继电保护基础知识
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继电保护知识学习一、名词解释:1、短路:指线路相与相之间或相与地之间的短接,以及电机或变压器同一相绕组不同线匝之间的短接。
2、事故:指系统全部或部分的正常工作遭到破坏,以致对用户停电或少送电,电能质量下降到不允许的程度,甚至设备损坏的运行情况。
3、继电保护的任务:反应电力系统故障,自动、可靠、快速而有选择地通过断路器将故障元件从系统中切除,保证无故障部分继续运行,这是继电保护的首要任务;反应电力系统不正常工作状态,一般动作于信号,告诉值班人员及时处理,这是继电保护的另一任务。
4、短路故障的危害:(1)、短路点通过短路电流将形成电弧,可能烧毁故障设备。
(2)、短路电流可达几倍至几十倍,其热效应和电动机效应,可能使短路回路内的电气设备遭受破坏或损伤。
(3)、短路时部分电力系统的电压大幅度下降,使用户的正常工作遭受破坏,严重时可能造成电压崩溃,引起大面积停电。
(4)、短路故障可能使电力系统稳定运行遭到破坏,产生振荡,甚至造成系统瓦解。
(5)、不对称短路时,短路电流中的负序分量在电机气隙中形成逆向旋转磁场,在电机转子中感应大量的100H Z电流使转子因附加发热局部温度过高而烧损。
(6)、接地短路时出现的零序分量电流,对附近的通讯线路及铁路自动信号系统产生干扰。
5、继电保护的分类:(1)、按反应故障的不同,可份为相间短路、接地短路、匝间短路、失磁保护等。
(2)、按其功用不同可分为主保护、辅助保护和后备保护。
(3)、按被保护对象的不同可分为:输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护。
(4)、按继电保护所反应的物理量不同,可分为电流保护、电压保护、方向电流保护、距离保护、差动保护、高频保护、瓦斯保护等。
6、过流保护:电力系统发生故障时,故障元件通过短路电流,其数值大大超过正常运行时的负荷电流,利用短路时电流增大这个条件构成的保护,称为过流保护。
7、低电压保护:电力系统发生短路故障的另一特征是电压降低,越接近故障点电压降得越多,这种反应故障时电压降低而动作的保护,成为低电压保护。
继电保护知识学习一、名词解释:1、短路:指线路相与相之间或相与地之间的短接,以及电机或变压器同一相绕组不同线匝之间的短接。
2、事故:指系统全部或部分的正常工作遭到破坏,以致对用户停电或少送电,电能质量下降到不允许的程度,甚至设备损坏的运行情况。
3、继电保护的任务:反应电力系统故障,自动、可靠、快速而有选择地通过断路器将故障元件从系统中切除,保证无故障部分继续运行,这是继电保护的首要任务;反应电力系统不正常工作状态,一般动作于信号,告诉值班人员及时处理,这是继电保护的另一任务。
4、短路故障的危害:(1)、短路点通过短路电流将形成电弧,可能烧毁故障设备。
(2)、短路电流可达几倍至几十倍,其热效应和电动机效应,可能使短路回路内的电气设备遭受破坏或损伤。
(3)、短路时部分电力系统的电压大幅度下降,使用户的正常工作遭受破坏,严重时可能造成电压崩溃,引起大面积停电。
(4)、短路故障可能使电力系统稳定运行遭到破坏,产生振荡,甚至造成系统瓦解。
(5)、不对称短路时,短路电流中的负序分量在电机气隙中形成逆向旋转磁场,在电机转子中感应大量的100H Z电流使转子因附加发热局部温度过高而烧损。
(6)、接地短路时出现的零序分量电流,对附近的通讯线路及铁路自动信号系统产生干扰。
5、继电保护的分类:(1)、按反应故障的不同,可份为相间短路、接地短路、匝间短路、失磁保护等。
(2)、按其功用不同可分为主保护、辅助保护和后备保护。
(3)、按被保护对象的不同可分为:输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护。
(4)、按继电保护所反应的物理量不同,可分为电流保护、电压保护、方向电流保护、距离保护、差动保护、高频保护、瓦斯保护等。
6、过流保护:电力系统发生故障时,故障元件通过短路电流,其数值大大超过正常运行时的负荷电流,利用短路时电流增大这个条件构成的保护,称为过流保护。
7、低电压保护:电力系统发生短路故障的另一特征是电压降低,越接近故障点电压降得越多,这种反应故障时电压降低而动作的保护,成为低电压保护。
继电保护基础知识1.什么是继电保护装置?答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时,能够向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备,一般通称为继电保护装置。
2.继电保护在电力系统中的任务是什么?答:继电保护的基本任务:(1)当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。
(2)反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。
3.简述继电保护的基本原理和构成方式。
答:继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。
大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。
4.电力系统对继电保护的基本要求是什么?答:继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求:这四“性”之间紧密联系,既矛盾又统一。
(1)可靠性是指保护该动体时应可靠动作。
不该动作时应可靠不动作。
可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。
(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。
第一节继电保护基础知识1.什么是继电保护装置和安全自动装置?答:当电力系统中的电力元件或电力系统本身发生了故障或危及安全运行的事件时,能自动向值班员发出警告信号,或向所控制的断路器发跳闸指令,以终止事件的发展。
实现这种自动化措施的设备,用于保护电力元件的,称为继电保护装置;用于保护电力系统的,称为电力系统安全自动装置。
