电力行业--电力系统继电保护概述

K sen
U op U k.max
由于多数短路故障是非金属性短路，
计算或测量参数有误差等，要求灵敏度 要大于1。
4、速动性：应力求保护装置能迅速地切 除故障。
保护的基本要求是互相联系而又互 相矛盾的 。继电保护是随着电力系统的 发展，在不断解决保护装置应用中出现 的对基本要求之间的矛盾，使之在一定 条件下达到辩证统一的过程中发展起来 的。继电保护的基本要求是分析研究各 种继电保护装置的基础，是贯穿本课程 的一条基本线索。
为提高供电可靠性，对电气设备要进 行正确地设计、制造、安装、维护和检 修；一旦出现异常必须及时发现，发生 故障有选择地切除故障。
2、继电保护的任务
继电保护是一种能反应电力系统中电气 元件发生短路故障或异常状态，动作于跳闸 或发出信号的一种自动装置。
1）当电力系统被保护对象发生故障时， 能自动地、有选择地、快速地通过断路
K1
K2
3、灵敏性：在保护区内发生故障时， 保护装置反应故障能力。通常用灵敏度 来衡量。
反应过量的保护：
保护区末端金属性短路时保护安装处测量到的故障参数的最小计算值
K sen
保护整定值
K sen
I k.min I op
反应欠量的保护：
保护整定值 K sen 保护区末端金属性短路故障时保护安装处测量到的故障参数的最大计算值
保护2测量阻抗为：
Zm U res / Ik Zk Z1Lk
其大小等于保护安装处到短路点间 的阻抗，正比于短路点到保护2之间的 距离。
（2）利用比较两侧的电流相位
正常运行时，线路AB两侧的 电流大小相等，相位差为 180
外部发生短路故障时:
K
显然外部短路时，结论与正常运行相同。
保护区内部短路时：
任 器将故障元件从电力系统中切除。 务
2）当电力系统出现异常运行状态时， 并根据运行维护条件，动作于发出信 号、减负荷或跳闸。
1.2 继电保护的基本原理和组成
1、继电保护基本原理
继电保护基本原理是利用被保护线路或设备故障 前后某些变化的物理量为信息量，当信息量达到 一定值时，起动逻辑环节，发出相应的命令。
主保护：反应整个被保护对象的故障并 以最短的时延有选择地切除故障的保护。
Ik
后备保护：当主保护或断路器拒动 时，用来切除故障的保护。
lop1
op1 I op1 I op2 I
op1 I op1 I op2 I
近I后k 备：主保护或断路器拒动时，由 本保护对象的另一套保护实现后备。
远后备：主保护或断路器拒动时，由相 邻元件或线路的保护实现后备的。
（2）逻辑部分：根据测量输出的大小、性 质、输出逻辑状态，使保护按一定逻辑关系 工作，然后确定跳闸或发信号。
(3)执行部分:根据逻辑部分传送的信号，
最后完成保护装置所承担的任务。
输入信号 测量 部分
逻辑 部分
执行 输出信号 部分
整定值
1.3 对继电保护的要求
每一电气元件一般都有装设：主 保护、后备保护。必要时增加辅助保 护。
K
从分析可知，若两侧电流相位相同， 则判为内部故障；若两侧电流相位相反，则 判为外部故障。
利用被保护线路两侧电流相位，可构成 纵差保护、相差高频保护、方向保护等。
（3）反应序分量或突变量是否出现
不对称短路时，将出现负序分量； 特 点 接地短路时，将出现零序分量；
发生短路时，正序分量将出现突变。
可以根据是否出现负序、零序分量构成序分 量保护；根据正序突变量构成对称、不对称短路 保护。 （4）反应非电量保护
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。12:55:0212:55:0212:55Wednesday, October 21, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2120.10.2112:55:0212:55:02October 21, 2020
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常用继电器和保护装置示例
名称
低电压继电 器
图形符号 U＜
过电压继电
U＞
器
低功率继电
P＜
器
低阻抗继电
Z＜
器
功率方向继电
P
器
说明 =IEC
名称
瞬时过电 流保护
图形符号 I＞
=IEC
延时过电
I＞
流保护
=IEC =IEC
低电压起动 的过电流保护
复合电压起动的 过电流保护
I＞ U＜
I＞ ＜＞
线路纵量
差动保护
（2）不对称短路将出现负序分量，接地短路
将出现零序分量，可利用负序、零序构成序分
小 结
量保护；根据线路阻抗变化可构成距离保护； 利用故障分量可构成故障分量保护；
（3）保护基本要求是衡量继电保护装置性能 的重要指标，也是评价各种原理构成的继电保 护装置的主要依据；对继电保护的基本要求是 互相联系而又互相矛盾的，在不断解决保护装 置应用中出现的对基本要求之间的矛盾，使之 在一定条件下达到辩证统一的过程中发展起来 的。
辅助保护l：op1 为补充主保lop2 护或后备保护l 的不t 足而增设的比较简单的保护。
op1 t op1 t op2 t op2 t
1、可靠性：在规定的保护区内发生故 障时，它不应该拒动，区外发生故障 时不误动。
2、选择性：保护装置动作时仅将故障 对象从电力系统中切除，使停电范围限 制在最小的范围内。
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相信相信得力量。20.10.212020年10月 21日星 期三12时55分 2秒20.10.21
谢谢大家！
继电保护装置 由测量继电器与逻辑继电器 通过合理组合而成的装置。
继电保护
对测量继电器与逻辑 继电器进行合理整定，
使之完成特定功能。
电力系统继电保护
应用在电力系统 线路、元件上的保护。
1.1电力系统继电保护作用 1、电力系统故障和异常运行
电力系统的发电机、变压器、母线、输电线路 和用电设备通常处于正常运行状态，但也可能 出现故障或异常运行状态。
第1章 电力系统继电保护概述
1、电力系统继电保护 2、继电保护基本原理和组成 3、对继电保护要求 4、继电器
教学要求
理解电力系统继电保护含义、 任务；了解继电保护装置基本原理 及组成；理解对继电保护的基本要 求；熟悉继电器的图形符号文字表 示方法以及型号的表示方法；理解 主保护、后备保护、辅助保护、起 动、动作等几个重要名词定义。
