繼電保護(hù)第1章1課件

1、電 力 系 統(tǒng)繼電保護(hù)及二次系統(tǒng)第一章 繼電保護(hù)和二次回路的基本知識(shí)一、電力系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)、不正常工作 狀態(tài)和故障狀態(tài) 二、繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)三、保護(hù)裝置的基本原理四、繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu) 五、繼電保護(hù)的工作配合六、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求七、繼電保護(hù)的發(fā)展簡史 1.1正常工作狀態(tài)、不正常工作狀態(tài)和故障狀態(tài) （1）電力系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)：電力系統(tǒng)的電壓和頻率都在允許的范圍以內(nèi)，能夠保持長期安全工作的狀態(tài)。功率平衡方程式：不等式約束方程式：有功平衡無功平衡在最大容量范圍以內(nèi)在最大工作電流范圍以內(nèi)在允許工作電壓范圍以內(nèi)在允許工作頻率范圍以內(nèi)正常工作狀態(tài)時(shí)以上等式和不等式都滿足。 電力系統(tǒng)的三

2、種狀態(tài)：故障、不正常運(yùn)行、正常狀態(tài)（3）故障狀態(tài)：電力系統(tǒng)的一次電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作、設(shè)計(jì)制造缺陷等原因而發(fā)生短路、斷線等故障。故障的原因：（1）自然因素的影響大風(fēng)的影響：風(fēng)力過大，使空氣絕緣間隙變小。雨的影響：毛毛細(xì)雨將使臟污絕緣子閃絡(luò)、放電。 雷電影響 大霧影響：大霧天氣，空氣濕度大，絕緣子沿面閃絡(luò)放電。 覆冰影響：線路上發(fā)生嚴(yán)重覆冰時(shí)，使導(dǎo)線發(fā)生斷線事故。（2）人為、周圍環(huán)境及外物的影響 電力系統(tǒng)的三種狀態(tài)：故障、不正常運(yùn)行、正常狀態(tài)故障產(chǎn)生的后果：通過故障點(diǎn)的很大的短路電流使故障元件進(jìn)一步損壞；短路電流流過相鄰非故障元件，可能損壞或縮短其使用壽命；故障

3、附近地區(qū)電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品的質(zhì)量；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。故障的對(duì)策：一旦故障發(fā)生，必須迅速而準(zhǔn)確地切除故障設(shè)備，保證電力系統(tǒng)的安全。切除故障的時(shí)間要求小到十分之幾甚至百分之幾秒。 QF表示斷路器，它的作用是接收跳閘命令后，迅速切斷短路電流。 當(dāng)線路L1上發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)迅速反應(yīng)這個(gè)短路故障，發(fā)出跳閘命令給斷路器QF1，斷路器QF1接收了命令后，打開觸頭，切斷短路電流。 由于要求切除故障的速度要很快，只能通過自動(dòng)的繼電保護(hù)裝置來完成。（4） 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 繼電保護(hù)裝置（Relay protection）：能

4、夠反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或不正常運(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。三保護(hù)裝置的基本原理 繼電保護(hù)的基本原理：正確區(qū)分正常運(yùn)行和故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)確認(rèn)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生內(nèi)部故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，發(fā)出跳閘命令或告警信號(hào)。 繼電保護(hù)的基本原理的核心：區(qū)分正常運(yùn)行和故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)。如何區(qū)分正常運(yùn)行和故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)？ 必須利用電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行和故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其電氣量（如電流、電壓、阻抗等）的不同來加以區(qū)分。正常運(yùn)行：電流：為負(fù)荷電流，兩側(cè)電流大小相等，方向相反（即相位相差180）。內(nèi)部d1短路：電流：線路BC兩側(cè)電流大小一般不等，方向相同（即相位

5、相同）； 差動(dòng)保護(hù)原理確定線路兩側(cè)電流參考正方向：母線線路（如綠色箭頭）四. 繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)測量部分：測量有關(guān)電氣量,與整定值比較,給出 “是”、 “非”、“大于”、“不大于”、“等于”、 “0”、“1” 性質(zhì)的一組邏輯信號(hào),判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯部分：根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的 順序或它們的邏輯組合，確定是否應(yīng)該使斷路 器跳閘或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將有關(guān)命令傳達(dá)給 執(zhí)行部分。執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分的結(jié)果，立即或延時(shí)發(fā)出報(bào)警信 號(hào)和跳閘信號(hào)（故障、不正常運(yùn)行時(shí)）。繼電保護(hù)的工作回路 繼電保護(hù)與一次側(cè)電力系統(tǒng)設(shè)備之間的聯(lián)接簡圖。 繼電保護(hù)就是通過二次側(cè)弱電系統(tǒng)來控制（如跳開

