電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識ppt課件

1、 電力系統(tǒng)繼電維護(hù)電力系統(tǒng)繼電維護(hù) 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程華中科技大學(xué)文華學(xué)院機(jī)電學(xué)部2021.9Chapter 2 電力系統(tǒng)繼電維護(hù)根底知識2.1 繼電維護(hù)的系統(tǒng)配置與繼電特性繼電維護(hù)的系統(tǒng)配置與繼電特性2.2 繼電維護(hù)用電力互感器和輸入變換器繼電維護(hù)用電力互感器和輸入變換器2.3 微機(jī)繼電維護(hù)安裝的根本構(gòu)成原理微機(jī)繼電維護(hù)安裝的根本構(gòu)成原理 2.1 繼電維護(hù)的系統(tǒng)配置與繼電特性繼電維護(hù)的系統(tǒng)配置與繼電特性2.1.1 2.1.1 繼電維護(hù)的系統(tǒng)配置與維護(hù)范圍繼電維護(hù)的系統(tǒng)配置與維護(hù)范圍 圖圖2.1 2.1 典型電力系統(tǒng)及其維護(hù)分區(qū)典型電力系統(tǒng)及其維護(hù)分區(qū) 變壓器

2、變壓器1發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)母線母線電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)輸配電線路輸配電線路維護(hù)分區(qū)的根本原那么維護(hù)分區(qū)的根本原那么 維護(hù)分區(qū)的根本類型維護(hù)分區(qū)的根本類型按按獨(dú)立電氣元件及其組合。獨(dú)立電氣元件及其組合。 主維護(hù)分區(qū)根本維護(hù)分區(qū)或按主維護(hù)分區(qū)根本維護(hù)分區(qū)或按元件維護(hù)分區(qū)元件維護(hù)分區(qū) 后備維護(hù)分區(qū)根本維護(hù)分區(qū)或后備維護(hù)分區(qū)根本維護(hù)分區(qū)或相鄰的多個(gè)根本維護(hù)分區(qū)相鄰的多個(gè)根本維護(hù)分區(qū) 圖圖2.2 2.2 按重疊維護(hù)范圍正按重疊維護(hù)范圍正確地選擇維護(hù)分區(qū)交界處確地選擇維護(hù)分區(qū)交界處的電流互感器的電流互感器 維護(hù)分區(qū)必需覆蓋整個(gè)電力系維護(hù)分區(qū)必需覆蓋整個(gè)電力系統(tǒng)，不允許存在死區(qū)。統(tǒng)，不允許存在死區(qū)。根本維護(hù)分區(qū)：根本維護(hù)

3、分區(qū)： 以斷路器為邊境構(gòu)成的區(qū)域以斷路器為邊境構(gòu)成的區(qū)域 相鄰維護(hù)分區(qū)的維護(hù)范圍要有相鄰維護(hù)分區(qū)的維護(hù)范圍要有重疊。重疊。 概念與結(jié)論：概念與結(jié)論： 繼電維護(hù)安裝感遭到系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)并不繼電維護(hù)安裝感遭到系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)并不是其動(dòng)作的充分必要條件，繼電維護(hù)安裝只需檢是其動(dòng)作的充分必要條件，繼電維護(hù)安裝只需檢測到其對應(yīng)的維護(hù)分區(qū)內(nèi)的缺點(diǎn)且為其規(guī)定的缺測到其對應(yīng)的維護(hù)分區(qū)內(nèi)的缺點(diǎn)且為其規(guī)定的缺點(diǎn)類型時(shí)才允許按規(guī)定的時(shí)限配合及操作方式的點(diǎn)類型時(shí)才允許按規(guī)定的時(shí)限配合及操作方式的要求產(chǎn)生動(dòng)作。要求產(chǎn)生動(dòng)作。 繼電維護(hù)的系統(tǒng)性繼電維護(hù)的系統(tǒng)性 繼電維護(hù)不僅要保證詳細(xì)維護(hù)對象的平安，更重繼電維護(hù)不僅要保證詳細(xì)維

