繼電保護(hù)課件一

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用關(guān)于本課程教材：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用，尹項(xiàng)根、曾克娥編著，華中科技大學(xué)出版社。第一章緒論第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用故障狀態(tài)電氣元件發(fā)生短路、斷線時(shí)的狀態(tài)。一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生短路的嚴(yán)重后果：故障設(shè)備損壞甚至燒毀非故障元件損壞或者縮短使用壽命電能質(zhì)量惡化，影響產(chǎn)品質(zhì)量系統(tǒng)振蕩，甚至整個(gè)系統(tǒng)瓦解第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行狀態(tài)超過正常允許的工作范圍，但沒有發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。常見的不正常運(yùn)行狀態(tài)包括：過負(fù)荷短路故障引起鄰近健全設(shè)備電流升高頻率降低過電壓電力系統(tǒng)振蕩第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的事故與事故的防治對(duì)策

事故：電力系統(tǒng)整體或部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果的事件

第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的事故與事故的防治對(duì)策

序號(hào)事故發(fā)生時(shí)間地點(diǎn)危害12003年8月14日北美大停電5000萬人口停電1天多，損失達(dá)60億美元22003年9月23日瑞典南部和丹麥東部大停電影響500萬人口，損失10GWh負(fù)荷，機(jī)場與鐵路停運(yùn)，8小時(shí)后恢復(fù)31996年8月10日美國西部大停電停電戶數(shù)749萬戶，停電時(shí)間幾分到6小時(shí)41996年7月2日美國西部大停電停電戶數(shù)225萬戶，停電時(shí)間幾分到6小時(shí)51987年日本大停電停電201分鐘，造成鐵路、地鐵停運(yùn)

事故防治對(duì)策：

故障：電力系統(tǒng)必須在幾十毫秒內(nèi)準(zhǔn)確迅速地識(shí)別并切除故障

不正常運(yùn)行狀態(tài)：電力系統(tǒng)必須及時(shí)告警或者啟動(dòng)自動(dòng)控制裝置第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的事故與事故的防治對(duì)策

