电力线路采用串联电容补偿复习过程课件

电力设备无功电力设备无功-电压特性及电压调整电压特性及电压调整 主讲人：杨仕燕主讲人：杨仕燕 2016年年4月月电电压压偏偏移移过过大大对对电电力力系系统统本本身身以以及及用用电电设设备备会会带带来来不不良良的影响。的影响。（1 1）效率下降，经济性变差。）效率下降，经济性变差。（2 2）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。（3 3）电压过低，电机发热。）电压过低，电机发热。（4 4）系统电压崩溃）系统电压崩溃不可能使所有节点电压都保持为额定值。不可能使所有节点电压都保持为额定值。（1 1）设备及线路压降）设备及线路压降（2 2）负荷波动）负荷波动（3 3）运行方式改变）运行方式改变（4 4）无功不足）无功不足 电电力力系系统统一一般般规规定定一一个个电电压压偏偏移移的的最最大大允允许许范范围围，例例如如:35kV:35kV及及以以上上供供电电电电压压正正负负偏偏移移的的绝绝对对值值之之和和不不超超过过10%;10kV10%;10kV及以下在及以下在7%7%以内。以内。第一节 电压调整的必要性第二节 电力系统的无功功率平衡 电压是衡量电压是衡量电能质量电能质量的重要指标。的重要指标。电力系统的电力系统的运行电压水平运行电压水平取决于取决于无功功率的平衡无功功率的平衡。系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网络损耗和网络损耗在额定电压下在额定电压下对无功功率的需求，否则对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值。电压就会偏离额定值。常见的常见的无功负荷无功负荷有异步电动机、变压器、电力线路。有异步电动机、变压器、电力线路。常见的常见的无功电源无功电源有同步发电机、同步调相机、静电有同步发电机、同步调相机、静电电容器、静止补偿器。电容器、静止补偿器。1异步电动机的无功损耗异步电动机的无功损耗一、无功功率负荷和无功功率损耗图1 异步电动机的简化等值电路 jX当电压下降时,转差增大，故无功和电压的关系是非线性的。在额定电压U0附近，电动机消耗的无功功率随着电压的升高而增加，随电压的降低而减少。当电压低于临界电压Ucr时，漏磁电抗中的无功损耗占主导作用，随着电压的下降，QM反而增大。图2 异步电动机无功功率电压静态特性一、无功功率负荷和无功功率损耗 图3 异步电动机的无功功率与端电压的关系 受载系数:实际负载和额定负载之比。在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的升降而增减一、无功功率负荷和无功功率损耗假定一台变压器的空载电流I0%=2.5，短路电压VS%=10.5，在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%。如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功功率损耗的数值是相当可观的。固定损耗固定损耗变动损耗变动损耗一、无功功率负荷和无功功率损耗2变压器的无功损耗变压器的无功损耗 jB/2jB/2消耗QL（感性）提供QB（充电功率）消耗发出一、无功功率负荷和无功功率损耗3电力线路的无功损耗电力线路的无功损耗 线路的无功总损耗为一般情况下，35kV及以下系统中第可以忽略不计,线路消耗无功功率；110kV及以上系统，轻载或空载时，第 都不能忽略,此时第大于第,输电线路成为无功电源，但传输功率较大时，第大于第,此时线路要消耗无功功率。一、无功功率负荷和无功功率损耗二、无功功率电源 1、同步发电机、同步发电机 电力系统的无功功率电源包括同步发电机、同期调相机、并联电容器和静止补偿器（无功补偿装置）等。