4、護(hù)對象的平安，更重要的是需求保證電力系統(tǒng)的平安和穩(wěn)定。要的是需求保證電力系統(tǒng)的平安和穩(wěn)定。 不僅要研討繼電維護(hù)安裝的原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，還不僅要研討繼電維護(hù)安裝的原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，還必需研討傳感器及控制對象的技術(shù)特性及要求。必需研討傳感器及控制對象的技術(shù)特性及要求。 對于一個(gè)維護(hù)對象，為了保證其維護(hù)的可靠性和對于一個(gè)維護(hù)對象，為了保證其維護(hù)的可靠性和完備性，經(jīng)常要求用多個(gè)繼電維護(hù)安裝構(gòu)成一個(gè)完備性，經(jīng)常要求用多個(gè)繼電維護(hù)安裝構(gòu)成一個(gè)維護(hù)系統(tǒng)。維護(hù)系統(tǒng)。0I繼電器狀態(tài)以過電流繼電器為例：以過電流繼電器為例：IIop動(dòng)作動(dòng)作,IIre前往。前往。reIopI前往動(dòng)作圖圖2.4 2.4 過電流繼電器的繼電

5、特性過電流繼電器的繼電特性2.1.2 繼電特性繼電特性 闡明：繼電維護(hù)動(dòng)作形狀確實(shí)切和穩(wěn)定靠繼電特性來保證。動(dòng)作電流：動(dòng)作電流：Iop可以使繼電器可靠動(dòng)作的最小電流值?？梢允估^電器可靠動(dòng)作的最小電流值。前往電流：前往電流：Ire可以使繼電器可靠前往的最大電流值。可以使繼電器可靠前往的最大電流值。前往系數(shù)前往系數(shù): Kre維護(hù)繼電器的前往值與動(dòng)作值之比維護(hù)繼電器的前往值與動(dòng)作值之比,即即:oprere/IIK 過量繼電器的前往系數(shù)恒小于過量繼電器的前往系數(shù)恒小于1；欠量繼電器的前往系數(shù)恒大于欠量繼電器的前往系數(shù)恒大于1。繼電特性的兩個(gè)要點(diǎn)：繼電特性的兩個(gè)要點(diǎn)：()永遠(yuǎn)處于動(dòng)作或者前往形狀，無中間

6、形狀；永遠(yuǎn)處于動(dòng)作或者前往形狀，無中間形狀；()Iop不等于不等于Ire，使接點(diǎn)無抖動(dòng)。，使接點(diǎn)無抖動(dòng)。2.1.2 繼電特性繼電特性普通要求過量繼電器普通要求過量繼電器 0.85Kre 1,0.90.95；欠量繼電器；欠量繼電器1Kre1.2 。 2.2 繼電維護(hù)用電力互感器和輸入變換器繼電維護(hù)用電力互感器和輸入變換器繼電維護(hù)輸入信號的類型與特點(diǎn)繼電維護(hù)輸入信號的類型與特點(diǎn) 類型：電壓、電流；交流、直流；電量、非電類型：電壓、電流；交流、直流；電量、非電量量 特點(diǎn)：幅值變化范圍大，衰減直流分量、豐富特點(diǎn)：幅值變化范圍大，衰減直流分量、豐富的高次諧波分量的高次諧波分量電壓互感器的作用電壓互感器的

7、作用: 將電力系統(tǒng)的高電壓在二次側(cè)準(zhǔn)確地變換將電力系統(tǒng)的高電壓在二次側(cè)準(zhǔn)確地變換成繼電維護(hù)及儀表所允許電壓額定值為成繼電維護(hù)及儀表所允許電壓額定值為100V或或57.7V，使繼電器和儀表既能在低電壓情況，使繼電器和儀表既能在低電壓情況下任務(wù)，又能準(zhǔn)確地反映電力系統(tǒng)中高電壓設(shè)備下任務(wù)，又能準(zhǔn)確地反映電力系統(tǒng)中高電壓設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，同時(shí)它還具有高、低電壓電路的隔的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，同時(shí)它還具有高、低電壓電路的隔離作用，以保證二次設(shè)備和任務(wù)人員的平安。文離作用，以保證二次設(shè)備和任務(wù)人員的平安。文字符號為字符號為TV舊：舊：PT2.2.1 電壓互感器電壓互感器維護(hù)用電力互感器的主要類型維護(hù)用電力互感器的主要類

