继电保护课程教案

1第一章电力系统继电保护概述.................................................................................................................1一、电力系统继电保护的作用.............................................................................................................1二、继电保护的基本原理、构成与分类：.........................................................................................2三、对电力系统继电保护的基本要求：.............................................................................................3第二章继电保护的基本元件...........................................................................................................5第三章输电线路的电流电压保护.............................................................................................................16第一节单测电源网络相间短路的电流保护.....................................................................................16第二节双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护.....................................................................23第三节输电线路的接地故障保护.....................................................................................................34第四节自动重合闸.............................................................................................................................38第七节距离保护的整定计算原则及对距离保护的评价...............................................................66一、距离保护的整定计算原则...................................................................................................66二、对距离保护的评价...............................................................................................................67第五章输电线路全线快速保护...............................................................................................................69第一节输电线路的纵联差动保护...................................................................................................69一、基本原理：...................................................................................................................69第二节输电线路的高频保护...........................................................................................................70一、高频保护概述：...........................................................................................................70二、高频通道的构成：.......................................................................................................70三、高频通道工作方式及高频信号的应用：无高频电流是信号.........................70三方向高频保护.........................................................................................................................71四、相差动高频保护：P208...............................................................................................72第五节发电机的励磁回路接地保护...............................................................................................92第八节发电机——变压器组的保护.............................................................................................100第一章电力系统继电保护概述一、电力系统继电保护的作用1.继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。﹡继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括电力系统故障分析、各种继电保护原理及实现方法、继电保护的设计、继电保护运行及维护等技术。﹡继电保护装置是完成继电保护功能的核心。P1继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。2.电力系统的故障和不正常运行状态：（三相交流系统）*故障：各种短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1)）)和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果：1.电流I增加危害故障设备和非故障设备；2．电压U降低或增加影响用户的正常工作；3．破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统振荡，电压崩溃）4．发生不对称故障时，出现I2，使旋转电机产生附加发热；发生接地故障时出现I0，—对相邻通讯系统造成干扰*不正常运行状态：2电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等。3．继电保护的作用：（1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性的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，保证其他无故障设备迅速恢复正常运行；（2）反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员）而动作于发出信号、减负荷或跳闸。二、继电保护的基本原理、构成与分类：1．基本原理：为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态——必须找出两种情况下的区别。①I增加故障点与电源间—过电流保护②U降低母线电压—低电压保护③相位变化，IUarg变化；正常：为负荷的功率因数角一般为0-30°左右短路：为输电线路的阻抗角一般为60°～85°—方向保护.④测量阻抗降低，Z=IU模值减少增加—阻抗保护⑤双侧电源线路外部故障：出入II内部故障：出入II——电流差动保护。⑥反映I2，0的序分量保护等。非电气量：瓦斯保护，过热保护原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。2．构成以过电流保护为例：正常运行：LHfhnII/LJ不动3故障时：dzjLHdInII/LJ动—SJ动（延时）—XJ动—信号TQ动—跳闸（常用继电器及触点的表示方法参考附录1P230）保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。（1）测量元件作用：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。（2）逻辑元件作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，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。逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。（3）执行元件：作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时→跳闸；不正常运行时→发信号；正常运行时→不动作。3.分类：几种方法如下：（1）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；（2）按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；（3）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；（4）按构成继电保护装置的继电器原理分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；（5）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保护满足系统稳定和设备安全要求，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。后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。①远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。②近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。三、对电力系统继电保护的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护的四性。（一）选择性：P5选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件从系统中切除，而使非故障元件仍能正4常运行，以尽量缩小停电范围。例：当d1点短路时，保护1、2动→跳1DL、2DL，有选择性当d2点短路时，保护5、6动→跳5DL、6DL，有选择性当d3点短路时，保护7、8动→跳7DL、8DL，有选择性当d3点短路时，若保护7拒动或7DL拒动，保护5动→跳5DL（有选择性）若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动→跳5DL，则保护5为误动，或称保护5越级跳闸（保护5失去选择性）小结：选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置拒动、DL拒动、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。但远后备保护切除