同步发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：假定隐极发电机连接在恒压母线，母线电压VN，发电机等值电路如左图所示，空载电势相量 与端电压相量 、端电流相量 的关系如右图所示：图4 向量图ACOAC长正长正比于比于SGN空载电势正空载电势正比于比于ifN改变发电机的功率因数时，发电机要受到下列条件的限制：二、无功功率电源可发视在功率以A为圆心，AC为半径做弧CF表示视在功率保持额定值的轨迹转子励磁电流以O为圆心，OC为半径做弧CD可发有功功率FDE以直线EC表示额定功率轨迹图5 发电机的P-Q极限二、无功功率电源当系统中无功电源不足，而有功备用容量又较充足时，可将负荷中心的发电机降低功率因数运行，多发无功以提高系统的电压水平。1、原动机功率约束的限制；2、定子三相绕组电流的限制；3、励磁电流的限制；4、定子端部发热的限制；5、发电机同步稳定性的限制。发电机在非额定功率因数下运行时可能发出的功率受到以下因素的限制：二、无功功率电源发电机在非额定功率因素下运行时结论：（1）当发电机低于额定功率因数运行时，能增加输出的无功功率，但发电机的视在功率因取决于励磁电流不超过额定值的条件，将低于其额定值。（2）当发电机高于额定功率因数运行时，励磁电流不再是限制条件，原动机的机械功率又成了限制条件。（3）发电机只有在额定电压、额定电流和额定功率因数（即运行点C）下运行时视在功率才能达到额定值，使其容量得到最充分的利用。二、无功功率电源同步调相机相当于空载运行的同步电动机。在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高系统电压；在欠励磁运行时（欠励磁最大容量只有过励磁容量的（50%65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电压。它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，进行电压调节。因而调节性能较好。二、无功功率电源2.同步调相机同步调相机同步调相机缺点：同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂；有功功率损耗较大，在满负荷时约为额定容量的(1.55)%，容量越小，百分值越大；小容量的调相机每kVA容量的投资费用也较大。故同步调相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。同步调相机常安装在枢纽变电所。二、无功功率电源静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它供给的无功功率QC值与所在节点电压的平方成正比，即 缺点：电容器的无功功率调节性能比较差。优点：静电电容器的装设容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较方便。QC=V 2/XC3.静电电容器静电电容器二、无功功率电源静止补偿器由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。静止补偿器的全称为静止无功功率补偿器（SVC），有各种不同的型式，目前常用的有晶闸管控制电抗器型（TCR型）、晶闸管开关电容器型（TSC型）和饱和电抗器型（SR型）三种。4.静止补偿器静止补偿器二、无功功率电源高次谐波调高次谐波调谐电感，与谐电感，与C C串联串联 滤波滤波1）自饱和电抗器型（Saturated Reactors）不需要外加控制设备，自饱和电抗器的特性：a.电压低于额定电压时，铁心不饱和，呈现大感抗值，基本上不消耗无功功率，整个装置由并联电容器组发出无功，使母线电压回升；b.电压达到或超过额定电压时，铁心急剧饱和，感抗接近零，从外界大量吸收无功功率，使母线电压降低；c.在额定电压，电抗器吸收的无功功率随电压变化从而达到稳压目的。图6 自饱和电抗器静止补偿器SR二、无功功率电源2）固定连接电容器（Fixed Capacitor）加可控硅控制电抗器（Thyristor Controlled Reactors）通过控制晶闸管的导通来改变电感L吸收的无功功率，调节供电系统进线无功功率的大小，以达到调压目的。图7 固定连接电容器加可控硅控制电抗器FC-TCR二、无功功率电源3）可控硅控制电容器（Thyristor Switched Capacitor）加可控硅控制电抗器(TCR)TSC的主要缺点是不能吸收无功，且是阶梯性调节，若分组较少，在投入时会对系统有较大的干扰。因此在超高压线路上通常与TCR组合运行。