2.继电保护在电力系统中的任务是什么?答:(1) 当被保护的电力元件发生故障时,继电保护装置迅速地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中隔离,最大限度的维护系统稳定,降低元件损坏程度。
(2) 反映电气设备的不正常工作情况,及时发出信号,以便值班人员处理,或由安全自动装置及时调整,恢复系统正常运行。
3.电力系统对继电保护的基本要求是什么?答:继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个要求,具体分述如下:(1) 可靠性。
保护装置的可靠性是指当被保护设备区内发生故障时,保护装置应可靠动作;被保护设备区外发生故障时,保护装置不发生误动作。
(2) 选择性。
保护装置的选择性是指电力系统发生故障时,首先由故障设备的保护切除故障;如故障设备的保护或断路器拒动时,由相邻设备的保护动作,将故障切除。
尽量缩小切除故障的停电范围。
(3) 灵敏性。
保护装置的灵敏性是指保护装置对其动作区内的故障能可靠反映的能力。
一般用灵敏系数来衡量,反映故障时数值参量增加的保护装置的灵敏系数为:Klm=保护区末端金属性短路故障时的最小参量/保护的整定动作值反映故障时数值参量减少的保护装置的灵敏系数为Klm=保护的整定动作值/保护区末端金属性短路故障时的最大参量(4) 速动性。
保护装置的速动性是指保护装置应以允许的尽可能快的速度切除故障,减轻故障对设备损坏程度,提高尽快恢复电力系统稳定运行的能力。
4.什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护?答:主保护是满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护线路和设备的保护。
继电保护最全面的知识一、基本原理继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:1)电流增大短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
2)电压降低当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。
3)电流与电压之间的相位角改变正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85。
)。
4)测量阻抗发生变化测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。
正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。
不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
此外,除了上述反应工频电气量的保护外,还有反应非工频电气量的保护,如瓦斯保护。
二、基本要求继电保护装置为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求,而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置,这四个基本要求中有些要求可以降低。
1、选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒动时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
继电保护(Relay Protection )绪论本部分主要介绍电力系统故障类型,不正常运行状态及电力系统发生故障产生的危害后果。
重点介绍继电保护部分的任务,工作原理及对继电保护的要求。
一.电力系统的故障与不正常运行1.电力系统:电能的生产,输送,分配和应用组成的系统。
2.一次设备:电能通过的设备。
如发电机,变压器,断路器,隔离开关,PT,CT ,电力电容器,电抗器,母线及线路为一次设备。
3.二次设备:对一次设备运行状态进行监视,测量,保护及控制的设备为二次设备。
(弱电)电力系统在运行中可能会发生各种故障及不正常运行状态,会严重影响系统的正常运行,甚至会使系统瓦解。
4.电力系统中的故障和不正常运行状态及后果。
a . 故障:最常见也是最危险的故障是发生各种形式的短路,其次是系统断路及复合故障。
危害:○1 通过故障点很大的短路电流(为负载电流的几倍或几十倍)备。
○2 短路电流通过电源到短路点的非故障元件。
由于发热和电动力的作用(如线路间力的作用)使它们损坏或缩短使用寿命,功能降低。
○3 使电压大大下降,供电质量下降,影响用户工作的稳定性(大面积停电)○4 破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡。
b. 不正常运行状态:电力系统中电气设备不能正常工作,但没发生故障。
○1 过负荷:负荷超过电气设备额定值,即负载上升,R 下降,负荷电流上升大于额定电流即fhI>N I (载流部分和绝缘材料温度上升,加速绝缘的老化损坏,可能会发展为故障)○2 过电压:发电机突然甩负荷或急剧下降。
R 上升。
I 下降 aaaU EI R=-↑○3 系统频率下降(低用状态) ○4 发生轻微振荡。
5.短路的类型: ○1 三相短路 (3)D 2% ○2 两相短路 (2)D1.6%○3单相接地短路 (1)D 87% ○4两相接地短路 (1.1D6.1%6.系统发生事故的原因:○1 自然条件因素 (如雷击等) ○2 设备设计不合理,使正常的电流偏离。
1、当今全球的交流电力系统一般都是ABC三相的,而电力系统的正序,负序,零序分量便是根据ABC
三相的顺序来定的。
正序:A相领先B相120度,B相领先C相120度,C相领先A相120度。
负序:A相落后B相120度,B相落后C相120度,C相落后A相120度。
零序:ABC三相相位相同,哪一相也不领先,也不落后。
系统里面什么时候分别用到什么保护?三相短路故障和正常运行时,系统里面是正序。
单相接地故障时候,系统有正序负序和零序分量。
两相短路故障时候,系统有正序和负序分量。
