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1、电力系统继电保护 熊小伏 重庆大学电气工程学院 电力系统概况 电力系统：由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电 能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电 动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供 应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同 形式的能量。 Company Logo 电力系统概况 发电发电 厂 变电变电 站 输电输电 网 配电电网 负负荷 电力系统的组成 Company Logo 电力系统概况 发电厂 火电 锅炉汽轮机发电机 水电 水库水轮机发电机 核电 核反应堆汽轮机发电机 可再生能源 如风能、地热能、太阳能、潮汐等 Company
2、Logo 电力系统概况 火电机组 核电机组 水电机组风电机组 电力系统概况 负荷电动机、电炉、电灯等各种消耗电能的设备 电力系统概况 电电力网络络是由变压变压 器、电电力 线线路等变换变换 、输输送、分配电电能设设 备备所组组成的部分 电力系统概况 变电站：电力系统中变换电 压、接受和分配电能、控制电 力的流向和调整电压的电力设 施。 变压器是变电站的主要设备 ，主要用于变换电压。 变电站的设备还有开闭电路的 开关设备，汇集电流的母线， 计量和控制用互感器、仪表、 继电保护装置和防雷保护装 置、调度通信装置等，有的变 电站还有无功补偿设备。 电力系统概况 变电站：电力系统中变换电 压、接受和分
3、配电能、控制电 力的流向和调整电压的电力设 施。 变压器是变电站的主要设备 ，主要用于变换电压。 变电站的设备还有开闭电路的 开关设备，汇集电流的母线， 计量和控制用互感器、仪表、 继电保护装置和防雷保护装 置、调度通信装置等，有的变 电站还有无功补偿设备。 v水电厂 二滩电厂大坝 v水电厂 二滩电厂控制室 v水电厂 三峡电厂大坝 v水电厂 三峡电厂厂房内 v核电厂 v变电站 v变电站主控室 v风力发电厂 电力系统的特点及基本要求 v发电、输电、用电几乎同时完成 v发电功率=用电功率+损耗功率 v保障电能质量：频率、电压、波形 v实际情况： 不可控因素：负荷波动、（新）电源波动 自然环境变化
4、电网如何应对？ 继电保护名词术语： Relay Protection Power system protection 继电保护专业在电力系统中的位置： 电力专业常规划分：一次、二次 继电保护学习方法建议： 从整体到具体 目标学习法 继电保护的相关知识： 电力系统故障分析、发电厂电气部分 、电机学、电路原理 重庆大学继电保护在国内的地位： 国内最早开设微机保护培训班 国内首先提出参数辨识变压器保护 独特的直流接地检测方法 负荷辨识低频减载 风电并网故障分析理论 中国继电保护技术在国际上的地位： 骄傲与不足 继电保护的前景 不可缺少的专业技术 与先进技术的融合 继电保护与智能电网？ 大规模新能源并
5、网故障与保护 微型电网保护 学习继电保护的好处？ 改变你的思维方式 改变你的行为方式 教你处理全局问题 掌握一门核心技术 电力系统继电保护的任务和作用 1 对继电保护的基本要求 2 继电保护的基本原理及保护装置的组成 3 绪论 （2）不正常运行 （3）故障 电力系统运行状况 （1）正常运行 指电力系统运行参数严重偏离额定值 ，通常有过负荷、过电压、频率降 低、系统振荡等。 指短路和断线（非全相运行），最常 见、最危险的故障是短路，其中发生 概率最大的是单相短路接地，其次是 两相短路。 电力系统故障分析 （1）单相（A相）接地短路 故障处电流相量： （2）两相（B、C相）短路 电力系统故障分析
6、如假设正序和负序阻抗相等，则 即两相短路时在短路点处故障相电流等于三相短路时的 倍 （3）两相（B、C相）短路接地 电力系统故障分析 故障处各序电流： （2）设备承受大电流，发热和电动力使导体、绝缘遭受破坏， 加速其老化； （3）使故障区域的电压大幅度下降，影响正常供电 电力系统发生短路时可能产生 的严重后果 （1）故障处的短路电流引燃电弧，烧坏故障设备 （4）破坏电力系统的稳定性 （2）继电保护的基本任务 继电保护概念及基本任务 （1）继电保护概念 综上所述，继电保护在电力系统中的主要作用是保护元件、缩 小故障波及的范围，提高系统运行的可靠性 对继电保护的基本要求 选择性 速动性 灵敏性 可
7、靠性 主保护、后备保护 一般只有远后备不能满足要求时才考虑近后备 保护方式。 一般的，把反映被保护元件严重故障，快速动作于断路 器跳闸的保护装置称为主保护；把主保护失效时备用的保护 装置称为后备保护。 近后备：主保护拒动时，本元件另外一套保护装置作为 后备保护，近后备安装在主保护处。 远后备：远后备要伸入本级保护的下一级，它保护本线 路及下一级线路的全长 综上，选择性、速动性、灵敏性和可靠性被称为继电保 护的“四性“，其间，既有矛盾一面，又有在一定条 件下统一 的一面。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的工作就 是要处理好“四性“的辩证统一关系。 除了以上四项基本要求外，还应该考虑经济性与可
8、维护 性。 （2）反映非电气量的保护 继电保护的基本原理 （1）反映电气量的保护 电力系统发生故障后，工频电气量会发生变化。 a、反映电流增大，构成电流保护 b、反映电压降低，构成电压保护 c、反映电压与电流之间的相位角改变，构成功率方向保护 d、反映测量点处电压与电流矢量比，即测量阻抗变化，构成距离 保护 e、出现负序和零序分量，序分量保护 f、元件的流入和流出电流的关系变化，构成差动保护 反映非电气量的变压器瓦斯保护和温度过热保护。 （2）继电保护装置的组成 继电保护装置的组成 （1）继电保护装置分类 按控制过程信号：模拟型，数字型。 模拟型：机电型和静态型。 测量回路，逻辑回路，执行回路。组成方框图如下：
