電力系統(tǒng)繼電保護(hù)緒論

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)有關(guān)本課程的若干問題教材

電力系統(tǒng)繼電保護(hù).張保會(huì)，尹項(xiàng)根編著.中國電力出版社，2005年5月參考書

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（增訂版）.賀家李，宋從矩主編.中國電力出版社，2004年9月

2電力系統(tǒng)繼電保護(hù).許建安主編.中國水利電力出版社，

2004年1月主要內(nèi)容緒論電網(wǎng)電流保護(hù)電網(wǎng)距離保護(hù)輸電線路縱聯(lián)保護(hù)電力變壓器保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)有關(guān)本課程的若干問題有關(guān)本課程的若干問題

作業(yè)及實(shí)驗(yàn)

平均一章一次作業(yè)，認(rèn)真完成；共4個(gè)實(shí)驗(yàn)考核方式

平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課程結(jié)束時(shí)的筆試相結(jié)合紀(jì)律

不得缺席，有事請(qǐng)假繼電保護(hù)的概念繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)技術(shù)是一個(gè)完整的體系，它主要包括電力系統(tǒng)故障分析，各種繼電保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)方法，繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)，繼電保護(hù)運(yùn)行及維護(hù)技術(shù)。繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心。繼電保護(hù)裝置是能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。

1.1電力系統(tǒng)的正常、不正常工作狀態(tài)和故障狀態(tài)

PowerSystemNormal,AbnormalandFaultCondition1.1.1正常工作狀態(tài)StateofNormalOperatingCondition處于正常工作狀態(tài)的電力系統(tǒng)滿足兩組方程式：1)等式約束條件：電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、配電線路、負(fù)荷等一次設(shè)備和繼電保護(hù)、安全自動(dòng)控制裝置、測(cè)量?jī)x表、通信系統(tǒng)等二次設(shè)備共同組成的一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)；其中

一次設(shè)備是電力系統(tǒng)的軀干，電能的生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)是靠一次系統(tǒng)來完成的；

二次設(shè)備是電力系統(tǒng)的大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，沒有二次設(shè)備電力系統(tǒng)無法工作。2)不等式約束條件:常見的不正常工作狀態(tài)及其危害

FrequentlyOccurredAbnormalOperatingConditionsandTheirThreatstothePowerSystem一、不正常狀態(tài)：指電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的正常工作遭到破壞但未出現(xiàn)故障的狀態(tài)，如：過負(fù)荷過電壓、低電壓頻率過高或過低振蕩二、危害影響電力設(shè)備及用電設(shè)備的壽命；不利于系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；危及到系統(tǒng)的安全運(yùn)行；影響用電設(shè)備的正常工作及產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。1.1.3故障狀態(tài)及其危害

StateofFaultandItsThreats一、故障：通常指各種類型的短路和斷線，包括各相導(dǎo)體之間或者導(dǎo)體對(duì)地的不正常連接、三相或者某相開斷。短路類型：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪?、兩相接地短路、兩相短路、三相短路二、故障原?自然原因2人為原因三短路的危害

1)故障元件損壞。

2)非故障元件損壞或使用壽命縮短。

3)使電力用戶的正常工作遭到破壞或產(chǎn)生廢品。

4)破壞電力系統(tǒng)的各發(fā)電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使系統(tǒng)瓦解。一臺(tái)起重機(jī)碰到架空線后引發(fā)的短路事故圖（1）一臺(tái)起重機(jī)碰到架空線后引發(fā)的短路事故圖（2）一臺(tái)起重機(jī)碰到架空線后引發(fā)的短路事故圖（3）1.1.4繼電保護(hù)作用

FunctionsofRelayProtection繼電保護(hù)裝置(RelayProtection)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù):1.針對(duì)故障狀態(tài),保護(hù)裝置應(yīng)能快速動(dòng)作于斷路器跳閘。2.針對(duì)不正常狀態(tài),保護(hù)裝置應(yīng)能動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或延時(shí)跳閘。（保護(hù)柜實(shí)物圖）NAS9210系列綜合保護(hù)裝置圖南瑞RCS-900線路保護(hù)圖JMB1型母線保護(hù)裝置圖1.2繼電保護(hù)的基本原理及其組成

