电力系统继电保护原理1

电力系统继电保护原理 2010年3月 授课教师:袁勇 13487282787

使用教材：《电力系统继电保护》 中国电力出 版社 张保会 尹项根 主编 答疑时间：授课期间，每周四下午15:30~17: 30,地点B1-206 考试方式：闭卷考试 综合成绩=考试卷面成绩70% +平时成绩15%+ 实验成绩15% 平时成绩=作业+考勤 缺交作业超过30% 不得参加考试

第一章

绪论

主要内容： 电力系统正常运行状态 电力系统故障及不正常运行状态 电力系统继电保护任务和作用 继电保护的基本原理及组成 对电力系统继电保护装置的基本要求 继电保护技术的发展概况

1.1电力系统的运行状态 电力系统的运行状态指电力系统在不同 运行条件下的系统与设备的工作状况 电力系统的三种运行状态：正常、故障 和不正常运行状态。 正常运行条件由等式约束条件及不等式 约束条件构成 等式约束条件:系统有功、无功平衡 不等式约束条件：参数的运行范围

1.2电力系统故障及不正常运 行状态在电力系统运行中，外界因素(如雷击、 鸟害等)、内部因素(如绝缘老化、损坏 等)及操作等，能引起各种故障及不正常 运行状态。 常见的故障： 单相接地； 两相接地短路； 两相短路；三相短路； 断线等。 常见的电力系统不正常运行状态：过负荷； 过电压；非全相运行；振荡等。

系统故障可能造成的后果 故障点强大的短路电流及燃起的电弧，可能损 毁设备； 电力系统部分区域电压大幅度下降，破坏用户 电力稳定性，影响用户的正常生产工作； 短路电流所通过设备因热效应和电动力而损坏 或缩短了寿命； 电力系统稳定性遭到破坏，产生振荡，甚至引 起系统瓦解。

事故 故障和非正常运行状态都能引起系统事 故。所谓事故，是指系统的全部或部分 的正常运行遭到破坏，造成对用户停止 送电、少送电或电能质量变坏，甚至造 成人身伤亡、设备损坏等。 为减少事故的发生，要加强设备维修工 作，提高运行质量，严格执行各项规章 制度

1.3电力系统继电保护任务和作用 在电力系统中，除应采取积极措施尽可能消除发生故 障的诱因外，当故障发生时，必须迅速可靠地将故障 设备从系统中切除，以保证非故障设备的正常运行， 并尽量缩小故障影响范围。切除故障的时间必须保证 设备的安全和系统的稳定，有时甚至要求在几十毫秒 以内。这就需要在每个电气元件上装设灵敏可靠的继 电保护装置。 继电保护装置就是能迅速反应电力系统中电气元件发 生的各种故障及不正常运行状态，并有选择性地动作 于跳闸或发出信

号的一种自动装置。 继电保护=继电保护装置+继电保护技术

电力系统继电保护的基本任务1. 2. 自动、迅速、有选择地跳开特定的断路器，从电力系统 中切除故障元件，保证无故障部分迅速恢复正常运行； 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条 件(如有无经常值班人员),动作于信号、减负荷或跳 闸。反应不正常运行状态的保护，通常不需瞬时动作， 而是带一定的时限，以避免误动作。

继电保护装置在电力系统中的主要作用是预防事故、缩 小事故范围，提高运行的可靠性，最大限度地保证向用 户安全连续供电，是电力系统安全稳定运行不可缺少的 组成部分。

2.继电保护的基本原理 基本原理：找“区别” 电力系统发生故障时，电流电压的大小和相位 将发生变化，还会产生负序、零序电流电压分 量。利用故障中系统电气量的特征，可以构成 各种不同原理的继电保护装置。例如：反应电 流增大的过电流保护，反应电压降低的低电压 保护，反应电压与电流的比值即阻抗变化的距 离保护等。 反映非电量保护:反映瓦斯气体构成瓦斯保护； 反映绕组温度升高可构成过负荷保护.

继电保护的组成原理方框图 继电保护装置一般由三大部分组成：测量部分、逻辑部分 和执行部分，其组成原理方框图如图1-2所示。

输入 信号

测量部分 整定值

逻辑部分

执行部分

输出 信号

图 1-2 继电保护的组成原理方框图

测量、逻辑、执行部分 测量部分测量被保护元件电气量，经过转换和 构成后，将其与整定值比较，根据比较结果给 出“是”、“非”、“大于”、“不大于”、 等于“0”或“1”等逻辑信号，以便判断保护是 否起动； 逻辑部分根据测量部分输出量的大小、性质、 输出的逻辑状态、出现次序或组合方式，确定 保护装置是否动作； 执行部分根据逻辑部分所做出的判断，执行保 护装置的任务(跳闸或发信号)。

某线路延时动作的电流保护单 相原理接线图

继电保护的工作原理 以图1-3所示的某线路延时动作的电流保护单相 原理接线图为例，说明继电保护的工作原理： 当K点发生短路故障时，线路中流过短路电流Ik, 电流互感器TA二次侧流过很大的电流Ik/nTA, 当此电流达到电流继电器KA的动作电流值IOP 时，电流继电器动作，其输出脉冲起动时间继 电器KT,经预定延时后，KT的输出脉冲起动 跳闸线圈YR,跳开断路器QF,切除故障，并 起动KS发出信号。短路电流消失，电流继电器 立即返回。

继电保护的工作配合 主保护：反映整个保护元件上的故障并 能以最短的延时有选择地切除故障的

保 护称为主保护。 后备保护：主保护拒动时，用来切除故 障的保护，称为后备保护。 后备保护分为：远后备、近后备。区别： 配置的地方不同。

3.对电力系统继电保护装置的基 本要求 作用于断路器跳闸的继电保护装置，一 般应满足四个基本要求：–选择性 –速动性 –灵敏性 –可靠性。