事故：電力系統(tǒng)整體或部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果的事件

這些要求無法由運(yùn)行人員做到，必須依靠繼電保護(hù)！第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用二、繼電保護(hù)的基本概念與作用繼電保護(hù)：電力系統(tǒng)安全保障體系的組成部分。繼電保護(hù)的基本作用（功能）：在全系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實(shí)時(shí)地檢測各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，快速及時(shí)地采取故障隔離或告警等措施，以求最大限度地維持系統(tǒng)穩(wěn)定、保持供電的連續(xù)性、保障人身的安全、防止或減輕設(shè)備的損壞。第一一節(jié)節(jié)電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)繼繼電電保保護(hù)護(hù)的的概概念念和和作作用用三、、繼繼電電保保護(hù)護(hù)技技術(shù)術(shù)與與繼繼電電保保護(hù)護(hù)裝裝置置繼電保護(hù)技術(shù)術(shù)：完成繼電保護(hù)護(hù)功能所需要要用到的技術(shù)術(shù)，主要由電電力系統(tǒng)故障障分析、繼電電保護(hù)原理及及實(shí)現(xiàn)、繼電電保護(hù)裝置設(shè)設(shè)計(jì)、繼電保保護(hù)運(yùn)行與維維護(hù)等技術(shù)構(gòu)構(gòu)成繼電保護(hù)裝置置：裝設(shè)于整個(gè)電電力系統(tǒng)的各各個(gè)元件上，，例如線路，，變壓器，發(fā)發(fā)電機(jī)，母線線等，能在指指定區(qū)域快速速準(zhǔn)確地對(duì)電電氣元件發(fā)生生的各種故障障或不正常運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)作出出反應(yīng)，并按按規(guī)定時(shí)限內(nèi)內(nèi)動(dòng)作，使斷斷路器跳閘或或發(fā)出信號(hào)的的一種反事故故裝置，又稱稱為保護(hù)繼電電器第一節(jié)電力力系統(tǒng)繼電保保護(hù)的概念和和作用三、繼電保護(hù)護(hù)技術(shù)與繼電電保護(hù)裝置繼電保護(hù)的基基本任務(wù)：自動(dòng)、快速、、有選擇性地地將故障元件件從電力系統(tǒng)統(tǒng)中切除，并并最大限度地地保證其他無無故障部分迅迅速恢復(fù)正常常運(yùn)行能對(duì)電氣元件件的不正常運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)作出出反應(yīng)，并根根據(jù)運(yùn)行維護(hù)護(hù)規(guī)范和設(shè)備備承受能力動(dòng)動(dòng)作，發(fā)出告告警信號(hào)條件許可時(shí)，，可采取預(yù)定定措施，盡快快地恢復(fù)供電電和設(shè)備運(yùn)行行第二節(jié)繼電電保護(hù)技術(shù)的的發(fā)展簡況一、繼電保護(hù)護(hù)裝置結(jié)構(gòu)的的演化集保護(hù)裝置和和斷電裝置于于一體：熔斷斷器保護(hù)裝置和斷斷電裝置分離離：作用于斷斷路器的過電電流繼電器直接反映一次次短路電流：：電磁型過電電流繼電器采用電流互感感器和電壓互互感器二次側(cè)側(cè)電量作為輸輸入的、結(jié)構(gòu)構(gòu)獨(dú)立于一次次系統(tǒng)的繼電電器：現(xiàn)代繼繼電保護(hù)裝置置第二節(jié)繼電電保護(hù)技術(shù)的的發(fā)展簡況二、保護(hù)原理理的發(fā)展保護(hù)原理：選選取電力系統(tǒng)統(tǒng)的某一個(gè)或或多個(gè)電氣量量，根據(jù)其在在正常狀態(tài)和和不正常狀態(tài)態(tài)下的變化特特點(diǎn)，用其判判斷被保護(hù)元元件是處于正正常運(yùn)行狀態(tài)態(tài)還是不正常常運(yùn)行狀態(tài)。。