TCRTSC 图8 可控硅控制电抗器和可控硅控制电容器TSC-TCR二、无功功率电源三、无功功率平衡电源提供的电源提供的无功功率之无功功率之和和无功负无功负荷之和荷之和网络无功网络无功损耗之和损耗之和无功无功备用备用 电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的无功电源可以发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。系统无功电源的总输出功率包括发电机发出的无功功率和各种无功补偿设备的无功功率：总无功功率损耗包括变压器无功损耗、线路电抗无功损耗和线路电纳的无功损耗：三、无功功率平衡无功不足应采取的措施：电力系统的无功功率平衡应分别按正常运行时的最大和最小负荷进行计算。经过无功功率平衡计算发现无功功率不足时，可以采取的措施有：(1)要求各类用户将负荷的功率因数提高到现行规程规定的数值。(2)挖掘系统的无功潜力。例如将系统中暂时闲置的发电机改作调相机运行；动员用户的同步电动机过励磁运行等。(3)根据无功平衡的需要，增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地平衡的原则进行补偿容量的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用静电容电器；大容量的、配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或静止补偿器。三、无功功率平衡图9 等值电路和相量图 QGC=QLD+QL 问题：在什么样的电压水平下实现无功功率平衡？例:隐极机经过一段线路向负荷供电四、无功功率平衡和电压水平的关系 当P为一定值时，得 四、无功功率平衡和电压水平的关系 电力系统的功角特性：应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡。图10 无功平衡与电压水平 异步电机无功发电机无功四、无功功率平衡和电压水平的关系 一、中枢点的电压管理电压中枢点：指那些能够反映和控制整个系统电压水平的节点（母线）。1电压中枢点的选择（1）大型发电厂的高压母线；（2）枢纽变电所的二次母线；（3）有大量地方性负荷的发电厂母线。一般可选择下列母线作为电压中枢点：第三节 电力系统的电压调整图11 电力系统的电压中枢点 例：中枢点中枢点中枢点中枢点一、中枢点的电压管理1中枢点电压和负荷电压的关系中枢点电压和负荷电压的关系 图12 负荷电压与中枢点电压 中枢点i的电压满足ViminVi Vimax一、中枢点的电压管理中枢点i的最低电压Vimin等于在地区负荷最大时某用户允许的最低电压Vmin加上到中枢点的电压损耗最大值Vmax。中枢点i的最高电压Vimax等于地区负荷最小时某用户允许的最高电压Vmax加上到中枢点的电压损耗最小值Vmin。一、中枢点的电压管理简单电力网电压损耗简单电力网电压损耗例一、中枢点的电压管理一、中枢点的电压管理只满足i节点负荷时，中枢点电压VO应维持的电压为：一、中枢点的电压管理只满足j节点负荷时，中枢点电压VO应维持的电压为 一、中枢点的电压管理(a)中枢点O到i及j变电所的电压损耗不大时的电压变化范围；(b)中枢点O到i及j变电所的电压损耗相差较大时的电压变化范围 图13 中枢点O电压容许变化范围同时考虑i、j两个负荷对O点的要求，可得出O点电压的变化范围一、中枢点的电压管理中枢点电压调整方式一般分为三类：逆调压、顺调压和常调压。(1)逆调压最大负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的105%，即1.05VN；最小负荷时降低电压，但不低于线路的额定电压，即1.0VN。一、中枢点的电压管理2中枢点电压调整的方式中枢点电压调整的方式 最大负荷时降低电压，但不低于线路额定电压的2.5%，即1.025VN；最小负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的7.5%，即1.075VN。(3)常调压电 压 保 持 在 较 线 路 额 定 电 压 高 2%5%的 数 值，即(1.021.05)VN，不随负荷变化来调整中枢点的电压。