电力系统继电保护原理

较好章引言1。电力系统继电保护的概念和作用1。电力系统故障和异常运行

故障：短路和断开(断相)

短路：

大电流接地系统d(3)、d(2)、d(1)和d(1)。1)

小电流接地系统d(3)、d(2)和d(1)。1)

开放阶段：

单相断线和二次断线(不要与PT二次断线混淆)

其中，各种类型的短路较为常见和危险。后果：

1I增加对故障设备和非故障设备的危害；

2U缩减影响用户正常工作；

3破坏系统稳定性，进一步扩大事故(系统振荡和互解)

I2(I0)旋转电机产生额外热量I0—相邻通信系统

故障特征：

我增加，u减少，z减少

接地故障和断线有零序

不对称故障具有负序

异常运行状态：

电力系统中电气元件的正常运行被破坏，但不存在故障。

如：小电流接地系统d(1)、过载、过压、降频、系统振荡等。

2.继电保护的作用：

要求区分故障和正常运行，判断故障设备(区内或区外故障)

两个功能：失败

异常运行状态

故障和异常运行状态-事故(P1)，无法完全避免且传播迅速(光速)

要求：在几十毫秒内拆除故障人()和继电保护装置()

任务：P2。它被比喻为“安静的哨兵”

二、继电器继电器动作：继电器返回：

继电器特性：

三、继电保护的基本原理、组成和分类：

1.基本原则：

要区分系统的正常运行状态和故障或异常运行状态——，找到区别：特性。

故障点与电源之间增加——过流保护

欠压保护

变化；正常：20左右短路：60-85方向保护。

;模量降低-阻抗保护

——— >电流差动保护

I2、I0序分量保护等。

其他非电量：气体保护和过热保护

原则上，只有找出正常运行和故障时系统中电量或非电量的变化特征(差异)，才能找到一个原理，差异越明显，保护性能越好。

2.组成

以过流保护为例：

正常运行：Ir=IfLJ不移动

发生故障时：红外=身份证移动-SJ移动(延迟)-XJ移动-信号

TQ移动行程

一般由测量元件、逻辑元件和执行元件组成。

(1)测量元件

功能：测量相关物理量(如电流、电压、阻抗、功率方向等。)从被保护对象输入，与给定的设定值进行比较，根据比较结果给出一组具有“是”、“否”、“大于”、“不大于”等“0”或“1”属性的逻辑信号，从而判断是否应该启动保护。

(2)逻辑元素

功能：根据测量部分输出的大小、性质、输出逻辑状态、发生顺序或它们的组合，使保护装置按照一定的布尔逻辑和时序逻辑工作，较终决定是否跳闸或发信号，并将相关命令传送给执行元件。 #p#分页标题#e#

逻辑电路包括或、与、非、延迟启动、延迟返回、存储器等。

(3)执行组件：

行动；根据逻辑元件传输的信号，较终完成保护装置承担的任务。如：故障跳闸；异常运行时信号；正常运行期间无动作。

3.分类：

几种方法如下：

(1)按保护对象分类：输电线路保护、发电机保护、干式变压器保护、电动机保护、母线保护等。

(2)按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等。

(3)按保护反映的故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护、过励磁保护等。

(4)根据继电保护装置的实现技术：机电保护(如电磁保护、ind

主保护满足系统稳定和设备安全的要求，可以有选择地尽快解除被保护设备和线路故障的保护。

后备保护、主保护或用于在断路器拒绝操作时排除故障的保护。可分为远后备保护和近后备保护。

远程后备保护：当主保护或断路器拒动时，通过保护相邻电力设备或线路实现的后备保护。

近后备保护：当主保护拒动时，后备保护由电力设备或线路的另一套保护实现；当断路器拒动时，后备保护由断路器失灵保护实现。

辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或在主保护和后备保护不工作时增加的简单保护。

3.电气保护包括继电保护技术和继电保护装置。

继电保护技术是一个完整的系统，主要包括电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行维护等。

﹡继电保护装置是继电保护功能的核心。较好亲代

继电保护装置能够反映电力系统中电气元件的故障或异常运行

态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

四、对继电保护的基本要求：

对动作于跳闸的继电保护，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。

（一）选择性：P4

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。

例：

当d1短路时，保护1、2动→跳1DL、2DL，有选择性

当d2短路时，保护5、6动→跳5DL、6DL，有选择性

当d3短路时，保护7、8动→跳7DL、8DL，有选择性

若保护7拒动或7DL拒动，保护5动→跳5DL（有选择性）

若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动→跳5DL，则越级跳闸（非选择性）

小结：选择性就是故障点在区内就动作，区外不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积较小。因远后备保护比较完善（对保护装置DL、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。#p#分页标题#e#

（二）速动性：

快速切除故障。1提高系统稳定性；2减少用户在低电压下的动作时间；3减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。

；

t－故障切除时间；

tbh-保护动作时间；

tDL-断路器动作时间；

一般的快速保护动作时间为0.06～0.12s，较快的可达0.01～0.04s。

一般的断路器的动作时间为0.06～0.15s，较快的可达0.02～0.06s。

（三）灵敏性：P5

指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，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，并表示为Klm。

对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）

对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）

其中故障参数的较小、较大计算值是根据实际可能的较不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。

在《继电保护和安全自动装置技术规程（DL400－91）》中，对各类保护的灵敏系数Klm的要求都作了具体规定（参见附录2，P231）。

（四）可靠性：P5

指发生了属于它改动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不改动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。

影响可靠性有内在的和外在的因素：

内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等；

外在的：运行维护水平、调试是否正确、正确安装

上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。

四、发展：

原理：随电力系统的发展和科学技术的进步而发展

过电流保护（较早熔断器）电流差动保护方向性电流保护

（1901年）（1908年）（1910年）

距离保护高频保护微波保护行波保护、光纤保护

（1920年）（1927年）（50年代）（70年代诞生、50年代有设想）

结构型式：

机电型电子型微机型（华北电力大学80年代）数字式

(电磁型、感应型、电动型)晶体管

集成电路

20世纪50年代60年代末提出70年代后半期出样机