电力系统继电保护(张保会)资料.[优质ppt]
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4
5
6
不正常工作状态的危害
• 1、过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成的 电流增大 危害：造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老 化和损坏从而导致故障
• 2、频率降低：由于系统中出现有功功率缺额而引 起的危害 1）影响产品质量 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
Mth Mm
Mm C
53
动作电流：能使继电器动作的最小电流值，记作Iop
54
返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
55
56
57
58
59
2.1.2单侧电源网络相间短路时电流量值特征
• 目前，我国电力系统主要的电压等级： 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, 66kV, 35kV, 10kV, 6kV, 380/220V。
备用 供电方式
中 性 点 非 直 接 接 地 （ 为 什 么 ？ ）
主 保 护 采 用 阶 段 式 特 性 的 电 流 保 护 承 担
60
f (1) f (2) f (1.1)
f (3)
f (1)
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
U f0 z (1) z
m (n)
z
(n
)
z(2) z(0) 3zf
3
z(2) z f
z //(z 3z ) 3 1 x(0)x(2)
(x(2) x(0)) (2) (0)
f
61
最大运行方式下三相短路 最小运行方式下两相短路
I (3) k
Zs
E Z1lk
7
不正常工作状态的危害
• 3、过电压：发电机突然甩负荷而产生 危害：造成绝缘击穿导致短路
• 4、系统振荡：因系统受到扰动而失去 功率平衡。 危害：系统振荡时，电流和电压周期性 摆动，严重影响系统的正常运行
8
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10
11
鸟窝
12
13
二、线路运行存在的问题
线路落地 击穿路面
I (2) k
3 E前 提：Z1Z2
2 Zs Z1lk
62
63
2.1.3 电流速断保护
• 对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电 流保护，称为电流速断保护。它是三段式 电流保护的第一段
64
1电流速断保护动作电流的整的整定
II set.2
I k . B. max
65
1电流速断保护动作电流的整的整定
有选择性
37
有选择性
有选择性
38
拒动
停电
有选择性
39
正确动作
停电
动作
非选择性
有选择性
40
41
42
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45
46
47
第二章 电网的电流保护
2.1．单侧电源网络相间短路时电 流量值特征
50
51
52
2.1.1 继电器——测量元件
M dc
K2
I
2 r
2
Mdc
M thM th1K t(1)
电力系统继电保护
前言
• 电力系统组成：发、输、配、用 • 电能的特点： • 一次设备：
发出、传送、分配和使用电能的设备。 发电机、变压器、母线、输电线路、电容 器、电动机等属于一次设备 • 二次设备：对一次设备的运行状态进行监 视、测量、控制和保护的设备。
（+管理）
2
3
• 1.1.1 正常工作状态
75
1 启动电流的整定
I II set.2 76
2 动作时限的选择
应比下一条线路速断保护的动作时限高出 一个时间阶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ△t
t2II t1 t
△t通常取0.5S
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A 2
QF2 I
3 灵敏性校验
B 1
C
D
I K.B.min
K sen
II
I set .2
要求：Ksen 1.3 ~ 1.5
Company Logo
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• 后备保护——主保护或断路器拒动时用来切除故 障的保护。
又分为远后备保护和近后备保护两种； ①近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线 路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒 动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。 ②远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相 邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
66
保护范围
II set.1
lmin
lmax
注意：保护范围可能为0
67
68
动作时间
• 保护本身没有延时， • 电流继电器延时一般小于10ms；保护出口
中间继电器延时60-80ms， • 一方面延时动作可以躲过线路中避雷器的
放电时间40-60ms，另一方面扩大触电容量 和数量。可见，并不是瞬间完成的，有一 定的延时。
承担输电任务
U
N
电
网
110kV电网：中多性电点源直环接网接地运行方式 主 保 护 由 纵 联 保 护 承 担 能 够 快 速 切 除 线 路 上 任 一 点 故 障
主要承担供、配电任务
U N
110kV电
网
正采常用时双单电侧源
互 电
为 源
• 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当 主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
31
32
变压器 保护区
发电机保护区
低压母线 保护区
线路 高压母线 保护区
保护区
33
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35
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二、选择性 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
69
70
71
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构成
73
结论
• 仅靠动作电流值来保证其选择性，保护范 围直接受到运行方式变化的影响，一般不 能保护线路全长（当线路末端为线路-变 压器单元时可以保护全长）；需要根据具 体场合选择，一般适用于长线路。
• 能无延时地（相对而言）保护本线路的一 部分（不是一个完整的电流保护）。
74
I II set.2
L
按系统最小运行方式下，线路末端 发生两相短路时的短路电流进行校验
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80
限时电流速断动作时限的配合关系
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不正常工作状态的危害
• 1、过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成的 电流增大 危害：造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老 化和损坏从而导致故障
• 2、频率降低：由于系统中出现有功功率缺额而引 起的危害 1）影响产品质量 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
Mth Mm
Mm C
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动作电流：能使继电器动作的最小电流值，记作Iop
54
返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
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2.1.2单侧电源网络相间短路时电流量值特征