BasicPrinciplesandElementsofRelayProtection繼電保護(hù)的基本原理BasicPrinciplesofRelayProtection利用電力元件在不同運(yùn)行狀態(tài)下其電氣量或非電氣量的某些差異，來實(shí)現(xiàn)對(duì)元件所處狀態(tài)的識(shí)別。1電流保護(hù)

短路故障發(fā)生后，設(shè)備中流過的電流會(huì)增大，保護(hù)安裝點(diǎn)（一般在變電站母線處）所測(cè)量的電流會(huì)增大，根據(jù)電流增大構(gòu)成的繼電保護(hù)稱為電流保護(hù)，電流保護(hù)是一種過量保護(hù)，越靠近母線，短路電流越大。電流保護(hù)說明見圖。2距離三保護(hù)輸電三線路三發(fā)生三短路三故障三后，三電流三會(huì)增三大，三電壓三會(huì)降三低，三根據(jù)三測(cè)量三到的三電壓三和電三流可三以計(jì)三算出三故障三點(diǎn)到三測(cè)量三點(diǎn)之三間的三線路三阻抗三，這三個(gè)阻三抗值三比線三路正三常運(yùn)三行時(shí)三小，三據(jù)此三，可三以構(gòu)三成阻三抗繼三電器三。因三為線三路阻三抗和三線路三距離三成正三比，三所以三阻抗三保護(hù)三又稱三為距三離保三護(hù)。3差動(dòng)三保護(hù)正常三運(yùn)行三的設(shè)三備，三流進(jìn)三電流三和流三出電三流相三等，三如果三都以三流進(jìn)三電流三為參三考方三向，三則電三流之三和為三零；該設(shè)三備發(fā)三生短三路故三障后三，流三進(jìn)電三流和三流出三電流三不再三相等三，其三和為三短路三電流三。據(jù)三此，三可以三構(gòu)成三電流三差動(dòng)三保護(hù)三。MNLim