(2)顺调压一、中枢点的电压管理二、电力系统的电压调整 图14 电压调整原理图 1电压调整的基本原理电压调整的基本原理（1 1）调节发电机励磁电流以）调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压改变发电机机端电压V VG G；（2 2）改变变压器的变比改变变压器的变比k k1 1、k k2 2；（3 3）改变功率分布改变功率分布P+jQP+jQ（主要是（主要是Q Q），使电压损耗），使电压损耗V V 变化；变化；（4 4）改变网络参数改变网络参数R+jXR+jX（主要是（主要是X X），改变电压损耗），改变电压损耗 V V。电压调整的措施：电压调整的措施：二、电力系统的电压调整一改变发电机端电压调压图15 多级变压供电系统的电压损耗分布 根据运行情况调节励磁电流来改变机端电压。适合于由孤立发电厂不经升压直接供电的小型电力网如供电线路不长、线路上电压消耗不大。优点就在于不需要耗费投资、简单。但在大型电力系统中发电机调压一般只作为一种辅助性的调压措施。第四节 利用发电机和变压器调压15%35%改变变压器的变比调压实际上就是根据调压要求适当选择分接头。二、变压器分接头的选择1降压变压器分接头的选择降压变压器分接头的选择 图16 降压变压器k=V1t/V2N 根据V1t.av值可选择一个与它最接近的分接头。然后根据所选取的分接头校验最大负荷和最小负荷时低压母线上的实际电压是否满足要求。最大负荷时要求最大负荷时要求的分接头电压的分接头电压算术平均值算术平均值最小负荷最小负荷时要求时要求的分接头电压的分接头电压k=V1t/V2N二、变压器分接头的选择 图17 升压变压器 2升压变压器分接头的选择升压变压器分接头的选择选择升压变压器分接头的方法与选择降压变压器的基本相同。二、变压器分接头的选择有载调压变压器可以在带负荷的条件下切换分接头而且调节范围也比较大，一般在15%以上。目前我国暂定，110kV级的调压变压器有7个分接头，即VN32.5%；220kV级的有9个分接头即VN42.0%。采用有载调压变压器时，可以根据最大负荷算得的V1tmax值和最小负荷算得的V1tmin 分别选择各自合适的分接头。这样就能缩小次级电压的变化幅度，甚至改变电压变化的趋势。三、有载调压变压器图18 有载调压变压器三、有载调压变压器分接头调节都在在高、中压侧；低压侧没有。图19 加压调压变压器 1主变压器；2加压调压变压器；3电源变压器；4串联变压器三、加压调压变压器串联变压器4的次级绕组串联在主变压器1的引出线上，作为加压绕组。这相当于在线路上串联了一个附加电势。改变附加电势的大小和相位就可以改变线路上电压的大小和相位。通常把附加电势的相位与线路电压的相位相同的变压器称为纵向调压变压器，把附加电势与线路电压有90相位差的变压器称为横向调压变压器，把附加电势与线路电压之间有不等于90相位差的调压变压器称为混合型调压变压器。三、加压调压变压器1.纵向调压变压器纵向调压变压器三、加压调压变压器2.横向调压变压器横向调压变压器三、加压调压变压器3.混合型调压变压器混合型调压变压器三、加压调压变压器 加压调压变压器对于辐射形网络，可以作为调压设备。对于环形网络除起调压作用外，还可以改变网络中的功率分布。图20 环网中的加压调压变压器 三、加压调压变压器注意：只有当系统无功功率电源容量充足时，用改变变压器变比调压才能奏效。图21 简单的电力系统图 因此，当系统无功功率不足时，首先应装设无功功率补偿设备。三、加压调压变压器第五节 无功功率补偿调压 供电点电压V1和负荷功率+jQ已给定，线路电容和变压器的励磁功率略去不计。且不计电压降落的横分量。图22 简单电力网的无功功率补偿一、利用并联补偿调压补偿前补偿前补偿后补偿后如果补偿前后如果补偿前后V V1 1保持不变，则有保持不变，则有 归算到高压侧的变电所低压侧电压归算到高压侧的变电所低压侧电压新的新的归算到高压侧的变电所低压侧电压归算到高压侧的变电所低压侧电压一、利用并联补偿调压由上式可解得由上式可解得 忽略第二项忽略第二项一、利用并联补偿调压由此可见:补偿容量与调压要求和降压变压器的变比选择均有关。变比k的选择原则：在满足调压的要求下，使无功补偿容量为最小。