两相短路接地故障时,系统有正序负序和零序分量。
2、运行经验表明,架空线路上发生的短路故障大多是瞬时性的,线路上的电压消失以后,短路会自行消
除。
3、一般不加以说明给出的都是线值,计算的时候要先换成相值。
4、中性点不接地或经消弧线圈接地的电网发生单相接地故障时,由于不能构成回路,或短路回路中阻抗
很大,因而故障电流很小,故又称为小电流接地系统。
(在3~35kV的电网采用)
5、在中性点非直接接地电网中发生单相接地时,由于故障点的电流很小,且三相相间电压仍保持对称,
对负荷供电没有影响,因此,一般都允许再继续运行一段时间而不必立即跳闸。
6、中性点直接接地系统,又称大电流接地系统,发生一点接地时构成接地短路,系统中出现很大的零序
电流。
统计表明,在大电流接地系统中发生的故障,绝大多数是接地断路故障。
(在110kV级上系统采用)
7、由于在正常运行情况下,没有零序电压和电流,零序功率方向继电器的极性接线错误不易被发现,因
此在实际工作中应予以特别注意。
第一章继电保护工作基本知识第一节电流互感器电流互感器(CT)是电力系统中很重要的电力元件,作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用,本局所用电流互感器二次额定电流均为5A,也就是铭牌上标注为100/5,200/5等,表示一次侧如果有100A或者200A 电流,转换到二次侧电流就是5A。
电流互感器在二次侧必须有一点接地,目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。
同时,电流互感器也只能有一点接地,如果有两点接地,电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。
如图1.1,由于潜电流I X的存在,所以流入保护装置的电流I Y≠I,当取消多点接地后I X=0,则I Y=I。
在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接地。
但是,如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地,有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。
所以对于差动保护,规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。
图1.1电流互感器实验1、极性实验功率方向保护及距离保护,高频方向保护等装置对电流方向有严格要求,所以CT必2、变比实验须做极性试验,以保证二次回路能以CT的减极性方式接线,从而一次电流与二次电流的方向能够一致,规定电流的方向以母线流向线路为正方向,在CT本体上标注有L1、L2,接线盒桩头标注有K1、K2,试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2,用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。
线路CT本体的L1端一般安装在母线侧,母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。
接线时要检查L1安装的方向,如果不是按照上面一般情况下安装,二次回路就要按交换头尾的方式接线。
CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧,所以必须做变比试验,试验时的标准CT是一穿心CT,其变比为(600/N)/5,N为升流器穿心次数,如果穿一次,为600/5。
对于二次是多绕组的CT,有时测得的二次电流误差较大,是因为其他二次回路开路,是CT磁通饱和,大部分一次电流转化为励磁涌流,此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。
继电保护基础知识4.1 名词解释1)正弦交流电:随时间按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。
2)交流电的有效值:在阻值相等的两个电路中,分别通入直流电流I 和交流电流i,如果在一个交流周期的时间内这两个电流所产生的热量相同,则交流电流i 的有效值就等于这个直流电流I的大小。
3)无功功率:是衡量电源和负载中电抗元件能量交换规模的物理量。
在数值上等于瞬时功率的最大值。
4)标幺值:就是各物理量对基准值的相对数值,无单位。
其表示式为:标幺值=有名值/基准值。
5)失磁:失磁是指发电机运转中,由于励磁回路某些故障引起的励磁电流的中断。
6)电力系统安全自动装置:在电力网中发生故障或出现异常运行时,为确保电网安全与稳定运行,起到控制作用的自动装置。
7)异常运行保护:反应被保护线路和设备异常运行状态的保护。
如过负荷、过励磁、振荡解列等。
8)重复接地:将零线上的一点或多点与大地进行再一次的连接叫重复接地。
9)瞬时功率:电路在任一时刻吸收和消耗的功率称为瞬时功率。
10)视在功率:在具有阻抗的交流电路中,电压的有效值与电流的有效值的乘积称为视在功率,用S 表示。
11)稳态:若电路在直流或周期性电源作用下,所产生的各支路电压和电流都是直流或按同样规律做周期性变化时,则电路的这种工作状态称为稳定状态,简称稳态。
12)过渡过程:当电路的结构或元件的参数发生改变时,电路的工作状态将随之发生改变,这种改变一般不是瞬时完成的,而是要经历一个过程,这个过程就叫过渡过程。
13)开关量:所谓开关量,就是触点状态(接通或断开)或是逻辑电平的高低等。
14)系统的最大运行方式:是电力系统在该方式下运行时,具有较小的短路阻抗值,发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。
一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器设备的稳定性。
15)数制:是按某种进位规则进行计数的计数体制,称为进位计数值,简称数制。
16)大接地电流系统:中性点直接接地系统(包括经小阻抗接地系统)发生单相接地故障时,接地短路电流很大,所以这种系统称为大接地电流系统。