8、型 (1) TV (1) TV電磁式；電容式電磁式；電容式CVTCVT (2) TA (2) TA無氣隙鐵心式，無氣隙鐵心式，TPTP，如，如5P205P20；小氣；小氣隙鐵心式，隙鐵心式，TPYTPY；空心式；空心式母線維護(hù)。母線維護(hù)。電壓互感器的任務(wù)特點(diǎn)和要求電壓互感器的任務(wù)特點(diǎn)和要求(3) 對電壓互感器的根本要求是電壓變換的準(zhǔn)確性，對電壓互感器的根本要求是電壓變換的準(zhǔn)確性，它主要受二次負(fù)荷大小的影響，對于維護(hù)用電壓互它主要受二次負(fù)荷大小的影響，對于維護(hù)用電壓互感器，還需思索電壓互感器暫態(tài)過程對快速維護(hù)的感器，還需思索電壓互感器暫態(tài)過程對快速維護(hù)的影響。影響。(1) 電壓互感器的一次側(cè)與高

9、電壓路并聯(lián)，因此，電壓互感器的一次側(cè)與高電壓路并聯(lián)，因此，其一次任務(wù)電壓只取決于接入點(diǎn)的一次電壓。其一次任務(wù)電壓只取決于接入點(diǎn)的一次電壓。(2) 電壓互感器的二次回路不允許短路，否那么會電壓互感器的二次回路不允許短路，否那么會產(chǎn)生危險(xiǎn)的短路電流，并燒毀電壓互感器，因此，產(chǎn)生危險(xiǎn)的短路電流，并燒毀電壓互感器，因此，通常裝有維護(hù)熔斷器通常裝有維護(hù)熔斷器2.2.2 2.2.2 電流互感器電流互感器電流互感器的作用電流互感器的作用: 將電力系統(tǒng)的高電壓電路上的電流，準(zhǔn)確地將電力系統(tǒng)的高電壓電路上的電流，準(zhǔn)確地變換成二次低電壓電路上的小電流額定值為變換成二次低電壓電路上的小電流額定值為5A或或1A，同時(shí)

10、它還具有高、低電壓電路的隔離作，同時(shí)它還具有高、低電壓電路的隔離作用，以保證二次設(shè)備和任務(wù)人員的平安。用，以保證二次設(shè)備和任務(wù)人員的平安。文字符號為文字符號為TA舊：舊：CT電流互感器的任務(wù)特點(diǎn)和要求電流互感器的任務(wù)特點(diǎn)和要求(4)變換的準(zhǔn)確性主要受二次負(fù)荷和一次電流大小的影變換的準(zhǔn)確性主要受二次負(fù)荷和一次電流大小的影響；響；(1)電流互感器的一次繞組與高電壓電路串聯(lián)，因此其電流互感器的一次繞組與高電壓電路串聯(lián)，因此其一次任務(wù)電流只取決于被接入的一次電路的電流，而一次任務(wù)電流只取決于被接入的一次電路的電流，而與其二次側(cè)負(fù)荷的大小無關(guān)；與其二次側(cè)負(fù)荷的大小無關(guān)；(2)電流互感器的二次回路不允許開

