继电保护课件

对继电保护装置的基本要求
以上四个要求是分析研究继电保护性能的 基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。 在它们之间，既有矛盾的一面，又有在一 定条件下统一的一面。
继电保护技术的发展简史
继电保护技术是随着电力系统的发展和科学技术的 进步而不断发展起来的。 晶体管型继
继电保护装 置都是机电 型继电器
电子型静态 保护装置 电保护装置 大量应用， 集成电路元 器件出现
电力系统继电保护的作用
继电保护装置及其任务 继电保护装置是指装设于整个电力系统的各个元件 上，能在指定区域快速准确地对电气元件发生的各 种故障或不正常运行状态作出反应，并按规定时限 内动作，使断路器跳闸或发出信号的一种反事故自 动装置。
电力系统继电保护的作用
任务：切除故障 针对不正常运行状态报警 快速恢复供电 作用：把故障影响限制在最小范围，预防故 障的发生。
20世纪 50年代
20世纪 70年代
体积大，消耗 功率大，动作 慢，机械转动 部分容易磨损 或粘连，调试 维护复杂。
体积小，消 耗功率小， 动作速度快， 无机械转动 部分。
体积更小， 功耗更低。
继电保护技术的发展简史
计算机 化、网 络化、 保护控 制测量 一体化、 人工智 能化
20世纪 80年代
集成电路型继 电保护装置取 代了晶体管型
继电保护技术是电力系统必不可少的组成部 分，对保障系统安全运行，保证电能质量， 防止故障扩大和事故发生，都有极其重要的 作用。
电力系统继电保护的作用
继电保护装置是指装设于整个电力系统的各个元件 上，能在指定区域快速准确地对电气元件发生的各 种故障或不正常运行状态作出反应，并按规定时限 内动作，使断路器跳闸或发出信号的一种反事故自 动装置。 继电保护系统是多种或多套继电保护装置的集合。
在电力系统发生短路故障时，电气量相对于正常运行状态 要发生很大变化
电流明显增大：在短路点与电源间直接联系的电气元件 上的电流会增大
电压明显降低：故障相的相电压或相间电压会下降，而 且离故障点愈近，下降愈多，甚至降为零 电压与电流间的相位角会发生变化 测量阻抗会发生变化：测量阻抗为测量点电压与电流相 量的比值 电气元件流入与流出电流关系发生变化 出现负序和零序分量：正常运行时，系统中只存在正序 分量，但发生不对称故障时会产生负序和零序分量
20世纪 90年代
微机型保护
体积更小， 功耗更低。
参考文献
•《电力系统继电保护》，卢继平，重庆大学出版社。 •《电力系统继电保护原理与应用》，尹项根，华中科技大 学出版社。
•《电力系统继电保护典型故障分析》，国家电力调度通信 中心编，中国电力出版社。
重点回顾
电力系统继电保护的作用
继电保护的基本原理
为兼顾速动性和选择性，一般允许保护带有一 定延时切除故障。
对于不同的电压等级和不同结构的网络故障切 除的最小时间有不同的要求。
对继电保护装置的基本要求
灵敏性
对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应 能力。
保护装置的灵敏性通常用灵敏系数来衡量，灵敏 系数越大，保护的灵敏度就越高。
可靠性
在其规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时， 它不应该拒动（拒绝动作）；而在其他不属于它应该 工作的情况下（包括系统正常运行或发生了该保护装 置不应该动作的故障），则不应该误动（错误动作）。
对继电保护装置的基本要求
选择性
继电保护装置动作时，应在尽可能小的范围内 将故障元件从电力系统中切除，尽量缩小停电 范围，最大限度地保证系统中非故障部分能继 续运行。
P1 P2
P3
对继电保护装置的基本要求
选择性
P1 P2
P3
一般地，把反映被保护元件严重故障，快速动作于 跳闸的保护装置称为主保护；而把主保护系统失效 时作备用的保护装置称为后备保护。这种后备保护 是安装在同一处实现的，称为近后备保护；在远处 实现，称为远后备保护。
思考题
作业：何谓主保护和后备保护？
如图，当线路CD的K3点发生短路故障时，哪些保护应动作？如保护P6和 P5拒动，根据选择性要求，哪些保护应动作？如线路AB的K1点发生短路， 根据选择性要求，哪些保护应动作？如果保护P2或2QF拒动，哪些保护 应动作？
第一章 绪论
电力系统继电保护的作用 继电保护的基本原理 继电保护装置的组成 对继电保护装置的基本要求 继电保护技术的发展简史
参考文献
重点回顾 思考题
电力系统继电保护的作用
电力系统的正常运行状态
所有的等式和不等式约束条件均满足，表明电力系统以 足够的电功率满足负荷对电能的需求；
电力系统中各发电、输电和用电设备均在规定的长期安 全工作限额内运行； 各母线电压和频率均在允许的偏差范围内，提供合格的 电能。
