電力系統(tǒng)繼電保護第一章 緒論-張保全版

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<電力系統(tǒng)繼電保護>

張保會尹項根主編成績分布：課堂成績80%+實驗成績20%課堂學時42學時

期末成績70%，平時成績30%；實驗學時6學時

按要求完成實驗并撰寫實驗報告。第一章緒論第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護的作用

一、電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài)

電力系統(tǒng)的一次設備：發(fā)電機、變壓器、斷路器、母線、輸電線路、補償電容器、電動機及其他用電設備等。

電力系統(tǒng)的一次設備：對一次設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制和保護的設備。根據(jù)不同的運行條件，可以將電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)分為正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。不正常運行狀態(tài)：過負荷；系統(tǒng)中出現(xiàn)有功功率缺額而引起的額定頻率減低；發(fā)電機突然甩負荷引起的發(fā)電機頻率升高；中性點不接地系統(tǒng)和非有效接地系統(tǒng)中的單相接地引起的非接地相對地電壓升高；系統(tǒng)振蕩。故障：各種形式的短路；斷線故障或者幾種故障同時發(fā)生的復合故障。發(fā)生故障時可能產(chǎn)生的后果：（1）通過故障點的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。（2）短路電流通過系統(tǒng)中非故障元件時，由于發(fā)熱和電動力作用引起它們的損壞或縮短使用壽命。（3）部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降，使大量電力用戶的正常工作和生活遭到破壞或產(chǎn)生廢品。（4）破壞電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠之間并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。二、繼電保護裝置及其任務繼電保護裝置：反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護裝置基本任務：

(1)發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭受破壞，保證非故障部分迅速恢復正常運行；

(2)對不正常運行狀態(tài)，根據(jù)運行維護條件，而動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘，且能與自動重合閘相配合。第二節(jié)繼電保護的基本原理和

保護裝置的組成一、繼電保護的基本原理1.利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別（1）過電流保護。（2）低電壓保護。（3）距離保護。

2.利用內(nèi)部故障和外部故障時被保護元件兩側電流相位（或功率方向）的差別規(guī)定電流的正方向：從母線流向線路，線路AB兩側電流相位（或功率方向）。

雙側電源網(wǎng)絡

(a)正常運行情況；(b)線路AB外部短路情況；(c)線路AB內(nèi)部短路情況

3.序分量是否出現(xiàn)電氣元件在正常運行（或發(fā)生對稱短路）時，負序分量和零序分量為零；在發(fā)生不對稱短路時，一般負序和零序都較大。根據(jù)這些分量的是否存在可以構成零序保護和負序保護。此種保護裝置都具有良好的選擇性和靈敏性。4.反應非電氣量的保護反應變壓器油箱內(nèi)部故障時所發(fā)生的氣體而構成瓦斯保護；反應于電動機繞組的溫度升高而構成過負荷保護等。

二、繼電保護裝置的組成繼電保護由三個部分組成：測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。

第三節(jié)對繼電保護的基本要求

電力系統(tǒng)繼電保護的基本性能應滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。一、選擇性保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。

k1點短路時，應先由保護3動作跳閘，將故障線路CD切除，而變電所A、B、C繼續(xù)供電，而不是由保護1或2首先動作跳閘，中斷變電所B、C、D的供電，造成大面積停電。

二、速動性短路時快速切除故障，可以縮小故障范圍，減輕短路引起的破壞程度，減小對用戶工作的影響，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在發(fā)生故障時，應力氣保護裝置能迅速動作切除故障。故障切除的總時間等于保護裝置和斷路器動作時間之和。一般的快速保護的動作時間為0.06~0.12s，最快的可達0.01~0.04s，一般的斷路器的動作時間為0.06~0.15s，最快的可達0.02~0.06s。三、靈敏性指對于保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應該是在事先規(guī)定的保護范圍內(nèi)部故障時，不論短路點的位置、短路的類型如何，以及短路點是否存在過渡電阻，都能敏銳感覺，正確反應。保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來衡量，靈敏系數(shù)越大，則保護的靈敏度就越高，反之就越低。四、可靠性指在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了屬于它應該動作的故障時，它不應該拒絕動作，而在其他不屬于它應該動作的情況下，則不應該誤動作。第四節(jié)繼電保護技術的發(fā)展簡史

首先出現(xiàn)了反應電流超過一預定值的過電流保護。熔斷器就是最早的、最簡單的過電流保護。電力系統(tǒng)的發(fā)展，熔斷器已不能滿足選擇性和快速性的要求，于是出現(xiàn)了作用于專門的斷流裝置（斷路器）的過電流繼電器。1890年出現(xiàn)了裝于斷路器上直接反應一次短路電流的電磁型過電流繼電器。20世紀初隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，繼電器才開始廣泛應用于電力系統(tǒng)的保護。這個時期可認為是繼電保護技術發(fā)展的開端。1908年提出了比較被保護元件兩端電流的電流差動保護原理。1910年方向性電流保護開始得到應用，在此時期也出現(xiàn)了將電流與電壓相比較的保護原理。在1927年前后，出現(xiàn)了利用高壓輸電線上高頻載波電