电厂继电保护-电力系统继电保护基础

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1.1 继电保护的任务
1.2 对继电保护的基本要求 1.3 继电保护的基本原理及构成 1.4 继电器 1.5 微机保护概述
1.6 继电保护的发展概况
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目标： 掌握电力系统继电保护的基本任务； 掌握电力系统对继电保护的基本要求； 理解继电保护的基本原理及构成，初步 建立起继电保护的基本概念。
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1.3.1 继电保护的基本原理
1、反应电气量的继电保护 （1）反应故障时电流增大构成的电流保护; （2）反应故障时电压降低构成的低电压保护；
（3）同时反应故障时电压降低和电流增加构成
的阻抗（距离）保护;
（4）同时反应故障时电压与电流之间相位角的
变化则可以构成方向保护； （5）同时反应故障时线路两侧电气量变化则可 以构成纵联差动保护、高频保护。
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2.数字式继电保护装置 硬件部分：由各种电子元器件
构成的电子电路。
软件部分：计算机的程序。
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BUS 数据采集系统
计算机系统 CPU主系统 开关量输入 输出系统 开入量
TV TA 二 次 侧 来
电压形成
光耦 模 数 变 换 并行 接口 PIO 光耦
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1.1.2
继电保护的任务
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1. 电力系统的故障和不正常运行状态
故障:包括各种短路和断线，其中最常见同时也 最危险的故障是发生各种类型的短路。 在发生短路时可能产生以下的后果:
(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电 弧，使故障元件损坏。 (2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动 力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命。 (3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏 用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。 (4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统 振荡，甚至使整个系统瓦解。
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继电保护装置：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。
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电力系统继电保护泛指： 继电保护技术 继电保护系统
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继电保护技术是一个完整的体 系，它主要包括继电保护的原理及 实现方法、继电保护的配置及整定、 继电保护的安装调试、继电保护的 运行维护及事故处理等技术。
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2. 继电保护的基本任务
(1)当电力系统出现故障时，继电保护装置应能 自动、迅速、有选择性地将故障元件从系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证系 统非故障部分迅速恢复正常运行。 (2)当电力系统出现不正常运行状态时，继电保 护装置应能及时反应，并根据运行维护的条件， 动作于发出信号、减负荷或延时跳闸。
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2、速动性
速动性：继电保护装置快速动作的性能。
继电保护快速动作有利于减小设备损坏程度，
提高电力系统运行稳定性。
切除故障的时间包括继电保护装置的动作时间和 断路器的跳闸时间 。 一般的快速保护的动作时间为0.06~0.12s，最 快的可达0.01~0.04s；一般的断路器的动作时间为 0.06~0.15s，最快的可达0.02~0.06s。
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1.1 继电保护的任务
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1.1.1 继电保护的概念和作用
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电力系统：由生产、变换、输送、分配、消耗 电能的各种电气元件连接在一起组成的整体。
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电 力 系 统
生产 变换 输送 分配 消耗
发电机 变压器--输电线路--变压器 用电设备 电网
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1.3.2
继电保护装置的构成
1.模拟式继电保护装置
输入 信息 测量 部分 整定值 逻辑 部分 执行 部分 输出 信号
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测量部分：测量被保护元件的某些运行参 数，并与保护整定值进行比较，以判断被保 护元件是否发生故障或不正常运行状态。 逻辑部分：对测量信号进行综合判断，确 定保护的动作情况。 （即根据测量部分输出信号的性质、输出 的逻辑状态，使保护装置按照一定的逻辑关 系判断故障的类型和范围，最后确定是否使 断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传送 给执行部分。） 执行部分：根据逻辑部分判断的结果，执 行保护的任务，发出跳闸脉冲或发信号。
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短路类型：
三相短路—k（3）；两相短路—k（2）； 两相接地短路—k（1，1）；单相接地短路—k（1）； 匝间短路。
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• 不正常运行状态:电力系统中电气元件的 正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行 状态。如：过负荷、频率降低、过电压、电 力系统振荡等。 事故：系统或其中一部分的正常工作遭到 破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到 不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设 备损坏的事件。
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1.2 电力系统对继电保护的基本要求
对继电保护的四个基本要求：
选择性、 速动性、灵敏性、可靠性。
——继电保护的“四性”
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1、选择性 选择性：电力系统故障时，继电保 护装置动作，仅切除故障元件，尽量
缩小停电范围，使系统中的非故障部
分仍能继续运行。
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4、可靠性
可靠性：保护该动作时应动作（即不 拒动），不该动作时不动作（即不误动）。
可信赖性：即保护范围内故障时可靠动作 （即不拒动）。 安全性：保护范围外故障时可靠不动作 （即不误动）。
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1.3 继电保护的基本原理 及保护装置的构成
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主保护是指反应被保护元件自身故障， 并能按要求快速切除故障的保护。
后备保护是指主保护或断路器拒动时起 作用的保护。后备保护又有近后备和远后备 之分。 近后备保护是主保护拒动时，由电气元 件本身的另一套保护实现后备保护的方 式；当断路器拒动时，由同一发电厂或 变电所内的有关断路器动作，实现后备 的方式。 远后备保护是主保护或断路器拒动时， 由相邻元件的保护来实现后备。
（d ）
（f） （e）
微机型继电保护装置
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微机型继电保护屏
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总结： 1、掌握电力系统继电保护的基本任务。 2、掌握电力系统对继电保护的基本要求。 3、理解继电保护的基本原理与构成。
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3、灵敏性 灵敏性：继电保护装置对其保护范围内发生 的故障或不正常运行状态的反应能力。 继电保护的灵敏性，又称灵敏度，通常用 灵敏系数来衡量。 满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规 定的保护范围内部故障时，不论短路点的位置、 短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻， 都能敏锐感觉，正确反应。
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4QF
C
5
6
I k2
D
E N
5QF k 2 6QF
I k2
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零序、负序分量是不对称故障的特征，常采用 以零序、负序分量构成的继电保护反应不对称故障。 例如零序电流保护。
2、反应非电气量的继电保护
（1）反应变压器油箱内部气体或油流速度的瓦斯保 护；
（2）反应变压器及电动机绕组温度变化的温度保护
电力系统继电保护原理及运行
主讲：李焱
山东电力高等专科学校
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第1章 继电保护基础
[任务] 1.明确继电保护的“四性”。 2.学会测试继电器特性的方法。 [知识点] 1.继电保护的任务，对继电保护的基本要求。 2.电磁型继电器的作用。 3.微机保护的构成、特点。 [目标] 1.熟练掌握继电保护的任务、对继电保护的基 本要求。 2.掌握主保护、后备保护、近后备和远后备的 概念。 3.掌握电磁型继电器的作用。 4.掌握微机保护的构成、特点。



电压形成
开出量
键盘 电源部分 串行通讯SIO 显示设备 打印机 人 机 对 话
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继电保护装置的分类 ：
按继电保护装置的构成原理分类： 电流保护、电压保护、纵差动保护、功率 方向保护、距离保护、高频保护等。 按被保护的对象分类： 线路保护、变压器保护、发电机保护、 母线保护、电动机保护、电容器保护等。
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I k
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按构成保护装置的元件分类：机电型保 护装置、静态型保护装置、微机型保护 装置；
按照保护的功能分类：主保护、后备保 护、辅助保护等。
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电磁型继电保护装置