(完整word版)继电保护教材(超实用)
(完整word版)电力系统继电保护课程设计1(word文档良心出品)
1 设计原始材料1.1 具体题目一台双绕组降压变压器的容量为20MV A,电压比为35±2×2.5%/6.6kV,Y,d11接线;采用BCH-2型继电器。
求差动保护的动作电流。
已知:6.6kV外部短路的最大三相短路电流为10536A;35kV侧电流互感器变比为600/5,35kV侧电流互感器变比为1500/5;可靠系数取。
试对变压器进行相关保护的设计。
1.2 要完成的内容For personal use only in study and research; not for commercial use对变压器进行主保护和后备保护的设计、配置、整定计算和校验。
2 分析要设计的课题内容(保护方式的确定)2.1 设计规程For personal use only in study and research; not for commercial use根据设计技术规范的规定,针对变压器的各种故障、不正常工作状态和变压器容量,应装设相应的保护装置。
(1)对800kV A以上的油侵式变压器:应装设瓦斯保护做为变压器内部故障的保护。
(2)对于变压器的引出线、套管和内部故障:①并联运行、容量为6300kV A及以上,单台运行、容量为10000kV A及以上的变压器,应装设纵差动保护。
②并联运行、容量为6300kV A及以下,单台运行、容量为10000kV A及以下的变压器,应装设电流速断保护。
2000kV A及以上的变压器,如果电流速断保护的灵敏度不能满足要求,应装设纵差动保护。
(3)对于由外部相同短路引起的遍野器过电流,应装设过电流保护。
如果灵敏度不能满足要求,可以装设低电压启动的过电流保护。
(4)对于一项接地故障,应装设零序电流保护。
(5)对于400kV A及以上的变压器,应根据其过负荷的能力,装设过负荷保护。
(6)对于过热应装设温度信号保护。
2.2 本设计的保护配置2.2.1 主保护配置电流纵差动保护不但能区分区内外故障,而且不需要与其他元件的保护配合,可以无延时的切除区内各种故障,具有明显的优点。
继电保护教材 一
A
a
N (a)单相接线
(a)单相接线常用于大接地电 流系统判线路无压或同期,可以 接于任何一相。
A
a
C (b)单线电压接线
c
(b)单线电压接线中一只 电压互感器接于两相电压间, 主要用于小接地电流系统判 线路无压或同期。
(c)V/V接线主要用于小接地电流系统的母线电压测 量,它只要两只接于线电压的电压互感器就能完成三 相电压的测量,节约了投资。但是该接线在二次回路 无法测量系统的零序电压,当需要测量零序电压时, 不能使用该接线。
N点处于低电位可以: ① 保证电容分压器低压引出套管、引出端子 板免受过电压而损坏,当CVT不带有载波附件,如 果电容分压器低压端N接地不可靠,则N点会出现高 压而损坏绝缘件。 ② 由于电容分压器低压端N直接与结合滤波器 的高压端相联,N点的低电位保证了结合滤波器始 终处于低电位,即使结合滤波器内部出现故障,亦 能保证结合滤波器及后置载波机免受过电压之害, 保证了设备和人身安全。
● 在小接地电流系统,需要检查线路电压或同 期时,应在线路侧装设两相式TV或装一台TV接线 间电压。在大接地电流系统中,线路有检查线路 电压或同期要求时,应首先选用电压抽取装置。 500kV线路一般都装设三只电容式线路TV,作为保 护、测量和载波通信公用。 (2)继电保护和测量用电压二次回路接线 主要有:单相接线、单线电压接线、V/V接线、 星形接线、三角形接线、中性点接有消谐TV的星 形接线。
★ 在保护设备切除电压回路的短路过程中和切 除短路之后,反应电压下降的继电保护装置不应 误动作,即保护装置的动作速度要足够快; ★ 电压回路短路保护动作后出现电压回路断线 应有预告信号。 电压互感器二次回路保护设备,一般采用快 速熔断器或自动空气开关。 (4)电压二次回路的接地
电力系统继电保护教材
电力系统继电保护教材1. 简介继电保护是电力系统中保护设备的一种重要方式,它通过对电力系统的监测、检测和控制来保护电力设备的安全运行。
本教材将介绍电力系统继电保护的基本概念、原理和常见的保护装置。
2. 电力系统继电保护的基本原理电力系统继电保护的基本原理是通过监测电力系统中的参数变化,如电流、电压、频率等,来判断电力设备是否处于故障状态,并采取相应的措施保护电力设备。
