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华北电力大学国家级精品课《电力系统继电保护》课件_(第一章)

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电力系统 继电保护PPT

电力系统 继电保护PPT

电力系统继电保护 （第2章 电网的电流保护）
2.4.3 功率方向继电器的接线方式—90 º接线方式 A: IA UBC B: IB UCA C: IC UAB 设计: PjA=IAUBCCos(Ф jA+ α ) PjB=IBUCACos(Ф jB+ α ) PjC=ICUABCos(Ф jC+ α )
2 二相式 2/3机会只切除一回线情形； 2/3机会选择性情形
3 问题 有可能会越级切除故障
2.3.7 其他
电力系统大小运行方式和保护的大小运行方式说明
电力系统继电保护 （第2章 电网的电流保护）
2.4 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护
2.4.1 问题的提出 三段式电流保护在双电源网络上的问题—无法同时满足灵敏性和选择 性问题
电力系统继电保护 （第1章 绪论）
1.7 继电保护分类：
1 按照职能分 线路保护 主设备保护
2．按发展阶段分 电磁型 整流型 晶体管型 （集成电路）微机保护 数字保护
3．其他说法 相间短路保护，接地短路保护、主保护、后备保护、 故障类保护、非故障类保护等
电力系统继电保护 （第1章 绪论）
1.8 继电保护的作用和意义 1．作用： （1）避免引起故障设备进一步损坏 （2）防止事故进一步扩大 （3）缩小停电事故范围 （4）提高电力系统稳定性 2．意义： （1）没有继电保护就没有电力系统的今天 （2）是电力系统安全运行的保证 （3）为电力系统发展提供了可能性 （4）改善了电力系统的稳定性
实际一般有二种内角的功率方向继电器30 º 45 º
电力系统继电保护 （第2章 电网的电流保护）
2.4.5 评价
1 功率方向继电器的灵敏性 P>Po 启动功率 Po 越小,它的灵敏度越高 有时需要注意和电流III段灵敏度的配合 在同样的故障电流下：不同的故障类型反应能力可能不 同。不同的故障位置可能也不同。

电力系统继电保护课件-第一章 电力系统继电保护[1]

电力系统继电保护课件-第一章 电力系统继电保护[1]
▪ 按继电保护装置的构成原理分类： 电流保护、电压保护、差动保护、距
离保护、高频保护等。
▪ 按被保护的对象分类： 线路保护、变压器保护、发电机保护、
母线保护、电动机保护、电容器保护等。
二、继电保护装置的分类
▪ 按构成保护装置的元件分类： 机电型继电保护装置、静态型继电保
护装置、微机型继电保护装置；
继电器的表示符号
▪ 图形符号 ▪ 文字符号
LJ（KA）、YJ（KV）、SJ（KT）、 ZJ（KC）、XJ（KS）
二、静态型继电保护装置
三、微机型继电保护装置
微机型继电保护装置基本结构
硬件 软件
微机保护装置硬件电路的基本组成
TA 、 TV
二 次 侧 i 、数 据 采
u
集系统
微型计算 机系统
二、电力系统继电保护的任务
▪ 电力系统发生故障时，自动、快速、有选 择地将故障设备从电力系统中切除，保证 非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围。
▪ 电力系统出现异常运行状态时，自动、及 时、有选择地发出告警信号或减负荷、跳 闸。
电力系统继电保护装置
▪ 能反应电力系统中电气设备发生故障或异 常运行状态而动作于断路器跳闸或发出信 号的一种自动装置。
▪ 灵敏系数：Ks
对反应故障时参数量增加的保护装置
Ks＝
保护区末端故障参数的最小计算值 保护动作参数的整定值
对反应故障时参数量降低的保护装置
Ks＝
保护动作参数的整定值 保护区末端故障参数的最大计算值
四、可靠性
▪ 在电力系统正常运行时，不误动； ▪ 在规定的保护范围内发生故障时，应可靠
地动作； ▪ 在不属于该保护动作的其它任何情况下，
装设继电保护装置的目的