• 目前，我国电力系统主要的电压等级： 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, 66kV, 35kV, 10kV, 6kV, 380/220V。
备用 供电方式
中 性 点 非 直 接 接 地 （ 为 什 么 ？ ）
主 保 护 采 用 阶 段 式 特 性 的 电 流 保 护 承 担
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f (1) f (2) f (1.1)
f (3)
f (1)
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
U f0 z (1) z
m (n)
z
(n
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z(2) z(0) 3zf
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z(2) z f
z //(z 3z ) 3 1 x(0)x(2)
(x(2) x(0)) (2) (0)
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最大运行方式下三相短路 最小运行方式下两相短路
I (3) k
Zs
E Z1lk
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不正常工作状态的危害
• 3、过电压：发电机突然甩负荷而产生 危害：造成绝缘击穿导致短路
• 4、系统振荡：因系统受到扰动而失去 功率平衡。 危害：系统振荡时，电流和电压周期性 摆动，严重影响系统的正常运行
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二、线路运行存在的问题
线路落地 击穿路面
I (2) k
3 E前 提：Z1Z2
2 Zs Z1lk
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2.1.3 电流速断保护
• 对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电 流保护，称为电流速断保护。它是三段式 电流保护的第一段
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1电流速断保护动作电流的整的整定
II set.2
I k . B. max
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1电流速断保护动作电流的整的整定
有选择性
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有选择性
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拒动
停电
有选择性
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正确动作
停电
动作
非选择性
有选择性
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第二章 电网的电流保护
2.1．单侧电源网络相间短路时电 流量值特征
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2.1.1 继电器——测量元件
M dc
K2
I
2 r
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Mdc
M thM th1K t(1)
电力系统继电保护
前言
• 电力系统组成：发、输、配、用 • 电能的特点： • 一次设备：
发出、传送、分配和使用电能的设备。 发电机、变压器、母线、输电线路、电容 器、电动机等属于一次设备 • 二次设备：对一次设备的运行状态进行监 视、测量、控制和保护的设备。
（+管理）
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• 1.1.1 正常工作状态
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1 启动电流的整定
I II set.2 76
2 动作时限的选择
应比下一条线路速断保护的动作时限高出 一个时间阶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ△t
t2II t1 t
△t通常取0.5S
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QF2 I
3 灵敏性校验
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要求：Ksen 1.3 ~ 1.5
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• 后备保护——主保护或断路器拒动时用来切除故 障的保护。
又分为远后备保护和近后备保护两种； ①近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线 路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒 动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。 ②远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相 邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
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保护范围
II set.1
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注意：保护范围可能为0
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动作时间
• 保护本身没有延时， • 电流继电器延时一般小于10ms；保护出口
中间继电器延时60-80ms， • 一方面延时动作可以躲过线路中避雷器的
放电时间40-60ms，另一方面扩大触电容量 和数量。可见，并不是瞬间完成的，有一 定的延时。
承担输电任务
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电
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110kV电网：中多性电点源直环接网接地运行方式 主 保 护 由 纵 联 保 护 承 担 能 够 快 速 切 除 线 路 上 任 一 点 故 障
主要承担供、配电任务
U N
110kV电
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正采常用时双单电侧源
互 电
为 源
• 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当 主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
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变压器 保护区
发电机保护区
低压母线 保护区
线路 高压母线 保护区
保护区
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二、选择性 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
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结论
• 仅靠动作电流值来保证其选择性，保护范 围直接受到运行方式变化的影响，一般不 能保护线路全长（当线路末端为线路-变 压器单元时可以保护全长）；需要根据具 体场合选择，一般适用于长线路。
• 能无延时地（相对而言）保护本线路的一 部分（不是一个完整的电流保护）。
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I II set.2
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按系统最小运行方式下，线路末端 发生两相短路时的短路电流进行校验
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限时电流速断动作时限的配合关系