本章将介绍电力系统继电保护的基本工作原理和保护装置的分类。
2.1 电力系统继电保护的基本工作原理电力系统继电保护的基本工作原理是根据电力设备在正常工作状态和故障状态下的参数差异来判断设备是否处于故障状态。
通过对电流、电压、频率等参数进行监测和检测,可以及时发现电力设备的异常情况,并采取相应的保护措施,保证电力设备的安全运行。
2.2 保护装置的分类根据保护装置的功能和工作原理的不同,可以将保护装置分为不同的类型。
常见的保护装置有过电流保护装置、距离保护装置、差动保护装置、过压保护装置等。
本节将对这些保护装置的原理和应用进行介绍。
3. 电力系统继电保护的主要问题和解决方法电力系统继电保护在实际应用过程中可能会遇到一些常见的问题,如误动、误保护、误动等。
本章将介绍这些问题的原因和解决方法,以及如何进行保护装置的测试和维护。
3.1 误动的原因和解决方法误动是指保护装置在正常工作状态下误动的情况。
误动可能会导致电力系统的不稳定运行,甚至引发整个电力系统的故障。
本节将介绍误动的原因和解决方法,以及如何通过调整保护装置的参数来避免误动的发生。
3.2 误保护的原因和解决方法误保护是指保护装置在故障状态下未能正常工作的情况。
误保护可能会导致电力设备受到进一步的损害,甚至引发整个电力系统的崩溃。
本节将介绍误保护的原因和解决方法,以及如何通过调整保护装置的参数来避免误保护的发生。
3.3 保护装置的测试和维护保护装置的测试和维护是保证电力系统继电保护正常工作的关键。
(完整word版)继电保护整定计算实用手册(word文档良心出品)
继电保护整定计算实用手册目录前言1 继电保护整定计算1.1 继电保护整定计算的基本任务和要求1.1.1 继电保护整定计算的目的1.1.2 继电保护整定计算的基本任务1.1.3 继电保护整定计算的要求及特点1.2 整定计算的步骤和方法1.2.1 采用标么制计算时的参数换算1.2.2 必须使用实测值的参数1.2.3 三相短路电流计算实例1.3 整定系数的分析与应用1.3.1 可靠系数1.3.2 返回系数1.3.3 分支系数1.3.4 灵敏系数1.3.5 自启动系数1.3.6 非周期分量系数1.4 整定配合的基本原则1.4.1 各种保护的通用整定方法1.4.2 阶段式保护的整定1.4.3 时间级差的计算与选择1.4.4 继电保护的二次定值计算1.5 整定计算运行方式的选择原则1.5.1 继电保护整定计算的运行方式依据 1.5.2 发电机、变压器运行变化限度的选择原则1.5.3 中性点直接接地系统中变压器中性点 1.5.4 线路运行变化限度的选择1.5.5 流过保护的最大、最小短路电流计算1.5.6 流过保护的最大负荷电流的选取2 变压器保护整定计算2.1 变压器保护的配置原则2.2 变压器差动保护整定计算2.3 变压器后备保护的整定计算2.3.1 相间短路的后备保护2.3.2 过负荷保护(信号)2.4 非电量保护的整定2.5 其他保护3 线路电流、电压保护装置的整定计算3.1 电流电压保护装置概述3.2 瞬时电流速断保护整定计算3.3 瞬时电流闭锁电压速断保护整定计算3.4 延时电流速断保护整定计算3.4.1 与相邻线瞬时电流速断保护配合整定 3.4.2 与相邻线瞬时电流闭锁电压速断保护配合整定3.4.3 按保证本线路末端故障灵敏度整定 3.5 过电流保护整定计算3.5.1 按躲开本线路最大负荷电流整定3.5.2对于单电源线咱或双电源有“T”接变压器的线路3.5.3 保护灵敏度计算3.5.4 定时限过电流保护动作时间整定值3.6 线路保护计算实例3.6.1 35kV线路保护计算实例3.6.2 10kV线路保护计算实例附录A 架空线路每千米的电抗、电阻值附录B 三芯电力电缆每千米的电抗、电阻值附录C 各电压等级基准值表附录D 常用电缆载流量本文中涉及的常用下脚标号继电保护整定计算1.1 继电保护整定计算的基本任务和要求1.1.1继电保护整定计算的基本任务和要求继电保护装置属于二次系统,它是电力系统中的一个重要组成部分,它对电力系统安全稳定运行起着极为重要的作用,没有继电保护的电力系统是不能运行的。
电力系统继电保护原理培训教材
电力系统继电保护原理培训教材1. 简介电力系统继电保护是电力系统中保障设备平安运行和电能供给的重要组成局部。
本教材旨在为电力系统继电保护原理的学习提供指导和帮助,涵盖了根本原理、主要设备以及常见故障处理等内容。