无功补偿设备的性能不同，选择变比的条件也不相同。一、利用并联补偿调压 1.补偿设备为静电电容器补偿设备为静电电容器（只发感性无功，不吸收感性无功）（只发感性无功，不吸收感性无功）为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应全部投入，在最小荷时全部退出。首先，根据调压要求，按最小负荷时没有补偿的情况确定变压器的分接头。于是(据此选择分接头V1t)（确定变比）一、利用并联补偿调压其次，按最大负荷时的调压要求计算补偿容量然后，根据算得的补偿容量，从产品目录中选择合适的设备。最后，根据确定的变比和选定的静电电容器容量，校验实际的电压变化。一、利用并联补偿调压首先确定变比k2.补偿设备为同步调相机补偿设备为同步调相机（既能发出感性无功，又能吸收感性无功既能发出感性无功，又能吸收感性无功）最大负荷时，同步调相机容量为：最小负荷时调相机容量应为：一、利用并联补偿调压两式相除，得：由此可解出：确定实际变比 据此确定分接头电压V1t一、利用并联补偿调压在高压电力网中，电抗远大于电阻，中无功功率引起的QX/V分量就占很大的比重。在这种情况下，减少输送无功功率可以产生比较显著的调压效果。反之，对截面不大的架空线路和所有电缆线路，用这种方法调压就不合适。特别注意特别注意一、利用并联补偿调压未加串联电容前电压损耗串联了容抗XC后电压损耗二、线路串联电容补偿改善电压质量 根据线路末端电压需要提高的数值（V-Vc），就可求得需要补偿的电容器的容抗值XC。末端电压提高数值:二、线路串联电容补偿改善电压质量 如果每台电容器的额定电流为INC，额定电压为VNC，额定容量为QNC=VNC*INC，则可根据通过的最大负荷电流Icmax和所需的容抗值XC分别计算电容器串、并联的台数n，m以及三相电容器的总容量QC。图23 串联电容器组 确定线路上串联接入的电容器的个数：二、线路串联电容补偿改善电压质量 三三相相总总共共需需要要的的电电容容器器台台数数为为3 3mnmn。安安装装时时，全全部部电电容容器器串串、并并联联后后装装在在绝绝缘缘平平台上。台上。nVNCICmaxXCmINCICmax二、线路串联电容补偿改善电压质量（a）负荷集中在线路末端 （b）沿线路有若干个负荷图24 串联电容补偿前后的沿线电压分布电容器安装地点的选择：使沿线电压尽可能均匀电容器安装地点的选择：使沿线电压尽可能均匀二、线路串联电容补偿改善电压质量 串串联联电电容容器器提提升升的的末末端端电电压压的的数数值值QXQXC C/V/V(即即调调压压效效果果)随随无无功功负负荷荷增增大大而而增增大大、无无功功负负荷荷的的减减小小而而减减小小，恰恰与与调调压压的的要要求求一一致致。这这是是串串联联电电容容器器调调压压的的一一个个显显著著优优点点。但但对对负负荷荷功功率率因因数数高高(cos0.95)(cos0.95)或或导导线线截截面面小小的的线线路路，由由于于PR/VPR/V分分量量的的比比重重大大，串串联联补补偿偿的的调调压效果就很小。压效果就很小。二、线路串联电容补偿改善电压质量 补偿所需的容抗值补偿所需的容抗值X XC C和被补偿线路原来的感抗和被补偿线路原来的感抗值值X XL L之比之比kc=XC/XL称为称为补偿度补偿度。在配电网络中以调压为目的的串联。在配电网络中以调压为目的的串联电容补偿，其补偿度常接近于电容补偿，其补偿度常接近于1 1或大于或大于1 1。二、线路串联电容补偿改善电压质量 电电力力线线路路采采用用串串联联电电容容补补偿偿，也也带带来来一一些些特特殊殊问问题题，因因此此作作为为改改善善电电压压质质量量的的措措施施，串串联联电电容容器器只只用用于于110kV110kV以以下下电电压压等等级级、长长度度特特别别大大或或有有冲冲击击负负荷荷的的架架空空分分支支线线路路上上。10kV10kV及及以以下下电电压压的的架架空空线线路路，由由于于R RL L/X XL L很很大大，所所以以使使用用串串联联电电容容补补偿偿是是不经济和不合理的。不经济和不合理的。220kV220kV以上电压等级的远距离输电线路中采用以上电压等级的远距离输电线路中采用串联电容补偿，其作用在于提高运行稳定性和输串联电容补偿，其作用在于提高运行稳定性和输电能力。电能力。