第8章 1繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)

1、1第七章第七章繼電保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)27-1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)2、繼電保護(hù)的基本原理和組成3、對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求4、繼電器3教學(xué)要求理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)任務(wù)；了解繼電保護(hù)裝置基本原理及組成；理解對(duì)繼電保護(hù)的基本要求；熟悉繼電器的圖形符號(hào)、文字表示方法以及型號(hào)的表示方法；理解主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等幾個(gè)重要名詞定義。4繼電保護(hù)裝置由測(cè)量繼電器與邏輯繼電器通過合理組合而成的裝置。繼電保護(hù)對(duì)測(cè)量繼電器與邏輯繼電器進(jìn)行合理整定，使之完成特定功能。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用在電力系統(tǒng) 線路、元件上的保護(hù)。5一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作用1、電力系統(tǒng)故障和異常運(yùn)行電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)、

2、變壓器、母線、輸電線路和用電設(shè)備通常處于正常運(yùn)行狀態(tài)，但也可能出現(xiàn)故障或異常運(yùn)行狀態(tài)。在三相交流系統(tǒng)中，最常見、最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路。6直接連接（不考慮過渡電阻）的短路稱為金屬性短路。 電力系統(tǒng)的正常工作遭到破壞，但未形成故障，稱為異常運(yùn)行狀態(tài)。 與其他電氣元件相比，輸電線路是電力系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的一環(huán)。7l三相短路K(3)l兩相短路K(2)l兩相接地短路K(1,1)l單相接地短路K(1)l電機(jī)、變壓器繞組的匝間短路l其他短路相間短路接地短路短路故障的形式短路故障的形式短路故障的最大特點(diǎn)是：短路點(diǎn)的短路電流很大，電壓降低。8最常見的異常運(yùn)行狀態(tài)異常運(yùn)行狀態(tài)是電氣元件的電流超過其額定

3、值，即過負(fù)荷狀態(tài)。短路故障的危害短路故障的危害l故障點(diǎn)的電弧將燒壞故障設(shè)備；l短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)會(huì)直接損壞電氣設(shè)備；l電壓下降影響用戶的正常工作，影響產(chǎn)品質(zhì)量。l短路更嚴(yán)重的后果，可能導(dǎo)致并列運(yùn)行的穩(wěn)定性、引起系統(tǒng)振蕩，甚至系統(tǒng)瓦解。9 故障和異常運(yùn)行狀態(tài)都可能發(fā)展成系統(tǒng)中的事故。事故是指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，出現(xiàn)人員傷亡、設(shè)備損壞、電能質(zhì)量降到不能允許的程度、對(duì)用戶少供電或停止供電的這些情況。 為提高供電可靠性，對(duì)電氣設(shè)備要進(jìn)行正確地設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)和檢修；一旦出現(xiàn)異常必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)，發(fā)生故障后應(yīng)有選擇地切除故障。10 繼電保護(hù)是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生短

4、路故障或異常狀態(tài)，動(dòng)作于跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。2、繼電保護(hù)的任務(wù)任任務(wù)務(wù)2 2）當(dāng)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備出現(xiàn)）當(dāng)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，自時(shí)，自動(dòng)、及時(shí)、有選擇地發(fā)出信號(hào)，讓值班人員進(jìn)行動(dòng)、及時(shí)、有選擇地發(fā)出信號(hào)，讓值班人員進(jìn)行處理，或切除繼續(xù)運(yùn)行會(huì)引起故障的設(shè)備。處理，或切除繼續(xù)運(yùn)行會(huì)引起故障的設(shè)備。1 1）當(dāng)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備出現(xiàn)）當(dāng)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障故障時(shí)，自動(dòng)、快速時(shí)，自動(dòng)、快速且有選擇地借助斷路器跳閘將故障設(shè)備從系統(tǒng)中且有選擇地借助斷路器跳閘將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，以避免故障設(shè)備繼續(xù)遭到破壞，保證系統(tǒng)切除，以避免故障設(shè)備繼續(xù)遭到破壞，保證系統(tǒng)其余非故障部