過電流保護(hù)電流差動(dòng)保護(hù)護(hù)距離保護(hù)高頻保護(hù)快速行波保護(hù)護(hù)第二節(jié)繼電電保護(hù)技術(shù)的的發(fā)展簡況三、保護(hù)裝置置實(shí)現(xiàn)技術(shù)的的發(fā)展20世紀(jì)50年代以前：機(jī)機(jī)電型繼電保保護(hù)裝置20世紀(jì)50年代：電子型型繼電保護(hù)裝裝置、集成電電路型繼電保保護(hù)裝置20世紀(jì)90年代以來：微微機(jī)型繼電保保護(hù)裝置微機(jī)保護(hù)裝置置具有以下特特點(diǎn)：具有強(qiáng)大的計(jì)計(jì)算、分析和和邏輯判斷能能力，優(yōu)良的的存儲(chǔ)記憶功能，可可以實(shí)現(xiàn)性能能完善且復(fù)雜雜的保護(hù)原理理可以連續(xù)不斷斷地對(duì)本身的的工作狀況進(jìn)進(jìn)行自檢，可靠性性高用同一硬件實(shí)實(shí)現(xiàn)不同的保護(hù)原理，制制造簡化，容容易實(shí)現(xiàn)保護(hù)護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化化兼具故障錄波波、故障測距距、事件順序序記錄、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信等輔助助功能第三節(jié)對(duì)繼繼電保護(hù)的基基本要求對(duì)作用于跳閘閘的繼電保護(hù)護(hù)裝置，必須須滿足：選擇性速動(dòng)性靈敏性可靠性第三節(jié)對(duì)繼繼電保護(hù)的基基本要求一、選擇性：：繼電保護(hù)裝置置應(yīng)在盡可能小的范范圍內(nèi)將故障元件件從電力系統(tǒng)統(tǒng)中切除，盡量縮小停電電范圍，最大限度地保保證系統(tǒng)中非非故障部分能繼續(xù)運(yùn)行第三節(jié)對(duì)繼繼電保護(hù)的基基本要求一、選擇性：：對(duì)繼電保護(hù)裝裝置動(dòng)作有選選擇性的要求求，還需要考考慮繼電保護(hù)護(hù)裝置或者斷斷路器由于自自身故障等原原因而拒絕動(dòng)動(dòng)作的可能性性，簡稱拒動(dòng)動(dòng)把反映被保護(hù)護(hù)元件（線路路）故障，快快速動(dòng)作于跳跳閘的保護(hù)裝裝置稱為主保保護(hù)把主保護(hù)失效效時(shí)作備用的的保護(hù)裝置稱稱為后備保護(hù)護(hù)遠(yuǎn)后備、近后后備第三節(jié)對(duì)繼繼電保護(hù)的基基本要求二、速動(dòng)性：：快速地切除故故障能夠提高高電力系統(tǒng)并并列運(yùn)行的穩(wěn)穩(wěn)定性，減少少用戶在電壓壓降低情況下下的工作時(shí)間間，以及減小小故障元件的的損壞程度。。必須快速切除除的故障：高壓線路故障障導(dǎo)致發(fā)電廠、、重要用戶母母線電壓過低低的故障大型發(fā)電機(jī)、、變壓器、電電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故故障引起小截面導(dǎo)導(dǎo)線過熱的故故障危及人身安全全的故障強(qiáng)干擾故障第三節(jié)對(duì)繼繼電保護(hù)的基基本要求三、靈敏性：：靈敏性：對(duì)于其保護(hù)范范圍內(nèi)發(fā)生故故障或不正常常運(yùn)行狀態(tài)的的反應(yīng)能力滿足靈敏性的的保護(hù)裝置，，在被保護(hù)元元件任何地點(diǎn)點(diǎn)發(fā)生任何類類型的故障時(shí)時(shí)，都能夠敏敏銳感覺，正正確反應(yīng)四、可靠性：：對(duì)于任何一臺(tái)臺(tái)保護(hù)裝置，，在為其規(guī)定定的保護(hù)范圍圍內(nèi)發(fā)生了它它應(yīng)該動(dòng)作的的故障時(shí)，它它不應(yīng)該拒絕絕動(dòng)作；而在在其他任何情情況下，包括括系統(tǒng)正常運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)或發(fā)發(fā)生了該保護(hù)護(hù)裝置不應(yīng)該該動(dòng)作的故障障時(shí)，則不應(yīng)應(yīng)該錯(cuò)誤動(dòng)作作第四節(jié)繼電電保護(hù)的基本本原理、構(gòu)成成和分類一、繼電保護(hù)護(hù)的基本原理理：電流明顯增大大電壓明顯降低低電壓和電流