繼電保護(hù)課件 第一章緒論

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院張穎lachen@第一章緒論1.1、電力系統(tǒng)的三種狀態(tài)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1.1、電力系統(tǒng)的狀態(tài)－－正常狀態(tài)電力系統(tǒng)與電力設(shè)備中的電流在設(shè)定的路徑中流動(dòng)。電力系統(tǒng)所有電氣設(shè)備的電氣參數(shù)都在規(guī)定范圍內(nèi)。電力系統(tǒng)電能質(zhì)量符合規(guī)定。電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有較高的可靠性。電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1.1、電力系統(tǒng)的狀態(tài)－－不正常狀態(tài)電力系統(tǒng)與電力設(shè)備中的電流在設(shè)定的路徑中流動(dòng)，電力系統(tǒng)中某些電力設(shè)備的某些運(yùn)行參數(shù)偏離規(guī)定范圍，稱為不正常運(yùn)行狀態(tài)。1.1、電力系統(tǒng)的狀態(tài)－－故障狀態(tài)

電力系統(tǒng)與電力設(shè)備中的電流沒(méi)有按設(shè)定的路徑流動(dòng)，電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)異常，稱為故障狀態(tài)。發(fā)生了設(shè)定路徑之外的電流流通路徑，稱為短路。設(shè)定的電流路徑發(fā)生開(kāi)斷，稱為斷線。短路是最嚴(yán)重的故障狀態(tài)。有：三相短路，單相短路，兩相短路，兩相短路接地（兩相接地短路）短路對(duì)電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的危害

短路電流流過(guò)故障點(diǎn)，引燃電弧，使故障設(shè)備燒毀。強(qiáng)大的短路電流不論流過(guò)故障還是非故障的電氣設(shè)備時(shí)，都將引起發(fā)熱現(xiàn)象，使電氣設(shè)備過(guò)熱損壞。強(qiáng)大的短路電流流過(guò)故障和非故障的電氣設(shè)備時(shí)，電動(dòng)力可能使電氣設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械變形而損壞。造成電能質(zhì)量嚴(yán)重惡化，影響電力用戶的正常生產(chǎn)，損害用戶的產(chǎn)品質(zhì)量。電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量三個(gè)方面。破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引起發(fā)電機(jī)失步，甚至造成整個(gè)電力系統(tǒng)瓦解。

南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院繼電保護(hù)的作用

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是一門(mén)研究這種自動(dòng)識(shí)別故障并排除故障元件的自動(dòng)裝置的技術(shù)學(xué)科。繼電保護(hù)自動(dòng)裝置：能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出指示信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。~BkAC1QF2QF3QF4QF5QF6QF7QF圖0-1電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的作用南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

基本任務(wù)自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞并保證非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；反應(yīng)電氣元件的不正常工作狀態(tài)并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行條件作出不同反應(yīng)，如：在無(wú)人值班的變電所，一般動(dòng)作于故障元件的斷路器跳閘；若發(fā)生過(guò)負(fù)荷而有自動(dòng)減負(fù)荷裝置時(shí)，可動(dòng)作于自動(dòng)減負(fù)荷裝置；在有值班人員的變電所或控制室，一般動(dòng)作于發(fā)信號(hào)，提示值班人員哪個(gè)元件出現(xiàn)了不正常工作狀態(tài)。南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院1.2繼電保護(hù)的基本原理及其組成1.2.1繼電保護(hù)的基本原理

利用電力系統(tǒng)發(fā)生故障和處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)一些物理量的特征和特征分量，可以構(gòu)成各種原理的保護(hù)。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖1繼電保護(hù)原理示意圖南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院1．電流保護(hù)的原理

當(dāng)k2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，電源與短路點(diǎn)之間的各相電流將突然增加，其值可能是額定電流或正常工作電流的十幾倍。利用這個(gè)特點(diǎn)可用一個(gè)元件對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量并和給定電流比較，當(dāng)測(cè)量到的電流大于給定電流時(shí)，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。這就構(gòu)成了反應(yīng)相電流增大而動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)。這個(gè)給定電流稱為電流保護(hù)的整定值，即電流保護(hù)的動(dòng)作電流。

