电厂继电保护电力系统继电保护基础

关于电厂继电保护电力系统继电保护基础第1章继电保护基础[任务]1.明确继电保护的“四性”。2.学会测试继电器特性的方法。[知识点]1.继电保护的任务，对继电保护的基本要求。2.电磁型继电器的作用。3.微机保护的构成、特点。[目标]1.熟练掌握继电保护的任务、对继电保护的基本要求。2.掌握主保护、后备保护、近后备和远后备的概念。3.掌握电磁型继电器的作用。4.掌握微机保护的构成、特点。第2页,共47页，2024年2月25日，星期天1.1继电保护的任务1.2对继电保护的基本要求1.3继电保护的基本原理及构成1.4继电器1.6继电保护的发展概况1.5微机保护概述第3页,共47页，2024年2月25日，星期天目标：掌握电力系统继电保护的基本任务；掌握电力系统对继电保护的基本要求；理解继电保护的基本原理及构成，初步建立起继电保护的基本概念。第4页,共47页，2024年2月25日，星期天1.1继电保护的任务第5页,共47页，2024年2月25日，星期天

1.1.1继电保护的概念和作用第6页,共47页，2024年2月25日，星期天电力系统：由生产、变换、输送、分配、消耗电能的各种电气元件连接在一起组成的整体。第7页,共47页，2024年2月25日，星期天

电力系统

生产变换输送分配消耗

发电机变压器--输电线路--变压器用电设备

电网第8页,共47页，2024年2月25日，星期天

继电保护装置：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。第9页,共47页，2024年2月25日，星期天继电保护技术继电保护系统

电力系统继电保护泛指：

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继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括继电保护的原理及实现方法、继电保护的配置及整定、继电保护的安装调试、继电保护的运行维护及事故处理等技术。

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继电保护系统：电流、电压互感器二次回路、继电保护装置、通信设备。第12页,共47页，2024年2月25日，星期天第13页,共47页，2024年2月25日，星期天第14页,共47页，2024年2月25日，星期天继电保护的范围第15页,共47页，2024年2月25日，星期天继电保护的作用：

在全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，最大限度地维持系统的稳定、保证供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。第16页,共47页，2024年2月25日，星期天1.1.2继电保护的任务第17页,共47页，2024年2月25日，星期天1.电力系统的故障和不正常运行状态

故障:包括各种短路和断线，其中最常见同时也最危险的故障是发生各种类型的短路。在发生短路时可能产生以下的后果:

(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。

(2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命。

(3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。

(4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。

第18页,共47页，2024年2月25日，星期天短路类型：

三相短路—k（3）；两相短路—k（2）；两相接地短路—k（1，1）；单相接地短路—k（1）；

匝间短路。第19页,共47页，2024年2月25日，星期天

不正常运行状态: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、频率降低、过电压、电力系统振荡等。

事故：系统或其中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，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏的事件。

第20页,共47页，2024年2月25日，星期天2.继电保护的基本任务

(1)当电力系统出现故障时，继电保护装置应能自动、迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证系统非故障部分迅速恢复正常运行。

(2)当电力系统出现不正常运行状态时，继电保护装置应能及时反应，并根据运行维护的条件，动作于发出信号、减负荷或延时跳闸。第21页,共47页，2024年2月25日，星期天对继电保护的四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。——继电保护的“四性”1.2电力系统对继电保护的基本要求第22页,共47页，2024年2月25日，星期天

1、选择性

选择性：电力系统故障时，继电保护装置动作，仅切除故障元件，尽量缩小停电范围，使系统中的非故障部分仍能继续运行。第23页,共47页，2024年2月25日，星期天第24页,共47页，2024年2月25日，星期天