2. 根本原理2.1 电力系统继电保护的定义电力系统继电保护是指在电路故障发生时,通过电力保护装置对故障点进行保护和解除,以保证电力系统设备的平安和电能的正常供给。
2.2 继电保护的分类根据保护功能的不同,继电保护可分为过流保护、差动保护、接地保护、跳闸保护等。
2.3 继电保护装置的组成继电保护装置主要由电流互感器、电压互感器、测量元件、比拟元件、判别元件和输出元件等局部组成。
3. 主要设备3.1 电流互感器电流互感器是一种用于测量电路中电流的装置,常见的有电流互感器、闭口电流互感器和分合闸电流互感器等。
3.2 电压互感器电压互感器用于测量电路中的电压值,常见的有单相电压互感器和三相电压互感器。
3.3 测量元件测量元件是继电保护装置中用于测量电路参数的元件,包括电流测量元件和电压测量元件。
3.4 比拟元件比拟元件用于对测量值与设定值进行比拟,当测量值超过设定值时,产生警告或触发保护动作。
3.5 判别元件判别元件用于对故障的类型进行识别和判断,以便采取相应的保护动作。
3.6 输出元件输出元件用于实现保护动作,常见的包括继电器、触发器等。
4. 常见故障处理4.1 过流保护的处理过流保护是电力系统中最常见的保护方式,对于过流保护的实际应用,需要根据具体情况进行参数设置和故障处理。
4.2 差动保护的处理差动保护主要用于对电力系统中的发电机、变压器等设备进行保护。
在实际应用中,需要注意差动保护的选择和参数设置。
4.3 接地保护的处理接地保护是对电力系统中接地故障进行保护的重要手段,常见的接地故障有接地短路和接地过电流等。
4.4 跳闸保护的处理跳闸保护是电力系统中发生故障时进行的紧急措施,跳闸保护设备主要包括断路器和隔离开关等。
继电保护培训教材
•7
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
4、短路电流的计算目的 为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围,在变电所和供电系统的设计和运行中,必须进
供电系统发生故障时,会引起电流的增加和电压的降低,以及电流、电压间相位角的变 化。因此,利用故障时参数与正常运行时的差别,就可以构成不同原理和类型的继电保护。 三 继电保护的作用:
1、当电网发生足以损坏设备或危及电网安全的故障,使被保护设备皆快速脱离电网。 2、对电网的非正常运行及某些设备的非正常工作状态能及时发出警报信号,以便迅速处 理恢复正常(如电流接地系统的单相接地;变压器的过负荷等) 3、实现电力系统自动化和远动化,以及工业生产的自动控制等(如自动合闸;备用电源 的自动投入;遥控、遥测、遥讯)。
采用标么值的一些好处,采用标么值后:某些物理量可以用标么值相等的
另一些物理量来代替,如
•当用标么值计算时, 正常情况下,全网各处 电压均在1左右,便于 分析系统运行情况
•当电压等于基准 电压时,即电压的 标么值等于1时:
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•10
•有名值 •标么值
•发电机参数计 算
•有名值 •标么值
。最后根据欧姆定律
的标么值形式,计算短路电流标么值
• • 式中 —电源电压的标么值,在取 = •三相短路容量的计算
时, =1 则
• 三相短路容量,用来校验所选断路器的断流能力或断开容量(或称遮断容量)是否满足可靠 工作的要求。
性、可靠性。即保护四性。
•5
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
继电保护学习指导书.docx
运行方式
A
B
C
最人运行方式
5.34
1.525
0.562
最小运行方式
4.27
1.424
0.548
计算短路电流时可以忽略冇效电阻。其它冇关数据列于下表屮。
bc
2少30kn
2
第三章 相间短路的方向电流保护
※重点难点
1.理解方向过电流保护装置的原理接线
2.掌握整流型功率继电器的构成及工作原理
因过电流保护的动作时间不随短路电流的人小变化,而是一个定值,故这种保护乂 称为定时限过流保护。
二、三段电流保护
因过流保护是通过动作时间的配合实现动作的选择性的,其速动性较差。所 谓瞬时电流速度保护,就是保护装置的动作时间是瞬时的,不设时间继电器,但应加设 中间继电器,其主要作用是当电流继电器接点容量小时,需用中间继电器进行二次转换; 屮间继电器的固冇时间可避开避需器的瞬间对地放电时间,防止保护装置的误动作。
