电力系统继电保护原理PPT讲义（PDF106页）

NorthChinaElectricPowerUniversity电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理1绪论1绪论1.1.电力系统运行状态电力系统运行状态1.11.1继电保护的作用继电保护的作用(1)(1)正常工作状态正常工作状态1.1.电力系统运行状态电力系统运行状态(1)(1)正常工作状态正常工作状态指发出的功率和负荷功率相等、供电质量满足指发出的功率和负荷功率相等、供电质量满足要求、电力设备处于安全运行范围内的电力系统运要求、电力设备处于安全运行范围内的电力系统运要求、电力设备处于安全运行范围内的电力系统运要求、电力设备处于安全运行范围内的电力系统运行状态。行状态。1.11.1继电保护的作用继电保护的作用(2)(2)故障状态故障状态1.1.电力系统运行状态电力系统运行状态(2)(2)故障状态故障状态指在电力系统中发生的短路、断线，其中常指在电力系统中发生的短路、断线，其中常见也最危险的是各种短路。见也最危险的是各种短路。见也最危险的是各种短路。见也最危险的是各种短路。线路：线路：1.11.1继电保护的作用继电保护的作用(2)(2)故障状态故障状态1.1.电力系统运行状态电力系统运行状态短路的后果：短路的后果：1)短路电流很大，可能损坏故障设备和非故障设(2)(2)故障状态故障状态1)短路电流很大，可能损坏故障设备和非故障设备；2)大面积电压下降，影响用户正常工作；2)大面积电压下降，影响用户正常工作；3)破坏电力系统并列运行的稳定性。1.11.1继电保护的作用继电保护的作用(3)(3)不正常工作状态不正常工作状态1.1.电力系统运行状态电力系统运行状态发出的功率和负荷功率相等，电能质量或设备是相对于正常状态而言的。(3)(3)不正常工作状态不正常工作状态发出的功率和负荷功率相等，电能质量或设备安全运行条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常运行状态。不正常运行状态。常见的不正常运行状态：1)过负荷；1)过负荷；2)过电压；3)频率降低；3)频率降低；4)系统振荡。1.11.1继电保护的作用继电保护的作用(4)(4)事故事故1.1.电力系统运行状态电力系统运行状态系统或其中的一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，(4)(4)事故事故成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人员伤亡和电气设备的损坏。故障和不正常运行状态都可能引起事故，但不一定必然导致事故发生。一定必然导致事故发生。对故障和不正常状态做出快速反映是防止事故发生的有效方法之一。发生的有效方法之一。2.继电保护的基本作用1.11.1继电保护的作用继电保护的作用(1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力2.继电保护的基本作用(1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行；无故障部分迅速恢复正常运行；(2)反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸（一般有一定延时）。（一般有一定延时）。1.21.2继电保护装置结构和基本原理继电保护装置结构和基本原理电力系统电力系统电力系统电力系统((一次一次))继电保护装置继电保护装置大体上可以分为三部分:测量部分；逻辑部分；逻辑部分；执行部分。1.21.2继电保护装置结构和基本原理继电保护装置结构和基本原理被测物理量测量部分逻辑部分执行部分部分部分部分整定值(1)测量部分测量从被保护对象输入的有关物理量，并与(1)测量部分已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“大于”、“不大于”等具有“0、1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。1.21.2继电保护装置结构和基本原理继电保护装置结构和基本原理测量部分逻辑部分执行部分被测物理量部分部分部分整定值(2)逻辑部分根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，(2)逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系及持续的时间，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，发信号，并将有关命令传给执行元件。1.21.2继电保护装置结构和基本原理继电保护装置结构和基本原理跳闸或信号测量部分逻辑部分执行部分被测物理量部分部分部分整定值(3)执行部分(3)执行部分根据逻辑元件传送的信号，完成相应的操作。如：跳闸、发信号等。如：跳闸、发信号等。1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护在技术上应满足四个基本要求：本要求：选择性选择性快速性““四性四性””灵敏性可靠性四性四性””可靠性1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，1.1.选择性选择性主保护主保护++后备保护后备保护指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，才当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，允许由相邻设备或线路的保护或断路器失灵保护切除故障。后备保护除故障。主保护：是指能以最快速度有选择地切除被保护设备和线后备保护是指能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护：后备保护：后备保护指主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护，分为近后备、远后备两种方式。的保护，分为近后备、远后备两种方式。1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求1.1.选择性选择性12345678有选择性有选择性有选择性有选择性有选择性有选择性1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求QF5拒动停电停电1.1.选择性选择性12QF5拒动345678远后备保护动作远后备保护动作有选择性1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求1.1.选择性选择性QF5拒动停电停电12QF5拒动345678断路器失灵保护动作有选择性有选择性1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求1.1.