电力系统继电保护原理及应用培训课件PPT(共 53张)
电力系统继电保护原理培训教材(PPT 34页)

3.1 保护正方向短路时-特性分析
E
Um Z
Im
Zk
Rg k
ZX
Z set
270 arg UL 90 U m ImZ set
Um ImZset Im (Zm Zset ) Um ImZm E ImZX
I
m
ZX
E Zm
3.1 保护正方向短路时-特性分析
E
Um Z
• 记忆回路
相当于“记住”了故障前极化电压的相位
• 引入非故障相电压
在各种两相短路时,非故障相间电压仍然很高,参
照功率方向继电器广泛采用的900接线方式,在极化 电压中附加非故障相电压
不能解决三相短路时的死区问题
• 高Q值50Hz带通有源滤波器
利用滤波器响应特性的时间延迟,起到“记忆回路”
Z 2 线路负序阻抗
Z 1 线路正序阻抗
UA UkA Ik1Z1 Ik2Z2 Ik0Z0
(Ik1 Ik2 Ik0)Z1 Ik0(Z0 Z1) K (IA 3Ik0 Z03Z1Z1)Z1 (IA K3I0)Z1
Z0 Z1 3Z1
ZM Z1
2. 阻抗继电器的00接线
(1) 三相短路
KIImK U U mU 0
m set
KIImKUUmU0
Zact
Zset
U0 KUIm
4. 阻抗继电器的精确工作电流
Zact
Zset
U0 KUIm
Z act
Z set 0.9Z set
精确工作电流
I ac. min
Im
I dz . min
当输入继电器的电流大于精确动作电流时,可以 保证起动阻抗误差在10%以内
电力系统继电保护PPT课件

4.电磁式中间继电器
动静触点
文字符号: KM
图形符号:
I>
测量线圈
电磁线圈 及Leabharlann 磁铁电磁式中间继电器实物图片
2021/3/22
动作 触点
常开 触点
常闭 触点
4.电磁式中间继电器
1.特点:
① 触点容量大,可直接作 用于断路器跳闸;
② 触点数目多,可实现时间 继电器难以实现的延时 。
2.结构:吸引衔铁式。 3.文字符号:KM。
3.两相一继电器电流差接线
2021/3/22
IKA Ia Ic
3.两相一继电器电流差接线(续)
3 ......K (3)
KW
I kA I2
2 1
........K
(2) AC
........K
(2) AB
2021/3/22
1
........K
(2) BC
图7-18两相一继电器式接线
不同相间短路的相量分析 (a)三相短路;(b)A、C两相短路;
2021/3/22
Kw
I KA I2
Ⅱ、保护装置的接线方式(续)
1、三相三继电器完全星形接线方式
接线系数KW:
2021/3/22
KW
I kA I2
1
Ⅱ、保护装置的接线方式(续)
2.两相两继电器不完全星形接线方式
接线系数KW:
2021/3/22
KW
I kA I2
1
2.两相两继电器不完全星形接线方式(续) 在6~35kV小电流接地系 统中得到了广泛的应用
反应故障参数增大而动作的保护:
保 护 区 末 端 金 属 性 短 路 时 故 障 参 数 的 最 小 计 算 值
电力系统继电保护原理全套课程通用课件

继电保护的基本概念
继电保护
当电力系统中的元件或系统本身发生异常情况或故障时,能自动、迅速、有选 择地将故障元件从系统中切除,保证无故障部分继续运行,将事故限制在最小 范围的一种自动化措施。
继电保护装置
实现继电保护功能的设备或装置,用于快速、正确地隔离故障设备或线路,保 障电力系统的安全稳定运行。
异常运行状态
包括过负荷、过电压、欠电压等, 会对电力系统的稳定运行造成威胁 。
电流、电压、功率等基本物理量
01
02
03
电流
表示电荷在导体中流动的 量,是继电保护中的重要 物理量之一。
电压
表示电场中电位差的大小 ,是电力系统中能量传输 和转化的基础。
功率
表示单位时间内转换、消 耗或传输的能量,是衡量 电力系统运行效率的重要 指标。
差动保护
总结词
差动保护是通过比较线路两侧的电流大 小和相位,判断是否发生故障的保护方 式。
VS
详细描述
差动保护利用电流互感器检测线路两侧的 电流值,通过比较两侧电流的大小和相位 来判断是否发生故障。当检测到两侧电流 大小和相位不一致时,保护装置动作,切 断故障线路。差动保护具有较高的灵敏度 和可靠性,适用于变压器、发电机等重要 设备的保护。
率。
电力系统继电保护的基本元件
互感器
用于将高电压和大电流转换为低电压 和小电流,以便于测量和保护装置的 采集。
断路器
继电器
用于实现继电保护功能,能够根据输 入的物理量(如电流、电压等)判断 电力系统的运行状态,并采取相应的 动作(如跳闸、报警等)。
用于控制电力系统的正常运行和故障 切除,是继电保护装置的重要组成元 件之一。
国家电网继电保护培训课程----继电保护原理 PPT课件