主保护是指反应被保护元件自身故障，并能按要求快速切除故障的保护。

后备保护是指主保护或断路器拒动时起作用的保护。后备保护又有近后备和远后备之分。近后备保护是主保护拒动时，由电气元件本身的另一套保护实现后备保护的方式；当断路器拒动时，由同一发电厂或变电所内的有关断路器动作，实现后备的方式。远后备保护是主保护或断路器拒动时，由相邻元件的保护来实现后备。第25页,共47页，2024年2月25日，星期天2、速动性

速动性：继电保护装置快速动作的性能。

切除故障的时间包括继电保护装置的动作时间和断路器的跳闸时间

。

一般的快速保护的动作时间为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。

继电保护快速动作有利于减小设备损坏程度，提高电力系统运行稳定性。第26页,共47页，2024年2月25日，星期天3、灵敏性

灵敏性：继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。继电保护的灵敏性，又称灵敏度，通常用灵敏系数来衡量。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时，不论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能敏锐感觉，正确反应。

第27页,共47页，2024年2月25日，星期天（2）对反应故障时参数量降低动作的保护装置（欠量动作保护），其灵敏系数

（1）对反应故障时参数量增加动作的保护装置（过量动作保护），其灵敏系数第28页,共47页，2024年2月25日，星期天

4、可靠性

可靠性：保护该动作时应动作（即不拒动），不该动作时不动作（即不误动）。可信赖性：即保护范围内故障时可靠动作（即不拒动）。安全性：保护范围外故障时可靠不动作（即不误动）。第29页,共47页，2024年2月25日，星期天1.3继电保护的基本原理

及保护装置的构成第30页,共47页，2024年2月25日，星期天1.3.1继电保护的基本原理1、反应电气量的继电保护

（1）反应故障时电流增大构成的电流保护;（2）反应故障时电压降低构成的低电压保护；（3）同时反应故障时电压降低和电流增加构成的阻抗（距离）保护;（4）同时反应故障时电压与电流之间相位角的变化则可以构成方向保护；（5）同时反应故障时线路两侧电气量变化则可以构成纵联差动保护、高频保护。第31页,共47页，2024年2月25日，星期天第32页,共47页，2024年2月25日，星期天第33页,共47页，2024年2月25日，星期天

零序、负序分量是不对称故障的特征，常采用以零序、负序分量构成的继电保护反应不对称故障。例如零序电流保护。第34页,共47页，2024年2月25日，星期天

2、反应非电气量的继电保护（1）反应变压器油箱内部气体或油流速度的瓦斯保护；（2）反应变压器及电动机绕组温度变化的温度保护第35页,共47页，2024年2月25日，星期天测量部分执行部分逻辑部分1.3.2继电保护装置的构成输入信息整定值输出信号1.模拟式继电保护装置第36页,共47页，2024年2月25日，星期天

测量部分：测量被保护元件的某些运行参数，并与保护整定值进行比较，以判断被保护元件是否发生故障或不正常运行状态。

逻辑部分：对测量信号进行综合判断，确定保护的动作情况。（即根据测量部分输出信号的性质、输出的逻辑状态，使保护装置按照一定的逻辑关系判断故障的类型和范围，最后确定是否使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传送给执行部分。）执行部分：根据逻辑部分判断的结果，执行保护的任务，发出跳闸脉冲或发信号。第37页,共47页，2024年2月25日，星期天第38页,共47页，2024年2月25日，星期天硬件部分：由各种电子元器件构成的电子电路。软件部分：计算机的程序。2.数字式继电保护装置第39页,共47页，2024年2月25日，星期天第40页,共47页，2024年2月25日，星期天继电保护装置的分类：按继电保护装置的构成原理分类：电流保护、电压保护、纵差动保护、功率方向保护、距离保护、高频保护等。按被保护的对象分类：线路保护、变压器保护、发电机保护、母线保护、电动机保护、电容器保护等。第41页,共47页，2024年2月25日，星期天按构成保护装置的元件分类：机电型保护装置、静态型保护装置、微机型保护装置；按照保护的功能分类：主保护、后备保护、辅助保护等。第42页,共47页，2024年2月25日，星期天电磁型继电保护装