学习情景一项目一

祝同学们：在新的一年里，身体健康学习进步万事如意

主讲教师

继电保护

运行与调试

主讲:性质和任务

《继电保护运行与调试》是发电、供用电技术专业的一门主要专业课，是一门理论性和实践性都很强的专业课，是一门与现场工种（继电保护工）对应的职业课程。通过该课程的学习，同学们能熟练掌握系统的继电保护知识，培养大家对电力系统继电保护及安全自动装置的安装、调试、运行维护和检修的专业基本技能，为获得“继电保护工”等职业技能资格奠定坚实的基础，使同学们毕业后在面向电力企业从事继电保护方面的工作中，具备扎实的岗位技能。

学习目标具备高级“继电保护工”所要求的有关继电保护方面的知识和技能；

具备良好的团队协作精神和创新意识，较高的职业能力和职业素质。

成绩评定根据课程改革的精神，总评成绩按日常评价占60%(态度、团队协作、作业、技能测试等)，期末考试占40%计算。要求1、不迟到、不早退（累计五次直挂），不得要求老师提前下课，即使讲课内容完毕，也不得离开自己的座位，等下课铃声响后方能离开教室。2、生病要告知老师，一般情况不得请事假。3、认真完成作业，不得抄袭。

学习情景一电力系统继电保护的基本知识教学目标1、理解继电保护的作用；2、了解电力系统的基本原理和保护装置的原理及构成；3、熟悉继电器的图形符号、文字符号及型号的表示方法；4.理解对运行方式、主保护、后备保护、辅助保护等几个重要名词定义。项目一电力系统继电保护的基本知识任务一了解电力系统继电保护的作用1.电力系统故障和异常运行故障—将故障元件切除（借助断路器）不正常运行状态—自动发出信号（以便及时处理），可预防事故的发生和缩小事故影响范围，保证电能质量和供电可靠性。

东北电网华北电网西北电网川渝电网华中电网华东电网南方电网我国电网基本框架新疆西藏500kV220kV330kV热电厂水电站核电站我国的发电一次能源主要分布西部地区，而电力消费主要集中在中、东部和南部地区。西电东送、南北互供，发展全国联网是解决我国能源分布与电力消费矛盾的重要措施。并将形成北、中、南三个输电通道。中国电力工业分为7个跨省(区)电力集团:东北、华北、华东、华中、西北、南方和川渝，5个独立省级电网:山东、福建、新疆、海南、西藏(未包括台湾和港澳地区)。电力系统的构成电厂输电网配电网用户瞬间平衡的电力系统

发电和用电是同时发生的，基本没有存储环节。

电力系统的所有问题都是围绕这个特点展开的。

电力系统是世界上最大的“瞬间动态平衡系统”。电力系统的稳定性问题电厂电力网用户系统瞬间改变发电、输电和用电过程构成了不可分割的整体，任何环节发生故障都有可能引起链式反应，导致整个系统的崩溃。电力系统的解列事故电力系统中多数故障的原因是相对地或相与相之间发生短路。发生短路时，短路电流可达数十万安培，如此大的电流所产生的热和力作用将使相联的电气设备遭受破坏。发生系统短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。1.绝缘的自然老化。2.过电压和机械损伤。3.运行人员的误操作。4.鸟兽跨越裸露的载流导线。5.施工造成的地下电缆和架空导线的损坏。根据短路发生的地点和持续时间的不同，其后果可能使用户的供电情况部分或全部地发生障碍。~发电厂A变电站B变电站CL1L2K1K212D2D1距离电压U电网内发生短路事故时，不仅将中断短路点以后的用户供电，而且由于短路造成的电网电压大幅度下降，将导致并列运行的发电机失去同步，或者导致电网枢纽点电压的崩溃，这些情况都可能引起电力系统的瓦解而造成大面积停电事故。历史上的大停电事故1965年由于保护继电器动作失灵导致的美国停电，造成近30亿美元经济损失，50多万人被困在纽约大地下和地铁的车厢里。1989年3月6日太阳出现强度X15级的耀斑，伴随产生的太阳风暴导致加拿大电力输送中断，600万人断电达9小时，经济损失10亿美元。美国旧金山1998年2月8日，太平洋天然气电力公司圣马特欧变电站发生停电事故，所有从圣马特欧至旧金山的5条115kV输电线全部跳开，旧金山地区2个发电厂解列，多达四十五万个用户停电。旧金山大停电巴西大停电巴西圣保罗

1999年，由于闪电击中圣保罗的一个变电站，变压器跳闸导致电网解列，引起巴西南部停电长达4小时。停电波及巴西27个州的11个州，是巴西人口和工商业最密集的地区，直接影响，由于停电发生在午间交通高峰时间，交通灯熄灭，引起严重交通堵塞。

美国纽约2002年3月位于曼哈顿东区的爱迪生联合电厂突然失火，并引燃了用于发电的燃油。这起事故造成纽约第14大街以南的6.3万户居民住宅停电，附近的格林尼治和索霍等地区也受到影响。居住在世贸中心遗址附近的居民又一次感受到了“9.11”时的恐怖气氛。驾车者在昏暗的高速公路上小心翼翼地行驶，高大建筑内的人们在漆黑的楼道里摸索着前行，耳边不时传来阵阵警笛声。