6
第三讲:电网的电流电压保护
电网相间短路的电流电压保护
– 三段式电流保护
– 电流电压连锁速断保护
– 低电压闭锁的定时限过电流保护
– 方向性电流保护
电网接地保护
线路差响距离保护正确动作的因素及其对策 距离保护的优缺点
距离保护
9
第五讲:发电机保护
电动机保护
12
第八讲:母线保护
分类 元件固定连接的母差保护 电流相位比较式母差保护 比率制动母差保护 不完全母差
13
继电保护原理
1
继电保护原理
继电保护基础 微机保护原理 电网的电流、电压保护 距离保护 发电机保护 变压器保护 电动机保护 母线保护
2
第一讲:继电保护基础
继电保护的任务和基本要求 电流互感器 电压互感器 短路电流计算 时间级差的计算与选择
3
电流互感器
定义
极性
P类、TP类、TPE类电流互感器的区别
发电机的故障及异常 发电机的保护种类 失磁的危害 低励及失磁保护的实现 励磁回路一点、二点接地保护 定子单相接地保护 逆功率保护 差动保护
发电机
10
第六讲:变压器保护
变压器的故障及异常 变压器的保护种类 各种保护介绍 变压器差动保护
变压器保护
11
第七讲:电动机保护
电动机的故障及异常 电动机的保护种类 各种保护介绍
影响饱和的因素
电流互感器的配置
电流互感器的接线方式
电流互感器的负荷
CT
4
电压互感器
电压互感器的接线方式 电磁式电压互感器的铁磁谐振 一次侧、二次侧、铁心的接地 系统接地时状态分析 PT断线与系统接地的处理
PT
5
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
继电保护课件PPT

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
各种硬件继电保护的特点:
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)
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年工频变化量保护,1980年,由我国专家提出。
继电保护硬件装置不断变化,但保护原理不变。
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。
四、继电保护的发展简史
1、继电保护硬件发展
第一代静态保护
第二代静态保护
电磁型机电型
晶体管型保护
集成电路型保护
第三代静态保护
1901年发明
70年代
80年代后
微机保护
1960年发明
1970年发明
1972年发明90后大量应用
“四性”之间的关系:矛盾、统一
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,则不应装设过于复杂昂贵的保护装置。
短路点
短路电流
主保护
远后备
近后备
K2
1 ~ 5
跳 5
跳 1、3
跳 2、4
K3
电力系统继电保护原理版课件

母线是电力系统中的重要元件,负责汇集和分配电能。当母线发生故障时,会导致大范围的停电事故。因此,对母线进行继电保护至关重要。
母线继电保护的原理
通过装设母线保护装置,监测母线的运行状态,判断是否发生故障。一旦检测到故障,保护装置会迅速切断故障部分,防止事ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ扩大。
母线继电保护的分类
根据保护原理和应用场景,母线继电保护可分为差动保护、电流保护和电压保护等。
全线速动保护的缺点是设备成本较高,需要铺设额外的通信设备和电缆,且对于多电源供电系统或环形供电系统,实现起来较为复杂。
全线速动保护是输电线路中最快速的保护方式,通过在输电线路上安装高频或光纤通信设备,实时监测线路状态,一旦发现故障,立即切除故障线路。
全线速动保护具有快速、准确、可靠等优点,适用于对重要输电线路的保护。
阶段式电流保护具有简单、可靠、经济等优点,适用于一般输电线路的保护。
阶段式电流保护的缺点是对于远距离输电线路,由于线路的阻抗较大,保护装置的灵敏度较低,可能无法及时切除故障。
距离保护是通过测量输电线路上的电压和电流,计算出线路阻抗值,并根据阻抗值的大小判断线路是否发生故障的保护方式。
距离保护具有较高的灵敏度和可靠性,能够适应各种复杂环境和运行方式下的输电线路保护。
发电机和变压器的继电保护
总结词:发电机继电保护是电力系统中的重要组成部分,用于保护发电机组免受各种故障和异常运行情况的影响。
总结词:变压器继电保护用于保护变压器设备不受各种故障和异常运行情况的影响,保障电力系统的稳定运行。
母线与电动机的继电保护
母线继电保护的配置
在实际应用中,需要根据母线的电压等级、接线方式和运行特点等因素,合理配置母线继电保护装置,以确保其可靠性和选择性。
电力系统继电保护原理全套课件