6、、閉合）一次側(cè)強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)備。 繼電保護(hù)的工作回路示意圖： 包括 TV 、 TA、二次電纜、保護(hù)裝置、信號(hào)設(shè)備、工作電源等。 斷路器 電流互感器電流繼電器中間繼電器信號(hào)繼電器時(shí)間繼電器五. 繼電保護(hù)的工作配合保護(hù)范圍（保護(hù)區(qū)）：每套保護(hù)都有預(yù)先劃分的保護(hù)范圍，只有在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，該保護(hù)才動(dòng)作。保護(hù)范圍劃分的基本原則是任一個(gè)元件的故障都能可靠的被切除并且造成的停電范圍最小。保護(hù)范圍相互重疊，保證任意點(diǎn)的故障都置于保護(hù)區(qū)內(nèi)。六、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求1、選擇性2、速動(dòng)性3、靈敏性4、可靠性 為了保證可靠性，選擇性包含2種意思：（1）正常情況下只應(yīng)由裝在故障元件上的保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障；（2）當(dāng)電

7、氣設(shè)備的主保護(hù)不能切除故障時(shí)，力爭相鄰設(shè)備的保護(hù)裝置對(duì)它起到后備保護(hù)的作用。短路點(diǎn)短路電流主保護(hù)遠(yuǎn)后備近后備K21 5跳 5跳 1、3跳 2、4K31 6跳 6跳 5/遠(yuǎn)后備保護(hù)：位于上級(jí)變電站、發(fā)電廠中的后備保護(hù)；近后備保護(hù)：位于本變電站、發(fā)電廠中的的后備保護(hù)；2、速動(dòng)性（迅速性）定義：繼電保護(hù)裝置要以盡可能短的時(shí)間將故障從電網(wǎng)中切除。 優(yōu)點(diǎn)：（1）提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性；（2）加快非故障部分的恢復(fù)供電；（3）減輕故障設(shè)備的損壞程度。故障切除時(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)裝置的動(dòng)作時(shí)間為：微機(jī)保護(hù)最快：0.010.04秒，即0.52個(gè)周期就動(dòng)作；電磁式保護(hù)： 0.060.12秒，即36個(gè)周

8、期就動(dòng)作斷路器的動(dòng)作時(shí)間為：最快： 0.020.06秒，即13個(gè)周期斷開電流；一般： 0.060.15秒，即37個(gè)周期斷開電流4、可靠性定義：當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)必須動(dòng)作（不拒動(dòng)），當(dāng)外部故障時(shí)不動(dòng)作（不誤動(dòng)）。包括兩個(gè)方面：（1）不拒動(dòng)，即可信賴性（2）不誤動(dòng)，即安全性影響可靠性的因素： 內(nèi)在：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的合理性、制造工藝水平、內(nèi)外接線簡明， 觸點(diǎn)多少等； 外在：運(yùn)行維護(hù)水平、調(diào)試是否正確、正確安裝“四性”之間的關(guān)系：矛盾、統(tǒng)一經(jīng)濟(jì)性考慮： 選擇并配置繼電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)條件，按被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的地位和作用來確定保護(hù)方式。 對(duì)于重要的系統(tǒng)元件，如果選

9、用簡單價(jià)廉的保護(hù)裝置，由于技術(shù)性能不佳，出現(xiàn)拒動(dòng)或誤動(dòng)所帶來的損失是驚人的。而對(duì)較為次要的數(shù)量很多的電氣元件，則不應(yīng)裝設(shè)過于復(fù)雜昂貴的保護(hù)裝置。 需要根據(jù)電力系統(tǒng)和負(fù)荷的具體情況，對(duì)這4個(gè)方面的要求適當(dāng)?shù)赜枰詤f(xié)調(diào)。 在保證可靠性和選擇性的前提下，強(qiáng)調(diào)靈敏性，力爭速動(dòng)性。 電磁型：體積大，消耗功率大， 動(dòng)作慢，機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分、 觸點(diǎn)部分容易磨損或粘連，調(diào)試維護(hù)比較復(fù)雜。晶體管型：動(dòng)作快, 無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分，易發(fā)生特性變化。集成電路型：體積更小, 工作更可靠，抗干擾能力差。 微機(jī)保護(hù)： （1） 計(jì)算、分析、邏輯判斷能力強(qiáng)，有存儲(chǔ)記憶功能，可實(shí) 現(xiàn)復(fù)雜原理的保護(hù)； （2） 維護(hù)調(diào)試方便，可靠性高； （3） 統(tǒng)一硬件，保護(hù)裝置硬件易標(biāo)準(zhǔn)化； （4） 有強(qiáng)大輔助功能，簡化調(diào)試、事故分析和事故后處理。各種硬件繼電保護(hù)的特點(diǎn)：電磁型繼電保護(hù)（現(xiàn)在