電力系統(tǒng)繼電保護(hù)1緒論匯編

1、楊 力系統(tǒng)繼電保護(hù)2教材：張保會(huì)，尹項(xiàng)根. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（第二版）. 中國(guó)電力出版社，2010習(xí)題：張保會(huì)，潘貞存.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)習(xí)題集. 中國(guó)電力出版社，2008參考教材：賀家李. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（第四版）.中國(guó)電力出版社，2010李俊年. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.中國(guó)電力出版社王維儉. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理. 清華大學(xué)出版社3總 學(xué) 時(shí)：40 學(xué) 分：2.5理論學(xué)時(shí)：32 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8課程設(shè)計(jì)41 緒論1.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及繼電保護(hù)的作用1.2 繼電保護(hù)的基本原理及其組成1.3 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求1.4 繼電保護(hù)發(fā)展簡(jiǎn)史1.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及繼

2、電保護(hù)的作用56電力系統(tǒng)的構(gòu)成一次設(shè)備：傳輸能量，連接于互感器一次側(cè)二次設(shè)備：傳輸信息，連接于互感器二次側(cè)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)電力系統(tǒng)運(yùn)行控制目標(biāo)通過(guò)自動(dòng)的和人工的控制，使電力系統(tǒng)盡快擺脫不正常狀態(tài)和故障狀態(tài)，能夠長(zhǎng)時(shí)間地在正常狀態(tài)下運(yùn)行。電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)7電力系統(tǒng)運(yùn)行條件等式約束條件：系統(tǒng)發(fā)出的有功功率和無(wú)功功率應(yīng)在任一時(shí)刻與系統(tǒng)中隨機(jī)變化的負(fù)荷功率相等。不等式約束條件：涉及供電質(zhì)量和電氣設(shè)備安全運(yùn)行的某些參數(shù)應(yīng)處于安全運(yùn)行的范圍內(nèi)。正常運(yùn)行狀態(tài)所有的等式和不等式約束條件均滿足。電力系統(tǒng)能以足夠的電功率滿足負(fù)荷對(duì)電能的需求電氣設(shè)備均在規(guī)定的長(zhǎng)期安全工作限額內(nèi)

3、運(yùn)行各母線電壓和頻率均在允許的偏差范圍內(nèi)。89不正常運(yùn)行狀態(tài)等式滿足、部分不等式不滿足電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障。常見現(xiàn)象：過(guò)負(fù)荷、頻率過(guò)低或過(guò)高、過(guò)電壓、系統(tǒng)振蕩。主要危害：絕緣老化，降低設(shè)備使用壽命，電能質(zhì)量下降，影響用戶生產(chǎn)，影響系統(tǒng)運(yùn)行。處理措施：發(fā)報(bào)警信號(hào)，減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。故障狀態(tài)故障狀態(tài)包括短路和斷線等最常見且最危險(xiǎn)的故障是各種類型的短路大量現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，高壓電網(wǎng)中，單相接地短路次數(shù)占所有短路次數(shù)的85%以上。1011短路的后果對(duì)故障設(shè)備：故障電流使故障元件損壞；對(duì)非故障設(shè)備：流過(guò)的大短路電流縮短其使用壽命；對(duì)電力用戶：電壓降低使其正常工作遭到破壞或產(chǎn)生廢品；

4、對(duì)電力系統(tǒng)：破壞系統(tǒng)中各發(fā)電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使系統(tǒng)瓦解。12事故：系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能允許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備損壞的事件。 13因冰雪災(zāi)害而造成的桿塔倒塌 一臺(tái)起重機(jī)碰到架空線后引發(fā)的短路事故14繼電保護(hù)的作用故障不可避免，但事故是可以避免的，電力工作者的任務(wù)就是避免電力故障釀成事故！繼電保護(hù)=繼電保護(hù)技術(shù)+繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)技術(shù)：包括繼電保護(hù)原理設(shè)計(jì)、配置、整定、調(diào)試等。繼電保護(hù)裝置：指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。1516保護(hù)柜實(shí)物圖

