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1、继电保护及自动装置,主讲：陈一芳,第一章 概 述 一、电力系统的不正常运行状态 系统中设备的运行参数偏离了允许值，但还未发展成故障。 二、故障 电力系统中设备的正常工作已遭到破坏，但未发展成事故。 三、事故 电力系统的正常工作遭到破坏，且已造成严重后果。,四、继电保护和自动装置的任务,、电力系统故障时，保护能自动、准确地切除故障。 、电力系统出现不正常工作状态时，根据运行维护条件确定保护是动作与信号还是跳闸。,五、对继电保护的基本要求,、可靠性：保护的动作应安全可靠。 、选择性：保护的动作应有选择的。 、快速性：保护的动作应快速的。 、灵敏性：保护对故障的反应能力 。,第二章、电网相间短路的电
2、流保护,第一节 略,第二节 无时限电流速断保护（段） 、段的作用：本线路的主保护。 、保护的范围：本线路的一部分。 、整定原则： （）电流的整定 dz1 =kk IDmax 躲过本线路末端短路故障时最大短路电流（最大运行 方式下三相短路）。 （）时间整定：保护的固有动作时间。 （）006秒的作用 躲过避雷器的放电时间。,第三节 时限电流速断保护（ 段）,、段的作用：本线路的主保护。 、保护的范围：本线路全长下一线路的一部分。 、整定原则： （）电流的整定：躲过下一线路段的动作电流。 dz1 =kk IDZ 2 （dz1 =kk IDZ 2 ） （）时间的整定：躲过下一线路段的动作时间 1 .S
3、 （1 =1 S) （）灵敏度校验： dl.ZX（本线路末）/dz1 1.31.5,第四节 定时限过电流保护(段),、段的作用：作为本线路的近后备，下一线路的 远后备 、保护的范围：本线路的全长和下一线路全长 、整定原则 （）电流的整定：躲过最大负荷电流整定。 IDZ=KK.KZq.Ifh.max /Kh （）时间的整定：阶梯形时限特性 1 （）KL近.ZX（本线路末） IDZ 1.5 KL远.ZX（下一线路末） IDZ1.2,第五节 电流保护的接线方式,、何谓电流保护的接线方式： 电流元件与二次侧的连接方式 、接线方式的种类 （）三相完全星形接线： 特点：能反映各种类型的短路故障 （）两相不
4、完全星形接线： 特点：能反映各种类型的相间故障 （）两相三继式： 适用场合：适用于接的变压器保护 目的：提高保护的灵敏度,A,B,C,三相完全星形接线：,*,*,*,*,*,*,A,B,C,两相不完全星形接线：,*,*,*,*,A,B,C,两相三继式：,*,*,*,*,第三章、电网相间短路的方向电流保护,一、方向问题的提出 二、装设场合： 双电源及单电源环网的输电线路,三、装设原则,、判断功率的正方向（母线-线路）。 、同一方向的保护进行阶梯形时限配合。 、同一母线两侧的保护时间较长的保护方向 元件可以省略。,1DL,2DL,3DL,4DL,时间整定例题,1,2,1.5,2,四、功率方向继电器
5、的接线方式,（一）对功率方向继电器的接线要求 、能反映正方向的故障 、能使继电器灵敏地动作,五、接线（相间故障）,、何谓度接线方式 三相电路对称，接入继电器的 电流超前于电压 2、电流电压组合 IJ UJ A Ia Ubc B Ib Uca C Ic Uab,、采用接线、功率方向继电器 的动作分析,(1) 三相短路 (正方向短路）,UA,UB,UC,UBC,IA,IB,IC,UJ,IJ,灵敏线,() 二相短路 B相继电器 Ib Uca (正方向短路）,灵敏线,EA,EB,EC,UB,UC,UA,EBC,Ib,Uca,UJ,灵敏线,IJ,六、按相启动,1、何为按相起动 2、为何要按相启动 防止反
6、方向故障时方向保护误动作 3、不按相启动的后果 反方向故障时方向保护会误动作,LJA,GJA,LJB,GJB,第四章、输电线路的接地保护,一、 中性点的接地方式 （一）大电流接地系统 变压器的中性点直接接地 （二）小电流接地系统 变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地,二、 中性点直接接地电网中线路的接地保护,（一）单相接地时的U、的分布 、的分布 取决于变压器的中性点接地的分布情况，与 电源的数目无直接关系。 方向：接地点-变压器中性点 、的分布 接地点另序电压最高，变压器中性点的另序电压为另。 、的分布 正方向为：线路指向母线,（二）中性点直接接地电网中线路的接地保护,、三段式零序电流保护
7、（1）零序段（无时限零序电流速断） 保护范围：本线路的一部分 整定方式：躲过本线路末端接地故障时最大另序电流 时间的整定：保护的固有动作时间 （2）零序 段（时限零序电流速断） 保护范围：本线路全长下一线路的一部分 整定方式： 电流的整定：躲过下一线路另序段的动作电流 时间的整定：躲过下一线路另序段的动作时间 （） KL：/Id.b1.5,（）零序段（定时限零序过电流）,a 保护范围：本线路的全长和下一线路全长 b 整定方式： 电流的整定：躲过最大不平衡电流 时间的整定：阶梯形时限特性 c K近。 d K远。 2、零序方向电流保护 零序功率方向继电器的接线 Ij=3Io Uj=-3Uo,（三）