华北电力大学电力系统继电保护完整PPT教案

华北电力大学电力系统继电保护完整PPT教案

电力系统中各种有功功率和无功功率损耗
第9页/共81页
正常工作状态
电力系统正常运行的约束条件
不等式约束条件：
Sk Sk.max 用电设备的功率及其上限；
Ui.min Ui Ui.max 母线电压及其上、下限；
Iij Iij.max
线路电流及其上限；
fmin f fmax 系统频率及其上、下限；
第18页/共81页
An Example:August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada
第19页/共81页
第20页/共81页
第21页/共81页
第22页/共81页
第23页/共81页
2008年初中国南方雪灾 对电力系统的影响
第24页/共81页
第65页/共81页
选择性
选择性是指电力系统发生故障时，保护装 置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正 常运行，以尽量缩小停电范围。
例：
A1
3
2B
5 4
6 C7
k3 8 D
当k3点短路时，若保护7拒动或7QF拒动， 保护5动（远后备）→跳5QF 有选择性
第66页/共81页
选择性
选择性是指电力系统发生故障时，保护装
置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正
常运行，以尽量缩小停电范围。
例：
A1
2B
停电
5
6 C7
k3 88 D
3
4
当k3点短路时，若保护7正确动作和7DL跳 闸，保护5动→跳5DL，则越级跳闸 （非选择性）
第67页/共81页
选择性
小结： 每个设备和线路等元件都有独立
的主保护和后备保护，当本元件的主 保护拒绝动作时，由其近后备或远后 备动作跳闸以切除故障，使停电范围 最小。

华北电力大学精品课程课件-电力系统继电保护(黄少锋教授)-绪论(1)讲述

华北电力大学精品课程课件-电力系统继电保护(黄少锋教授)-绪论(1)讲述

主讲人：黄少锋电力系统继电保护原理第一章绪论一、继电保护的作用二、继电保护的基本原理及其组成三、对继电保护的基本要求四、继电保护的发展简史五、继电保护工作的特点一、继电保护的作用背景：电力系统是发电、输电、配电、用电组成的一个实时的、复杂的联合系统。

电力生产的特点：电能无法大容量存储，电能的生产与消耗几乎是时刻保持平衡。

因此，不能中断——>可靠性要求极高！电力系统一次设备：发电机、变压器、母线、输电线路、电动机、电抗器、电容器等组成的电能传输设备（属于高压设备）。

电力系统二次设备：对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制与保护的设备（从TA、TV获得成正比的“小信号”——>相额定电压57.7V，额定电流1A或5A）。

根据不同的运行条件，可以将电力系统运行状态分为：正常状态、不正常状态、故障状态。

正常状态：等约束和不等约束条件都满足，电力系统在规定的限度内可以长期安全稳定运行。

最关键的指标：Ue±10%,△f≤±0.2Hz，潮流限制不正常状态：正常运行条件受到破坏，但还未发生故障。

等约束条件满足，部分不等约束条件不满足。

例如：负荷潮流越限；发电机突然甩负荷引起频率升高；系统无功缺损导致频率降低；非接地相电压升高；电力系统发生振荡等等。

故障状态：一次设备运行中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作，以及自然灾害等各种，导致原因发生短路、断线。

正常状态和大部分的不正常状态可以由以下措施予以调节和控制：1）有功、无功潮流和电压、频率的调整——调整发电机出力、变压器分接头、负荷等；2）自动化装置——备用电源自动投入（备自投）、自动准同期装置、自动按低频减载（低压减载）、自动解列、过电压检测等。