二、线路串联电容补偿改善电压质量 一、无功负荷的最优分配1、等网损微增率准则、等网损微增率准则无功经济分布的目标：在有功负荷分布已确定的前提下，调整无功电源之间的负荷分布，使有功网损达到最小。网络的有功网损可表示为节点注入功率的函数第六节 电力系统无功功率的最优分配无功负荷经济分配的数学表达无功负荷经济分配的数学表达约束条件：约束条件：目标函数目标函数PL最小：最小：二、无功功率的最优分配用拉格朗日乘数法求解用拉格朗日乘数法求解构造拉格朗日函数构造拉格朗日函数分别对分别对QGi和和求导并令其等于求导并令其等于0 0二、无功功率的最优分配由上式可得无功功率经济分配的条件由上式可得无功功率经济分配的条件有功网损对无功电源的微增率无功网损对无功电源的微增率无功网损修正系数二、无功功率的最优分配图25 “电压崩溃”现象 二、无功功率的最优分配1 1、什么是继电保护装置？、什么是继电保护装置？当电力系统中的电力元件当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等如发电机、线路等)或电力或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需要有向运行值班人员及时发出警告信号，是直接向所要有向运行值班人员及时发出警告信号，是直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施、用于保护实现这种自动化措施、用于保护电力元件电力元件的成套硬件的成套硬件设备，一般通称为设备，一般通称为继电保护装置继电保护装置；用于保护电力；用于保护电力系统系统的，则通称为电力系统的，则通称为电力系统安全自动装置安全自动装置。一、概述一、概述第七节 电力系统继电保护的概述 2 2、继电保护的基本任务：、继电保护的基本任务：(1)(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，将故障元件当被保护的电力系统元件发生故障时，将故障元件及时从电力系统中及时从电力系统中断开断开，使其损坏程度减少到最小，使其损坏程度减少到最小，保证无故障电力设备继续正常运行。保证无故障电力设备继续正常运行。(2)(2)反应电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工反应电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班例如有无经常值班人员人员)，发出，发出信号信号，以便值班人员进行处理。，以便值班人员进行处理。第七节 电力系统继电保护的概述3 3、继电保护装置的基本要求：、继电保护装置的基本要求：对电力系统继电保护的基本性能要求有对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、可靠性、选择性、快速性、灵敏性快速性、灵敏性。这些要求之间，有的相辅相成、有的相。这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。（1 1）可靠性。包括安全性和可信赖性。安全性是指不应该）可靠性。包括安全性和可信赖性。安全性是指不应该动作的故障不应误动；可信赖性是指应该动作的故障不应动作的故障不应误动；可信赖性是指应该动作的故障不应拒动。这是对继电保护的最基本要求。拒动。这是对继电保护的最基本要求。（2 2）选择性。保护装置选择故障元件的能力。即只切除故）选择性。保护装置选择故障元件的能力。即只切除故障设备或线路，终止故障或系统事故的发展，以保证无故障设备或线路，终止故障或系统事故的发展，以保证无故障部分正常运行。障部分正常运行。第七节 电力系统继电保护的概述（3 3）快速性。指保护装置应以最快速度动作于断路器跳）快速性。指保护装置应以最快速度动作于断路器跳闸，以切除故障设备或线路，保证系统稳定。闸，以切除故障设备或线路，保证系统稳定。（4 4）灵敏性。指对其保护范围内发生最小故障和不正常）灵敏性。指对其保护范围内发生最小故障和不正常状态的反应能力。状态的反应能力。