供电系统继电保护 课件 第二章.ppt

1、,第一节 继电保护的任务和作用,一,电力系统的工作状态,1.正常运行状态,2.不正常运行状态,3.故障状态,4.事故,第二章 继电保护概述,1.正常运行状态 电力系统正常运行时，三相电压和电流对称或基本对称，电气元件和系统的运行参数都在允许范围内变动。 2.不正常运行状态 不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，各电气元件的运行参数偏离了正常允许的工作范围，但没有发生故障的运行状态。最为常见的不正常运行状态有：因电流超过供电元件的额定值引起的过负荷、发电机突然甩负荷引起的过电压运行、系统中有功缺额引起的频率降低、电气元件温度过高、系统振荡等。,第二章 继电保护概述,第一节 继电

2、保护的任务和作用,3.故障状态 电气元件发生短路和断线时的状态均为故障状态，如：三相短路、 两相短路、单相接地短路、两相接地短路、发电机和电动机以及变压器绕组间的匝间短路、单相断线、两相断线等，以及由上述几种故障组合而成的复杂故障。其中最常见且最危险的是各种类型的短路故障。 电力系统中电气元件发生短路故障时，可能造成下列严重后果： （1）故障点通过较大的短路电流，引燃电弧，使故障元件损坏或烧毁。 （2）比正常工作电流大许多的短路电流产生热效应和电动力效应，使故障回路中的设备遭到损坏或缩短设备使用年限。 （3）部分电力系统的电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏，影响产品质量。 （4）破坏电力

3、系统运行的稳定性，使系统产生振荡，甚至引起整个系统瓦解，造成大面积停电的恶性事故。,第二章 继电保护概述,第一节 继电保护的任务和作用,4.事故 运行实践表明，不正常运行状态如不及时排除，则可能导致发生故障。故障如不及时处理，可能出现事故。事故是指整个电力系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，以至造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的程度，甚至造成设备损坏和人身伤亡。 为了避免或减少事故的发生，提高电力系统运行的可靠性，必须改进电气元件的设计制造，保证设计、安装和检修的质量，提高运行管理的水平，采取预防事故的措施，尽可能消除发生故障的可能性。在电气元件上一旦发生故障，就必须采取措施，尽快地将

4、故障元件从系统中切除，保证非故障的部分继续安全运行，避免事故的发生，或缩小事故的范围和影响。,第二章 继电保护概述,第一节 继电保护的任务和作用,二,继电保护的基本任务,（一）当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。 （二）当系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。反应不正常运行状态的继电保护装置，一般不需要立即动作，允许带一定的延时。,第一节 继电保护的任务和作用,第二章 继电保护概述,继电保护的基本原理 能够区分正常运行与故障和不正常运行状态之间的差

5、别，寻找这些状态 前后电气物理量的变化特征，找出其间的差别，从而构成各种不同原理的保 护。,一,第二节 继电保护基本原理、 分类和构成,第二章 继电保护概述,在电力系统发生短路故障时，许多参数较比正常时都有了变化，比如： 根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线 电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构 成距离（低阻抗）保护；利用电压与电流之间的相位差的改变可构成方向保 护。除此之外，根据线路内、外部短路时，两侧电流相位差变化的特点，可 以构成差动原理的保护。当然还可以根据非电气量的变化来构成某些保护， 如反应变压器油在故障时分解产生的气体而

6、构成的瓦斯保护。只要找出正常 运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可形成某种 判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。,第二章 继电保护概述,第二节 继电保护基本原理、分类和构成,保护对象,保护原理,故障类型,实现技术,保护作用,二、继电保护装置的分类,第二节 继电保护基本原理、分类和构成,第二章 继电保护概述,主保护是指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元件故障的保护。 后备保护是指当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。后备保护又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护是指当主保护或断路器拒动时，由相邻元件的保护来实现的后备

7、保护。近后备保护是指当主保护拒动时，由本元件的另一套保护来实现后备的保护。 由于远后备保护是一种完善的后备保护方式，同时它的实现简单、经济，故应优先选用。只有当远后备不能满足要求时，才考虑采用近后备保护方式。 辅助保护是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。,第二章 继电保护概述,第二节 继电保护基本原理、分类和构成,三、继电保护装置的构成 1.模拟型继电保护装置 2.数字型的微机继电保护 把被保护元件输入的模拟电气量经模数转换后变成数字 量，利用计算机进行处理和判断。微机保护装置由硬件部 分和软件部分构成。,第二章 继电保护概述,第二节 继电保护基本原理、

8、分类和构成,对动作于信号或跳闸的继电保护，在技术 上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、 灵敏性、可靠性。即保护四性。,第二章 继电保护概述,第三节 对继电保护的基本要求,1.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 元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停 电范围的一种性能。,第二章 继电保护概述,第三节 对继电保护的基本要求,2速动性 速动性就是指保护快速切除故障的性能。 故障切除时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间之和。 一般的快速保护动作时间为0.060.12s，最快的可达0.010.04s。 一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.

9、020.06s。 应该指出，要求在这样短的时间内切除故障，将使继电保护装置复杂化。 一般对不同结构和不同电压等级的电网，切除故障的最小时间应有不同的要 求。 其中继电保护装置的动作时间对于400500kV以上的电网约为002 004s；220330kV的电网约为00401s；110kV的电网约为 0107s；配电网络故障切除的最小时间还可更长一些，其主要取决于 不允许长时间电压降低的用户，一般约为0510s。,第二章 继电保护概述,第三节 对继电保护的基本要求,3灵敏性 灵敏性是指在规定的保护范围内，保护对故障和不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置

10、、短路的类型及系统的运行方式如何，都能灵敏地正确地反应出来。 通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，也称为灵敏度。任何继电保护装置对规定的保护区内短路故障，都必须具有一定的灵敏度，以保证在考虑了短路电流计算、保护动作值整定实验等误差后，在最不利于保护动作的条件下仍能可靠动作。,第二章 继电保护概述,第三节 对继电保护的基本要求,在计算保护的灵敏系数时，可按如下原则考虑： （一）在可能的运行方式下，选择最不利于保护动作的运行方式； （二）在所保护的短路类型中，选择最不利于保护动作的短路类型； （三）在保护区内选择最不利于保护动作的那点作为灵敏度校验点,对于反映故障参数增加而动作的保护装置，其灵敏系数的计算公式为,对于反映故障参数降低而动作的保护装置，其灵敏系数的计算公式为,第二章 继电保护概述,第三节 对继电保护的基本要求,4.可靠性 可靠性是指在规定的保护区内发生故障，它能可靠