电力系统发生短路故障是不可避免的，如雷击、台风、地震、绝缘老化，人为因素等引起。

伴随着短路——>出现电流增大、电压降低——>从而导致设备损坏、绝缘破坏、断电和稳定破坏，甚至使整个电力系统瘫痪等。

电力系统继电保护ppt课件

电力系统继电保护ppt课件

6
一、继电保护的概念
继电保护泛指继电保护技术或各种继 电保护装置组成的继电保护系统。
继电保护装置是指安装在被保护元件 上，反应被保护元件故障或不正常运行状 态并动作与断路器跳闸或发出信号的一种 自动装置。
11/13/2023
7
二、故障、不正常运行状态与事故
电力系统在运行中，由于外界（雷击、鸟 害等）、内部（绝缘损坏、老化等）及 操作等原因，可能引起各种故障或不正常 工作状态。
11/13/2023
3
二、本课程的教学内容
1、理论部分 1 继电保护的基础元件 2 输电线路的继电保护 3 电力变压器的继电保护 4 同步发电机的继电保护 5 微机保护 2、实践部分 1 继电保护课程设计 2 继电器调试与二次配线实习
11/13/2023
4
三、学习本课程的基本要求
1、学会抓重点，领会问题的真谛；
21
§4 继电保护的基本组成
11/13/2023
22
§5 继电保护的工作原理
测量部分测量被保护组件运行参数，并 与整定值相比较，以判断被保护组件是份 发生故障。如果运行参数达到或超过（或 低于）整定值，测量部分向逻辑部分发信 号，并起动保护装置。逻辑部分接受测量 部分的信号后，按照规定的逻辑条件，判 断保护装置是否动作于跳闸或动作于发信 号，执行部分根据逻辑部分送来的信号而 动作。
2
一、本课程在本专业中的地位及教学目标
本课程是本专业的一门主要专业课，通 过本课程的学习，能够使大家掌握电力系 统继电保护装置工作原理、配置原则，常 用继电器的试验方法；培养继电保护装置 整定计算和识读继电保护装置原理图、展 开图的技能，为毕业后从事电力系统继电 保护的运行、安装、调试检修及设计工作 打下基础。

电力系统继电保护全套课件-PPT精品文档

电力系统继电保护全套课件-PPT精品文档
第一章 绪论
电力系统继电保护
教材：
《电力系统继电保护》 张保会主编
参考书目：
中国电力出版社
《电力系统继电保护原理》 贺家李主编 中国电力出版社
《电力系统继电保护基本原理》 王维俭编 清华大学出版社
《电力系统继电保护原理与应用》 尹相根编 华中科技大学出 版社 主讲：陈红艳
E-mail：
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1 电力系统的正常工作状态、 不正常工作状态和故障状态(复习)
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.3 对继电保护的基本要求
1.４ 继电保护发展简史
第一章 绪论 复习 电力系统 电网 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户 联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体
第一章 绪论
课程的性质和任务： 本课程是电气工程与自动化专业的专业任选课，通过本 课程的学习，认识到电力系统继电保护在保证电力系统的 安全稳定运行中所起的重要作用；掌握电力系统继电保护 的基本原理、基本概念、构成及运行分析方法，为今后 从事本专业范围内相关领域工作奠定基础。 课程要求：
熟练掌握电力系统继电保护的基本原理和基本知识；认识
二、继电保护的组成
１.测量比较元件 ２.逻辑判断元件 ３.执行输出元件
相应输入量
测量 比较 元件逻辑Fra bibliotek判断 元件执行 输出 元件
跳闸或信号
第一章 绪论
1.3
一、选择性
尽量缩小停电范围
对继电保护的基本要求
保护1 QF2
保护2
最大限度地限制故障范围
QF1
当电力系统发生故障时，要求最靠近故障点的保护装置动作切除故障，
力争相邻元件的保护装置起后备保护的作用。 二、速动性