8、中性点不接地电网中线路的单相接地保护,、单相接地时的电流、电压 （）接地相电压降低（等于零），其他两相升高（3倍），系统中出现另序电压且处处相等。 （）非故障线路首端的另序电流为本线路对地电容电流之和。 （）故障线路首端的另序电流为所有非故障线路对地电容电流之和 。,UA,UB,UC,UB,UC,、保护（绝缘监察装置）,图 各绕组的变比,第五章、输电线路的距离保护,一、距离保护的优点 保护范围不受或少受运行方式的影响。 二、阻抗元件 能正确测量故障点到保护安装处距离的 元件。 三、何谓距离保护 由阻抗元件构成的保护。,四、名词解释,、测量阻抗Zj 加在阻抗元件上的电压与电流之比 uj/Ij。
9、、整定阻抗Zz 使阻抗元件动作的最大阻抗。 、动作阻抗Zdz 落在圆周上的测量阻抗。,五、距离保护的时限特性,1、距离段： （1）保护范围：本线路的80%-85% （2）时限特性：保护的固有动作时间 2、距离段 （1）保护范围：本线路全长+下一线路的30%-40% （2）时限特性： =0.5s 3、距离段 （1）保护范围：本线路的全长和下一线路全长 （2）时限特性：阶梯形时限特性（与下一线 路 段配合）,六、阻抗继电器,1、全阻抗继电器 （1）动作方程: |ZJ|ZZ| （2）动作特性 2、方向阻抗继电器 （1）动作方程: |ZJ-1/2ZZ|1/2ZZ| （2）动作特性 3、偏移特性阻抗继电
10、器 （1）动作方程: |ZJ-ZO|ZZ-ZO| （2）动作特性,R,jX,Zz,Zj,R,jX,Zz,Zz,Zj,1,2,Zj,Z0,4、多边形阻抗继电器,R,jX,15,15,45,防止在双电源的情况下，在保护区末端 经过渡电阻短路时可能出现的超范围现象,克服线路末端 故障过渡电阻的影响,保证在保护出口处经 过渡电阻短路时能可靠动作,保证在 线路上 发生金 属性短 路时能 可靠动 作,七、具有插入电压的方向阻抗元件,1、记忆电压: 消除保护出口处附近短路时,存在的电压死区 2、第三相电压引入的作用。 （1）消除在记忆电压消失后保护装置正方向两相短路时的死区。 （2）防止在保护安装处背后(反
11、方向)两相短路时,记忆电压的作用消失后保护误动作。,八、阻抗继电器的接线方式,1、对阻抗继电器的接线方式的要求： （1）应使继电器的测量阻抗与故障点到保护 安装处的距离成正比，而与电网的运行 方式无关。 （2）继电器的测量阻抗与故障类型无关，即 其保护范围和灵敏度，均不随故障类型 而改变 。,九、0o接线（相间距离）,1、三相电路对称，接入继电器的电流与电压成 。 2、电流电压组合 A Ij=Ia-Ib Uj=Ua-Ub B Ij=Ib-Ic Uj=Ub-Uc C Ij=Ic-Ia Uj=Uc-Ua,十、带零序电流补偿的接线方式（接地距离）,、IJ接相电流k3IO,加相电压 、电流电压组合 A
12、 IJIa+ k3IO =Ua B IJIb+ k3IO =Ub C IJIc+ k3IO =Uc,十一、影响阻抗元件正确测量的因数,、过渡电阻Rg的影响：使变大，保护范围变小。 （1）离越近的保护影响越大 （2）对全阻抗继电器影响最 小，对方向阻抗继电器影响 最大。 （3）对段无影响，对段 影响很大（加瞬时测定）， 对段影响不考虑（因为 段的保护范围大）。,1,2,2、分支电流的影响,（1）助增电流： 使变大，保护范围变小。 （2）汲出电流的影响： 使变小，保 护范围变大。,1,2,3、系统振荡的影响,（1）影响：使阻抗继电器误动。 （2）消除方法：采用振荡闭锁装置 。,4、断线闭锁装置 （
13、PT二次侧断线）,（1）影响：使阻抗继电器误动 （2）消除方法：断线闭锁装置,第一节 输电线纵联差动保护 实现全线速动需同时获取线路首端和末端的电气量。 将线路一侧的电气量的信息传送到另一侧去，即线路两侧之间发生纵向的联系。这种保护称输电线路的纵联保护。 1、分类（按通道的不同类型） （1）导引线纵联保护； （2）电力载波纵联保护（高频保护） （3）微波纵联保护 （4）光纤纵联保护,第七章 输电线路的高频保护,影响纵差保护正确工作的因素 1、电流互感器的误差和不平衡电流； （1）稳态情况下的不平衡电流 （2）暂态过程中的不平衡电流 2、导引线的阻抗和分布电容对输电线纵差的影响； 3、导引线的故
14、障及感应过电压对保护的影响。 导引线纵差保护只适用于短线路或集中元件。,第二节 输电线路的高频保护,一、高频保护的作用 输电线路发生故障时，自线路两端快速切除故障线路。 二、何谓高频保护 以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端的电气量。,三、高频保护的分类,（一）高频闭锁方向保护 以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端 的功率方向。 （二）相差动高频保护 以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端 的电流相位。,四、高频通道,阻止高频电流外流，以免产生不必要的损耗和造成对其他高频通道的干扰。但不影响工频电流的传输。阻高频，通工频。 （二）耦合电容器的作用 将发信机发出的高频电流送至高压输电线路，并使对端送来的高频电流进入收信机。,（一）阻波器的作用,与耦合电容器一起构成一个带通滤波器，并进行阻抗匹配。 （四）高频电缆的作用 高频电缆是高频收发信机或载波机和结合滤波器的连接线。 高频电缆又称为同轴电缆，它有内、外两个导体，芯线是内导体，外皮( 铅皮或铜丝网)是外导体。高