11、路，否那么會產(chǎn)生電流互感器的二次回路不允許開路，否那么會產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓，要挾人身和設(shè)備的平安；危險(xiǎn)的過電壓，要挾人身和設(shè)備的平安；(3)電流互感器的二次回路必需有且只允許有一點(diǎn)接地，電流互感器的二次回路必需有且只允許有一點(diǎn)接地，防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生對地高電壓，但僅防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生對地高電壓，但僅一點(diǎn)接地；一點(diǎn)接地；繼電維護(hù)安裝內(nèi)部的輸入變換器繼電維護(hù)安裝內(nèi)部的輸入變換器 在繼電維護(hù)安裝內(nèi)部，還需求經(jīng)過各種輸入在繼電維護(hù)安裝內(nèi)部，還需求經(jīng)過各種輸入變換器將電壓互感器提供的二次電壓、電流互感變換器將電壓互感器提供的二次電壓、電流互感器提供的二次電流進(jìn)一步變小，以順應(yīng)弱電元

12、件器提供的二次電流進(jìn)一步變小，以順應(yīng)弱電元件如電子元件的要求；如電子元件的要求；v 同時(shí)輸入變換器還擔(dān)負(fù)在二次回路與繼電維同時(shí)輸入變換器還擔(dān)負(fù)在二次回路與繼電維護(hù)安裝內(nèi)部電路之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離和電磁屏蔽作護(hù)安裝內(nèi)部電路之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離和電磁屏蔽作用，以保證人身及維護(hù)安裝內(nèi)部弱電元件的平安、用，以保證人身及維護(hù)安裝內(nèi)部弱電元件的平安、減少來自高壓設(shè)備對弱電元件的干擾。減少來自高壓設(shè)備對弱電元件的干擾。電壓輸入變換器電壓輸入變換器 電壓變換器的副方電壓的大小應(yīng)與弱電電子元件的電壓變換器的副方電壓的大小應(yīng)與弱電電子元件的允許電壓相匹配如在微機(jī)式維護(hù)中，常選取對應(yīng)允許電壓相匹配如在微機(jī)式維護(hù)中，常選取對

13、應(yīng)最高輸入的副方電壓的有效值為最高輸入的副方電壓的有效值為2/5伏。伏。 電壓變換器的任務(wù)原理與電磁式電壓互感器完全一電壓變換器的任務(wù)原理與電磁式電壓互感器完全一樣。樣。電壓變換器的原方與電壓互感器的二次側(cè)并聯(lián)，電壓變換器的原方與電壓互感器的二次側(cè)并聯(lián)，其原方額定電壓及電壓允許變化范圍應(yīng)與電壓互其原方額定電壓及電壓允許變化范圍應(yīng)與電壓互感器的二次電壓相匹配。感器的二次電壓相匹配。電流輸入變換器電流輸入變換器電流變換器的原方與電流互感器的二次側(cè)串聯(lián)，其電流變換器的原方與電流互感器的二次側(cè)串聯(lián)，其原方額定電流及電流允許變化范圍應(yīng)與電流互感器原方額定電流及電流允許變化范圍應(yīng)與電流互感器的二次電流相匹

14、配的二次電流相匹配;電流變換器的任務(wù)原理與電流互感器完全一樣。電流變換器的任務(wù)原理與電流互感器完全一樣。由于弱電電子元件多為電壓輸入型，因此電流變由于弱電電子元件多為電壓輸入型，因此電流變換器的付方輸出電流需求進(jìn)一步變換為與電流成比換器的付方輸出電流需求進(jìn)一步變換為與電流成比例的電壓，該變換過程稱為電壓構(gòu)成，該電壓稱為例的電壓，該變換過程稱為電壓構(gòu)成，該電壓稱為構(gòu)成電壓。構(gòu)成電壓。電壓構(gòu)成的常用方法是在電流變換器付方輸出的兩電壓構(gòu)成的常用方法是在電流變換器付方輸出的兩個(gè)端子間接入一個(gè)低阻值電阻，付方輸出電流流過個(gè)端子間接入一個(gè)低阻值電阻，付方輸出電流流過電阻便產(chǎn)生與付方電流同相位、正比例的構(gòu)成