电力系统继电保护-PPT课件

电力系统继电保护-PPT课件

继电保护与重合闸的配合关系
对单相自动重合闸的评价
优点： 绝大多数故障情况下保证对用户的连续供电
提高了双侧电源系统并列运行的稳定性
缺点： 按相操作的断路器 选相元件 非全相运行时退出其他保护，防止误动作
其他特殊问题 1.非全相运行对保护的影响。采用单相重合闸后，要求在单相 接地短路时至跳开故障相的断路器，这样在重合闸期间的断电时 间内出现了只有两项运行的非全相不对称运行状态，从而在线 路中出现负序以及零序的电压、电流分量，这就可能引起本线 路某些保护以及系统中的其他保护误动作。 对于可能误动的保护，应在单相重合闸动作是予以闭锁，或在 保护的动作之上躲开非全相运行或动作时限大于单相重合闸间 歇时间。 2.重合过电压问题。当线路发生单相接地而采用三相重合闸时， 会产生相当严重的重合过电压。这是由于三相跳闸时，在非故 障相上保留有残余电压，且该电压在较短的重合闸间隙断电时 间内
3.应考虑非全相运行对继电保护的影响，还需要考虑非全相运行 对通信系统和铁道号志系统的影响。
故障选相元件 为实现单相重合闸，首先就必须有故障相选择元件。对选相 元件的基本要求是： 首先应保证选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳开发 生故障的一相，而接于另外两相上的选相元件不应动作；其次， 在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相上的选相元件应 保证有足够的灵敏性。 根据网络接线和运行特点，满足以上要求的常用选相元件有 以下几种：电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元件。
单相自动重合闸的动作过程 单相接地短路→跳故障单相→重合单相 瞬时性故障→重合成功 永久性故障→跳三相
单相自动重合闸的特点
与三相重合闸所带来的新问题主要表现在以下几个方面。
1.需要设置故障选相元件，应该指出有些保护装置本身就具有选 相功能

继电保护第一讲绪论(华电继保课件)

继电保护第一讲绪论(华电继保课件)

电力系统线路保护主讲教师:贾文超电自教研室1第一章绪论1.1 继电保护的作用1.2 继电保护的基本原理及组成1.3 继电保护的基本要求1.4 继电保护的发展21.1继电保护的作用3电力系统:发电系统、输电系统、配电系统、用户。

一次设备: 发电机、变压器、母线、输电线路等。

二次设备:对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备。

481.1.1 正常工作状态不等式约束条件：用电设备的功率及其上限max .min .i i i U U U ≤≤母线电压及其上、下限max .ij ij I I ≤线路电流及其上限max min f f f ≤≤系统频率及其上、下限1.1.2 不正常工作状态及其危害所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常运行状态。

91.1.2 不正常工作状态及其危害1、过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成的电流增大.危害：造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老化和损坏从而导致故障.101.1.2 不正常工作状态及其危害2、过电压：发电机突然甩负荷而产生危害：造成绝缘击穿导致短路111.1.2 不正常工作状态及其危害3、频率降低：系统中出现功率缺额而引起危害：1）影响产品质量2）低于47Hz～48Hz时会引起频率崩溃3）使电压下降可能引发电压崩溃121.1.2 不正常工作状态及其危害4、系统振荡：因系统受到扰动而失去功率平衡危害：电流和电压周期性摆动，严重影响系统的正常运行13常见的十种短路类型纵向不对称故障（断线）复杂故障：在电力系复杂故障：在电力系统的不同地点（两处或两处以上）同时发生不对称故障的情况14短路的后果•数值很大的短路电流通过短路点将燃起电弧，使故障设备损坏•短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或使设备缩短使用寿命•电力系统中大部分地区的电压下降，使大量电能用户的正常工作遭到破坏或产生废品•破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至造成整个电力系统瓦解16An Example:August 14, 2003 Blackout in the United States andCanada181.1.4 继电保护的概念及作用一、继电保护的概念继电保护技术+ 继电保护装置•继电保护技术包括电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术19•继电保护装置继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生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20二、继电保护的作用•自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，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，并根据运行维护条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸211.2 继电保护的基本原理、构成和分类221.2.4 继电保护的分类•按被保护的对象分类输电线路保护、发电机保护、变压器保护、发电机保护、母线保护等•按保护原理分类电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等281.2.4 继电保护的分类•按保护所反应故障类型分类相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、失步保护、失磁保护等•按继电保护装置的实现技术分类机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等291.2.4 继电保护的分类•按继电保护测量值与整定值的关系分类过量保护（测量值≥整定值时动作）欠量保护（测量值≤整定值时动作）301.2.4 继电保护的分类•按保护所起的作用分类主保护、后备保护、辅助保护等主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护311.2.4 继电保护的分类•按保护所起的作用分类主保护、后备保护、辅助保护等后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。

