第1章继电保护概述

1、第第1 1章章 继电保护概述继电保护概述泸州职业技术学院继电保护2 理解电力系统继电保护含义、任务； 了解继电保护装置基本原理及组成； 理解对继电保护的基本要求； 理解主保护、后备保护、辅助保护、 起动、动作等几个重要名词定义。 第第1 1章章 继电保护概述继电保护概述目目 录录1.1 继电保护的任务1.2 对电力系统继电保护的基本要求1.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成教学要求：教学要求：泸州职业技术学院继电保护31-1 1-1 继电保护的任务继电保护的任务1.1.1 电力系统的组成及其生产特点1.组成：发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等2.生产特点：发、供、用同时完成，不能储

2、存。3.要求：电力系统运行安全、可靠、连续。泸州职业技术学院继电保护41.1.2 电力系统的故障和不正常的工作状态 1.故障是不可避免的 自然因素：风雨雷电、鸟兽灾害等 人为因素：设备构造上的缺陷，设计和安装的错误，检修质量不高，运行维护不当，设备绝缘老化等。 2.短路：电力系统最常见的故障是短路短路：指正常运行以外的一切相与相之间、相与地之间、电机或变压器同一相绕组不同线匝之间的短接。 短路形式 d（1）（最常见）、d（1，1）、d（2）和d（3）（最危险）1-1 1-1 继电保护的任务继电保护的任务泸州职业技术学院继电保护51.1.2 电力系统的故障和不正常的工作状态3.不正常的工作状态

3、指电气设备的正常运行状态遭到破坏，系统的运行参数偏离规定的允许值，但尚未发展成故障。 a、其性质、后果及危害性有别于故障 b、长时间的不正常运行有可能造成故障如长期过负荷温度升高绝缘老化故障1-1 1-1 继电保护的任务继电保护的任务泸州职业技术学院继电保护61.1.3 短路的后果 1.故障点电弧引起故障设备损坏（带负荷拉闸） 2.短路电流产生的热效应、电动力效应引起非故障设备寿命缩短（由于绝缘水平降低） 3.电压下降，影响产品质量 4.系统稳定性遭到破坏，甚至系统瓦解 1-1 1-1 继电保护的任务继电保护的任务泸州职业技术学院继电保护71.1.4 继电保护的任务 继电保护装置是一种由继电器

4、和其它辅助元件构成的安全自动装置。它能反映电气元件的故障和不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号。1-1 1-1 继电保护的任务继电保护的任务1.故障时：自动、快速、有选择地切除故障运行2.不正常工作状态时：及时反应发出信号泸州职业技术学院电力系统继电保护8 1.1.5、继电保护发展过程 1.原理：基本量（I、U保护）复杂量（对称分量保护，阻抗保护），稳定量暂态量 2.元件：电磁式继电器整流型和晶体管型（分立元件集成电路）微处理器（计算机）1-1 1-1 继电保护的任务继电保护的任务泸州职业技术学院继电保护9熔断器保护：是最早出现的简单过电流保护，在低压线路和用电设备中还被应用。机电型保

5、护：20世纪初，继电器开始广泛应用于电力系统的保护。晶体管保护：上世纪50年代，晶体管式继电器（静态继电器）出现。集成电路出现:标志着静态继电器向第二代的过渡。微机保护：上世纪80年代，微机保护开始广泛被应用。 微机保护特点：具有巨大的计算、分析和逻辑判断能力，可以实现各种复杂的保护功能，用同一个硬件实现不同的保护原理。1-1 1-1 继电保护的任务继电保护的任务泸州职业技术学院继电保护101-2 1-2 对电力系统继电保护的基本要求对电力系统继电保护的基本要求主保护：能以较小的动作时限，有选择地切除被保护元件整个范围内故障的保护。后备保护：被保护元件的主保护拒动或退出工作时，以及相邻元件的保

6、护或断路器拒动时，能保证带一定延时使断路器跳闸，以消除故障的保护。辅助保护：弥补主后备保护的缺陷而增设的简单保护。适用于主、后备保护不理想。泸州职业技术学院继电保护11图1-1 电网保护选择性动作演示演示1-2 1-2 对电力系统继电保护的基本要求对电力系统继电保护的基本要求1.2.1 选择性： 正确判断故障发生位置的能力只把故障部分切除，非故障部分继续运行，使停电范围最小，外部故障不动作。泸州职业技术学院继电保护12（1）主保护图1-2 后备保护的构成方式(a)远后备保护 (b)近后备保护（2）后备保护1）远后备2）近后备泸州职业技术学院继电保护13指出：不能片面追求保护的快速动作快速保护：

