文档介绍：主讲人:肖仕武
电力工程系四方研究所
Office: 教五B309
North China Electric Power University
电力系统 继电保护原理
第一章绪论
一、电力系统继电保护的作用
二、基本原理和保护装置的组成
三、对继电保护的基本要求
四、继电保护的发展简史
五、继电保护学习的特点
附录一:继电器的分类、型号和表示方法
一、电力系统继电保护的作用
1. 电力系统的三种状态:故障、不正常运行、正常状态
(1)故障状态:发生短路故障,各种型式的相间、单相短路故障。
.故障产生的后果:
①通过故障点的很大的短路电流使故障元件进一步损坏;
②短路电流流过相邻非故障元件,可能损坏或缩短其使用寿命;
③故障附近地区电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量;
④破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使整个系统瓦解。
故障的对策:一旦故障发生,必须迅速而准确地切除故障设备,保证电力系统的安全。切除故障的时间要求小到十分之几甚至百分之几秒。
电力系统的三种状态:故障、不正常运行、正常状态
(2)不正常运行状态:电力系统设备的电流过大、电压过高等不正常状态。
不正常运行状态产生的后果:电力设备的电流过大会使设备载流部分和绝缘材料的温度不断升高,加速绝缘的老化和损坏,可能发展成故障。
不正常运行状态产生的对策:一旦电力系统设备发生不正常运行状态,应该发出告警信号、减负荷或跳闸。
(3)正常状态:电力系统的电压、频率正常。不需采取措施。
2. 电力系统继电保护的作用
能够反应电力系统中电气元件发生的故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
QF表示断路器,它的作用是接收跳闸命令后,迅速切断短路电流。
当线路L1上发生短路故障时,继电保护迅速反应这个短路故障,发出跳闸命令给断路器QF1,断路器QF1接收了命令后,打开触头,切断短路电流。
由于要求切除故障的速度要很快,只能通过自动的继电保护装置来完成。
3. 继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中
切除,使故障元件免于继续遭到损坏,保证其它无故障
部分迅速恢复正常运行。
即内部故障时发出跳闸命令。
(2) 反应电气元件的不正常运行状态,根据运行维护的
具体条件(例如有无经常值班人员)和设备的承受能力,
发出警报信号、减负荷或延时跳闸。
即不正常工作时发出告警信号。
二、基本原理和保护装置的组成
继电保护的基本原理:正确区分正常运行和故障或不正常运行状态,当确认被保护设备发生内部故障或不正常运行状态时,发出跳闸命令或告警信号。
继电保护的基本原理的核心:区分正常运行和故障或不正常运行状态。
如何区分正常运行和故障或不正常运行状态?
必须利用电力系统在正常运行和故障或不正常运行状态时,其电气量(如电流、电压、阻抗等)的不同来加以区分。
正常运行状态:
电流:负荷电流,电源侧负荷电流大;
电压:±5%内,靠近电源侧的母线电压较高;
测量阻抗:负荷阻抗,阻抗模值很大
短路故障状态:
电流:Id 剧增过电流保护
电压:Ud 降低低电压保护
测量阻抗:阻抗模值减小距离保护
1. 继电保护的基本原理
正常运行:
电流:为负荷电流,两侧电流大小相等,方向相反(即相位相差180)。
内部d1短路:
电流:线路BC两侧电流大小一般不等,方向相同(即相位相同);
差动保护原理
确定线路两侧电流参考正方向:母线→线路(如绿色箭头)
基本原理的总结
电流 I : 故障时增大- 过电流保护
正常状态时两侧电流相位相同
内部故障时两侧电流相位相反-差动保护
电压U :故障时降低-低电压保护
阻抗Z :Z模值减小-阻抗(距离)保护
非电气量:温度升高- 瓦斯保护