电力系统继电保护原理-绪论-课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力系统继电保护原理,电力系统继电保护原理,共,48,学时，含,6,实验学时。,电力系统继电保护,技术基础,线路保护,自动,重合闸,变压器保护,发电机保护,母线保护,保护原理,电流保护,距离保护,高频方向保护,电流差动保护,装置硬件,数字滤波,保护算法,故障分析,选择特征量,特征量分析,设计方案,整定计算,性能分析,单侧量保护,双侧量保护,共48学时，含6实验学时。电力系统继电保护技术基础线路保护自,电力系统继电保护原理,1,绪论,电力系统继电保护原理1 绪论,主要内容,保护的,作用,基本结构原理,对保护的基本要求,“,四性”,主要内容保护的基本结构原理对保护的基本要求“四性”,1.,继电保护的概念,1.1,继电保护的作用,电力系统继电保护泛指：继电保护技术或继电保护系统,(1),继电保护技术,包括电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护设计、配置、整定、运行及维护等技术。,(2),继电保护系统,包括电压、电流互感器的二次回路，经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备，如果有需要，还应包括通信设备。,1.继电保护的概念1.1继电保护的作用电力系统继电保护泛指,等式约束条件：,2.,电力系统运行状态,(1),约束条件,1.1,继电保护的作用,不等式约束条件：,等式约束条件：2.电力系统运行状态(1)约束条件1.1继电,(2),正常工作状态,指所有等式、不等式约束条件均满足时的电力系统运行状态。,2.,电力系统运行状态,1.1,继电保护的作用,(2)正常工作状态指所有等式、不等式约束条件均满足时的电力系,(3),故障状态,指在电力系统中发生的短路、断线，其中常见也最危险的是各种短路。,线路：,2.,电力系统运行状态,1.1,继电保护的作用,对称故障,不对称故障,：,k,(3),：,k,(2),、,k,(1),、,k,(1,1),是否出现负序分量？,(3)故障状态指在电力系统中发生的短路、断线，其中常见也最危,(3),故障状态,指在电力系统中发生的短路、断线，其中常见也最危险的是各种短路。,线路：,2.,电力系统运行状态,1.1,继电保护的作用,不接地故障,接地故障,：,k,(3),、,k,(2),：,k,(1),、,k,(1,1),是否出现零序分量？,(3)故障状态指在电力系统中发生的短路、断线，其中常见也最危,短路的后果：,1),短路电流很大，可能损坏故障设备和非故障设备；,2),大面积电压下降，影响用户正常工作；,3),破坏电力系统并列运行的稳定性。,(3),故障状态,2.,电力系统运行状态,1.1,继电保护的作用,短路的后果：1)短路电流很大，可能损坏故障设备和非故障设备；,所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常运行状态。,是相对于正常状态而言的。,常见的不正常运行状态：,1),过负荷；,2),过电压；,3),频率降低；,4),系统振荡。,(4),不正常工作状态,2.,电力系统运行状态,1.1,继电保护的作用,所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是,2.,电力系统运行状态,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。,故障和不正常运行状态都可能引起事故，但不一定必然导致事故发生。,对故障和不正常状态做出快速反映是防止事故发生的有效方法之一。,运行人员,继电保护,(5),事故,1.1,继电保护的作用,2.电力系统运行状态系统或其中的一部分的正常工作遭到破坏，,(1),自动、迅速、有选择性地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，保证无故障部分迅速恢复正常运行；,(2),反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸（一般有一定延时）。,3.,继电保护的基本作用,1.1,继电保护的作用,(1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故,大体上可以分为三部分,:,测量部分；,逻辑部分；,执行部分。,1.2,继电保护装置结构和基本原理,1.,继电保护装置结构,电力系统,(,一次,),继电保护装置,大体上可以分为三部分:1.2继电保护装置结构和基本原理1.继,测量从被保护对象输入的有关物理量，并与已给定的整定值进行比较，,根据比较结果给出“大于”、“不大于”等具有“,0,、,1”,性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。,1.2,继电保护装置结构和基本原理,1.,继电保护装置结构,被测物理量,测量部分,逻辑部分,执行部分,整定值,(1),测量部分,测量从被保护对象输入的有关物理量，,并与已给定的整定值进行比较，,测量从被保护对象输入的有关物理量，,测量从被保护对象输入的有关物理量，并与已给定的整定值进行比较,根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，,最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。,1.2,继电保护装置结构和基本原理,1.,继电保护装置结构,测量部分,逻辑部分,执行部分,被测物理量,整定值,(2),逻辑部分,根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，,使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，,根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，,根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，使保护装,1.2,继电保护装置结构和基本原理,1.,继电保护装置结构,跳闸或信号,测量部分,逻辑部分,执行部分,被测物理量,整定值,(3),执行部分,根据逻辑元件传送的信号，完成相应的操作。