三、对继电保护装置的基本要求
一套完善的继电保护装置,通常应具备以下四种技术性能:即选择性、速动性、灵
敏性和可靠性。
选择性是指当发牛故障时,继电保护装置冇选择的动作,将故障范围尽可能的缩小, 只将发生故障的元件切除掉;另一个含义是当距离短路点最近的保护装置或者断路器拒 绝动作时,相邻元件的保护装置应起后备作用。
三计算题欲在下图所示的35kv线路ab装设三段式电流保护试对保护1进行i段tt段iii段电流保护的整定计算计算保护各段的一次动作电流二次动作电流最小保护范围灵敏系数和动作时间已知线路ab的最大负荷电流为100a电流互感器变比为3005被保护线路的电抗为04q85时限阶段05s第三章相间短路的方向电流保护重点难点了解功率方向继电器的动作特性接线方式和短路故障时继电器的动作过程主要内容我国大多数高压电网是双侧电源的辐射网和单侧电源的环网
继电保护教材
继电保护的基本知识一. 互感器:(1) 电流互感器:1 作用:5A 或1A );隔离作用。
2 工作特点和要求:1) 一次绕组与高压回路串联,I 1只取决于所在高压回路电流,而与二次负荷大小无关。
2) 二次回路不允许开路,否则会产生危险的高电压,危及人身及设备安全。
3) CT 二次回路必须有一点直接接地,防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压,但仅一点接地。
4) 变换的准确性。
3 极性:“减极性”原则:当同时从一、二次绕组的同极性端子通入相同方向电流时,它们在铁芯中产生磁通的方向相同。
当从一次绕组“*”标端通入交流电时,则在二次侧感应电流从“*”标端流出。
从两侧同极性端观察时,,反方向,称为减极性标记。
此时铁芯中的合成磁势为,则1I 2I 02211=−I N I N ′==11212I I N N I 。
这表明,同相位。
1I 2I 4 误差:表现在两方面:幅值误差和相位误差。
Z L 很小,Z `u 大。
%10%100*121≤′−′=ΔI I I I 。
7≤δ(2) 电压互感器:1 100V )2 工作特点和要求:1) 一次绕组与高压电路并联。
2) 二次绕组不允许短路(短路电流烧毁PT ),装有熔断器。
3) 二次绕组有一点直接接地。
4) 变换的准确性。
3 电磁式电压互感器其工作原理与变压器相同。
Z L >>Z 1` ,Z 2 , Z u `大。
幅值误差ΔU,角度误差δ。
4 电容式电压互感器:22112112)(1U Z C C jw U C C C U L+−+=121121U C C jwZC U L++=二. 变换器(1) 电压变换器 YB (2) 电压变换器 LB (3) 电抗变压器DKB因带气隙,Z u `很小,Z L >>Z u `, Z Ⅱ近似零。
112I K I Z E I M ==,Z M 模拟阻抗,阻抗角为ФK I 阻抗量纲变换系数,又称转移阻抗。
继电保护培训教材
继电保护培训教材一、110kV线路保护1.概述110kV及以上电压等级的电网均属中性点直接接地电网,即所谓的大电流接地系统,线路上无论发生相间故障还是接地故障,都需要断开断路器,然后进行重合。
因此,线路上应装设防御相间短路、接地短路的保护及自动重合闸装置。
2.主保护和后备保护线路的主保护从时间上可划分为全线瞬时动作、按阶梯时限动作两类。
当要求对被保护线路全线任何地点的故障均能瞬时有选择性地切除时,应采用全线瞬时动作的保护作为主保护。
如高频保护、光纤差动保护等,220kV线路保护、少量110kV线路采用这类保护。
当电网允许线路一侧以保护的第二时限切除故障时,则采用具有阶梯时限特性的距离保护、接地距离保护、零序电流保护作为主保护。
线路的后备保护分为远后备、近后备两类。
110kV及以下电压等级电网一般采用远后备原则,当本保护或断路器拒动时,由电源侧上一级的保护动作来切除故障。
220kV及以上电网采用近后备原则,一套保护拒动时有另一套保护动作来切除故障;断路器拒动时,启动断路器失灵保护,断开故障元件所接母线上的其他断路器。
3.110kV线路的保护和重合闸装置单电源的单回线路,一般装设三段式相间距离保护作为相间故障的保护,同时装设三段式接地距离保护、多段式零序电流保护作为接地故障的保护。
采用无检定的三相重合闸。
