繼電保護(hù)-繼電保護(hù)(1)課件

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理The Principles of Protective Relaying主講 蔡澤祥 教授第一章 緒論一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)正常狀態(tài)（所有參量均不越限）非正常狀態(tài)（發(fā)生參量越限，但尚未危及設(shè)備和系統(tǒng)整體性）故障狀態(tài)（危及設(shè)備必須盡快切除），其中最常見同時也是最危險的故障是各種型式的短路故障。 繼電保護(hù)作用：切除故障設(shè)備、隔離故障點、防止事故擴(kuò)大波及電網(wǎng)健全部分。電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)示意圖2003.8.14大停電后的影響短路故障：電路中非等電位點（幅值或相位不等）接觸。短路類型：三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。短路原因：絕緣的污染或自然老

2、化；自然原因（風(fēng)、雨、雪、雷、電、鳥、獸、蟲害）；人為原因運(yùn)行人員誤操作（未拆地線合閘、帶負(fù)荷拉隔離刀閘等）。短路狀況：金屬性短路、非金屬性短路（過渡電阻問題）缺相運(yùn)行：因為物理破壞或線路單相跳閘造成的某一相（或二相）退出運(yùn)行。電力系統(tǒng)的故障2008年粵北冰災(zāi)對電網(wǎng)的損害線路桿塔受損情況韶關(guān)電網(wǎng)變電設(shè)備受損 2008年粵北冰災(zāi)對電網(wǎng)的損害短路的后果產(chǎn)生大電流發(fā)熱（I2R）：高溫?fù)p壞設(shè)備，電弧將短時融化（電焊短路的應(yīng)用）。電磁力（F=BLI）：損壞設(shè)備。造成低電壓：電器設(shè)備無法正常工作，醫(yī)院、礦山引起危險。干擾以至于破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行：如大電廠母線故障導(dǎo)致發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行；負(fù)荷中心故障導(dǎo)致嚴(yán)重失去

3、負(fù)荷；總出力與總負(fù)荷不平衡導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電動機(jī)加速或減速，造成系統(tǒng)振蕩、頻率變化、發(fā)電機(jī)失步、電壓崩潰而造成局部以至于電力系統(tǒng)大面積停電，損失將極為嚴(yán)重。二、繼電保護(hù)（Protective Relaying）繼電保護(hù)的任務(wù)：反應(yīng)故障特征（電氣量，熱、油氣等非電氣量），動作于跳閘（故障）或發(fā)告警信號（不正常狀態(tài)）。（短路）故障電氣特征：電流（增大）、電壓（降低）、序分量（負(fù)序、零序）、（功率）方向、阻抗（故障距離）、諧波等；非電量：溫度（上升）、氣體等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的組成形態(tài)整定值輸出信號執(zhí)行部分邏輯部分測量環(huán)節(jié)輸入信號繼電保護(hù)裝置電流、電壓互感器TA、TV電力系統(tǒng)一次部分（強(qiáng)電）斷路器電力系統(tǒng)

4、二次部分（弱電）= 繼電保護(hù)+監(jiān)控+計量+遠(yuǎn)動二次回路電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的組成形態(tài)二次電纜變電站的龐大二次接線與端子排三、對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求選擇性：只切除故障元件，由離故障點最近的保護(hù)裝置動作（主保護(hù)），停電范圍最小；速動性：盡快切除故障，保證電網(wǎng)穩(wěn)定（ 超高壓電網(wǎng)的故障極限切除時間CCT經(jīng)常只有在數(shù)個周波 ）以及避免危及設(shè)備；靈敏性：故障的保護(hù)范圍和反應(yīng)能力；可靠性：不拒動、不誤動主保護(hù)：第一時間切除被保護(hù)元件區(qū)域內(nèi)故障的保護(hù)。近后備：元件故障后，其主保護(hù)拒動，由該元件獨立安裝的后備保護(hù)（延時）動作，切除故障。近后備與主保護(hù)安裝在同一處。遠(yuǎn)后備：元件故障后，其主保護(hù)拒動，由相鄰元件的

5、保護(hù)動作切除故障，則為遠(yuǎn)后備。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置繼電保護(hù)原理的發(fā)展：熔斷器（電流增加的熱效應(yīng)），目前10kV變壓器跌落開關(guān)（1890s）感應(yīng)型過電流繼電器（1901）差動保護(hù)原理（1908）方向性電流保護(hù)原理（1910）高頻（方向）保護(hù)原理（1927）微波保護(hù)（1950s）光纖保護(hù)（1990s）行波保護(hù)（1970s）、暫態(tài)保護(hù)（1990s）五、繼電保護(hù)發(fā)展簡史機(jī)電型（1950s），目前仍然在低壓電網(wǎng)和工業(yè)控制中有廣泛應(yīng)用，按原理包括：電磁型和感應(yīng)型；晶體管型（1950s1970s）集成電路型（1970s1980s）微機(jī)型（1984）華北電力學(xué)院（楊奇遜）、我國第一臺微機(jī)保護(hù)繼電保護(hù)裝置的發(fā)展變電站自動化基本功能監(jiān)控遠(yuǎn)動計量保護(hù)楊奇遜（中國工程院院士、華北電力大學(xué)、四方公司）沈國榮（中國工程院院士、 國電自動化研究院、南瑞公