利用非电气量构成保护
气体
温度
瓦斯保护
过负荷保护
继电保护装置的组成
继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分组成
测量被保护元件 工作状态的有关 物理量，并和已 给定的整定值进 行比较，从而判 断保护是否应该 启动。
根据逻辑部分送 的信号，完成保 护装置所担负的 任务。
根据测量部分各输出量 的大小、性质、出现的 顺序或它们的组合，使 保护装置按一定的逻辑 程序工作，最后传到执 行部件
继电保护的基本原理
利用故障时这些电气量的变化特征，可以构成各种原理的 继电保护 电流明显增大 电压明显降低 测量阻抗会发生变化 出现负序和零序分量 过电流保护 低电压保护 距离保护 零序保护或负序保护
继电保护的基本原理
利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或 功率方向）的差别 纵联差动保护、相差高频保护、 方向高频保护
思考题
在图示网络中，设k点发生短路，试就以下几种情况评价保护1和保护2对 四项基本要求的满足情况：
（1）保护1按整定时间先动作，跳开断路器1QF，保护2启动，并在切除 故障后返回；
（2）保护1和保护2同时按保护1整定时间动作，并跳开断路器1QF和2QF； （3）保护1和保护2同时按保护2整定时间动作，并跳开断路器1QF和2QF； （4）保护1启动，但未跳闸，保护2动作，跳开断路器2QF；
对继电保护装置的基本要求
几个基本概念
思考题
如图，各断路器处均装有继电保护装置P1-P7。试回答下列问题：
1、当K1点短路时，根据选择性要求应由哪个保护动作并跳开哪个断路 器？如果6QF因失灵而拒动，保护又将如何动作？
2、当K2点短路时，根据选择性要求应由哪个保护动作并跳开哪几个断 路器？如果此时保护3拒动或3QF拒跳，但保护P1动作并跳开1QF，问此 种动作是否有选择性？如果拒动的断路器为2QF，对保护P1的动作又该 如何评价？
电力系统事故及事故的防治对策 事故：电力系统整体或部分的正常工作遭到破 坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不 能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备 的损坏等严重后果的事件。
电力系统事故发生原因： 自然的 设备的 人为的
电力系统继电保护的作用
电力系统事故及事故的防治对策
对策：
•设备的制造、设计、安装各个环节严把质量关，加 强维护、检修，力争把事故消灭在发生之前。 •电力系统各设备之间是电和磁的联系，故障一旦发 生，故障量将以近似光速的速度影响其他非故障设 备，甚至引起新的故障。为了防止事故的扩大，电 力系统一旦发生不正常运行状态，能及时通知运行 人员采取措施或启动自控装置，这些必须借助继电 保护装置。
电力系统继电保护的作用
•电流超过了额定值，使电气元件载流部分和绝缘材料温 度不断升高，加速绝缘老化和损坏，并有可能发生故障。

过负荷状态
因短路故障引起邻近健全设备处于电流严重升高状态， 对于健全设备而言。 •因功率缺额而引起的频率降低
•因发电机突然甩负荷而产生的过电压 •电力系统发生振荡
电力系统继电保护的作用
电力系统继电保护的作用
继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电 力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电 保护装置设计、继电保护运行与维护等技术构 成，而完成继电保护功能的核心是继电保护装 置。 继电保护用来泛指继电保护技术或继电保护系 统，习惯上可把继电保护装置简称为继电保护。
继电保护的基本原理
电力系统继电保护的作用
电力系统的故障状态和不正常运行状态
故障状态：电气元件发生短路、断线时的状态。 最常见且最危险的故障状态是各种形式的短路。
发生短路时可能引起的后果： 强大的短路电流和电弧，烧毁故障设备；
损坏非故障设备；
使电能质量恶化； 破坏系统稳定性。
不正常运行状态：电气元件超出正常允许的工 作范围，但没有发生故障的运行状态。
对继电保护装置的基本要求
K2
k2点发生短路时，主保护5或断路器5拒动，可利用保护5的动作信号起动 一个特殊的装置使与母线B相连的断路器2QF和4QF跳闸来切除电源，从 而隔离故障。由于上述后备保护的作用是在主保护安装处实现的，—— 近后备保护。
对继电保护装置的基本要求
速动性
快速地切除故障可以提高电力系统的稳定性， 减小用户在电压降低的情况下工作的时间，缩 小故障范围，以及缩小故障元件的损坏程度。