双电源的单回线路,一般装设三段式相间距离保护作为相间故障的保护,同时装设三段式接地距离保护、多段式零序电流保护作为接地故障的保护。
采用一侧检无压、另一侧检同期的三相重合闸。
并列运行的双回线,一般装设全线瞬时动作的保护作为主保护,如高频保护、光纤差动保护等,同时装设三段式相间距离、三段式接地距离保护、多段式零序电流保护作为后备保护。
采用一侧检无压、另一侧检同期的三相重合闸。
4.常见的110kV线路保护:(1)LFP-941A(RCS-941A)、NSR-201、DFP-201微机线路保护距离保护采用阻抗圆特性,具有三段式距离保护、三段式接地距离保护、四段式零序电流保护、重合闸、双回线相继速动、不对称故障相继速动等功能。
(完整word版)《电力系统继电保护》课程教学大纲
《电力系统继电保护》课程教学大纲一、课程简介课程名称:电力系统继电保护英文名称:Principles of Power System Protection课程代码:0110355 课程类别:专业课学分:4 总学时:52(52理论+12实验)先修课程:电路、电子技术、电机学、电力系统分析课程概要:《电力系统继电保护》是理论与实践并重的一门课程,是从事电力系统工作的人员必须掌握的一门专业课程,主要介绍电力系统继电保护的构成原理、运行特性及分析方法。
其目的和任务是使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、整定计算及其运行分析方法,为学生毕业后从事电力系统及相关领域的设计制造、运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础.二、教学目的及要求本课程的教学目的是:本课程是在分析复杂的电力系统故障状态的前提下讲述保护构成原理、配置及动作行为的,并配以一定的实验。
故而是一门理论与实践并重的学科。
使学生深刻理解继电保护在电力系统中所担负的任务,并通过本课程学习,掌握电力系统继电保护的基本原理,基本概念,考虑和解决问题的基本方法及基本实验技能,为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。
通过本课程的学习要求同学们掌握电力系统的基本知识;通过课程教学,使学生掌握电流保护、方向性电流保护、距离保护和差动保护等几种常用保护的基本工作原理、实现方法和应用范围、整定计算的基本原则和保护之间的配合关系;使学生了解电力系统各主要一次主设备(发电机、变电器、母线、送电线路)的故障类型,不正常运行状态及各自的保护方式;使学生了解各种继电器(电流、方向、阻抗)的构成原理、实现方法、动作特性和一般调试方法,熟悉常用继电保护的实验方法。
三、教学内容及学时分配第一章绪论(4学时)掌握电力系统继电保护的任务、基本原理、基本要求及发展概况。
重点:继电保护的任务、对继电保护的基本要求。
难点:继电保护的选择性和灵敏性。
第二章互感器及变换(6学时)掌握电流互感器、电压互感器的工作原理、注意事项、动作特性及三种接线方式;变换器和对称分量滤过器的工作原理、整定计算原则,根据电流、电压的特点及制定保护方案.第三章电网的电流电压保护 (8学时)掌握电流继电器的工作原理、无时限电流速断保护及带时限电流速断保护的工作原理、定时限过流保护、电压、电流联锁速断保护、晶体管电流保护装置、三段式电流保护装置、反时限过电流保护整定计算原则及接线方式、动作特性及接线方式。
第一章电力系统继电保护基础知识教材
第一章电力系统继电保护基础知识1.1 判断题1.1.1电力系统振荡时任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变;而短路时,系统各点电流与电压之间的角度基本不变的。
()答:对1.1.2 某电厂的一条出线负荷功率因数角发生了摆动,由此可以断定电厂与系统之间发生了振荡。
()答:错1.1.3 系统振荡时,变电站现场观察到表计每秒摆动两次,系统的振荡周期应该是0.5秒。
()答:对1.1.4 暂态稳定是指电力系统受到小的扰动(如负荷和电压较小的变化)后,能自动地恢复到原来运行状态的能力。
()答:错1.1.5 全相振荡是没有零序电流的,非全相振荡是有零序电流的,但这一零序电流不可能大于此时再发生接地故障时,故障分量中的零序电流。
()答:错1.1.6 系统振荡时,线路发生断相,零序电流与两侧电动势角差的变化无关,与线路负荷电流的大小有关。
