電力系統(tǒng)繼電保護原理

ProtectionPrincipleofPowerSystem辦公地點：農工樓320聯(lián)系電話：88760692（家）88487128（辦）課程內容安排第一章2學時第二章16學時第三章10學時第四章2學時第五章3學時第六章3學時第七章6學時第八章2學時實驗10學時（5個）總計54學時繼電保護的主要特點繼電保護工作涉及到每個電氣主設備和二次輔助設備。繼電保護是一門綜合性的科學，它奠基于理論電工、電機學和電力系統(tǒng)等基礎理論，還與電子技術、通信技術、計算機技術和信息科學等新理論新技術有著密切的關系。繼電保護是一門理論和實踐并重的學科。繼電保護工作稍有差錯，即可能對電力系統(tǒng)的運行造成嚴重的影響，給國民經(jīng)濟和人民生活帶來不可估量的損失?？荚嚪绞狡谀┙K考（60%）+平時（40%）平時包括：作業(yè)、實驗、出勤、學習態(tài)度、平時回答問題。參考書孫國凱等編著.電力系統(tǒng)繼電保護原理.北京:中國水利水電出版社.2002,1賀家李,宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理.北京:水利水電出版社.1985王瑞敏主編.電力系統(tǒng)繼電保護原理.北京:農業(yè)出版社.1994王維儉編.電力系統(tǒng)繼電保護基本原理.北京:清華大學出版社.1991第一章緒論基本要求學習內容習題與思考題第一章緒論

第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護的作用第二節(jié)繼電保護的基本原理和保護裝置的組成第三節(jié)對繼電保護裝置的基本要求

第四節(jié)繼電保護技術發(fā)展簡史

第一節(jié)

電力系統(tǒng)繼電保護的作用

一、電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài)電力系統(tǒng)的故障：三相短路f(3)、兩相短路f(2)、單相短路接地f(1)、兩相短路接地f(1,1)、斷線、變壓器繞組匝間短路、復合故障等。不正常運行狀態(tài)：小接地電流系統(tǒng)的單相接地、過負荷、變壓器過熱、系統(tǒng)振蕩、電壓升高、頻率降低等。二、發(fā)生故障可能引起的后果

1、故障點通過很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障設備燒壞；

2、系統(tǒng)中設備，在通過短路電流時所產(chǎn)生的熱和電動力使設備縮短使用壽命；3、因電壓降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品質量；破壞系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。

事故事故：指系統(tǒng)的全部或部分的正常運行遭到破壞，以致造成對用戶的停止送電、少送電、電能質量變壞到不能容許的程度，甚至毀壞設備等等。

第二節(jié)

繼電保護的基本原理和保護

裝置的組成

繼電保護的原理是利用被保護線路或設備故障前后某些突變的物理量為信息量，當突變量達到一定值時，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應的跳閘脈沖或信號。1、利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別。2、利用內部故障和外部故障時被保護元件兩側電流相位（或功率方向）的差別。3、對稱分量是否出現(xiàn)。4、反應非電氣量的保護。

一、繼電保護的基本原理1、利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別

發(fā)生短路后，利用電流、電壓、線路測量阻抗等的變化，可以構成如下保護。（1）電流保護：反映電流的增大而動作。（2）低電壓保護：反應于電壓的降低而動作。（3）距離保護：反應于短路點到保護安裝地之間的距離（或測量阻抗的減小）而動作。2、利用內部故障和外部故障時被保護元件兩側電流相位（或功率方向）的差別。

規(guī)定電流的正方向是從母線流向線路。正常運行和線路AB外部故障時，A-B兩側電流的大小相等相位相差180°。當線路AB內部短路時，A-B兩側電流一般大小相等、相位相等。構成各種差動原理的保護，如縱聯(lián)差動保護，相差高頻保護、方向高頻保護等。4、反應非電氣量的保護

反應變壓器油箱內部故障時所產(chǎn)生的氣體而構成瓦斯保護；反應于電動機繞組的溫度升高而構成過負荷保護等。

二、繼電保護裝置的組成

繼電保護一般由三個部分組成:測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結構如下圖所示。測量被保護元件工作狀態(tài)的物理量，并和已給的整定值進行比較，從而判斷保護是否應該起動。根據(jù)測量部分各輸出量的大小，性質，出現(xiàn)的順序等，使保護裝置按一定的邏輯程序工作，最后傳到執(zhí)行部分。根據(jù)邏輯部分送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如發(fā)出信號，跳閘或不動作等。舉例說明

正常狀態(tài)：一次設備通過的電流為負載電流

KA流過的二次電流小于動作值KA不動作其接點不閉合斷路器主、輔觸點保護不動作。電流繼電器時間繼電器電流互感器脫扣器中間繼電器跳閘線圈第三節(jié)對繼電保護裝置的基本要求

選擇性速動性靈敏性可靠性一、選擇性(Selectivity)

選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。d3點短路：保護6動作，6QF跳閘；若保護6或6QF拒動，5QF跳閘；d2點短路：保護5動作，5QF跳閘；若保護5或5QF拒動，保護1和保護3動作于1QF、3QF跳閘；d1點短路：保護1和保護2動作，1QF、2QF跳閘；若保護2或2QF拒動，保護3動作于3QF跳閘；

二、速動性（Speed)

速動性是指盡可能快地切除故障。

短路時快速切除故障，可以縮小故障范圍，減輕短路引起的破壞程度，減小對用戶工作的影響，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

靈敏性是指對保護范圍內發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來衡量，靈敏系數(shù)越大，則保護的靈敏度就越高，反之就越低。

三、靈敏性(Sensitivity)對過量繼電器：對欠量繼電器：以上四個基本要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對不同的使用條件，分別地進行協(xié)調。此四個基本要求是分析研究繼電保護的基礎，也是貫穿全課程的一個基本線索。根據(jù)被保護元件在電力系統(tǒng)中的地位和作用來確定具體的保護方式，以滿足其相應的要求。四、可靠性(Reliability)可靠性是指在規(guī)定的保護范圍內發(fā)生了屬于它應該動作的故障時，它不應該拒絕動作，而在其它不屬于它應該動作的情況下，則不應該誤動作。返回最初熔斷器難以實現(xiàn)選擇性電壓、電流保護環(huán)網(wǎng)、多源網(wǎng)方向電流、電壓保護受系統(tǒng)運行方式影響，難以滿足選擇性、靈敏性、速動性距離保護單端測量方式，難以保證快速跳閘差動保護長距離難以實現(xiàn)高頻保護返回復習思考題：

1、在電力系統(tǒng)中繼電保護的任務是什么？2、繼電保護的基本原理有哪些？都是怎樣構成的？3、電力系統(tǒng)對繼電保護的基本要求是什么？什么叫選擇性，速動性，靈敏性和可靠性？4、何謂主保護、后備保護？何謂遠后備保護、近后備保護？5、繼電保護裝置由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？習題:1.如下圖所示，試按圖回答下列問題：（1）當d1點短路時，根據(jù)選擇性要求應由哪些保護動作并跳開哪些斷路器？如此時保護6拒動或6QF因失靈而拒跳，保護又將如何動作？（2）當d2點短路時，根據(jù)選擇性要求應由哪些保護動作并跳開哪些斷路器？如此時保護3拒動或3QF拒跳，但保護1動作并跳開1QF，問此種動作是否有選擇性？如果拒動的為2QF，對保護1的動作又應作何評價？

2.在下圖所示網(wǎng)絡中，設在d點發(fā)生短路，試就以下幾種情況評述保護1和保護