電力系統繼電保護原理

較好章引言1。電力系統繼電保護的概念和作用1。電力系統故障和異常運行

故障：短路和斷開(kāi)(斷相)

短路：

大電流接地系統d(3)、d(2)、d(1)和d(1)。1)

小電流接地系統d(3)、d(2)和d(1)。1)

開(kāi)放階段：

單相斷線(xiàn)和二次斷線(xiàn)(不要與PT二次斷線(xiàn)混淆)

其中，各種類(lèi)型的短路較為常見(jiàn)和危險。后果：

1I增加對故障設備和非故障設備的危害；

2U縮減影響用戶(hù)正常工作；

3破壞系統穩定性，進(jìn)一步擴大事故(系統振蕩和互解)

I2(I0)旋轉電機產(chǎn)生額外熱量I0—相鄰通信系統

故障特征：

我增加，u減少，z減少

接地故障和斷線(xiàn)有零序

不對稱(chēng)故障具有負序

異常運行狀態(tài)：

電力系統中電氣元件的正常運行被破壞，但不存在故障。

如：小電流接地系統d(1)、過(guò)載、過(guò)壓、降頻、系統振蕩等。

2.繼電保護的作用：

要求區分故障和正常運行，判斷故障設備(區內或區外故障)

兩個(gè)功能：失敗

異常運行狀態(tài)

故障和異常運行狀態(tài)-事故(P1)，無(wú)法完全避免且傳播迅速(光速)

要求：在幾十毫秒內拆除故障人()和繼電保護裝置()

任務(wù)：P2。它被比喻為“安靜的哨兵”

二、繼電器繼電器動(dòng)作：繼電器返回：

繼電器特性：

三、繼電保護的基本原理、組成和分類(lèi)：

1.基本原則：

要區分系統的正常運行狀態(tài)和故障或異常運行狀態(tài)——，找到區別：特性。

故障點(diǎn)與電源之間增加——過(guò)流保護

欠壓保護

變化；正常：20左右短路：60-85方向保護。

;模量降低-阻抗保護

——— >電流差動(dòng)保護

I2、I0序分量保護等。

其他非電量：氣體保護和過(guò)熱保護

原則上，只有找出正常運行和故障時(shí)系統中電量或非電量的變化特征(差異)，才能找到一個(gè)原理，差異越明顯，保護性能越好。

2.組成

以過(guò)流保護為例：

正常運行：Ir=IfLJ不移動(dòng)

發(fā)生故障時(shí)：紅外=身份證移動(dòng)-SJ移動(dòng)(延遲)-XJ移動(dòng)-信號

TQ移動(dòng)行程

一般由測量元件、邏輯元件和執行元件組成。

(1)測量元件

功能：測量相關(guān)物理量(如電流、電壓、阻抗、功率方向等。)從被保護對象輸入，與給定的設定值進(jìn)行比較，根據比較結果給出一組具有“是”、“否”、“大于”、“不大于”等“0”或“1”屬性的邏輯信號，從而判斷是否應該啟動(dòng)保護。

(2)邏輯元素

功能：根據測量部分輸出的大小、性質(zhì)、輸出邏輯狀態(tài)、發(fā)生順序或它們的組合，使保護裝置按照一定的布爾邏輯和時(shí)序邏輯工作，較終決定是否跳閘或發(fā)信號，并將相關(guān)命令傳送給執行元件。 #p#分頁(yè)標題#e#

邏輯電路包括或、與、非、延遲啟動(dòng)、延遲返回、存儲器等。

(3)執行組件：

行動(dòng)；根據邏輯元件傳輸的信號，較終完成保護裝置承擔的任務(wù)。如：故障跳閘；異常運行時(shí)信號；正常運行期間無(wú)動(dòng)作。

3.分類(lèi)：

幾種方法如下：

(1)按保護對象分類(lèi)：輸電線(xiàn)路保護、發(fā)電機保護、干式變壓器保護、電動(dòng)機保護、母線(xiàn)保護等。

(2)按保護原理分類(lèi)：電流保護、電壓保護、距離保護、差動(dòng)保護、方向保護、零序保護等。

(3)按保護反映的故障類(lèi)型分類(lèi)：相間短路保護、接地故障保護、匝間短路保護、斷線(xiàn)保護、失步保護、失磁保護、過(guò)勵磁保護等。

(4)根據繼電保護裝置的實(shí)現技術(shù)：機電保護(如電磁保護、ind

主保護滿(mǎn)足系統穩定和設備安全的要求，可以有選擇地盡快解除被保護設備和線(xiàn)路故障的保護。

后備保護、主保護或用于在斷路器拒絕操作時(shí)排除故障的保護?？煞譃檫h后備保護和近后備保護。

遠程后備保護：當主保護或斷路器拒動(dòng)時(shí)，通過(guò)保護相鄰電力設備或線(xiàn)路實(shí)現的后備保護。

近后備保護：當主保護拒動(dòng)時(shí)，后備保護由電力設備或線(xiàn)路的另一套保護實(shí)現；當斷路器拒動(dòng)時(shí)，后備保護由斷路器失靈保護實(shí)現。

輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能或在主保護和后備保護不工作時(shí)增加的簡(jiǎn)單保護。

3.電氣保護包括繼電保護技術(shù)和繼電保護裝置。

繼電保護技術(shù)是一個(gè)完整的系統，主要包括電力系統故障分析、繼電保護原理及實(shí)現、繼電保護配置設計、繼電保護運行維護等。

﹡繼電保護裝置是繼電保護功能的核心。較好親代

繼電保護裝置能夠反映電力系統中電氣元件的故障或異常運行

態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動(dòng)裝置。

四、對繼電保護的基本要求：

對動(dòng)作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應滿(mǎn)足四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。即保護四性。

（一）選擇性：P4

選擇性是指電力系統發(fā)生故障時(shí)，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍。

例：

當d1短路時(shí)，保護1、2動(dòng)→跳1DL、2DL，有選擇性

當d2短路時(shí)，保護5、6動(dòng)→跳5DL、6DL，有選擇性

當d3短路時(shí)，保護7、8動(dòng)→跳7DL、8DL，有選擇性

若保護7拒動(dòng)或7DL拒動(dòng)，保護5動(dòng)→跳5DL（有選擇性）

若保護7和7DL正確動(dòng)作于跳閘，保護5動(dòng)→跳5DL，則越級跳閘（非選擇性）

小結：選擇性就是故障點(diǎn)在區內就動(dòng)作，區外不動(dòng)作。當主保護未動(dòng)作時(shí)，由近后備或遠后備切除故障，使停電面積較小。因遠后備保護比較完善（對保護裝置DL、二次回路和直流電源等故障所引起的拒絕動(dòng)作均起后備作用）且實(shí)現簡(jiǎn)單、經(jīng)濟，應優(yōu)先采用。#p#分頁(yè)標題#e#

（二）速動(dòng)性：

快速切除故障。1提高系統穩定性；2減少用戶(hù)在低電壓下的動(dòng)作時(shí)間；3減少故障元件的損壞程度，避免故障進(jìn)一步擴大。

；

t－故障切除時(shí)間；

tbh-保護動(dòng)作時(shí)間；

tDL-斷路器動(dòng)作時(shí)間；

一般的快速保護動(dòng)作時(shí)間為0.06～0.12s，較快的可達0.01～0.04s。

一般的斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.06～0.15s，較快的可達0.02～0.06s。

（三）靈敏性：P5

指在規定的保護范圍內，對故障情況的反應能力。滿(mǎn)足靈敏性要求的保護裝置應在區內故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類(lèi)型如何，都能靈敏地正確地反應出來(lái)。

通常，靈敏性用靈敏系數來(lái)衡量，并表示為Klm。

對反應于數值上升而動(dòng)作的過(guò)量保護（如電流保護）

對反應于數值下降而動(dòng)作的欠量保護（如低電壓保護）

其中故障參數的較小、較大計算值是根據實(shí)際可能的較不利運行方式、故障類(lèi)型和短路點(diǎn)來(lái)計算的。

在《繼電保護和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規程（DL400－91）》中，對各類(lèi)保護的靈敏系數Klm的要求都作了具體規定（參見(jiàn)附錄2，P231）。

（四）可靠性：P5

指發(fā)生了屬于它改動(dòng)作的故障，它能可靠動(dòng)作，即不發(fā)生拒絕動(dòng)作（拒動(dòng)）；而在不改動(dòng)作時(shí)，他能可靠不動(dòng)，即不發(fā)生錯誤動(dòng)作（簡(jiǎn)稱(chēng)誤動(dòng)）。

影響可靠性有內在的和外在的因素：

內在的：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結構設計的合理性、制造工藝水平、內外接線(xiàn)簡(jiǎn)明，觸點(diǎn)多少等；

外在的：運行維護水平、調試是否正確、正確安裝

上述四個(gè)基本要求是分析研究繼電保護性能的基礎，也是貫穿全課程的一個(gè)基本線(xiàn)索。在它們之間既有矛盾的一面，又有在一定條件下統一的一面。

四、發(fā)展：

原理：隨電力系統的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展

過(guò)電流保護（較早熔斷器）電流差動(dòng)保護方向性電流保護

（1901年）（1908年）（1910年）

距離保護高頻保護微波保護行波保護、光纖保護

（1920年）（1927年）（50年代）（70年代誕生、50年代有設想）

結構型式：

機電型電子型微機型（華北電力大學(xué)80年代）數字式

(電磁型、感應型、電動(dòng)型)晶體管

集成電路

20世紀50年代60年代末提出70年代后半期出樣機