()答:错1.1.7 电力系统振荡时,电流速断、零序电流速断保护有可能发生误动作。
()答:错1.1.8 快速切除线路和母线的短路故障是提高电力系统静态稳定的重要手段。
()答:错1.1.9 电力系统的不对称故障有三种单相接地、三种两相短路接地、三种两相短路和断线、系统振荡。
()答:错1.1.10 零序、负序功率元件不反应系统振荡和过负荷。
()答:对1.1.11 220kV系统时间常数较小,500kV系统时间常数较大,后者短路电流非周期分量的衰减较慢。
()答:对1.1.12 电力系统有功出力不足时,不只影响系统的频率,对系统电压的影响更大。
()答:错1.1.13 空载长线路充电时,末端电压会升高。
这是由于对地电容电流在线路自感电抗上产生了电压降。
()答:对1.1.14 无论线路末端断路器是否合入,始端电压必定高于末端电压。
()答:错1.1.15 输电线路采用串联电容补偿,可以增加输送功率、改善系统稳定及电压水平。
()答:对1.1.16 连锁切机即指在一回线路发生故障而切除这回线路的同时,连锁切除送电端发电厂的部分发电机。
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第一章绪论第一节电力系统继电保护的作用一、电力系统的故障和不正常运行状态1.电力系统的故障:三相短路f (3)、两相短路f (2)、单相短路接地f (1)、两相短路接地f (1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态:小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
二、发生故障可能引起的后果是:1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧,使故障设备烧坏;2、系统中设备,在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命;3、因电压降低,破坏用户工作的稳定性或影响产品质量;破坏系统并列运行的稳定性,产生振荡,甚至使整个系统瓦解。
事故:指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏,以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度,甚至毁坏设备等等。
三、电保护装置及其任务1.继电保护装置:就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
2.它的基本任务是:(1)发生故障时,自动、迅速、有选择地将故障元件(设备)从电力系统中切除,使非故障部分继续运行。
(2)对不正常运行状态,为保证选择性,一般要求保护经过一定的延时,并根据运行维护条件(如有无经常值班人员),而动作于发出信号(减负荷或跳闸),且能与自动重合闸相配合。
第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量,当突变量达到一定值时,起动逻辑控制环节,发出相应的跳闸脉冲或信号。
1、利用基本电气参数的区别发生短路后,利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化,可以构成如下保护。
(1)过电流保护:反映电流的增大而动作,如图1-1所示,(2)低电压保护:反应于电压的降低而动作。
(3)距离保护(或低阻抗保护):反应于短路点到保护安装地之间的距离(或测量阻抗的减小)而动作。
2、利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位(或功率方向)的差别。
如图1-2所示双侧电源网络。
规定电流的正方向是从母线流向线路。
正常运行和线路AB外部故障时,A-B两侧电流的大小相等相位相差180°;当线路AB内部短路时,A-B两侧电流一般大小不相等,相位相等,从而可以利用两侧电流相位或功率方向的差别可以构成各种差动原理的保护(内部故障时保护动作),如纵联差动保护,相差高频保护、方向高频保护等。
13、对称分量是否出现电气元件在正常运行(或发生对称短路)时,负序分量和零序分量为零;在发生不对称短路时,一般负序和零序都较大。
因此,根据这些分量的是否存在可以构成零序保护和负序保护。
此种保护装置都具有良好的选择性和灵敏性。
