繼電保護課件(重慶大學(xué))第一章緒論

1、電力系統(tǒng)繼電保護電力系統(tǒng)繼電保護熊小伏 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)：由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動力、熱、光等不同應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動力、熱、光等不同形式的能量。形式的能量。Company Logo電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的

2、組成Company Logo電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)概況發(fā)電廠發(fā)電廠火電火電 鍋爐汽輪機發(fā)電機 水電水電 水庫水輪機發(fā)電機 核電核電 核反應(yīng)堆汽輪機發(fā)電機可再生能源可再生能源 如風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能、潮汐等Company Logo電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)概況火電機組火電機組核電機組核電機組水電機組水電機組風(fēng)電機組風(fēng)電機組電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)概況負(fù)荷負(fù)荷電動機、電爐、電燈等各種消耗電能的設(shè)備電動機、電爐、電燈等各種消耗電能的設(shè)備電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)概況電力網(wǎng)絡(luò)電力網(wǎng)絡(luò)是由變壓器、電力線是由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分組成的部分電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)概

3、況變電站變電站：電力系統(tǒng)中變換電壓、：電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施。流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施。 變壓器是變電站的主要設(shè)備，變壓器是變電站的主要設(shè)備，主要用于變換電壓。主要用于變換電壓。變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設(shè)備。電力系統(tǒng)概況電力系統(tǒng)概況變電站變電站：電力系統(tǒng)中變換電壓、：電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施。流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施。 變壓器是變電

4、站的主要設(shè)備，變壓器是變電站的主要設(shè)備，主要用于變換電壓。主要用于變換電壓。變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設(shè)備。v水電廠二灘電廠大壩v水電廠二灘電廠控制室v水電廠三峽電廠大壩v水電廠三峽電廠廠房內(nèi)v核電廠v變電站v變電站主控室v風(fēng)力發(fā)電廠電力系統(tǒng)的特點及基本要求v發(fā)電、輸電、用電幾乎同時完成v發(fā)電功率=用電功率+損耗功率v保障電能質(zhì)量：頻率、電壓、波形v實際情況： 不可控因素：負(fù)荷波動、（新）電源波動 自然環(huán)境變化 電網(wǎng)如何應(yīng)對？繼電保護名詞術(shù)語：繼電保護名詞術(shù)語：RelayRel

5、ay ProtectionProtectionPower system protectionPower system protection 繼電保護專業(yè)在電力系統(tǒng)中的位置：繼電保護專業(yè)在電力系統(tǒng)中的位置：電力專業(yè)常規(guī)劃分：一次、二次電力專業(yè)常規(guī)劃分：一次、二次 繼電保護學(xué)習(xí)方法建議：繼電保護學(xué)習(xí)方法建議：從整體到具體從整體到具體目標(biāo)學(xué)習(xí)法目標(biāo)學(xué)習(xí)法 繼電保護的相關(guān)知識：繼電保護的相關(guān)知識：電力系統(tǒng)故障分析、發(fā)電廠電氣部分電力系統(tǒng)故障分析、發(fā)電廠電氣部分、電機學(xué)、電路原理、電機學(xué)、電路原理 重慶大學(xué)繼電保護在國內(nèi)的地位：重慶大學(xué)繼電保護在國內(nèi)的地位：國內(nèi)最早開設(shè)微機保護培訓(xùn)班國內(nèi)最早開設(shè)微機保護

6、培訓(xùn)班國內(nèi)首先提出參數(shù)辨識變壓器保護國內(nèi)首先提出參數(shù)辨識變壓器保護獨特的直流接地檢測方法獨特的直流接地檢測方法負(fù)荷辨識低頻減載負(fù)荷辨識低頻減載風(fēng)電并網(wǎng)故障分析理論風(fēng)電并網(wǎng)故障分析理論 中國繼電保護技術(shù)在國際上的地位：中國繼電保護技術(shù)在國際上的地位：驕傲與不足驕傲與不足繼電保護的前景繼電保護的前景不可缺少的專業(yè)技術(shù)不可缺少的專業(yè)技術(shù)與先進技術(shù)的融合繼電保護與智能電網(wǎng)？繼電保護與智能電網(wǎng)？大規(guī)模新能源并網(wǎng)故障與保護大規(guī)模新能源并網(wǎng)故障與保護微型電網(wǎng)保護微型電網(wǎng)保護學(xué)習(xí)繼電保護的好處？學(xué)習(xí)繼電保護的好處？改變你的思維方式改變你的思維方式改變你的行為方式改變你的行為方式教你處理全局問題教你處理全局問題