纽约大停电（II）

在我国，近20年来各大电网中规模较大的停电事故约有140余起，每次损失数以亿计。近几年事故次数虽有所下降。但其规模和造成的损失却大幅度扩大和上升。随着全国电网的形成，电力系统重大事故也更将危及到我国国家安全。台湾1999年7月29日全岛发生五十年来最大的一起停电事故，南北两条超高压输电线路损坏，进而引发连锁反应，造成台中电厂、通霄电厂、林口电厂、协和电厂、深澳电厂以及核能一、二、三厂全部跳闸，总跳机电量高达1000万千瓦，全台湾停电用户高达900万户。直接经济损失在150亿新台币以上。新竹科学园的26座晶片厂生产线因此停顿1至2天，每座晶片厂的损失估计超过5000万元，总计这次大停电造成新竹科园区的损失约新台币100亿元以上。台湾大停电辽沈地区2001年2月22日遭遇最严重大面积停电事故，沈阳市区停电面积已经超过70%。辽沈停电事故是从高压输电线路的燃弧放电开始的。辽沈为我国重工业区，含盐的空气污染物附着在绝缘瓷瓶上，大雾湿气使瓷瓶绝缘能力降低，电流沿着瓷瓶表面爬升，出现闪烙放电现象。辽沈停电事故中，几乎所有的高压输电线路都“火冒三丈”，停电事故最严重的就是工业集中、污染严重的铁西区，该区全部停止了电力供应，损失巨大。辽沈大停电安全第一“不求有功，但求无过”是电力运行单位的宗旨。但要实现这一消极的目的，需要非常积极的态度。现代电力系统的可靠性在很大程度上取决于继电保护工作的可靠性。

2.电力系统继电保护的作用和任务

继电保护的作用：继电保护装置是一种由继电器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异常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号。在电力系统故障和不正常运行状态时，迅速而有选择地切除故障元件，保证非故障部分能继续安全运行并及时发出报警信号

故障——将故障元件切除（借助断路器）不正常运行状态——自动发出信号（以便及时处理），可预防事故的发生和缩小事故影响范围，保证电能质量和供电可靠性。

继电保护装置的任务

(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，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。(2)反应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。故障——将故障元件切除（借助断路器）不正常运行状态——自动发出信号（以便及时处理），可预防事故的发生和缩小事故影响范围，保证电能质量和供电可靠性。

任务二继电保护装置的基本原理和保护装置的构成一、保护装置的原理(一)原理:利用发生故障时，电力系统的一些基本参数（电流、电压、相位）与正常运行时的差别来实现保护。(二)继电保护的分类1、按原理分类：

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=If）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

2、按被保护的对象分类：输电线路保护变压器保护发电机保护母线保护电动机保护等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、按继电保护装置的实现技术分类：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近后备保护：当主保护拒动时，由本电力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后备保护②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。。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。

二、构成

1、测量部分：测量被保护元件运行参数的变化，并与保护的整定值进行比较

2、逻辑部分：对测量单元送来的信号进行综合判断，决定保护装置是否需要动作。

3、执行部分：根据逻辑单元的决定，发出信号或跳闸命令故障参数量→测量→逻辑→执行→跳闸或信号脉冲（1）测量部分测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，从而判断保护是否应该起动。（2）逻辑部分逻辑部分是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，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，将有关命令传给执行部分。继电保护中常用的逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”、“延时返回”以及“记忆”等回路。（3）执行部分执行部分是根据逻辑部分输出的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如故障时，动作于跳闸；不正常运行时，发出信号；正常运行时，不动作等。任务三对继电保护的要求一、可靠性指发生了属于某保护装置动作的故障，它应能可靠动作，即不发生拒绝动作（不拒动）；而在发生不属于本保护动作的故障时，保护应可靠不动，即不发生错误动作（不误动）。从两个方面考核：保护范围内→不应拒动保护范围外→不应误动影响可靠性有内在的和外在的因素：内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等；外在的：运行维护水平、安装调试是否正确。

二、选择性

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常运行，以尽量缩小停电范围。

1、目的：缩小停电范围

2、措施：保护装置断开离故障点最近断路器。

选择性分析当k1短路时，保护1、2动→跳1QF、2QF，有选择性；当k2短路时，保护5、6动→跳5QF、6QF，有选择性；当k3短路时，保护7、8动→跳7QF、8QF，有选择性；若保护7拒动或7QF拒动，保护5动→跳5QF（有选择性）；若保护7和7QF正确动作于跳闸，保护5动→跳5QF，则越级跳闸（非选择性）。三、灵敏性指在最不利的条件下，保护装置对故障的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在发生区内故障时，不论运行方式大小、短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地反应。

通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Ksen①反应故障参数增加的保护装置（如电流保护），其灵敏系数：②反应故障参数降低的保护装置（如低电压保护），其灵敏系数：

在《继电保护和安全自动装置技术规程（DL400－91）》中，对各类保护的灵敏系数Ksen的要求都作了具体规定，一般要求Ksen

>1（一般为1.2～2.0）四、速动性：保护的动作速度应尽可能快速。

1、目的：提高系统稳定性；减少用户在低电压下的动作时间；减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。

2、故障切除时间：由保护装置动作时间、断路器固有的跳闸时间组成。一般的快速保护动作时间为0.06～0.12s，最快的可达0.01～0.04s。一般的断路器的动作时间为0.06～0.15s，最快的可达0.02～0.06s。所以，切除故