發(fā)電10電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及運(yùn)行副本

2024/5/141電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及運(yùn)行主講：張沛云山東電力高等專(zhuān)科學(xué)校2024/5/142第1章繼電保護(hù)基礎(chǔ)[任務(wù)]1.明確繼電保護(hù)的“四性”。2.學(xué)會(huì)測(cè)試?yán)^電器特性的方法。[知識(shí)點(diǎn)]1.繼電保護(hù)的任務(wù)，對(duì)繼電保護(hù)的基本要求。2.電磁型繼電器的作用。3.微機(jī)保護(hù)的構(gòu)成、特點(diǎn)。[目標(biāo)]1.熟練掌握繼電保護(hù)的任務(wù)、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求。2.掌握主保護(hù)、后備保護(hù)、近后備和遠(yuǎn)后備的概念。3.掌握電磁型繼電器的作用。4.掌握微機(jī)保護(hù)的構(gòu)成、特點(diǎn)。2024/5/1431.1繼電保護(hù)的任務(wù)1.2對(duì)繼電保護(hù)的基本要求1.3繼電保護(hù)的基本原理及構(gòu)成1.4繼電器1.6繼電保護(hù)的發(fā)展概況1.5微機(jī)保護(hù)概述2024/5/144目標(biāo)：掌握電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)；掌握電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求；理解繼電保護(hù)的基本原理及構(gòu)成，初步建立起繼電保護(hù)的基本概念。2024/5/1451.1繼電保護(hù)的任務(wù)2024/5/146

1.1.1繼電保護(hù)的概念和作用2024/5/147電力系統(tǒng)：由生產(chǎn)、變換、輸送、分配、消耗電能的各種電氣元件連接在一起組成的整體。2024/5/148

電力系統(tǒng)

生產(chǎn)變換輸送分配消耗

發(fā)電機(jī)變壓器--輸電線(xiàn)路--變壓器用電設(shè)備

電網(wǎng)2024/5/149

繼電保護(hù)裝置：反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(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。2024/5/1410繼電保護(hù)技術(shù)繼電保護(hù)系統(tǒng)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)泛指：

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繼電保護(hù)技術(shù)是一個(gè)完整的體系，它主要包括繼電保護(hù)的原理及實(shí)現(xiàn)方法、繼電保護(hù)的配置及整定、繼電保護(hù)的安裝調(diào)試、繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)及事故處理等技術(shù)。

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繼電保護(hù)系統(tǒng)：電流、電壓互感器二次回路、繼電保護(hù)裝置、通信設(shè)備。

繼電保護(hù)裝置：反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(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。2024/5/14132024/5/14142024/5/1415繼電保護(hù)的范圍2024/5/1416繼電保護(hù)的作用：

在全系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實(shí)時(shí)地檢測(cè)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，快速及時(shí)地采取故障隔離或告警等措施，最大限度地維持系統(tǒng)的穩(wěn)定、保證供電的連續(xù)性、保障人身的安全、防止或減輕設(shè)備的損壞。2024/5/14171.1.2繼電保護(hù)的任務(wù)2024/5/14181.電力系統(tǒng)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)

故障:包括各種短路和斷線(xiàn)，其中最常見(jiàn)同時(shí)也最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種類(lèi)型的短路。在發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下的后果:

(1)通過(guò)故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。

(2)短路電流通過(guò)非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命。

(3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶(hù)工作的穩(wěn)定性或影響工廠(chǎng)產(chǎn)品質(zhì)量。

(4)破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。

2024/5/1419短路類(lèi)型：

三相短路—k（3）；兩相短路—k（2）；兩相接地短路—k（1，1）；單相接地短路—k（1）；

匝間短路。2024/5/1420

不正常運(yùn)行狀態(tài):電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒(méi)有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài)。如：過(guò)負(fù)荷、頻率降低、過(guò)電壓、電力系統(tǒng)振蕩等。

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(hù)少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備損壞的事件。

2024/5/14212.繼電保護(hù)的基本任務(wù)

(1)當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證系統(tǒng)非故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。

(2)當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能及時(shí)反應(yīng)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。2024/5/1422對(duì)繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性?！^電保護(hù)的“四性”1.2電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求2024/5/1423

1、選擇性

選擇性：電力系統(tǒng)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，僅切除故障元件，盡量縮小停電范圍，使系統(tǒng)中的非故障部分仍能繼續(xù)運(yùn)行。2024/5/14242024/5/1425繼電保護(hù)的范圍2024/5/1426

主保護(hù)是指反應(yīng)被保護(hù)元件自身故障，并能按要求快速切除故障的保護(hù)。

后備保護(hù)是指主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)起作用的保護(hù)。后備保護(hù)又有近后備和遠(yuǎn)后備之分。近后備保護(hù)是主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由電氣元件本身的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)的方式；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由同一發(fā)電廠(chǎng)或變電所內(nèi)的有關(guān)斷路器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)后備的方式。遠(yuǎn)后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰元件的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備。2024/5/14272、速動(dòng)性

