《继电保护原理》课件1绪论

1、North China Electric Power University电力系统继电保护原理共48学时，含6实验学时。电力系统继电保护技术基础线路保护自动重合闸变压器保护发电机保护母线保护保护原理电流保护距离保护高频方向保护电流差动保护装置硬件数字滤波保护算法故障分析选择特征量特征量分析设计方案整定计算性能分析单侧量保护双侧量保护电力系统继电保护原理1 绪论主要内容保护的作用基本结构原理对保护的基本要求发展过程“四性”1.继电保护的概念1.1继电保护的作用电力系统继电保护泛指：继电保护技术或继电保护系统(1)继电保护技术包括电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护设计、配置、整定、运行

2、及维护等技术。(2)继电保护系统包括电压、电流互感器的二次回路，经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备，如果有需要，还应包括通信设备。等式约束条件：2.电力系统运行状态(1)约束条件1.1继电保护的作用不等式约束条件：(2)正常工作状态指所有等式、不等式约束条件均满足时的电力系统运行状态。2.电力系统运行状态1.1继电保护的作用(3)故障状态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。线路：2.电力系统运行状态1.1继电保护的作用对称故障不对称故障：k(3)：k(2)、k(1)、k(1,1)是否出现负序分量？(3)故障状态指在电力系统中发生的短路、断线，其中常见也最

3、危险的是各种短路。线路：2.电力系统运行状态1.1继电保护的作用不接地故障接地故障：k(3) 、k(2)：k(1)、k(1,1)是否出现零序分量？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备；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。(3)故障状态2.电力系统运行状态1.1继电保护的作用所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束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。是相对于正常状态而言的。常见的不正常运行状态：1)过负荷；2)过电压；3)频率降低；4)系统振荡。(4)不正常工作状态2.电力系统运行状态1.1继电保护的作用2.电力系统运行

4、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，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。快速反映故障和不正常状态是防止事故发生的有效方法之一。运行人员继电保护(5)事故1.1继电保护的作用(1)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）。3.继电保护的基本作用1.1继电保护的作用大体上可以分为三部分: 测量部分； 逻辑部分；

5、 执行部分。1.2继电保护装置结构和基本原理1.继电保护装置结构电力系统(一次)继电保护装置测量从被保护对象输入的有关物理量，并与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。1.2继电保护装置结构和基本原理1.继电保护装置结构被测物理量测量部分逻辑部分执行部分整定值(1)测量部分测量从被保护对象输入的有关物理量，并与已给定的整定值进行比较，测量从被保护对象输入的有关物理量，根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传

6、给执行元件。1.2继电保护装置结构和基本原理1.继电保护装置结构测量部分逻辑部分执行部分被测物理量整定值(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，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，1.2继电保护装置结构和基本原理1.继电保护装置结构跳闸或信号测量部分逻辑部分执行部分被测物理量整定值(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。1.2继电保护装置结构和基本原理2.继电保护基本原理指继电保护完成任务时所采用的各种不同的方法。常用的不同原理保护包括：电流保护；电压保护；距离保护；电流

7、差动保护；纵联方向保护等。1.2继电保护装置结构和基本原理2.继电保护基本原理以电流保护为例：故障分析特征量动作条件整定校验行为分析短路后电流增大，电压下降；选择电流的幅值为特征量；各种状态下是否动作？1.3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：选择性快速性灵敏性可靠性“四性”指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才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。 指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，1.3对继电保护的基本要求

8、1.选择性主保护：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。主保护+后备保护后备保护1.选择性有选择性有选择性有选择性1.3对继电保护的基本要求远后备保护动作有选择性QF5拒动停电1.选择性各线路的远后备保护分别安装在哪里？1.3对继电保护的基本要求断路器失灵保护动作有选择性1.选择性各处的断路器失灵保护动作之后分别断开哪些断路器？1.3对继电保护的基本要求QF5拒动停电有选择性1.选择性无选择性导致该线路退出运行1.3对继电保护的基本要求1.选择性讨论：(1)k2处故障后，保护1、3是否启动

9、？(2)保护1、3如何判断QF5是否跳开？ (3)保护1、3的延时应多长？1.3对继电保护的基本要求1.选择性保护范围(保护区)：借助于断路器划分保护范围。划分原则为保证任何位置的故障都能被切除且造成的停电范围最小。1.3对继电保护的基本要求1.选择性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，同时重叠区越小越好。低压母线保护区变压器保护区高压母线I保护区线路保护区发电机保护区高压母线II保护区高压母线保护区1.3对继电保护的基本要求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；(2)提高自动重合闸和备用电源自动投入的效果；

10、(3)可以提高系统稳定性。2.快速性1.3对继电保护的基本要求快速保护动作时间为20-40ms，最快为10-20ms 。故障切除时间：2.快速性tpr:保护动作时间；tQF:断路器跳闸时间。断路器跳闸时间为60-150ms，最快为20-40ms 。1.3对继电保护的基本要求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。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，以及短路点是否有过渡电阻，都能灵敏地正确地反应出来。3.灵敏性通常，用灵敏系数来衡量灵敏性，并表示为Ksen，一般要求在1.22之间。1.3对继电保护的基本要求根据动作条件不同分为：3.灵敏性:

11、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保护的动作参数1.3对继电保护的基本要求根据动作条件不同分为：3.灵敏性欠量动作保护的灵敏度：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1.3对继电保护的基本要求: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。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； (2)安装调试是否正确、运行维护水平等。 4.可靠性1.3对继电保护

12、的基本要求提高可靠性的方法： (1)提高器件的质量和工艺水平，并有必要的抗干扰措施；(2)提高保护装置安装和调试的质量，并加强维护和管理；4.可靠性1.3对继电保护的基本要求(3)具有必要的闭锁、双重化等措施。4.可靠性提高可靠性的方法： 1.3对继电保护的基本要求1.3对继电保护的基本要求5.“四性”的矛盾与统一“四性”之间有矛盾的一面。选择性快速性灵敏性可靠性1.3对继电保护的基本要求5.“四性”的矛盾与统一“四性”在保护的实际应用中得到统一。“四性”分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。差动保护 方向性保护 继电保护的发展是随电力系统的发展和科学技术的进步而发展。 1901年1908年 1910年 1920年 1927年