继电保护越灵敏，越能可靠地反映继电保护越灵敏，越能可靠地反映要求动作的故障或异常状态；但同时，要求动作的故障或异常状态；但同时，也更易于在非要求动作的其他情况下产也更易于在非要求动作的其他情况下产生误动作，因而与选择性有矛盾，需要生误动作，因而与选择性有矛盾，需要协调处理。协调处理。第七节 电力系统继电保护的概述4 4、继电保护的发展历程、继电保护的发展历程 晶体管保护晶体管保护 集成保护集成保护 微机保护微机保护 微机保护微机保护优点优点：调试方便，配置灵活，原理先进，结构：调试方便，配置灵活，原理先进，结构 紧凑，可靠性高，可与后台系统进行数据交换。紧凑，可靠性高，可与后台系统进行数据交换。第七节 电力系统继电保护的概述5、继电保护的构成、继电保护的构成 一般情况而言，整套继电保护装置是由测量部分、一般情况而言，整套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的，其原理结构图如下。逻辑部分和执行部分组成的，其原理结构图如下。输入整定值输出信号测量部分逻辑部分执行部分第七节 电力系统继电保护的概述6 6、继电保护的三种运行方式、继电保护的三种运行方式 调调试试状状态态：运运行行方方式式开开关关置置于于“调调试试”位位置置，按按RSTRST健健，此此状状态态为为调调试试状状态态。此此状状态态主主要要用用于于传传动动出出口口回回路路、检检验验键键盘和拨轮开关等，此时数据采集系统不工作。盘和拨轮开关等，此时数据采集系统不工作。运运行行状状态态：运运行行方方式式开开关关置置于于“运运行行”位位置置，此此状状态态为为运运行行状状态态，即即保保护护投投运运时时的的状状态态。在在此此状状态态下下，数数据据采采集集系系统统正常工作。正常工作。不不对对应应状状态态：运运行行方方式式开开关关由由“运运行行”位位置置打打到到“调调试试”装装置置，不不按按RSTRST键键，此此状状态态为为不不对对应应状状态态。在在此此状状态态下下，数数据据采集系统能正常工作，但不能跳闸。采集系统能正常工作，但不能跳闸。第七节 电力系统继电保护的概述7 7、继电保护的分类、继电保护的分类 (1)、主主保保护护：是是满满足足系系统统稳稳定定和和设设备备安安全全要要求求，能能以以 最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。(2)、后后备备保保护护：是是主主保保护护或或断断路路器器拒拒动动时时，用用来来切切除除故故障障的的保保护护。后后备备保保护护可可分分为为远远后后备备保保护护和和近近后后备备保保护护两种。两种。a、远远后后备备保保护护：是是当当主主保保护护或或断断路路器器拒拒动动时时，由相由相 邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。第七节 电力系统继电保护的概述7 7、继电保护的分类（续）、继电保护的分类（续）b、近近后后备备保保护护：是是当当主主保保护护拒拒动动时时，由由本本电电力力设设 备备或或线线路路的的另另一一套套保保护护来来实实现现后后备备的的保保护护；当当断断路路器器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。(3)、辅辅助助保保护护：是是为为补补充充主主保保护护和和后后备备保保护护的的性性能能或或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。(4)、异异常常运运行行保保护护：是是反反应应被被保保护护电电力力设设备备或或线线路路异异常运行状态的保护。常运行状态的保护。第七节 电力系统继电保护的概述8 8、电气一次设备和一次回路、电气一次设备和一次回路 一一次次设设备备是是指指直直接接用用于于生生产产、输输送送和和分分配配电电能能的的生生产产过过程程的的高高压压电电气气设设备备。它它包包括括发发电电机机、变变压压器器、断断路路器器、隔隔离离开开关关、自自动动开开关关、接接触触器器、刀刀开开关关、母母线线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。由由一一次次设设备备相相互互连连接接，构构成成发发电电、输输电电、配配电电或或进进行行其其他他生生产产过过程程的的电电气气回回路路称称为为一一次次回回路路或或一一次次接接线线系统。系统。