4、反应非电气量的保护反应变压器油箱内部故障时所产生的气体而构成瓦斯保护;反应于电动机绕组的温度升高而构成过负荷保护等。
二、继电保护装置的组成继电保护的种类虽然很多,但是在一般情况下,都是由三个部分组成的,即测量部分、逻辑部分和执行部分,其原理结构如图1-3所示。
图1-3 继电保护装置的原理结构图1、测量部分测量部分是测量被保护元件工作状态(正常工作、非正常工作或故障状态)的一个或几个物理量,并和已给的整定值进行比较。
从而判断保护是否应该起动。
2、逻辑部分逻辑部分的作用是根据测量部分各输出量的大小,性质,出现的顺序或它们的组合,使保护装置按一定的逻辑程序工作,最后传到执行部分。
3、执行部分执行部分的作用是根据逻辑部分送的信号,最后完成保护装置所担负的任务。
如发出信号,跳闸或不动作等。
举例说明:2第三节对继电保护的要求一、选择性选择性是指保护装置动作时,仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽量缩小,以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
如图下图所示d3点短路:保护6动作,6QF跳闸;保护6或6QF拒动,5QF跳闸;d2点短路:保护5动作,5QF跳闸;保护5或5QF拒动,2QF、4QF跳闸;d1点短路:保护1和保护2动作,1QF跳闸、2QF跳闸;保护2或2QF拒动,4QF跳闸。
主保护:能有选择性地快速切除全线故障的保护。
后备保护:当故障线路的主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。
近后备保护:作为本线路主保护的后备保护。
远后备保护:作为下一条相邻线路主保护或开关拒跳后备保护。
二、速动性速动性是指尽可能快地切除故障短路时快速切除故障,可以缩小故障范围,减轻短路引起的破坏程度,减小对用户工作的影响,提高电力系统的稳定性。
三、灵敏性灵敏性是指对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
保护装置的灵敏性,通常用灵敏系数来衡量,灵敏系数越大,则保护的灵敏度就越高,反之就越低。
四、可靠性可靠性是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时,它不应该拒绝动作,而在其他不属于它应该动作的情况下,则不应该误动作。
以上四个基本要求之间,有的相辅相成,有的相互制约,需要针对不同的使用条件,分别地进行协调。
此四个基本要求是分析研究继电保护的基础,也是贯穿全课程的一个基本线索。
根据保护元件在电力系统中的地位和作用来确定具体的保护方式,以满足其相应的要求。
第四节继电保护技术发展简史继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。
在20世纪50年代及以前,电磁型继电器。
60年代,整流型元件组成的装置。
370年代以后,集成电路构成的装置。
到80年代,微型机继电保护装置中逐渐应用。
随着新技术新工艺的采用,继电保护硬件设备的可靠性,运行维护方便性也不断得到提高。
继电保护技术将达到更高的水平。
第二章电网的电流保护第一节单侧电源电网相间短路的电流保护继电器的分类继电器是一种能自动断续的控制器件,当其输入量达到一定值时,能使输出回路的被控电量发生预计的变化,是具有对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构。
按动作原理:电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。
按反应的物理量:电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。
按作用:起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。
对继电器的要求(1)工作可靠。
(2)动作值误差小。
(3)接点可靠。
(4)消耗的功率要小。
(5)动作迅速。
(6)热稳定、动稳定要好。
(7)安装调试容易、运行维护方便、价格便宜。
一、电磁型继电器电磁型继电器基本结构型式有螺管线圈式,吸引衔铁式和转动舌片式三种,如图2-1所示。