7、一般动作时间：0.080.12s；最快可达:0.020.04s 断路器：一般动作时间：0.10.15s；最快可达：0.050.06s1-2 1-2 对电力系统继电保护的基本要求对电力系统继电保护的基本要求1.2.2 速动性：1.目的：限制故障的不良后果，避免形成事故。2.故障切除时间=保护装置动作时间+断路器固有跳闸时间泸州职业技术学院继电保护141-2 1-2 对电力系统继电保护的基本要求对电力系统继电保护的基本要求1.2.3 灵敏性： 对被保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力。 指保护范围内任何地点、任何运行方式下，任何短路类型。 保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量。灵敏系数表示式为

8、： 过量保护： 欠量保护：值时故障参数的最大计算保护区末端金属性短路定值保护装置动作参数的整lmK定值保护装置动作参数的整值时故障参数的最小计算保护区末端金属性短路lmK泸州职业技术学院继电保护151-2 1-2 对电力系统继电保护的基本要求对电力系统继电保护的基本要求1.2.4 可靠性：保护范围内该动时不应拒动 保护范围外不该动时不应误动 拒动后备保护 误动自动重合闸上述四个要求必须同时具备，且解决好之间的矛盾： 如：选择性、速动性可靠性 灵敏性可靠性、选择性 选择性速动性补救：矛盾泸州职业技术学院继电保护16正常时：线路流过负荷电流Ifh； 各母线电压为额定电压Ue（510）%。故障时：线

9、路流过短路Id； 故障点电压：U=0，各变电所母线电压有所下降。1-3 1-3 继电保护的基本工作原理及组成继电保护的基本工作原理及组成关键：正确区分正常、不正常、故障状态的差异，以实现保护 1.3.1 保护装置的原理利用被保护线路或设备故障前后某些突变物理量为信息量。 1.单侧电源网络：泸州职业技术学院继电保护17利用基本电气参数量的区别:(1)过电流保护:反映电流增大而动作的保护; (2)低电压保护:反映电压降低而动作的保护;(3)距离（阻抗）保护:反映保护安装处到短路点之间的阻抗。1-3 1-3 继电保护的基本工作原理及组成继电保护的基本工作原理及组成泸州职业技术学院继电保护18一端电气

10、量运行情况判据构成的保护正常运行内部相间故障I（电流）（负荷电流）（短路电流）I过电流保护U（电压）U低电压保护功率方向保护Z低阻抗保护2 . fIfIeBUU%10%51cyBU.IUfffIU2 .)(fBUU090ddBIdU01 .90180ddBIdUIUZIUffBZIU2 .ddcyBZIU.表表1-1 1-1 根据一端电气量的变化所构成的保护根据一端电气量的变化所构成的保护泸州职业技术学院继电保护192.双侧电源网络： 如图所示,线路正常运行或外部短路时,被保护线路两侧电流相位相反,而保护区内部短路时,被保护线路两侧电流相位相同1-3 1-3 继电保护的基本工作原理及组成继电保

11、护的基本工作原理及组成图1-3 双侧电源网络泸州职业技术学院继电保护20被比较的两端电气量运行状态相应构成的保护正常运行及外部故障内部故障两端全电流（幅值、相位）大小相等相位相反大小相等相位相同完全电流纵差动保护两端电流的相位一正一负同为正相差高频保护两端功率方向一正一负同为正高频闭锁方向保护两端阻抗方向一正一负同为正高频闭锁距离保护表表1-2 1-2 两端电气量的比较及其保护两端电气量的比较及其保护泸州职业技术学院继电保护213.反映序分量或突变量是否出现 反映负序分量可构成不对称短路保护；反映零序分量可构成接地短路保护；根据正序分量是否突变可构成对称、不对称短路保护。4.反映非电量保护 反

12、映瓦斯气体构成瓦斯保护；反映绕组温度升高可构成过负荷保护。1-3 1-3 继电保护的基本工作原理及组成继电保护的基本工作原理及组成泸州职业技术学院继电保护221.3.2 各种保护装置简介1.过电流保护：Id 2.低电压保护：U 3.功率方向电流保护：功率方向 电流大小 4.距离保护：X=U/I 正常X大（U=Ue，I=Ifh） 故障X小（U，Id） 5.差动保护：电流相位 电流大小 6.高频保护：利用高频信号监测各电气量情况 1-3 1-3 继电保护的基本工作原理及组成继电保护的基本工作原理及组成泸州职业技术学院继电保护23 1-3 1-3 继电保护的基本工作原理及组成继电保护的基本工作原理及组成1.3.3 继电保护装置的组成 测量部分:对输入量与整定值进行比较,根据比较结果，给出“是”、“非”性质的逻辑信号，判断保护是否应该起动。 逻辑部分：根据测量部分逻辑状态，使保护按