的评价对继电保护的基本要求

对继电保护的评价继电保护系统的简单性和经济性学习目标：对继电保护的评价01意义：使继电保护对电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。02必须对继电保护的运行情况进行评价，特别是对电力系统故障时继电保护的动作行为做出评价。为总结和提高继电保护的运行管理、产品研发和制造以及设计、基建水平提供技术标准和依据。

对继电保护的评价（1）继电保护正确动作率要求和评价：…（4）继电保护直接责任导致的重、特大电网事故次数。（2）故障快速切除率（3）线路重合成功率

对继电保护的评价正确动作的评价：…

对继电保护的评价不正确动作的评价：…继电保护配合失当误整定个人误碰或误接线继电保护装置问题注意：

对继电保护的评价电力系统发生故障时，需要继电保护动作于跳闸，在技术上一般应满足四个基本要求。四个基本要求之间，紧密联系，又辩证统一。对继电保护的评价…必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力元件的继电保护，以免“作茧自缚”。对继电保护的评价01继电保护的简单性：02从表面上看，一些附加的、非必需的保护装置或保护功能配置，使得保护变的很强大。而实质上，对于保护而言，每附加一个功能，也就附加了一个潜在的事故隐患，同时也增加了维护量。一个继电保护系统需要尽可能地保持朴实而简捷的面貌同时又能保证完成其预期的任务

对继电保护的评价在可靠性中所述，保护的拒动有可能是我们始料未及的电力系统中灾难性问题所造成的。继电保护的简单性：…但存在于保护系统中的隐患，在经年累月的运行过程中，更容易使保护产生误动行为。

对继电保护的评价在数字式保护流行的当代，许多保护厂家所生产的保护为了迎合不同现场的需求，配置了多种保护功能强调继电保护装置的灵活性继电保护的简单性：…许多运行单位也很推崇保护功能的“多多益善”

对继电保护的评价经过多年的运行，不难发现，过分的追求保护功能的复杂化，实质上并未取得良好的效果。继电保护的简单性：…恰恰相反，过多的灵活性导致了保护的复杂化，从而降低了继电保护可靠性，不利于运行管理与整定计算。在工作中，力求保护的简单性体现在多个方面对于电力系统，采用合理的网架结构继电保护的简单性：是电网安全稳定运行的物质基础也是充分发挥继电保护装置性能，简化系统保护的物质基础合理的运行方式

对继电保护的评价

对继电保护的评价对继电保护的评价…继电保护的简单性：在保护原理回路设计中要力求减少中间环