1.4 继电器
继电器是各种继电保护装置的基本 组成元件。一般来说，按预先整定的输 入量动作，并具有电路控制功能的元件 称为继电器。
当输入量等于起动量时，输出量突然 增大，称为动作。
Y
Ymax
Ymin
0
X re
X op
X
当输入量小于返回值时，称为继电器返回。
返回系数
K re
X re X op
常开触点
在三相交流系统中，最常见、 最危险的故障是各种形式的短路。
直接连接（不考虑过渡电阻）的 短路称为金属性短路。
电力系统的正常工作遭到破坏，但 未形成故障，称为异常运行状态。
与其他电气元件相比，输电线路是 电力系统中最容易发生故障的一环。
短路故障的最大特点是： 短路点的短路电流很大，电压降低。
短路 产生 后果
短路电流的热效应和机械效应会直 接损坏电气设备，电压下降影响用 户的正常工作，影响产品质量。
短路更严重的后果，可能导致并列 运行的稳定性、引起系统振荡，甚至 系统瓦解。
最常见的异常运行状态是电气元件的电流超过 其额定值，即过负荷状态。
故障和异常运行状态都可能发展成系统 中的事故。事故是指系统或其中一部分正常 工作遭到破坏，造成少送电、停止送电或电 能质量降到不允许地步，甚至造成设备或人 员伤亡。
当继电器输入量未达到整定 值时，断开的触点称为常开触点。 常开触点，也称动合触点。
常闭触点
当继电器输入量未达到整定 值时，闭合的触点称为常闭触点。
常闭触点也称动断触点。
使继电器的正常位置时的功能产生变化，称为
起动。继电器完成所规定的任务，称为动作。从动 作状态回到初始位置，称为复归。失去动作状态下 的功能，称为返回。
缓慢释放继 电器的线圈
缓慢吸合继 电器的线圈
快速继电 器的线圈
说明
名称
=IEC
机械保持继
电器的线圈
图形符号
=IEC 组合表示法
极化继电 器的பைடு நூலகம்圈
=IEC 分离表示法
动合（常开）触点
=IEC
动断（常闭）触点
先合后断的
=IEC
转换触点
=IEC
被吸合时延时闭
合的动合触点
说明 =IEC =IEC =IEC =IEC =IEC =IEC
2）低电压保护
K
U k 0
低电压保护是反应电压降低而动作的保 护。
此时A、B母线上的电压将降低，保护1、 2都能反应到电压降低，从选择性要求，保护 2应首先动作。
3）距离保护
距离保护也称低阻抗保护，是反应保护安装 处到短路点之间的阻抗下降而动作的保护。
Ik
K
Zk
B母线上电压为： U res Ik Zk
反应变压器内部故障时所产生的瓦斯气 体，构成瓦斯保护；反应绕组温度升高而构 成过负荷保护等。
2、继电保护装置的组成
输入信号 测量 部分
逻辑 部分
执行 输出信号 部分
整定值
输入信号 测量 部分
逻辑 部分
整定值
执行 输出信号 部分
（1）测量部分：测量被保护对象的有关物 理量，与给定量进行比较，给出“是”或 “非”信号。
PP
说明
低功率继电
P＜
=IEC
低电压起动
I＞ U＜
器
的过电流保护
常用继电器和保护装置示例
低阻抗继电
Z＜
器
=IEC
复合电压起动的 过电流保护
I＞ ＜＞
功率方向继电
P
器
线路纵量
差动保护
PP
接地距离保护
Z
定子接地保护
S
转子接地保护
R
距离保护
Z
差动保护 Id
零序电流差动保护 I
（1）电力系统发生短路故障，明显特征是电流 增大、电压降低；
欢迎批评指正！ 谢谢！ 许建安
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2120.10.21Wednes day, October 21, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。12:55:0212:55:0212:5510/21/2020 12:55:02 PM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2112:55:0212:55Oc t-2021- Oct-20
继电器型号含义：
第一个字母
第二、三个字母
D——电磁型 L——整流型 B——半导体型 J——极化型或晶 体管型
L——电流继电器 Z——阻抗继电器
Y——电压继电器 FY——负序电压继电器
G——功率方向继电器 CD——差动继电器
X——信号继电器 ZB——中间继电器
名称
图形符号
继电器线圈
具有两个线 圈的继电器
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好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午12时55分2秒 下午12时55分 12:55:0220.10.21
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2120.10.2112:5512:55:0212:55:02Oc t-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月21日 星期三12时55分2秒 Wednesday, October 21, 2020
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月21日星期 三下午12时55分2秒12:55:0220.10.21
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 下午12时55分20.10.2112:55October 21, 2020
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月21日星期 三12时55分2秒 12:55:0221 October 2020
（1）利用基本电气参数量的区别
发生短路故障后，利用电流、电压、线路测量 阻抗、电压电流间相位、负序和零序分量的出 现等的变化，构成相应的保护。
1）过电流保护
反应电流增大 而动作的保护 称为过电流保护。
如图在BC线路上发生三相短路故障， 则从电源到短路点之间将流过短路电 流。
Ik K
保护1和保护2都能反应(测量)到这个电 流，保护2首先动作于断路器QF2跳闸。