图2-1电磁型继电器的原理结构4电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件,它是反应电流超过某一整定值而动作的继电器。
电磁型继电器是利用电磁原理工作的,现以吸引衔铁式继电器为例进行分析,如图2-2所示。
图2-2 电磁型电流继电器的原理结构和转矩曲线首先分析使继电器触点接通的力矩。
在线圈1中通以电流I j,则产生与其成正比的磁通φ,即,由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转矩M dc可表示为M dc=K1Φ2=K2·使继电器触点闭合的阻力矩M th=M th1+K3(δ1–δ2)在可动舌片转动的过程中,还必须克服摩擦力矩M m,其值可以认为是不随δ变化的一个常数。
1、继电器动作的条件:M dc≥M th+M m2、动作电流能够满足上述条件,使继电器动作的最小电流值I j,称为继电器的动作电流(起动电流),记作I dzjJ。
对应此时的电磁转矩为3、继电器的返回条件继电器动作后,当I J减小时,继电器在弹簧的作用下将返回。
为使继电器返回,必须:M th≥M dc+M m或M dc≤M th-M m4、返回电流满足上述条件,使继电器返回原位的最大电流值称为继电器的返回电流,记为I h.j.对应此时的电磁转矩为M h=K2(I2h j/δ2)(2—2)总结:当I j<I dz j时,继电器不动作,当I j≥I dz j时,则继电器迅速动作,触点闭合;当减小I j使I j≤I hjJ时,继电器又立即返回原位,触点打开。
5、返回系数返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数,可表示为在实际应用中,要求有较高的返回系数,如0.85~0.9。
返回系数越大则保护装置的灵敏度越高,但过大的返回系数会使继电器触点闭合不够可靠。
6、动作电流的调整方法(1)(1)改善继电器线圈的匝数;(2)改变弹簧的张力;(3)改变初始空气隙长度。
二、晶体管型继电器51、晶体管型电流继电器(1)正常工作时:电流变换器的输入电流小于继电器的动作电流,U R3≈0,晶体管V1因正向偏置而导通,V2完全截止。
输出电压U sc接近于+E1,对应于继电器不动作状态。
(2)起动时:当输入继电器的电流大于继电器的动作电流时,U R3增大,a点电位降低,致使D5导通,V1截止,其集电极电位升高,使晶体管V2导通,输出电压U sc降至0.1~0.3V,继电器处于动作状态。
(3)当继电器的输入电流减小至返回电流时,U R3减小,a点电位增高使D5截止,V1重新导通,触发器翻转,继电器返回,继电器的返回电流小于继电器的动作电流,其返回系数小于1。
2、晶体管型时间继电器晶体管型时间继电器由两个三极管及阻容延时电路组成。
其原理接线如图2-5所示。
在正常情况下,VT3饱和导通,电容器C被短接,电容器C上的电压为V3集电极与发射极之间的饱和压降U ces1和二级管D8的正向压降U D之和:U CD=U D+U ces1≈0.6+0.2=0.8V其值小于稳压管D9的方向击穿电压,V4截止,输出电压U SC近于0V,表示继电器延时输出三、电流互感器电流互感器的作用是将高压设备中的额定大电流变换成5A或1A的小电流,以便继电保护装置或仪表用于测量电流。
电流互感器由铁心及绕组组成。
一、二次绕组磁势有以下平衡关系:I1W1-I2W2=0图2-6电流互感器(a)原理图(b)示意图671、 1、 电流互感器的极性在图2-6(a )中,一、二次绕组中感应电势.1E 及.2E 同时为高电位点,称同极性或对应端。
一般用L 1、K 1表示或以“*”标注。
2、 2、 电流互感器的等值电路及相量图电流互感器与普通变压器的等值电路有着相同的形式。
其等值电路如图所示,图中原边的参数都已归算到二次绕组。
-3、 3、 误差分析(1) 电流误差。
归算到二次绕组的一次绕组一次电流.'1I 与二次绕组电流.2I 的数量差,一般用百分数表示,即而)X Z (f jX )Z jX (I I 'lc f'lc f 22..lc=+=电流互感器稳态运行时的电流误差实际是二次负载阻抗Z f 与短路电流倍数m 的函数,可表示为 ΔI%=f(Z f ,m)按规定用于继电保护的电流互感器,其稳态电流误差不允许大于10%,角误差 不得大于7О在满足10%误差的条件下,m=)('f Z f 的关系曲线叫电流互感器的10%误差曲线,它由厂家提供。