第七节 电力系统继电保护的概述9 9、电气二次设备和二次回路、电气二次设备和二次回路 二二次次设设备备是是指指对对一一次次设设备备的的工工作作进进行行监监测测、控控制制、调调节节、保保护护以以及及为为运运行行、维维护护人人员员提提供供运运行行工工况况或或生生产产指指挥挥信信号号所所需需的的低低压压电电气气设设备备。如如熔熔断断器器、控控制制开开关、继电器、控制电缆等。关、继电器、控制电缆等。由由二二次次设设备备相相互互连连接接，构构成成对对一一次次设设备备进进行行监监测测、控控制制、调调节节和和保保护护的的电电气气回回路路称称为为二二次次回回路路或或二二次次接接线系统。线系统。第七节 电力系统继电保护的概述连接保护装置的二次回路有以下几种回路：连接保护装置的二次回路有以下几种回路：(1)从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到有关继电保护装置的二次回路。有关继电保护装置的二次回路。(2)从继电保护直流分路熔断丝开始到有关保护装置的二从继电保护直流分路熔断丝开始到有关保护装置的二次回路。次回路。(3)从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。(4)继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸回路。合闸回路。第七节 电力系统继电保护的概述 二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。行。例例如如若若差差动动保保护护的的二二次次回回路路接接线线有有错错误误，则则当当变变压压器带负荷较大或发生穿越性相间短路时，就会发生误跳器带负荷较大或发生穿越性相间短路时，就会发生误跳闸；若线路保护接线有错误时，一旦系统发生故障，则闸；若线路保护接线有错误时，一旦系统发生故障，则可能会使断路器该跳闸的不跳闸，不该跳闸的却跳了可能会使断路器该跳闸的不跳闸，不该跳闸的却跳了闸，造成设备损坏，系统瓦解；若测量回路有问题，影闸，造成设备损坏，系统瓦解；若测量回路有问题，影响计量，少收或多收用户的电费，同时也很难判定电能响计量，少收或多收用户的电费，同时也很难判定电能质量是否合格。质量是否合格。第七节 电力系统继电保护的概述 为了便于安装、运行和维护，二次回路进行标号，采为了便于安装、运行和维护，二次回路进行标号，采用数字或数字与文字的组合，表明回路的性质和用途。用数字或数字与文字的组合，表明回路的性质和用途。一般用三位数字组成，需要标明回路的相别或某些主要一般用三位数字组成，需要标明回路的相别或某些主要特征时，可在数字标号的前面增注文字符号。电气设备特征时，可在数字标号的前面增注文字符号。电气设备的触点、线圈、电阻、电容等元件所间隔的线段，视为的触点、线圈、电阻、电容等元件所间隔的线段，视为不同的线段，给予不同的编号。如：不同的线段，给予不同的编号。如：电流电流A521 B521 C521电压电压A601 N601 第七节 电力系统继电保护的概述1010、相关名词的、相关名词的含义含义 停停机机：断断开开发发电电机机断断路路器器、灭灭磁磁。对对汽汽轮轮发发电电机机还还要要关关闭闭主汽门；对水轮发电机还要关闭导水翼。主汽门；对水轮发电机还要关闭导水翼。解列灭磁解列灭磁；断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。；断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。解列解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。减出力减出力：将原动机出力减到给定值。：将原动机出力减到给定值。程程序序跳跳闸闸：对对于于汽汽轮轮发发电电机机，首首先先关关闭闭主主汽汽门门，待待逆逆功功率率继继电电器器动动作作后后，再再跳跳开开发发电电机机断断路路器器并并灭灭磁磁；对对于于水水轮轮发发电电机机，首首先先将将导导水水翼翼关关到到空空载载位位置置，再再跳跳开开发发电电机机断断路路器器并灭磁。并灭磁。信号信号：发出声光信号。：发出声光信号。第七节 电力系统继电保护的概述谢谢！