5、分能繼續(xù)運(yùn)行。其余非故障部分能繼續(xù)運(yùn)行。11二、繼電保護(hù)的基本原理和組成1、繼電保護(hù)基本原理繼電保護(hù)基本原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些變化的物理量為信息量，當(dāng)信息量達(dá)到一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的命令。（1）利用基本電氣參數(shù)量的區(qū)別（2）利用比較兩側(cè)的電流相位（3）反應(yīng)序分量或突變量是否出現(xiàn)（4）反應(yīng)非電量保護(hù)12（1）利用基本電氣參數(shù)量的區(qū)別1）過電流保護(hù)反應(yīng)電流增大而動(dòng)作的保護(hù)稱為過電流保護(hù)。 保護(hù)1和保護(hù)2都能反應(yīng)(測(cè)量)到這個(gè)電流，保護(hù)2首先動(dòng)作于斷路器QF2跳閘。KkI12132）低電壓保護(hù)反應(yīng)電壓降低而動(dòng)作的保護(hù)稱為低電壓保護(hù)。3）距離保護(hù)反應(yīng)阻抗下降而動(dòng)作的保護(hù)稱為

6、距離保護(hù)，也稱低阻抗保護(hù) 。KkI1214正常運(yùn)行或外部發(fā)生短路故障時(shí):K保護(hù)區(qū)內(nèi)部短路時(shí)：K（2）利用比較兩側(cè)的電流相位 利用被保護(hù)線路兩側(cè)電流相位，可構(gòu)成縱差保護(hù)、相差高頻保護(hù)、方向保護(hù)等。15特點(diǎn)接地短路時(shí)，將出現(xiàn)零序分量；發(fā)生短路時(shí)，正序分量將出現(xiàn)突變。不對(duì)稱短路時(shí)，將出現(xiàn)負(fù)序分量；（3）反應(yīng)序分量或突變量是否出現(xiàn) 可以根據(jù)是否出現(xiàn)負(fù)序、零序分量構(gòu)成序分量保護(hù)；根據(jù)正序突變量構(gòu)成對(duì)稱、不對(duì)稱短路保護(hù)。16 反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)所產(chǎn)生的瓦斯氣體，反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)所產(chǎn)生的瓦斯氣體，構(gòu)成瓦斯保護(hù)；構(gòu)成瓦斯保護(hù)； 反應(yīng)繞組溫度升高而構(gòu)成過負(fù)荷保護(hù)等。反應(yīng)繞組溫度升高而構(gòu)成過負(fù)荷保護(hù)等。（4

7、）反應(yīng)非電量保護(hù)17（1 1）測(cè)量部分測(cè)量部分：測(cè)量一個(gè)或幾個(gè)能反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備的參：測(cè)量一個(gè)或幾個(gè)能反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備的參數(shù)，然后與保護(hù)的整定值進(jìn)行比較，以判斷被保護(hù)設(shè)備數(shù)，然后與保護(hù)的整定值進(jìn)行比較，以判斷被保護(hù)設(shè)備的工作狀態(tài)，決定保護(hù)是否啟動(dòng)。的工作狀態(tài)，決定保護(hù)是否啟動(dòng)。（2 2）邏輯部分邏輯部分：根據(jù)測(cè)量部分的輸出結(jié)果，進(jìn)行一系列：根據(jù)測(cè)量部分的輸出結(jié)果，進(jìn)行一系列的邏輯判斷，以決定保護(hù)是否應(yīng)動(dòng)作。的邏輯判斷，以決定保護(hù)是否應(yīng)動(dòng)作。（3 3）執(zhí)行部分執(zhí)行部分：執(zhí)行保護(hù)的功能，即設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)保：執(zhí)行保護(hù)的功能，即設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)不動(dòng)，設(shè)備故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作于跳閘，而設(shè)備異常時(shí)保護(hù)不動(dòng)，設(shè)備故