5、17繼電保護(hù)的基本任務(wù)自動(dòng)、迅速、有選擇地切除故障元件，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；反應(yīng)電氣設(shè)備設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。1.2 繼電保護(hù)的基本原理及其組成18191.2.1 繼電保護(hù)的基本原理尋找電力元件在三種運(yùn)行狀態(tài)下的“差異” ，“區(qū)分”三種運(yùn)行狀態(tài) ，“甄別”出發(fā)生故障或出現(xiàn)異常的元件，完成繼電保護(hù)的基本任務(wù)發(fā)現(xiàn)并正確利用能可靠區(qū)分三種運(yùn)行狀態(tài)參量的新差異，就可形成新的繼電保護(hù)原理20110kV及以下單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)線路電流幅值正常運(yùn)行情況三相短路情況21110kV及以下單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)母線相間或?qū)Φ仉妷悍?/p>

6、值正常運(yùn)行情況三相短路情況22110kV及以下單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)線路始端電壓和電流之比（測(cè)量阻抗）正常運(yùn)行情況三相短路情況23220kV及以上多側(cè)電源的輸電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行：A-B兩側(cè)電流的大小相等，相位相反。內(nèi)部短路： A-B兩側(cè)電流的大小不相等，相位相同。規(guī)定電流的正方向：從母線流向線路差動(dòng)保護(hù)24縱聯(lián)保護(hù)：反應(yīng)兩端電氣量的差別縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)（兩端電流和）電流相位差動(dòng)保護(hù)方向比較式縱聯(lián)保護(hù)（功率方向差別）反應(yīng)非電氣量的保護(hù)瓦斯保護(hù)過(guò)熱保護(hù)25找差別 實(shí)現(xiàn)保護(hù)26繼電保護(hù)裝置一般分為：測(cè)量元件、邏輯元件、執(zhí)行元件1.2.2 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成相應(yīng)輸入量跳閘或信號(hào)執(zhí)行輸出元件邏輯判斷元件測(cè)量比較元

7、件27繼電保護(hù)裝置一般分為：測(cè)量元件、邏輯元件、執(zhí)行元件1.2.2 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成相應(yīng)輸入量跳閘或信號(hào)執(zhí)行輸出元件邏輯判斷元件測(cè)量比較元件測(cè)量比較元件：測(cè)量被保護(hù)元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。28繼電保護(hù)裝置一般分為：測(cè)量元件、邏輯元件、執(zhí)行元件1.2.2 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成相應(yīng)輸入量跳閘或信號(hào)執(zhí)行輸出元件邏輯判斷元件測(cè)量比較元件邏輯判斷元件：根據(jù)測(cè)量元件輸出信號(hào)的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時(shí)間等，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，確定是否應(yīng)該跳閘、發(fā)信號(hào)或不動(dòng)作，并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行部分。29繼電保護(hù)裝置一般分為：測(cè)量元件、邏輯元件、執(zhí)行元件1

8、.2.2 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成相應(yīng)輸入量跳閘或信號(hào)執(zhí)行輸出元件邏輯判斷元件測(cè)量比較元件執(zhí)行輸出元件：根據(jù)邏輯部分傳來(lái)的信號(hào)，發(fā)出跳閘脈沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息、發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。1.2.3 繼電保護(hù)的工作回路30繼電保護(hù)工作回路一般包括：將一次設(shè)備的電流、電壓變?yōu)檫m合繼電保護(hù)等二次設(shè)備使用的電流、電壓，并使一、二次設(shè)備隔離的設(shè)備。斷路器跳閘線圈及與保護(hù)裝置出口間的連接電纜，指示保護(hù)裝置動(dòng)作情況的信號(hào)設(shè)備。保護(hù)裝置及跳閘、信號(hào)回路設(shè)備的工作電源等。過(guò)電流保護(hù)工作回路原理接線圖3132繼電保護(hù)的分類根據(jù)保護(hù)原理：電流保護(hù)電壓保護(hù)距離保護(hù)差動(dòng)保護(hù)方向保護(hù)根據(jù)保護(hù)裝置的類型機(jī)電型晶體管型集成電路型數(shù)字型根據(jù)被

