电力系统继电保护,课程基本信息,课程名称：电力系统继电保护 面对专业：电气工程及其自动化 课程类别：专业课程 总学时：80学时（其中上课72学时，实验8学时） 选用教材：《电力系统继电保护》张保会、尹项根主编 2010年3月第二版 先行课程：电路；电机学；电力系统分析；发电厂电气部分、微机原理等目 录,第一章 绪论 第二章 电网的电流保护 第三章 电网距离保护 第四章 输电线路纵联保护 第五章 自动重合闸 第六章 电力变压器保护 第七章 发电机保护 第八章 母线保护 第九章 数字式继电保护技术基础,讲课学时分配表,章次 内 容 学时 1 绪论 4 2 电网的电流保护 14 3 电网距离保护 15 4 输电线路纵联保护 8 5 自动重合闸 4 6 电力变压器保护 10 7 发电机保护 9 8 母线保护 4 9 数字式继电保护技术基础 4,实验学时分配：,1）电流、电压和时间继电器特性实验； 2学时 2）功率方向继电器特性实验 ； 2学时 3）方向阻抗继电器特性实验 ； 2学时 4）线路保护演示实验 ； 1学时 5）微机变压器差动保护演示实验； 1学时,1 绪 论,学习目的：,1、弄清电力系统的运行状态这一与继电保护关系密切的基本概念； 2、理解继电保护及其任务； 3、理解继电保护的作用原理； 4、了解继电保护装置的组成； 5、掌握对继电保护的基本要求； 6、了解继电保护的发展。
1.1 电力系统的运行状态,正常运行状态 故障状态 不正常运行状态,1.1.1 正常运行状态,,(1)三相对称 系统结构三相对称 系统运行参数三相对称 (2)各运行参数为额定值或者其波动范围不超过规定值 满足：等式约束和不等式约束,1.1.2 不正常运行状态,特点：三相仍然对称，其运行参数较大的偏离其额定值（超出允许范围）基本类型：① 过负荷（过载） ② ƒ↓或U↓ ③ 过电压←甩负荷 ④ 振荡,1.1.3 故障运行状态,特点：三相对称被破坏，各种运行参数激剧且严重偏离其额定值故障类型,,,,对称短路 K（3） 短路 不对称短路K（2） K（1，1） K（1） 单相断（复合序网同K（1，1）） 断相 两相断（复合序网同K（1））,各种短路故障的相对几率：,（220kV线路08年统计见P3表1.1） 02年 K（3）—1.14% K（2）—1.88% K（1，1）—6.12% K（1）—88.7%,短路的原因：,．绝缘损坏（雷击、机械损伤、老化等） . 过电压 ．误操作 ．动物跨越裸露部分,短路的危害：,① 短路点：IK>>IN 形成电弧，严重时烧坏设备； ② IK→元件的热动稳定被破坏； ③ 由于功率平衡被破坏→破坏系统的稳定性； ④ 母线电压U↓→影响用户的正常工作。
1.1.4 继电保护的作用,,“电力系统自动化（控制）”（自动操作控制、调节）“电力系统继电保护与安全自动装置”,继电保护的概念：当电力系统发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出报警信号继电保护技术 继电保护装置,Power System Protection,继电保护技术是一个完整的体系，包括电力系统故障分析、各种继电保护原理及实现方法、保护设计、运行、维护等技术 继电保护装置是完成继电保护功能的核心任务：,1）反应元件的故障，控制QF跳闸，切除故障 2）反应元件的不正常运行状态，给出报警信号 3）与其他自动装置配合，提高供电可靠性1.2 继电保护的基本原理及其组成,1.2.1 继电保护的基本原理,“区分元件运行状态”→找出可测参数（电气量）的“差异”,短路运行参数的特点： ① I↑↑→过电流保护； ② U↓↓→低电压保护；,,,,,,,,,,,,,③ 相位及 大小变化正常→ 很小，但 很大；短路→ 增大≈90°，但 变小 →阻抗保护，方向电流保护; ④ 元件两端电流变化;,⑤反映I2 、I0 的 序分量保护；,⑥非电气量：瓦斯保护，过热保护。
原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好1.2.2 继电保护装置的构成,,执行回路无输出——“正常”保护装置不动作 执行回路有输出（保护装置动作）——“QF跳闸”（“故障”）——“信号” （“不正常”）,1.2.3 继电保护的工作回路,,P7 图1.4,1.2.4 电力系统继电保护的工作配合,,P8 图1.5 保护范围 “有重叠区”,,按保护所起的作用分： 1）主保护（Primary Protection） 2）后备保护：（Back-up Protection）近后备、远后备,电力系统的每一处都在保护范围覆盖下 没有安装保护的电力元件是不允许接入电力系统工作的1.3 对继电保护的基本要求,1.3.1 可靠性,可靠性、选择性、速动性、灵敏性,1）保护装置在不应该动作时，不误动→安全 2）保护装置在应该动作时，不拒动→可依赖 影响可靠性的因素： 内在的：装置本身的质量 外在的：运行维护水平、安装调试,1.3.2 选择性,目的：缩小故障的影响范围，减小停电损失1.3.3 速动性,（保护装置动作时间尽可能小） 意义：①减少用户在低电压下的工作时间。
②保护故障设备 ③切除故障太慢，可能扩大故障影响范围 ④可以提高系统并列运行的稳定性决定速动性的因素：（故障切除时间）保护装置动作时间（10-40ms）QF分闸时间（20-60ms）,,,,1.3.4 灵敏性,指在最不利的条件下，保护装置对故障的反应能力 指标：灵敏系数 Ksen,反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）,反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）,总原则：严格的选择性较高的灵敏性要求的速动性必保的可靠性上述四个基本要求是设计、分析研究继电保护的基础，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1.4 继电保护的发展,原理：随电力系统的发展和科学技术的进步而发展 过电流保护 （1901年） —（最早熔断器） （1908年）—电流差动保护 （1910年） —方向性电流保护 —距离保护 （1920年） —高频保护 （1927年） —微波保护 （50年代） ——行波保护、光纤保护（70年代 ） 构成保护装置的元件： 机电型 (电磁型、感应型、电动型) ——电子型 （晶体管、集成电路 ）——微机型,《电力系统继电保护》课的特点与学习方法：,纵向认识：故障特点→保护装置的工作原理→保护装置的主要元件及基本原理→保护的主要元件参数的整定→保护接线→对该保护的评价（优缺点及应用范围） 横向认识：各种保护的联系、对比。