南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院2．低電壓保護(hù)的原理如圖2中k2點(diǎn)三相短路時(shí)，將使B、C母線電壓很小甚至幾乎為0。利用短路時(shí)母線電壓下降的特點(diǎn)，可構(gòu)成測(cè)量電壓且反應(yīng)電壓下降動(dòng)作的低電壓保護(hù)。這個(gè)給定電壓稱為電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護(hù)原理示意圖南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院3．低阻抗保護(hù)的原理當(dāng)k1點(diǎn)故障時(shí)，A母線電壓嚴(yán)重下降而線路電流卻大大上升，因此，故障時(shí)測(cè)量阻抗Zm也就與正常時(shí)大不相同，其幅值下降而相角卻增大。利用這種差別可以構(gòu)成反應(yīng)該斷路器處測(cè)量阻抗Zm變化的保護(hù)，稱為阻抗保護(hù)。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護(hù)原理示意圖南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院4．方向保護(hù)的原理在圖2中，同一條線路上需要在線路兩側(cè)均裝斷路器并配置保護(hù)才能切除該線路上任意處的故障。在這種雙電源的線路上發(fā)生故障時(shí)，可以找到新的故障特點(diǎn)以構(gòu)成保護(hù)。利用相位特點(diǎn)可構(gòu)成反應(yīng)功率方向的方向保護(hù)。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護(hù)原理示意圖南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院5．縱聯(lián)保護(hù)的原理利用線路內(nèi)部短路時(shí)其兩側(cè)電流均為正，而外部短路時(shí)兩側(cè)電流一側(cè)為正一側(cè)為負(fù)的特點(diǎn)可構(gòu)成縱聯(lián)保護(hù)。縱差保護(hù)是縱聯(lián)保護(hù)的一種。

~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護(hù)原理示意圖南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院6．序分量保護(hù)的原理當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障電流和電壓中含有負(fù)序分量。若為不對(duì)稱接地故障時(shí)，故障電流、電壓中還包括零序分量。利用故障時(shí)序分量的出現(xiàn)可以構(gòu)成反應(yīng)序量動(dòng)作的保護(hù)，如零序電流、電壓保護(hù)，負(fù)序電流、電壓保護(hù)等。7．其他保護(hù)原理利用變壓器內(nèi)部短路時(shí)使其油箱內(nèi)絕緣油受熱分解產(chǎn)生的大量氣體構(gòu)成反應(yīng)這些氣體多少和氣流速度的瓦斯保護(hù)。利用線路故障時(shí)故障點(diǎn)產(chǎn)生的暫態(tài)行波分量的傳播方向不同等特點(diǎn)可構(gòu)成各種行波保護(hù)。南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院1.2.2繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成

從所完成的功能看，保護(hù)的構(gòu)成如圖所示，有輸入、測(cè)量、邏輯判斷、輸出和執(zhí)行等主要部分。輸入量->測(cè)量比較->邏輯判斷->執(zhí)行輸出->跳閘或信號(hào)

1.2.3繼電保護(hù)的工作回路除繼電保護(hù)裝置外，保護(hù)的工作回路還包括：互感器斷路器跳閘線圈指示保護(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1.2.3繼電保護(hù)的工作回路互感器互感器電壓互感器電流互感器是一次回路和二次回路的聯(lián)絡(luò)設(shè)備。一次回路的高電壓、大電流二次回路的低電壓、大電流

作用接入方式變換作用電氣隔離作用高電壓、大電流變換為標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小電流。如100V，5A，1A將二次設(shè)備與一次設(shè)備相隔離，保證了設(shè)備和人身安全

電壓互感器一次繞組以并聯(lián)形式接入一次回路；二次負(fù)荷以并聯(lián)形式接在電壓互感器的二次繞組回路。

電流互感器一次繞組以串聯(lián)形式接入一次回路；二次負(fù)荷以串聯(lián)形式接在電流互感器的二次繞組回路。

電壓互感器PT電流互感器CT電磁型繼電器1）繼電器（relay）：I>U<2）觸點(diǎn)：

常開(kāi)觸點(diǎn)

常閉觸點(diǎn)KAKAKA3）基本邏輯：+－KA1KA1KA2KA2KA3KA4）位置開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)：

常開(kāi)觸點(diǎn)

常閉觸點(diǎn)QFQFQFQFQFQF+++--KA1KA2KA2KA1KTKTKSKSQFYTXB原理接線圖+++--QFIa,IcIa=10AIzd=15AIa<IzdKA1KA2KA2KA1KTKTK