9、保護(hù)對(duì)象輸電線路保護(hù)變壓器保護(hù)母線保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù) 電動(dòng)機(jī)保護(hù)根據(jù)故障類型相間故障保護(hù)接地故障保護(hù)匝間短路保護(hù)失步保護(hù)33根據(jù)保護(hù)所起的作用主保護(hù)：通常指能實(shí)現(xiàn)全線快速切除故障的保護(hù)設(shè)備后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用以切除故障的保護(hù)近后備：與主保護(hù)安裝在同一斷路器處，當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)由后備保護(hù)啟動(dòng)斷路器跳閘。 +斷路器失靈保護(hù)遠(yuǎn)后備：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由安裝在上級(jí)（近電源側(cè)）元件處的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或在主、后備保護(hù)退出運(yùn)行時(shí)而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)34351.2.4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作配合繼電保護(hù)的配合保護(hù)配置原則：取決于被保護(hù)元件的重要程度、經(jīng)濟(jì)性

10、以及規(guī)程的規(guī)定。每一個(gè)重要元件配備：主保護(hù)+后備保護(hù)保護(hù)范圍的劃分保護(hù)分區(qū)的目的：為了盡可能減小故障跳閘引起的停電區(qū)域，每套保護(hù)都有嚴(yán)格的保護(hù)范圍。保護(hù)范圍內(nèi)的故障，保護(hù)才動(dòng)作。36保護(hù)分區(qū)原則和方法：保護(hù)以斷路器位置作為分區(qū)的基準(zhǔn)（因?yàn)閿嗦菲魇乔谐透綦x故障的主要設(shè)備）。 遵循全覆蓋原則和重疊區(qū)原則。1.3 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求37四性：可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性可靠性可靠性=安全性+信賴性安全性：要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作的時(shí)候可靠不動(dòng)作，即不誤動(dòng)。信賴性：要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。既要提高安全性也要提高信賴性，但兩者措施往往是矛盾的，故側(cè)

11、重點(diǎn)在不同情況下有所不同。38選擇性選擇性指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障切除，最大限度的保證無(wú)故障部分的正常運(yùn)行，保證停電范圍最小。只應(yīng)由裝在故障元件上的保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障；力爭(zhēng)相鄰元件的保護(hù)裝置對(duì)它起后備保護(hù)作用。3940d1點(diǎn)短路：1、2動(dòng)作，故障被切除 有選擇性d3點(diǎn)短路：6動(dòng)作，只有變電站D停電 有選擇性如果6拒動(dòng)，5再動(dòng)作(5作為6的遠(yuǎn)后備保護(hù)) 有選擇性若5本來(lái)能夠動(dòng)作，而保護(hù)1，3搶先動(dòng)作 無(wú)選擇性速動(dòng)性速動(dòng)性：盡可能快地切除故障減少設(shè)備及用戶在大短路電流、低電壓下運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度。 -110kV及其以下提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。-高壓、超高壓故障

12、切除時(shí)間=保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間+斷路器動(dòng)作時(shí)間保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間：快速保護(hù)0.06-0.12s，最快0.01-0.04s斷路器動(dòng)作時(shí)間：一般0.06-0.15s，最快0.02-0.06s41靈敏性靈敏性：保護(hù)對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，在任意運(yùn)行條件下，無(wú)論短路點(diǎn)的位置、類型，以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻，發(fā)生短路時(shí)都能正確反應(yīng)。一般用靈敏系數(shù)或靈敏度來(lái)衡量。影響靈敏性的因素：保護(hù)的定值和原理，故障類型和位置42四性間的關(guān)系保護(hù)的四個(gè)基本要求，既有聯(lián)系，又有矛盾選擇性提高，速度、靈敏性可能會(huì)降低速動(dòng)性提高，可靠性可能會(huì)降低靈敏度提高，可靠性可能會(huì)降低可靠性提高，速動(dòng)性可能會(huì)降低實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際、系統(tǒng)發(fā)展及當(dāng)前主要矛盾進(jìn)行理解和取舍。這四個(gè)基本要求是分析繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，也是貫穿全課程的一個(gè)基本線索。431.4 繼電保護(hù)發(fā)展簡(jiǎn)史44繼電保護(hù)科學(xué)和技術(shù)是隨電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程20世紀(jì)初，繼電器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)保護(hù)，被認(rèn)為是繼電保護(hù)技術(shù)