第一章电力系统继电保护概述

继电保护教学电力系统继电保护三峡电力职业学院动力工程系继电保护教学第一章电力系统继电保护概述1.1电力系统继电保护的作用电力系统：由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成的网络。1.1.1电力系统故障和异常运行继电保护教学动力系统电力系统辅机部分调速励磁监控保护直流主机部分发电机组（发电机）继电保护教学电力系统运行正常运行异常工作状态故障（短路）正常工作遭到破坏，但未形成故障。金属性短路：直接连接（不考虑接地电阻）的短路。继电保护教学短路的危害：异常运行状态：1、产生很大的短路电流，系统电压大大降低。2、短路点的电流及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备。3、电压下降可能导致发电厂之间并列运行的稳定性遭到破坏，引起系统振荡，直至整个系统瓦解。1、电气元件的电流超过其额定值引起的过负荷。2、电力系统出现功率缺额引起的频率降低。3、水轮机组甩负荷引起的过电压以及系统振荡。4、用户用电量变化造成的三相负荷不平衡。继电保护教学事故：整个系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，以致对用户少送电、停止送电或电能质量减低到不能容许的地步，甚至造成设备损坏和人身伤亡。故障和异常工作状态都可能发展成事故。继电保护教学继电保护装置是一种能反映电力系统中电气元件发生故障或异常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。1.1.2继电保护的任务继电保护的基本任务：1、当电力系统的被保护元件发生故障时，继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，并保证无故障部分迅速恢复正常工作。2、当电力系统被保护元件出现异常运行状态时，继电保护应能及时反应，并根据运行维护条件，发出信号、减负荷或跳闸。继电保护教学1.2继电保护的基本原理和保护装置的组成利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。1.2.1继电保护的基本原理继电保护教学发生短路故障后，电流（增大）、电压（降低）和阻抗（减小）。对应过电流保护、低电压保护和距离保护1.2.1.1利用基本电气参数量的区别过电流保护：反映电流增大而动作的保护。低电压保护：反映电压降低而动作的保护。距离保护：也称低阻抗保护，反映保护安装处到短路点之间的阻抗下降而动作的保护。继电保护教学正常运行，线路AB两侧的电流大小相等，相位相差180°；外部故障，线路AB两侧的电流大小相等，相位相差180°；内部故障，线路AB两侧的电流大小一般不等，相位相同。1.2.1.2利用两侧的电流相位（或功率方向）比较规定电流的正方向是从母线指向线路。继电保护教学电力系统在对称运行时，不存在负序和零序分量；当发生不对称短路时，将出现负序和零序分量；对称短路和不对称短路，正序分量都将发生变化。1.2.1.3反映序分量或突变量是否出现1.2.1.4反映非电量保护反映变压器油箱内部故障时所产生的瓦斯气体（压力）而构成瓦斯保护。反映绕组温度升高而构成过负荷保护。继电保护教学测量部分：测量从被保护对象输入的有关物理量，并与给定的整定值比较，根据比较的结果，给出“是”或“非”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。1.2.2继电保护装置的组成逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、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逻辑关系工作，然后确定是否应该使断路器跳闸或者发出信号，并将有关命令传给执行部分。执行部分：根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。故障时，动作于跳闸；异常运行时，发出信号；正常运行时，不动作。继电保护教学1.3对继电保护的基本要求继电保护装置与断路器相配合。继电保护装置是以各电气元件或线路作为被保护对象的，其切除故障的范围是断路器之间的区域。继电保护装置或断路器有拒绝动作的可能，因此，同一个元件一般都有两种继电保护装置：主保护和后备保护。必要时增设辅助保护。主保护：反应整个被保护元件上的故障并能以最短的延时有选择性地切除故障的保护。后备保护：主保护或其断路器拒绝动作时，用来切除故障的保护。由本元件的另一套保护实现后备，谓之近后备保护，由相邻元件或线路的保护实现后备的，谓之远后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的不足而增设的比较简单的保护。以机械保护居多。继电保护教学继电保护装置的“四性”可靠性：在规定的保护区内发生故障时，保护装置不应该拒绝动作，而在正常运行或保护区外发生故障时，不应该误动作。这是首先要满足的条件。选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证电力系统中无故障部分继续安全运行。架空线路的短路故障大多数是瞬时性的，允许采用无选择性保护，但是要用自动重合闸或备自投装置补救。灵敏性：保护装置对其保护区内发生故障或异常运行状态的反应能力。一般用灵敏系数Ksen衡量。对于反映故障时参数增大而动作的保护装置。对于反映故障时参数降低而动作的保护装置。速动性：发生故障时，保护装置能迅速动作，切除故障。“四性”不可能同时满足，按照环境有所取舍。继电保护教学1.4继电器继电器：按预先整定的输入量动作，并具有电路控制功能的元件。是各种继电保护装置的基本组成元件。继电器工作特点：用来表征外界现象的输入量达到整定值时，其输出电路中的被控电气量将发生预定的阶跃变化。继电保护教学图中X是加于继电器线圈的输入量，Y是继电器电路中的输出量。图示的输入量连续变化而输出量总是跃变的特性称为继电特性。启动：使继电器在正常位置时的功能产生变化；动作：继电器完成所规定的任务；复归：继电器从动作状态回到初始位置；返回：继电器失去动作状态下的功能。电力系统继电保护装置用的继电器称为保护继电器按输入物理量的不同：电气继电器和非电气继电器按功能：测量继电器与逻辑继电器国产保护继电器型号表示：用汉语拼音表示型号，第一个字母表示继电器的工作原理，第二、三个字母代表继电器的用途。返回值与动作值之比称为继电器的返回系数。oprereXXK继电保护教学常开触点（动合触点）：继电器在没有输入量（或输入量未达到整定值）的状态下，断开着的触点。常闭触点（动断触点）：继电器在没有输入量（或输入量未达到整定值）的状态下，闭合着的触点。继电保护教学1.5电力系统继电保护的发展熔断器机电式保护装置电子式静态保护装置微机保护保护装置