华北电力大学国家级精品课《电力系统继电保护

华北电力大学国家级精品课《电力系统继电保护

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。
反应数值上升的保护： 反应数值下降的保护：
4、可靠性
定义：当保护范围内部故障时必须动作（不拒动）， 当外部故障时不动作（不误动）。 包括两个方面： （1）不拒动，即可信赖性
（2）不误动，即安全性
影响可靠性的因素： 内在：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计
的合理性、制造工艺水平、内外接线简明， 触点多少等；
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
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 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 －差动保护
远后备保护：位于其它变电站、发电厂中的后备保护； 近后备保护：位于本变电站、发电厂中的的后备保护；
2、速动性（迅速性）
定义：继电保护装置要以尽可能短的时间将故障从电网中切除。 优点： （1）提高电网的稳定性； （2）加快非故障部分的恢复供电； （3）减轻故障设备的损坏程度。 故障切除时间＝保护装置动作时间＋断路器动作时间 保护装置的动作时间为： 微机保护最快：0.01～0.04秒，即0.5～2个周期就动作；

电力系统继电保护 全套课件

电力系统继电保护 全套课件
电力系统继电保护
主 编 马永翔 副主编 蓝 蔚 兰 琴 吴耀华
目录
• 第1章 绪 论 • 1.1 电力系统继电保护的作用 • 1.2 继电保护的基本原理 • 1.3 继电保护的组成及分类 • 1.4 对继电保护装置的基本要求 • 1.4.1 选择性 • 1.4.2 速动性 • 1.4.3 灵敏性 • 1.4.4 可靠性
荡闭锁
• 3.5 距离保护的整定原则和计算方法 • 3.5.1 距离保护的整定原则 • 3.5.2 距离保护的整定计算 • 3.5.3 阻抗继电器的精确工作电流校验 • 3.5.4 距离保护整定计算举例 • 第4章 高频保护 • 4.1 高频保护的工作原理和分类 • 4.1.1 高频保护的作用原理及分类 • 4.1.2 高频通道的构成 • 4.1.3 高频通道的工作方式和高频信号的作用
• 8.3.1 电流相位比较式母线保护的基本原则 • 8.3.2 保护的构成 • 8.4 双母线保护 • 8.4.1 双母线同时运行时，元件固定连接的
电流差动保护
• 8.4.2 双母线同时运行时，元件非固定连接 的母联电流相位比较式母线保护
• 8.5 整定计算举例 • 第9章 微机保护 • 9.1 概述 • 9.1.1 微机保护的基本构成
保护方式
• 6.2 变压器的励磁涌流 • 6.3 变压器的差动保护 • 6.3.1 变压器差动保护的基本原理 • 6.3.2 不平衡电流产生的原因 • 6.3.3 减小不平衡电流的措施 • 6.4 变压器的瓦斯保护 • 6.5 变压器相间短路的后备保护及过负荷保护 • 6.5.1 过电流保护 • 6.5.2 低电压起动的过电流保护 • 6.5.3 复合电压起动的过电流保护
• 6.5.4 负序过电流保护
• 6.5.5 过负荷保护