选择性选择性12345678有选择性有选择性无选择性导致该线路退出运行导致该线路退出运行1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求1.1.选择性选择性电力系统的任一处都要处于保护范围覆盖之下，没有安装保护的电力元件不允许接入电力系统工作。每套保护都有预先严格划定的保护范围。一般借助断路器实现保护范围的划分。一般借助断路器实现保护范围的划分。1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求1.1.选择性选择性变压器保护区发电机保护区高压母线II保护区变压器保护区发电机保护区高压母线II保护区线路保护区线路保护区低压母线保护区高压母线I保护区高压母线保护区保护区是有一定重叠的！保证任意处的故障都置于保护区内，同时重保证任意处的故障都置于保护区内，同时重叠区越小越好。1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求2.2.快速性快速性指保护装置应能尽快地切除短路故障。其主要目的在于：(1)减轻故障设备或线路的损坏程度，避免故障进一步扩大；进一步扩大；(2)提高自动重合闸和备用电源自动投入的效果；(3)可以提高系统稳定性。(3)可以提高系统稳定性。1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求2.2.快速性快速性=+ttt故障切除时间：QFpr+ttttpr:保护动作时间；tQF:断路器跳闸时间。快速保护动作时间为20-40ms，最快为10-20ms。pQ断路器跳闸时间为60-150ms，最快为20-40ms。1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求3.3.灵敏性灵敏性指对于其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。状态的反应能力。要求：在规定保护区内故障时，不论系统运行方式、短路点的位置、短路的类型如何，以及短路方式、短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能灵敏地正确地反应出来。应按照最不利的情况来检验保护灵敏性。应按照最不利的情况来检验保护灵敏性。通常，用灵敏系数(Ksen)来衡量灵敏性。一般要求在1.2～2之间1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求根据动作条件不同分为：3.3.灵敏性灵敏性根据动作条件不同分为：:指特征量大于整定值时动作的保护；过量动作保护:指特征量大于整定值时动作的保护；欠量动作保护过量动作保护:指特征量小于整定值时动作的保护。过量动作保护的灵敏度：区内金属性短路时故障参数的最小计算值senK区内金属性短路时故障参数的最小计算值保护的动作参数k.minset=II1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求根据动作条件不同分为：3.3.灵敏性灵敏性根据动作条件不同分为：:指特征量大于整定值时动作的保护；过量动作保护:指特征量大于整定值时动作的保护；欠量动作保护过量动作保护:指特征量小于整定值时动作的保护。欠量动作保护的灵敏度：保护的动作参数senK保护的动作参数区内金属性短路时故障参数的最大计算值setk.maxUU1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求指保护该动作时应动作（不拒动，可信赖性），4.4.可靠性可靠性指保护该动作时应动作（不拒动，可信赖性），不该动作时不动作（不误动,安全性）。影响可靠性的因素：(1)装置本身的质量；(1)装置本身的质量；(2)安装调试是否正确、运行维护水平等。1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求提高可靠性的方法：4.4.可靠性可靠性提高可靠性的方法：(1)提高器件的质量和工艺水平，并有必要的抗(1)提高器件的质量和工艺水平，并有必要的抗干扰措施；(2)提高保护装置安装和调试的质量，并加强维(2)提高保护装置安装和调试的质量，并加强维护和管理；1.31.3对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求4.4.可靠性可靠性提高可靠性的方法：(3)具有必要的闭锁、双重化等措施。提高可靠性的方法：(3)具有必要的闭锁、双重化等措施。1.电力系统出现过负荷、频率降低、过电压等属于1.电力系统出现过负荷、频率降低、过电压等属于故障状态。（）2.继电保护反映电力系统元件和电气设备的故障，2.继电保护反映电力系统元件和电气设备的故障，根据运行维护条件和设备的承受能力，自动发出信号、减负荷或延时跳闸。（）信号、减负荷或延时跳闸。（）3.继电保护系统检出任何故障或异常情况时，都将发出跳闸命令将设备从系统中切除。（）发出跳闸命令将设备从系统中切除。（）4.继电保护的任务是系统发生故障时仅发出信号。（）（）5.继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本设备，任何电力元件不得在无保护状态下运行。（）6.电力系统发生相间短路时的主要特征是电流减小。（）7.后备保护一般比主保护动作延时要短。（）7.后备保护一般比主保护动作延时要短。（）8.远后备保护是在保护拒动或断路器拒动时，由上一级设备或线路保护实现的后备保护。（）一级设备或线路保护实现的后备保护。（）1.继电保护装置组成元件包括（）1.继电保护装置组成元件包括（）A.仪表网络B.测量元件、逻辑元件、执行元件2.继电保护中用于测量被保护对象的各类运行参数，B.测量元件、逻辑元件、执行元件C.测量、仪表网络D.二次电路配件2.继电保护中用于测量被保护对象的各类运行参数，在故障情况下将测得的故障参数与给定的整定值进行比较，将比较结果输出给逻辑部分的是（）的行比较，将比较结果输出给逻辑部分的是（）的作用。A.显示部分A.显示部分B.逻辑部分C.执行部分C.执行部分D.测量部分3.电力系统继电保护由（）、逻辑部分和执行部分构成。分构成。A.显示部分B.测量部分B.测量部分C.判断部分D.采样部分D.采样部分4.继电保护应具有（），以保证正确无误而又迅速地切断故障。速地切断故障。A.选择性,快速性B.灵敏性,可靠性B.灵敏性,可靠性C.预防性,安全性D.安全性,实用性D.安全性,实用性5.继电保护动作具有选择性，其包含的含义为（）。5.继电保护动作具有选择性，其包含的含义为（）。A．当继电保护或断路器拒动时，后备保护切除故障时保证停电范围尽可能小故障时保证停电范围尽可能小B．继电保护在需要动作时不拒动，不需要动作时不误动时不误动C．当元件或设备故障时，