电力系统继电保护原理全套课件一、概述电力系统是国民经济的基础产业,电力系统的可靠性、安全性和经济性是保障国家政治和经济安全的重要因素。
因此,在电力系统中,继电保护是一项至关重要的技术措施。
本套课件旨在详细介绍电力系统继电保护的原理、分类、选型和应用等方面的知识,对电力系统从业人员具有较为重要的参考价值。
二、继电保护的基本概念1.继电保护的定义继电保护是指利用继电器和其他电气或电子设备对电力系统中的故障进行检测、判断和控制的技术手段。
它能够及时切断电路故障,防止电力系统故障蔓延,从而保护电力系统的安全稳定运行。
2.故障的分类电力系统中的故障主要包括三种类型:•短路故障:是指电力设备直接短路,从而导致电路的电流大幅度增加,电压降低甚至归零的故障;•地故障:是指电力设备发生与地之间的短路故障,从而电流通过地线回路形成,导致电路电压降低的故障;•开路故障:是指电力设备出现断路,导致设备无法正常工作的故障。
3.继电保护的原理继电保护的原理是利用电力系统中的故障造成的电流、电压、功率等特征参数的变化,通过继电器进行检测、判断,从而产生控制信号,切断故障电路。
通常情况下,继电保护系统主要包括检测、判断、控制等三个模块。
其中,检测模块利用电流、电压等物理量对故障进行检测;判断模块将检测所得的信号与阈值进行比较,判断是否存在故障;控制模块则负责发送控制信号,切断故障电路。
三、继电保护的分类1.电流保护电流保护是指通过对电流进行检测,从而保护电路不受损坏的一种保护方式。
通常情况下,电流保护可分为过流保护、欠流保护、差动保护等多种类型。
2.电压保护电压保护是通过对电压进行检测,从而保护电路不受过压或欠压等异常状态的影响的保护方式。
通常情况下,电压保护可分为过压保护、欠压保护等多种类型。
3.频率保护频率保护是通过对电力系统的频率进行检测,从而保护电路不受频率异常变化的影响的保护方式。
通常情况下,频率保护可分为超频保护、欠频保护等多种类型。
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一、基本概念
8 继电保护分类
辅助保护
辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备 保护退出运行而增设的简单保护。如零序电流保护。
B9
B8
B7
L7
L6
L8
Bk10
L3
Bk4 Bk5
Bk3
L2
Bk9
B5
B1
B3
Bk1
L10
L1
Bk2
B6
B2
Bk11
L4
Bk6 Bk8
Bk7
L9
B4
L5
Bk12
一、基本概念
9 对继电保护的基本要求
可靠性
可靠性是指保护该动作时应动作,不该动作时不动 作,即不误动、不拒动。为保证可靠性,在装置选择 上应选用硬件和软件可靠的装置,在保护配置上, 220kV及以上电压等级电网的线路保护一般采用近后 备保护方式,110kV及以下电压等级电网一般采用远后 备保护方式。
安全性:区外故障可靠不动作 可信赖性:区内故障可靠动作
一、基本概念
9 对继电保护的基本要求
选择性
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、线路的保护或断路器失灵保护 切除故障
为保证选择性,对相邻设备和线路有配合要求的保护和同 一保护内有配合要求的两元件(如起动与跳闸元件、闭锁与 动作元件),其灵敏系数及动作时间应相互配合。
一、基本概念
8 继电保护分类
后备保护
后备保护是主保护或断路器拒动时,用以切除故障 的保护。
后备保护分为远后备和近后备两种方式。
远后备保护:当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或 线路的保护实现后备。
近后备保护:当主保护拒动时,由该电力设备或线路的另一 套保护实现后备的保护;当断路器拒动时,由断路器失灵保护 来实现的后备保护。
一、基本概念
8 继电保护分类
电力系统中的电力设备和线路,应装设短路故障和异常运 行的保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保 护和后备保护,必要时可增设辅助保护。
主保护