15、電壓。電阻便產(chǎn)生與付方電流同相位、正比例的構(gòu)成電壓。 電抗變換器電抗變換器 電抗變換器是一種鐵芯帶氣隙的特殊的電流變電抗變換器是一種鐵芯帶氣隙的特殊的電流變換器，它可以將電流直接變換成電壓換器，它可以將電流直接變換成電壓. . 電抗變換器的原方與電流變換器一樣，與電流電抗變換器的原方與電流變換器一樣，與電流互感器的二次側(cè)串聯(lián)；而付方與具有很高的輸互感器的二次側(cè)串聯(lián)；而付方與具有很高的輸入電阻的負(fù)荷如弱電電子元件直接相連入電阻的負(fù)荷如弱電電子元件直接相連 . .2.3 2.3 繼電維護(hù)安裝的根本構(gòu)成原理繼電維護(hù)安裝的根本構(gòu)成原理2.3.1 2.3.1 微機(jī)型繼電維護(hù)安裝的根本構(gòu)成原理微機(jī)型繼電維

16、護(hù)安裝的根本構(gòu)成原理一臺完好的微機(jī)型繼電維護(hù)安裝的構(gòu)成包含硬件一臺完好的微機(jī)型繼電維護(hù)安裝的構(gòu)成包含硬件和軟件兩部分。和軟件兩部分。 硬件以數(shù)字中心部件為中心，圍繞著數(shù)字中心硬件以數(shù)字中心部件為中心，圍繞著數(shù)字中心部件的是各種外圍接口部件。部件的是各種外圍接口部件。圖圖2-15 微機(jī)維護(hù)安裝的硬件系統(tǒng)原理框圖微機(jī)維護(hù)安裝的硬件系統(tǒng)原理框圖數(shù)字中心部件數(shù)字中心部件 本質(zhì)上就是一臺特別設(shè)計(jì)的公用微型計(jì)算機(jī)，普通由中央本質(zhì)上就是一臺特別設(shè)計(jì)的公用微型計(jì)算機(jī)，普通由中央處置器、存儲器，定時(shí)器處置器、存儲器，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及控制電路等部分組成，并經(jīng)計(jì)數(shù)器及控制電路等部分組成，并經(jīng)過數(shù)據(jù)總線，地址總線、控

17、制總線連成一個(gè)系統(tǒng)。過數(shù)據(jù)總線，地址總線、控制總線連成一個(gè)系統(tǒng)。模擬量輸入接口部件模擬量輸入接口部件 一次系統(tǒng)的模擬電量可分為交一次系統(tǒng)的模擬電量可分為交流電量，直流電量以及各種非電量。流電量，直流電量以及各種非電量。其作用是將電力傳感器輸入的模擬其作用是將電力傳感器輸入的模擬電量正確地變換成離散化的數(shù)字量，電量正確地變換成離散化的數(shù)字量，提供應(yīng)數(shù)字中心部件進(jìn)展處置。提供應(yīng)數(shù)字中心部件進(jìn)展處置。開關(guān)量輸入接口部件開關(guān)量輸入接口部件 開關(guān)量是指那些反映開關(guān)量是指那些反映“是或是或“非兩種非兩種形狀的邏輯變量，如斷路器的形狀的邏輯變量，如斷路器的“合閘或合閘或“分分閘形狀、控制信號的閘形狀、控制信號的“有或有或“無形狀等。無形狀等。繼電維護(hù)安裝經(jīng)常需求確知開關(guān)量的形狀才干繼電維護(hù)安裝經(jīng)常需求確知開關(guān)量的形狀才干正確地動(dòng)作。正確地動(dòng)作。開關(guān)量輸出接口部件開關(guān)量輸出接口部件 微機(jī)型維護(hù)經(jīng)過微機(jī)型維護(hù)經(jīng)過開關(guān)量輸出的形狀來開關(guān)量輸出的形狀來控制執(zhí)行回路、信號控制執(zhí)行回路、信號回路，以及其他回路回路，以及其他回路的繼電器的動(dòng)作。的繼電器的動(dòng)作。人機(jī)對話接口部件人機(jī)對話接口部件 人機(jī)對話接口部