8、障時(shí)保護(hù)動(dòng)作于跳閘，而設(shè)備異常時(shí)保護(hù)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。護(hù)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。執(zhí)行部分測(cè)量部分整定值邏輯部分輸出信號(hào)輸入信號(hào)2、繼電保護(hù)裝置的組成181、可靠性可靠性：在保護(hù)裝置不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠的不動(dòng)作，而在保護(hù)裝置該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠的動(dòng)作。（即不誤動(dòng)，不拒動(dòng)）對(duì)繼電保護(hù)的基本要求對(duì)繼電保護(hù)的基本要求為了保證繼電保護(hù)能確實(shí)完成其在電力系統(tǒng)中所承擔(dān)的任務(wù)及作用，有必要對(duì)繼電保護(hù)裝置提出一定的要求，但當(dāng)保護(hù)的動(dòng)作結(jié)果不同時(shí)，所提出的要求也不同。對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)裝置，有以下四對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)裝置，有以下四個(gè)基本要求：個(gè)基本要求：192、選擇性：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)應(yīng)只切除故障設(shè)備，或使故障的影響范圍限制在最小

9、。1K2K203、靈敏性：保護(hù)裝置對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)所發(fā)生的各種金屬性短路故障，應(yīng)具有足夠的反應(yīng)能力。通常用靈敏系數(shù)來衡量。反應(yīng)過量的保護(hù)：保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)值值時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算保護(hù)區(qū)末端金屬性短路senKactksenIIKmin.21反應(yīng)欠量的保護(hù)：值時(shí)故障參數(shù)的最大計(jì)算保護(hù)區(qū)末端金屬性短路保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)senKmax. kactsenUUK 由于多數(shù)短路故障是非金屬性短路，計(jì)算或測(cè)量參數(shù)有誤差等，要求靈敏度要大于1。224、速動(dòng)性：保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除故障。 保護(hù)的基本要求是互相聯(lián)系而又互相矛盾的 。繼電保護(hù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，在不斷解決保護(hù)裝置應(yīng)用中出現(xiàn)的對(duì)基本要求之間的矛

10、盾，使之在一定條件下達(dá)到辯證統(tǒng)一的過程中發(fā)展起來的。繼電保護(hù)的基本要求是分析研究各種繼電保護(hù)裝置的基礎(chǔ)，是貫穿本課程的一條基本線索。 23繼電保護(hù)的分類繼電保護(hù)的分類 按保護(hù)對(duì)象：發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)等。按動(dòng)作結(jié)果：短路故障保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)。按保護(hù)基本工作原理：常規(guī)保護(hù)（反應(yīng)穩(wěn)態(tài)量）、新原理保護(hù)（反應(yīng)暫態(tài)量）。按保護(hù)動(dòng)作原理：機(jī)電型保護(hù)、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)、微機(jī)型保護(hù)等。短路保護(hù)按其功能的不同有主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)，后備保護(hù)又有遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)之分。24主保護(hù)和后備保護(hù)主保護(hù)和后備保護(hù)Iop1IklIop2Iop1lo p 1lo p 2tltop1top2top2top1l主保護(hù)：當(dāng)被保護(hù)設(shè)備故障時(shí)，用于快速切除故障的保護(hù)。l后備保護(hù)：當(dāng)同一設(shè)備上主保護(hù)拒動(dòng)、或另一設(shè)備上保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用于切除故障的保護(hù)。可分為近后備和遠(yuǎn)后備。25近后備保護(hù)近后備保護(hù)：主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，同一設(shè)同一設(shè)備備上實(shí)現(xiàn)切除故障的另一套保護(hù)。遠(yuǎn)后備保護(hù)遠(yuǎn)后備保護(hù)：保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，相相鄰設(shè)備鄰設(shè)備上用來實(shí)現(xiàn)切除故障的保護(hù)。輔助保護(hù)輔助保護(hù)：為克服主保護(hù)某些性能