速動(dòng)性：繼電保護(hù)裝置快速動(dòng)作的性能。

切除故障的時(shí)間包括繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間和斷路器的跳閘時(shí)間

。

一般的快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.06~0.12s，最快的可達(dá)0.01~0.04s；一般的斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.06~0.15s，最快的可達(dá)0.02~0.06s。

繼電保護(hù)快速動(dòng)作有利于減小設(shè)備損壞程度，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。2024/5/14283、靈敏性

靈敏性：繼電保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。繼電保護(hù)的靈敏性，又稱(chēng)靈敏度，通常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。滿(mǎn)足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是在事先規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置、短路的類(lèi)型如何，以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻，都能敏銳感覺(jué)，正確反應(yīng)。

2024/5/1429（2）對(duì)反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量降低動(dòng)作的保護(hù)裝置（欠量動(dòng)作保護(hù)），其靈敏系數(shù)

（1）對(duì)反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量增加動(dòng)作的保護(hù)裝置（過(guò)量動(dòng)作保護(hù)），其靈敏系數(shù)2024/5/1430

4、可靠性

可靠性：保護(hù)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)動(dòng)作（即不拒動(dòng)），不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作（即不誤動(dòng)）。可信賴(lài)性：即保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)可靠動(dòng)作（即不拒動(dòng)）。安全性：保護(hù)范圍外故障時(shí)可靠不動(dòng)作（即不誤動(dòng)）。2024/5/14311.3繼電保護(hù)的基本原理

及保護(hù)裝置的構(gòu)成2024/5/14321.3.1繼電保護(hù)的基本原理1、反應(yīng)電氣量的繼電保護(hù)

（1）反應(yīng)故障時(shí)電流增大構(gòu)成的電流保護(hù);（2）反應(yīng)故障時(shí)電壓降低構(gòu)成的低電壓保護(hù)；（3）同時(shí)反應(yīng)故障時(shí)電壓降低和電流增加構(gòu)成的阻抗（距離）保護(hù);（4）同時(shí)反應(yīng)故障時(shí)電壓與電流之間相位角的變化則可以構(gòu)成方向保護(hù)；（5）同時(shí)反應(yīng)故障時(shí)線(xiàn)路兩側(cè)電氣量變化則可以構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)。2024/5/14332024/5/14342024/5/1435

2、反應(yīng)非電氣量的繼電保護(hù)（1）反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體或油流速度的瓦斯保護(hù)；（2）反應(yīng)變壓器及電動(dòng)機(jī)繞組溫度變化的溫度保護(hù)

零序、負(fù)序分量是不對(duì)稱(chēng)故障的特征，常采用以零序、負(fù)序分量構(gòu)成的繼電保護(hù)反應(yīng)不對(duì)稱(chēng)故障。例如零序電流保護(hù)。2024/5/1436測(cè)量部分執(zhí)行部分邏輯部分1.3.2繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成輸入信息整定值輸出信號(hào)1.模擬式繼電保護(hù)裝置2024/5/1437

測(cè)量部分：測(cè)量被保護(hù)元件的某些運(yùn)行參數(shù)，并與保護(hù)整定值進(jìn)行比較，以判斷被保護(hù)元件是否發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)。

邏輯部分：對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行綜合判斷，確定保護(hù)的動(dòng)作情況。（即根據(jù)測(cè)量部分輸出信號(hào)的性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)，使保護(hù)裝置按照一定的邏輯關(guān)系判斷故障的類(lèi)型和范圍，最后確定是否使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)，并將有關(guān)命令傳送給執(zhí)行部分。）執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分判斷的結(jié)果，執(zhí)行保護(hù)的任務(wù)，發(fā)出跳閘脈沖或發(fā)信號(hào)。2024/5/14382024/5/1439硬件部分：由各種電子元器件構(gòu)成的電子電路。軟件部分：計(jì)算機(jī)的程序。2.數(shù)字式繼電保護(hù)裝置2024/5/14402024/5/1441繼電保護(hù)裝置的分類(lèi)：按繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成原理分類(lèi)：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、縱差動(dòng)保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)、高頻保護(hù)等。按被保護(hù)的對(duì)象分類(lèi)：線(xiàn)路保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、母線(xiàn)保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、電容器保護(hù)等。2024/5/1442按構(gòu)成保護(hù)裝置的元件分類(lèi)：機(jī)電型保護(hù)裝置、靜態(tài)型保護(hù)裝置、微機(jī)型保護(hù)裝置；按照保護(hù)的功能分類(lèi)：主保護(hù)、后備保護(hù)