的的相位角會(huì)發(fā)發(fā)生變化測量阻抗會(huì)發(fā)發(fā)生變化電氣元件流入入與流出電流流的關(guān)系發(fā)生生變化出現(xiàn)負(fù)序和零零序分量過電流保護(hù)低電壓保護(hù)方向保護(hù)阻抗保護(hù)差動(dòng)保護(hù)序分量保護(hù)非電氣量保護(hù)護(hù)：瓦斯保護(hù)護(hù)、過熱保護(hù)護(hù)等等第四節(jié)繼電電保護(hù)的基本本原理、構(gòu)成成和分類二、繼電保護(hù)護(hù)裝置的構(gòu)成成：整定值：繼電保護(hù)裝置置中預(yù)先設(shè)定定的門檻值。。測量量與其其進(jìn)行比較，，以決定保護(hù)護(hù)是否動(dòng)作，，所以，有時(shí)時(shí)候也稱其為為動(dòng)作值。確確定保護(hù)裝置置的整定值，，通常稱為對(duì)對(duì)保護(hù)進(jìn)行整整定計(jì)算。第四節(jié)繼電電保護(hù)的基本本原理、構(gòu)成成和分類三、繼電保護(hù)護(hù)的分類：被保護(hù)對(duì)象：線路保護(hù)、、設(shè)備保護(hù)保護(hù)原理：電流保護(hù)、、電壓保護(hù)、、距離保護(hù)等等等識(shí)別的故障或或不正常運(yùn)行行狀態(tài)：相間短路保保護(hù)、接地故故障保護(hù)等等等實(shí)現(xiàn)技術(shù)：集成電路型型、微機(jī)型保保護(hù)職責(zé)和重要性性：主保護(hù)、后后備保護(hù)測量值和整定定值的關(guān)系：過量保護(hù)、、欠量保護(hù)第二章繼電電保護(hù)的系統(tǒng)統(tǒng)配置與繼電特性第一節(jié)繼電電保護(hù)的系統(tǒng)統(tǒng)配置與繼電電特性一、繼電保護(hù)護(hù)的系統(tǒng)配置置與保護(hù)范圍圍：第一節(jié)繼電電保護(hù)的系統(tǒng)統(tǒng)配置與繼電電特性一、繼電保護(hù)護(hù)的系統(tǒng)配置置與保護(hù)范圍圍：第一節(jié)繼電電保護(hù)的系統(tǒng)統(tǒng)配置與繼電電特性二、繼電特性性：上一堂堂課內(nèi)內(nèi)容回回顧1電力系系統(tǒng)的的故障障狀態(tài)態(tài)、不不正常常狀態(tài)態(tài)、事事故2繼電保保護(hù)、、繼電電保護(hù)護(hù)技術(shù)術(shù)、繼繼電保保護(hù)裝裝置3繼電保保護(hù)的的發(fā)展展歷史史3繼電保保護(hù)的的四性性要求求4繼電保保護(hù)的的分類類5繼電保保護(hù)的的系統(tǒng)統(tǒng)配置置與繼繼電特特性第二節(jié)節(jié)繼繼電保保護(hù)用用的電電力互互感器器一、電電壓互互感器器：高電壓壓變換換為工工作電電壓；；高、、低電電壓隔隔離；；TV（PT）電磁式電壓壓互感器電電容式電電壓互感器器（CVT）與電磁式電電壓互感器器相比，電電容式電壓壓互感器：：絕緣可靠性性高、價(jià)格格低，在高高壓電網(wǎng)中中得到較廣廣泛的應(yīng)用用暫態(tài)響應(yīng)特特性慢，需需要增設(shè)快快速響應(yīng)回回路以適應(yīng)應(yīng)快速保護(hù)護(hù)的測量要要求第二節(jié)繼繼電保護(hù)用用的電力互互感器二、電流互互感器：大電流變換換為小電流流；高、低低電壓隔離離；TA（CT）等效電路圖圖10％誤差曲線線一次電流增增大，鐵芯芯飽和磁阻增大，，勵(lì)磁阻抗抗減小，勵(lì)勵(lì)磁電流急急劇增加變比誤差和和角度誤差差均顯著增增大第二節(jié)繼繼電保護(hù)用用的電力互互感器二、電流互互感器：大容量電力力系統(tǒng)中發(fā)發(fā)生短路時(shí)時(shí)，短路電電流不僅數(shù)數(shù)值很大，，而且含有有大量的非非周期分量量。這些非非周期分量量將使鐵芯芯嚴(yán)重飽和和，引起二二次電流的的大小和波波形都嚴(yán)重重畸變。減小暫態(tài)過過程中的誤誤差：1選取額定電電流較大的的電流互感感器2減少電流互互感器的二二次負(fù)荷3采用帶小氣氣隙的電流流互感器4盡量采用高高速動(dòng)作的的保護(hù)裝置置第三節(jié)微微機(jī)繼電保保護(hù)裝置簡簡介一、微機(jī)保保護(hù)裝置的的構(gòu)成原理理：一臺(tái)完整的的微機(jī)保護(hù)護(hù)裝置包括括硬件和軟軟件