7、掌握一門核心技術(shù)掌握一門核心技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護的任務(wù)和作用電力系統(tǒng)繼電保護的任務(wù)和作用 1對繼電保護的基本要求對繼電保護的基本要求 2繼電保護的基本原理及保護裝置的組成繼電保護的基本原理及保護裝置的組成3緒論緒論（2 2）不正常運行）不正常運行 （3 3）故障）故障電力系統(tǒng)運行狀況電力系統(tǒng)運行狀況 （1 1）正常運行）正常運行 指電力系統(tǒng)運行參數(shù)嚴(yán)重偏離額定值，通常有過負(fù)荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)振蕩等。指短路和斷線（非全相運行），最常見、最危險的故障是短路，其中發(fā)生概率最大的是單相短路接地，其次是兩相短路。電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析 （1 1）單相（單相（A相）接地短路相）接地短路

8、)0()2()1(_)0()0()2()1(3ZZZUIIIIfafafafafa故障處電流相量： （2 2）兩相（兩相（B、C相）短路相）短路 電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析 如假設(shè)正序和負(fù)序阻抗相等，則)1(_)0(23ZUjIIfafcfa即兩相短路時在短路點處故障相電流等于三相短路時的 倍23（3 3）兩相（兩相（B、C相）短路接地相）短路接地 電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析 故障處各序電流：)0()2()2()1()2()0()2()0()1()2()0()2()0()2()1(_)0()1(ZZZIIZZZIIZZZZZUIfafafafafafa（2 2）設(shè)備承受大電流，發(fā)熱

9、和電動力使導(dǎo)體、絕緣遭受破壞，）設(shè)備承受大電流，發(fā)熱和電動力使導(dǎo)體、絕緣遭受破壞，加速其老化；加速其老化； （3 3）使故障區(qū)域的電壓大幅度下降，影響正常供電）使故障區(qū)域的電壓大幅度下降，影響正常供電 電力系統(tǒng)發(fā)生短路時可能產(chǎn)生電力系統(tǒng)發(fā)生短路時可能產(chǎn)生的嚴(yán)重后果的嚴(yán)重后果 （1 1）故障處的短路電流引燃電弧，燒壞故障設(shè)備）故障處的短路電流引燃電弧，燒壞故障設(shè)備 （4 4）破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性）破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （2 2）繼電保護的基本任務(wù)）繼電保護的基本任務(wù) 繼電保護概念及基本任務(wù)繼電保護概念及基本任務(wù) （1 1）繼電保護概念）繼電保護概念 綜上所述，繼電保護在電力系統(tǒng)中的主要作用是保護

10、元件、縮小故障波及的范圍，提高系統(tǒng)運行的可靠性 對繼電保護的基本要求對繼電保護的基本要求 選擇性選擇性速動性速動性靈敏性靈敏性可靠性可靠性主保護、后備保護主保護、后備保護 一般只有遠(yuǎn)后備不能滿足要求時才考慮近后備保護方式。 一般的，把反映被保護元件嚴(yán)重故障，快速動作于斷路器跳閘的保護裝置稱為主保護；把主保護失效時備用的保護裝置稱為后備保護。 近后備近后備：主保護拒動時，本元件另外一套保護裝置作為后備保護，近后備安裝在主保護處。 遠(yuǎn)后備遠(yuǎn)后備：遠(yuǎn)后備要伸入本級保護的下一級，它保護本線路及下一級線路的全長 綜上，選擇性、速動性、靈敏性和可靠性被稱為繼電保護的四性，其間，既有矛盾一面，又有在一定條 件下統(tǒng)一的一面。繼電保護的科學(xué)研究、設(shè)計、制造和運行的工作就是要處理好四性的辯證統(tǒng)一關(guān)系。 除了以上四項基本要求外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟性與可維護性。（2 2）反映非電氣量的保護）反映非電氣量的保護 繼電保護的基本原理繼電保護的基本原理（1 1）反映電氣量的保護）反映電氣量的保護 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量會發(fā)生變化。 a、反映電流增大，構(gòu)成電流保護 b、反映電壓降低，構(gòu)成電壓保護 c、反映電壓與電流之間的相位角改變，構(gòu)成功率方向保護 d、反映測量點處電壓與電流矢量比，即測量阻抗變化，構(gòu)成距離保護 e、出現(xiàn)負(fù)序和零序分量，