《电力系统继电保护原理》全套PPT课件

《电力系统继电保护原理》全套PPT课件
运行参数：I、U、Z∠φ 反应 I↑→过电流保护 反应 U↓→低电压保护 反应 Z↓→低阻抗保护(距离保护)
二、反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端 所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原 理，也称差动式原理）
以A-B线路为例：
规定电流正方向：保护处母线→被保护线路
规定电压正方向：母线高于中性点
的继电器(保护)，Kh>1 2、集成电路型过电流继电器（晶体管型：略）
3ms延时：防止干扰信号引起的误动(干扰持续时间一般<1ms) 12ms展宽：使输出动作信号展成连续高电平。
二、电流速断保护（电流I段）
电流速断保护：瞬时动作的电流保护。
1、整定计算原则
(1) 短路特性分析：
三相短路时d(3),流过保护安装处的短路电流：
对于过量保护,灵敏系数：
应保护的范围内发生金 属性短路时的故障参数 计算值
Klm
保护装置的动作参数
（电流保护的故障参数计算值：系统最小运行方式下被保护线
路末端发生两相短路时，流过本保护的最小短路电流）
对保护1的电流II段：Klm=
I (2) d .B. m in I II dz..1
要求：Klm 1.3～1.5
d3点短路：6动作：有选择性； 5动作：无选择性 如果6拒动，5再动作：有选择性(5作为6的远后备保护)
d1点短路：1、2动作：有选择性； 3、4动作：无选择性 后备保护（本元件主保护拒动时）：
(1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.
二、速动性：故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户 在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽 量地快速切除故障。 (快速保护:几个工频周期，微机保护：30ms以下)

【精品】电力系统继电保护原理PPT课件(完整版)

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按工作原理可分为电磁式、感应式、电动式、电子式(如晶 体管型)、整流式、热式(利用电流热效应的原理)、数字式等； 1.电磁型继电器（电磁型电压继电器工作原理与电流继电器 基本相同）
-电流继电器KA
-电压继电器KV
电磁型继电器
电磁型继电器动作分析
（1）继电器动作的条件：为使继电器动作，必须增大电流通 过增大电流来增大电磁转矩，当继电器的电磁力矩大于弹簧 的作用力距和摩擦力矩之和时，衔铁被吸合时，称为继电器 动作。
2.1、单侧电源电网相间短路的电流保护 当电网输电线路发生短路时，故障相电流增大。根据这一
特征，可以构成反应故障时电流增大而动作的电流保护。 -无时限电流速断保护（电流一段保护） -限时电流速断保护（电流二段保护） -定时限过电流保护（电流三段保护）
三种保护配合使用构成主后备保护、完成对输电线路所有故障点的反应。
继电保护装置在电力系统产生短路或不正常运行时，继 电保护装置应该能够有选择地切除故障电流或给出提示信号， 并保证故障范围最小。
（2）速动性： 继电保护装置在电力系统产生短路时，继电保护装置应
该在尽可能短的时间内有选择地切除故障，保证系统故障设 备的安全性。
速动性的意义： A、电力系统产生故障时，迅速切除故障可以提高系统供电的 质量，减少停电时间，提高生产效率； B、提高故障设备的修复率； C、提高电力系统运行的稳定性； D、减小电力系统故障范围，提高自动重合闸的成功率。
2.1.1、反应单一电气量的继电器 继电器是根据某种输入信号来实现自动切换电路的自动控
制电器。当其输入量达到一定值时，能使其输出的被控制量 发生预计的状态变化，如触点打开、闭合或电平由高变低、 由低变高等，具有对被控制电路实现“通”、“断”控制的 作用，所以它“类似于开关”。

