第一章绪论继电保护讲义

第一章绪论继电保护讲义第一节第一节 电力系统继电保护的作用电力系统继电保护的作用 v一、电力系统的故障和不正常运行状态 电力系统的一次设备：电力系统的一次设备：发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、补偿电容器、电动机及其他用电设备等。电力系统的一次设备：电力系统的一次设备：对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备。v根据不同的运行条件，可以将电力系统的运行状态分为正常状态正常状态、不正常状态不正常状态和故障状态故障状态。v不正常运行状态：过负荷；系统中出现有功功率缺额而引起的额定频率减低；发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高；中性点不接地系统和非有效接地系统中的单相接地引起的非接地相对地电压升高；系统振荡。v故障：各种形式的短路；断线故障或者几种故障同时发生的复合故障。v发生故障时可能产生的后果：（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。（2）短路电流通过系统中非故障元件时，由于发热和电动力作用引起它们的损坏或缩短使用寿命。（3）部分电力系统的电压大幅度下降，使大量电力用户的正常工作和生活遭到破坏或产生废品。（4）破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。v二、继电保护装置及其任务 v继电保护装置继电保护装置：反应电力系统中电气元件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。v继电保护装置基本任务：继电保护装置基本任务：(1)发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭受破坏，保证非故障部分迅速恢复正常运行；(2)对不正常运行状态，根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸，且能与自动重合闸相配合。第二节第二节 继电保护的基本原理和继电保护的基本原理和 保护装置的组成保护装置的组成v一、继电保护的基本原理1.利用基本电气参数的区别（1）过电流保护。（2）低电压保护。（3）距离保护。AB C12kI)3(k0kUkZv2.利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差别v规定电流的正方向：从母线流向线路，线路AB两侧电流相位（或功率方向）。双侧电源网络 v (a)正常运行情况；(b)线路AB外部短路情况；(c)线路AB内部短路情况 ABC(a)ABC(b)1kABC(c)2kv3.序分量是否出现 电气元件在正常运行（或发生对称短路）时，负序分量和零序分量为零；在发生不对称短路时，一般负序和零序都较大。根据这些分量的是否存在可以构成零序保护和负序保护。此种保护装置都具有良好的选择性和灵敏性。v4.反应非电气量的保护 反应变压器油箱内部故障时所发生的气体而构成瓦斯保护；反应于电动机绕组的温度升高而构成过负荷保护等。v二、继电保护装置的组成v继电保护由三个部分组成：测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分逻辑部分执行部分输入信号输出信号整定值第三节第三节 对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求 v电力系统继电保护的基本性能应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。选择性、速动性、灵敏性、可靠性。v一、选择性 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。k1点短路时，应先由保护3动作跳闸，将故障线路CD切除，而变电所A、B、C继续供电，而不是由保护1或2首先动作跳闸，中断变电所B、C、D的供电，造成大面积停电。ABCD1k123二、速动性v 短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减轻短路引起的破坏程度，减小对用户工作的影响，提高电力系统的稳定性。因此，在发生故障时，应力气保护装置能迅速动作切除故障。v 故障切除的总时间等于保护装置和断路器动作时间之和。一般的快速保护的动作时间为0.060.12s，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。v三、灵敏性v指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时，不论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否存在过渡电阻，都能敏锐感觉，正确反应。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，则保护的灵敏度就越高，反之就越低。v四、可靠性v指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其他不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。第四节第四节 继电保护技术的发展简史继电保护技术的发展简史 v 首先出现了反应电流超过一预定值的过电流保护。熔断器熔断器就是最早的、最简单的过电流保护。v电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置（断路器）的过电流继电器。v1890年出现了装于断路器上直接反应一次短路电流的电磁型过电流继电器。20世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。v1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。v1910年方向性电流保护开始得到应用，在此时期也出现了将电流与电压相比较的保护原理。v在1927年前后，出现了利用高压输电线上高频载波电流传送和比较输电线两端功率方向或电流相位的高频保护装置。v在20世纪50年代，微波中继通讯开始应用于电力系统，从而出现了利用微波传送和比较输电线两端故障电气量的微波保护。在1975年前后诞生了行波保护装置。v继电保护的结构型式的发展：机电式整流式晶体管式集成电路式微机式