主保护是满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度 有选择性地切除被保护设备和线路故障的保护。如线路 的纵连保护。
线路主保护:纵联电流差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护 变压器主保护:电流差动保护、瓦斯保护 母线保护:电流差动保护
一、基本概念
5 继电保护装置的构成
执行部分
根据逻辑部分的输出结果,发出跳闸脉冲及相应动作信 息,或发出告警信号。 控制跳闸、调整,或通知值班人员
一、基本概念
7 继电保护的工作配合
预设范围,保护范围重叠,无死区
变压器保护区
线路保护区
发电机 保护区
低压母线 保护区
高压母线 保护区1
高压母线 保护区
一、基本概念
1 电力系统
一次设备+二次设备。
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5, 电压/电流为母线至故
很大
障点的线路阻抗,很小
3 短路故障
一、基本概念
短路特征实现的保护类型
电流增大—— 过电流保护 电压降低—— 低电压保护 阻抗减小—— 阻抗(距离)保护 两侧电流大小和相位的差别——纵联差动保护 不对称分量出现——零序或负序分量保护 (不对称短路) 非电气量—— 瓦斯保护、过热保护等
一、基本概念
5 继电保护装置的构成
测量部分
测量有关电气量,与整定值比较,给出“是”或“非”, “0” 或 “1”, “大于”、“不大于”、“等于” 等 性质的一组逻辑信号,判断保护是否应该启动。
一、基本概念
5 继电保护装置的构成
逻辑部分
根据测量部分输出信号的大小、性质、先后顺序等,使 保护按一定的逻辑关系判定故障类型和范围,确定是否 应该使断路器跳闸或发出告警信号,并将有关指令传达 给执行部分。
一、基本概念
9 对继电保护的基本要求
灵敏性
灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生故障 时,保护装置具有的正确动作能力的裕度,它反映了 保护对故障的反应能力,一般以灵敏系数来描述。灵 敏度系数指在被保护对象末段发生金属性短路时,故 障量与整定值(反映故障量上升的保护,如电流保护 )或整定值与故障量之比(反映故障量下降的保护, 如阻抗保护)。
一、基本概念
3 短路故障
雷击、台风、地震、绝缘老化、人为等因素造成。伴随短
路故障出现电流增大、电压降低。
故障类型
对称性短路 不对称性短路
纵向故障:指各种类型的断线故障,包括单相断线、两 相断线和三相断线。
横向故障:指各种类型的短路,包括三相短路、两相短 路、单相接地短路及两相接地短路。单相短路,约为总短 路故障数的65%,三相短路只占5~10%。三相短路故障发 生的几率虽然最小,但故障产生的后果最为严重。
L13 B12
L12 B11
L11 B10
纵联速动主保护 相间距离保护 接地距离保护 零序电流保护 断路器失灵保护
注:
主保护动作阶段
近后备保护动作阶段
远后备保护动作阶段
一、基本概念
9 对继电保护的基本要求
选择性 速动性 灵敏性 可靠性
简称为:继电保护“四性要求”。 “四性”是分析和研 究继电保护的基础。对四性中的每一项要求都应当有度, 应以满足电力系统的安全运行为准则,不应片面强调某一 项而忽视另一项,否则会带来不良的影响。
3 短路故障
短路危害
一、基本概念
短路电流大,燃弧,易使元件损坏;
电压降低,电力用户正常的生产、生活受到影响;
破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡, 甚至系统崩溃。 美加大停电、巴西大停电!!
3 短路故障
一、基本概念
短路特征
正常运行
短路故障
线路流过负荷电流
线路流过短路电流
一、基本概念
2 电力系统运行状态
正常状态、不正常状态、故障状态。
正常状态
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 。
不正常状态
正常运行条件受到破坏,但还未发生故障。
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。