供电系统继电保护 第1章 变电所的控制与信号回路.ppt

供电系统继电保护 第1章 变电所的控制与信号回路.ppt

第一章 变电所的控制与信号回路
控制回路
1.
控制 回路
第一节 二次回路的基本概念
•手动控制 •半自动控制
•自动控制
•分散控制 •集中控制
•就地控制 •远方控制
•直流控制 •交流控制 •强电控制 •弱电控制
第一章 变电所的控制与信号回路
第一节 二次回路的基本概念
2. 信号回路
信号 回路
•事故信号 •预告信号 •指挥信号 •位置信号 •继电保护 •自动装置信号等
第一章 变电所的控制与信号回路
第一节 二次回路的基本概念
• 一次回路又称一次接线或主接线。是一次设备及其相互连 接的电路。
• 二次回路又称二次接线。是二次设备按照一定规则连接起 来以实现某种技术要求的电路。
• 一次设备和二次设备通过电流互感器和电压互感器形成电 的联系 。
• 二次回路是一个具有多种功能的复杂网络，其内容包括高 压电气设备和输电线路的控制、调节、信号、测量与监察、 继电保护与自动装置、操作电源等回路。
（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。
（6）对于采用液压和弹簧操作机构的断路器，应有压力是否正常、弹簧是 否拉紧到位的监视和闭锁回路。
（7）接线应力求简单可靠，使用电缆芯数最少。
第一章 变电所的控制与信号回路
第三节 断路器的控制回路
断路器触点图表
第一章 变电所的控制与信号回路
第三节 断路器的控制回路
1.110（220）V蓄电池组直流操作电源
第一章 变电所的控制与信号回路
第二节 二次回路的操作电源
2.硅整流电容储能直流操作电源
第一章 变电所的控制与信号回路
第二节 二次回路的操作电源
3.复式整流直流操作电源
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为了保证可靠性，选择性包含2种意思： （1）正常情况下只应由装在故障元件上的保护装置动作 切除故障； （2）当电气设备的主保护不能切除故障时，力争相邻设 备的保护装置对它起到后备保护的作用。
短路点 K2 K3
短路电流 1～5 1～6
主保护 跳 5 跳 6
远后备 跳 1、3 跳 5
近后备 跳 2、4 /
继电保护硬件装置不断变化，但保护原理不变。
五、继电保护学习的特点
1、理论要求高
各设备的原理、性能、参数计算、故障状态的分析。 电工原理、电机学、电力系统稳态/暂态分析、经济调 度、安全控制、电力系统规划设计原则、运行方式制定 的依据等等。
2、综合性科学
电工、电机、电子、电力系统、数学、计算机、通讯新 理论、新技术、新材料的引用都基于以上各学科的发展
3、理论和实践并重
实验室实验、动模实验、现场人工故障实验、试运行
4、继电保护工作责任重大
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。
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
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 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 －差动保护
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。
电 力 系 统
继电保护原理
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
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
1、选择性 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除， 使停电范围尽量缩小。即跳开离故障位置最近的断路器。
短路点 K1
短路电流 1～4
主保护 跳 1、2
后备 /
K2 K3
1～5 1～6
跳 5 跳 6
跳 1、3 跳 5
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保护来 完成。
1. 继电保护的基本原理
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
确定线路两侧电流参考正方向：母线→线路（如绿色箭头）
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。
远后备保护：位于其它变电站、发电厂中的后备保护； 近后备保护：位于本变电站、发电厂中的的后备保护；
2、速动性（迅速性）