如：跳闸、发信号等。,1.2继电保护装置结构和基本原理1.继电保护装置结构跳闸,1.2,继电保护装置结构和基本原理,2.,继电保护基本原理,指继电保护完成任务时所采用的各种不同的方法。,常用的不同原理保护包括：,电流保护；,电压保护；,距离保护；,电流差动保护；,纵联方向保护等。,1.2继电保护装置结构和基本原理2.继电保护基本原理指继,1.2,继电保护装置结构和基本原理,2.,继电保护基本原理,以电流保护为例：,故障分析,特征量,动作条件,整定校验,行为分析,短路后电流增大，电压下降；,选择电流的幅值为特征量；,各种状态下是否动作？,1.2继电保护装置结构和基本原理2.继电保护基本原理以电流,1.3,对继电保护的基本要求,动作于跳闸的继电保护在技术上应满足四个基本要求：,选择性,快速性,灵敏性,可靠性,“,四性”,1.3对继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护在技术上应满足,指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，,才允许由相邻设备或线路的保护或断路器失灵保护切除故障。,指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，,指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，,1.3,对继电保护的基本要求,1.,选择性,主保护：,是指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。,后备保护：,后备保护指主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护，分为近后备、远后备两种方式。,主保护,+,后备保护,后备保护,指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本,1.,选择性,有选择性,有选择性,有选择性,1.3,对继电保护的基本要求,1.选择性有选择性有选择性有选择性1.3对继电保护的基,远后备保护动作,有选择性,QF5,拒动,停电,1.,选择性,各线路的远后备保护分别安装在哪里？,1.3,对继电保护的基本要求,远后备保护动作QF5拒动停电1.选择性各线路的远后备保,断路器失灵保护动作,有选择性,1.,选择性,各处的断路器失灵保护动作之后分别断开哪些断路器？,1.3,对继电保护的基本要求,QF5,拒动,停电,断路器失灵保护动作1.选择性各处的断路器失灵保护动作之,有选择性,1.,选择性,无选择性,导致该线路退出运行,1.3,对继电保护的基本要求,有选择性1.选择性无选择性1.3对继电保护的基本要求,1.,选择性,讨论,：,(1)k2,处故障后，保护,1,、,3,是否启动？,(2),保护,1,、,3,如何判断,QF5,是否能正确跳开？,(3),保护,1,、,3,的延时应多长？,1.3,对继电保护的基本要求,1.选择性讨论：1.3对继电保护的基本要求,1.,选择性,保护范围,(,保护区,),：借助于断路器划分保护范围。,划分原则为保证任何位置的故障都能被切除且造成的停电范围最小。,1.3,对继电保护的基本要求,1.选择性保护范围(保护区)：借助于断路器划分保护范围,1.,选择性,保护区是有一定重叠的！,保证任意处的故障都置于保护区内，同时重叠区越小越好。,低压母线保护区,变压器保护区,高压母线,I,保护区,线路保护区,发电机保护区,高压母线,II,保护区,高压母线保护区,1.3,对继电保护的基本要求,1.选择性保护区是有一定重叠的！低压母线保护区变压器保,指保护装置应能尽快地切除短路故障。,其主要目的在于：,(1),减轻故障设备或线路的损坏程度，避免故障进一步扩大；,(2),提高自动重合闸和备用电源自动投入的效果；,(3),可以提高系统稳定性。,2.,快速性,1.3,对继电保护的基本要求,指保护装置应能尽快地切除短路故障。2.快速性1.3对继,快速保护动作时间为,20-40ms,，最快为,10-20ms,。,故障切除时间：,2.,快速性,t,pr,:,保护动作时间；,t,QF,:,断路器跳闸时间。,断路器跳闸时间为,60-150ms,，最快为,20-40ms,。,1.3,对继电保护的基本要求,快速保护动作时间为20-40ms，最快为10-20ms。故,指对于其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。,要求：在规定保护区内故障时，不论系统运行方式、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，都能灵敏地正确地反应出来。,3.,灵敏性,通常，用灵敏系数来衡量灵敏性，并表示为,K,sen,，,一般要求在,1.2,2,之间。,1.3,对继电保护的基本要求,指对于其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。要求,根据动作条件不同分为：,3.,灵敏性,:,指特征量大于整定值时动作的保护；,欠量动作保护,过量动作保护,:,指特征量小于整定值时动作的保护。,过量动作保护的灵敏度：,区内金属性短路时故障参数的最小计算值,保护的动作参数,1.3,对继电保护的基本要求,根据动作条件不同分为：3.灵敏性:指特征量大于整定值时,根据动作条件不同分为：,3.,灵敏性,欠量动作保护的灵敏度：,保护的动作参数,区内金属性短路时故障参数的最大计算值,1.3,对继电保护的基本要求,:,指特征量大于整定值时动作的保护；,欠量动作保护,过量动作保护,:,指特征量小于整定值时动作的保护。,根据动作条件不同分为：3.灵敏性欠量动作保护的灵敏度：,指保护该动作时应动作（不拒动，可信赖性），不该动作时不动作（不误动,安全性）。,影响可靠性的因素：,(1),装置本身的质量；,(2),安装调试是否正确、运行维护水平等。,4.,可靠性,1.3,对继电保护的基本要求,指保护该动作时应动作（不拒动，可信赖性），不该动作时不动作（,提高可靠性的方法：,(1),提高器件的质量和工艺水平，并有必要的抗干扰措施；,(2),提高保护装置安装和调试的质量，并加强维护和管理；,4.,可靠性,1.3,对继电保护的基本要求,提高可靠性的方法：(1)提高器件的质量