(完整版)电力系统继电保护(张保会)资料.ppt 530页
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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
I (3) k
Zs
E Z1lk
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
承担ห้องสมุดไป่ตู้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
电 单
源 侧
互 电
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
43
44
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)
69
70
71
72
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
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 一个时间阶梯△t
t2II t1 t
△t通常取0.5S
77
78
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
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
9
10
11
鸟窝
12
13
二、线路运行存在的问题
线路落地 击穿路面
themegallery
• 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
34
35
36
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
为备用 源供电方
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& f 0 z (1) z
U& f 0 z (1) z
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。
U& f 0 z (1) z
U& f 0 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
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。
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。
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
79
80
限时电流速断动作时限的配合关系
65
1电流速断保护动作电流的整的整定
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。
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
I (3) k
Zs
E Z1lk
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
承担ห้องสมุดไป่ตู้电任务
U
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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
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正采常用时双
电 单
源 侧
互 电
有选择性
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有选择性
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)
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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）。
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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 一个时间阶梯△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
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
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鸟窝
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二、线路运行存在的问题
线路落地 击穿路面
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• 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
为备用 源供电方
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)
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U& f 0 z (1) z
U& f 0 z (1) z
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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
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返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
55
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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。
U& f 0 z (1) z
U& f 0 z (1) z
m (n)
z
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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
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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。
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。
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
65
1电流速断保护动作电流的整的整定
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保护范围
II set.1
lmin
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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。