定义：继电保护装置要以尽可能短的时间将故障从电网中切除。 优点： （1）提高电网的稳定性； （2）加快非故障部分的恢复供电； （3）减轻故障设备的损坏程度。 故障切除时间＝保护装置动作时间＋断路器动作时间 保护装置的动作时间为： 微机保护最快：0.01～0.04秒，即0.5～2个周期就动作；
外在：运行维护水平、调试是否正确、正确安装
需要根据电力系统和负荷的具体情况，对这两方面 （不拒动、不误动）的性能要求适当地予以协调。 在系统有充足的旋转备用容量、各元件之间联系十 分紧密的情况下，应着重强调不拒动的可靠性；反之， 则应强调不误动的可靠性。 对于传送大功率的输电线路保护，一般宜于强调不 误动；而对于其它线路保护，则往往强调不拒动。 对于大型发电机组的继电保护，无论拒动或误动跳 闸，都会引起巨大的经济损失，可信赖性和安全性同样 重要，因此可采用三中取二的双重化方案或双倍的二中 取一双重化方案。
于复杂昂贵的保护装置。
四、继电保护的发展简史
1、继电保护硬件发展
1901年发明
电磁型 机电型
电磁型
感应型
电动型
1960年发明
晶体管型 保护
晶体管型
70年代 第一代静态保护
1970年发明
集成电路 型保护
集成 电路型
80年代后 第二代静态保护
1972年发明 90后大量应用
微机保护
第三代静态保护
各种硬件继电保护的特点：
电磁型：体积大，消耗功率大， 动作慢，机械转动部分、 触点部分容易磨损或粘连，调试维护比较杂。
晶体管型：动作快, 无机械转动部分，易发生特性变化。
集成电路型：体积更小, 工作更可靠，抗干扰能力差。
微机保护：
（1） 计算、分析、逻辑判断能力强，有存储记忆功能，可实
现复杂原理的保护；
（2） 维护调试方便，可靠性高； （3） 统一硬件，保护装置硬件易标准化；
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。
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。
反应数值上升的保护： 反应数值下降的保护：
4、可靠性
定义：当保护范围内部故障时必须动作（不拒动）， 当外部故障时不动作（不误动）。 包括两个方面： （1）不拒动，即可信赖性
（2）不误动，即安全性
影响可靠性的因素： 内在：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计
的合理性、制造工艺水平、内外接线简明， 触点多少等；
电磁式保护： 0.06～0.12秒，即3～6个周期就动作
断路器的动作时间为： 最快： 0.02～0.06秒，即1～3个周期断开电流；
一般：
0.06～0.15秒，即3～7个周期断开电流
3、 灵敏性 指对于其保护范围内发生故障的反应能力。 任何运行方式下，被保护设备范围内发生故障，不论短 路点的位置、类型、是否有过渡电阻，都能动作于跳闸或发 出信号。 保护的灵敏度通常用灵敏系数来衡量。 灵敏系数 K lm ：常见不利运行方式和不利故障类型下通入 装置的故障量和整定动作值之比。
非电气量：温度升高 － 瓦斯保护
2. 继电保护装置的原理结构
测量部分：测量有关电气量,与整定值比较,给出 “是”、 “非”、“大于”、“不大于”、“等于”、 “0”、“1” 性质的一组逻辑信号,判断保护是否应该启动。 逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、出现的 顺序或它们的逻辑组合，确定是否应该使断路 器跳闸或发出报警信号，并将有关命令传达给 执行部分。
执行部分：根据逻辑部分的结果，立即或延时发出报警信 号和跳闸信号（故障、不正常运行时）。
继电保护的接线简图
继电保护与一次侧 电力系统设备之间的 联接简图。 继电保护就是通过 二次侧弱电系统来控 制（如跳开、闭合） 一次侧强电系统设备。
三、对继电保护的基本要求
1、选择性 2、速动性

3、灵敏性
4、可靠性
“四性”之间的关系：矛盾、统 一 需要根据电力系统和负荷的具体情况，对这4个方面的要
求适当地予以协调。 经济性考虑：
选择并配置继电保护装置时，应考虑经济条件，按被 保护元件在电力系统中的地位和作用来确定保护方式。
对于重要的系统元件，如果选用简单价廉的保护装置， 由于技术性能不佳，出现拒动或误动所带来的损失是惊人 的。而对较为次要的数量很多的电气元件，则不应装设过
（4） 有强大辅助功能，简化调试、事故分析和事故后处理。
电磁型继电保护
（现在已很少应用）
微机型继电保护
（现在被大量应用）
2、继电保护原理发展
过电流保护原理，1901年 电流差动保护原理，1908年 方向性电流保护，1910年 距离保护，1920年 高频保护，1927年 行波保护，1950年