in

if1if2F1F2正常三運(yùn)行三或外三部故三障時(shí)im三+i三n=三0內(nèi)部三故障三時(shí)im三+i三n=三ifS1S2一、三利用三元件三單側(cè)三電氣三量的三差異二、三利用三對(duì)稱三分量三是否三出現(xiàn)三的差三異三、三利用三元件三兩側(cè)三電流三相量三（相三位、三功率三方向三）的差三異利用三流過三被保三護(hù)元三件中三電流三幅值三的增三大，三可以三構(gòu)成三過電三流保三護(hù)。利用三短路三時(shí)電三壓幅三值的三降低三，可三以構(gòu)三成低三電壓三保護(hù)三。利用三測(cè)量三阻抗三幅值三的降三低和三阻抗三角的三變大三，可三以構(gòu)三成距三離（三低阻三抗）三保護(hù)三。四、三反應(yīng)三非電三量特三征構(gòu)成三瓦斯三保護(hù)三、過三熱保三護(hù)繼電三保護(hù)三系統(tǒng)三構(gòu)成繼電三保護(hù)三的根三本任三務(wù)是三檢測(cè)三并發(fā)三現(xiàn)故三障，三然后三通過三斷路三器切三除故三障設(shè)三備。三因此三，一三個(gè)完三整的三繼電三保護(hù)三系統(tǒng)三至少三應(yīng)該三包括三：傳感三器：三包括三電壓三互感三器、三電流三互感三器、三其它三傳感三器（三比如三瓦斯三氣體三傳感三器）三等繼電三保護(hù)三裝置三：有三通道三的繼三電保三護(hù)甚三至需三要在三兩端三（比三如線三路保三護(hù)）三安裝三，還三需要三專用三的繼三電保三護(hù)通三道斷路三器：三用于三切除三故障三設(shè)備三，達(dá)三到保三護(hù)目三的。1.三2.三2保護(hù)三裝置三的構(gòu)三成El三em三en三ts三o三f三re三la三y三pr三ot三ec三ti三on1.三2.三3繼電三保護(hù)三的工三作回三路Wo三rk三in三g三Ci三rc三ui三t三of三R三el三ay三P三ro三te三ct三io三n1.三2.三4電力三系統(tǒng)三繼電三保護(hù)三的工三作配三合Co三-o三rd三in三at三io三n三of三R三el三ay三P三ro三te三ct三io三n1.三3對(duì)繼三電保三護(hù)的三基本三要求Ba三si三c三Re三qu三ir三em三en三ts三f三or三R三el三ay三P三ro三te三ct三io三n繼電三保護(hù)三四個(gè)三基本三要求三：可三靠性三，選三擇性三，速三動(dòng)性三和靈三敏性三。一、三可靠三性（Re三li三ab三il三it三y）該動(dòng)三作的三必須三可靠三動(dòng)作三（不三拒動(dòng)三，mi三s-三op三er三at三io三n），三不該三動(dòng)作三的可三靠不三動(dòng)（三不誤三動(dòng)，ma三l-三op三er三at三io三n）安全三性信賴三性可靠三性對(duì)于三聯(lián)系三緊密三的電三網(wǎng)，三更強(qiáng)三調(diào)信三賴性對(duì)于三母線三保護(hù)三，更三強(qiáng)調(diào)三安全三性ABCD二、三選擇三性（Se三le三ct三iv三it三y三of三P三ro三te三ct三io三n）選擇三性是三指電三力系三統(tǒng)發(fā)三生故三障時(shí)三，保三護(hù)裝三置僅三將故三障設(shè)三備切三除，三而使三非故三障設(shè)三備能三夠繼三續(xù)可三靠運(yùn)三行，三以盡三量減三少停三運(yùn)設(shè)三備、三縮小三停電三范圍三的能三力。三、速動(dòng)三性（Sp三ee三d)盡可三能快三地切三除故三障一些三必須三快速三切除三的故三障:1.使發(fā)電三廠或三重要三用戶的母三線電三壓低三于允三許值（0.三7倍額三定電三壓）；2.大容三量的三發(fā)電三機(jī)、三變壓三器和三電動(dòng)三機(jī)內(nèi)三部發(fā)生三的故三障；3.中、三低壓三線路三導(dǎo)線三截面三過小，為三避免三過熱三不允三許延三時(shí)切三除的三故障三；4.可能危及三人身三安全、對(duì)三通信三系統(tǒng)三或鐵三路信三號(hào)系三統(tǒng)有強(qiáng)三烈干三擾的三故障三；故障三切除三時(shí)間三等于三保護(hù)三動(dòng)作三時(shí)間三和斷三路器三切除三時(shí)間三之和三。一般三的斷三路器三動(dòng)作三時(shí)間三秒，一般三保護(hù)三動(dòng)作三時(shí)間三小于40毫秒三。四、靈敏三性（Se三ns三it三iv三it三y）靈敏三性:是指三對(duì)于三其保三護(hù)范三圍內(nèi)三發(fā)生三故障三或不三正常三運(yùn)行三狀態(tài)三的三反三應(yīng)能三力。靈敏三性常三常用三靈敏三系數(shù)三來衡三量。三靈敏三系數(shù)三按照三以下三原則三來計(jì)三算：在可三能的三方式三下，三選擇三最不三利于三保護(hù)三動(dòng)作三的方三式；選擇三最不三利于三保護(hù)三動(dòng)作三的故三障類三型；選擇三最不三利于三保護(hù)三動(dòng)作三的故三障點(diǎn)三。1.三4繼電三保護(hù)三發(fā)展三簡(jiǎn)史Br三ie三f三Hi三st三or三y三of三t三he三D三ev三el三op三me三nt三o三f三Re三la三y三Pr三ot三ec三ti三on保護(hù)三原理三發(fā)展三過程三：過電三流保三護(hù)（19三01）電流三差動(dòng)三保護(hù)三（19三08）方向三性電三流保三護(hù)（19三10）距離三保護(hù)三（19三20）高頻三保護(hù)三（19三27）微波三保護(hù)三（19三50）行波三保護(hù)三、光三纖保三護(hù)三（20世紀(jì)70年代三）工頻三突變?nèi)吭肀Ｈo(hù)（20世紀(jì)90年代三）繼電三保護(hù)三的發(fā)三展簡(jiǎn)三史繼電三保護(hù)三的發(fā)三展簡(jiǎn)三史19三50年前三后出三現(xiàn)了三微波三保護(hù)20世紀(jì)50年代三出現(xiàn)三行波三保護(hù)三的思三想，70