《继电保护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《继电保护（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、 电力系统的组成。电能成为国民经济不可缺少的一部分，生产和科学技术的进步，使得发电机单机容量不断增大，发电厂的规模不断扩大，输送距离增大，并且对电能的可靠性提出了更高的要求。于是逐步地将一个个孤立的发电厂、变电所连接起来，形成强大的电力系统。电力系统由发电厂、变电所、输电线路、用户等部分组成。发电厂把不同的能量转化成电能。在输电过程中，为了满足不同用户对经济供电的要求，就得采用多种电压等级的方式输送电能，电力系统中的电压等级的升高及降低，是通过变压器完成的，安装变压器及其它装置的整体，称为变电所。1.1一次设备、二次设备、电气主接线一次设备。直接生产和输配电能的设备称为一次设备。电能由发电
2、机发出，经过一系列的一次设备直接送到用电器，从而完成电能的生产与使用的全过程。一次设备主要包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、限流电抗器、母线、电缆、互感器等。二次设备。对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的辅助设备，称为二次设备。二次设备主要包括仪表、信号、继电保护装置和自动控制设备等。电气主接线。在发电厂和变电所中，为了适应各种运行方式的需要，将各种设备根据要求，按着一定次序连接成为固定的电路。一次设备所连成的电路，称为一次电路或电气主接线。常见的主接线为单母分段接线、内桥接线。典型接线图如下图所示。1.2断路器、隔离开关、母线断路器：又称开关。是用在高压电路正常或故障状态下，接通
3、与断开电路的专用电器。断路器部分的触头部分装有特殊的灭弧装置。灭弧装置能迅速地熄灭在切断电路过程中触头间的电弧，使电路可靠迅速地断开。电力系统运行中，如果系统发生故障，则由继电保护装置动作，自动断开断路器，使故障点与系统正常部分断开。隔离开关：又称刀闸。隔离开关的触头部分没有特殊的灭弧装置，它不能熄灭在切断电路过程中触头间所产生的电弧。隔离开关主要起隔离电压和切换电路的作用。隔离开关一般应与断路器串联接入电路。母线：母线起着汇集和分配电能的作用。一段母线上有进线和出线，这些线路有共同的电压，但是负荷电流分配不同。变电站的主接线不同，所拥有的母线段数也不同。1.3互感器电力系统中的一次信号一般都
4、是很大的信号，如10KV的电压，5KA的电流等等，这种大信号是无法输入保护装置及测量回路的，需要有一种装置把这些大信号按比例变换到小信号，这就是互感器。目前大部互感器是应用变压器原理（即电磁感应原理）来变换电压和电流，这种互感器也称电磁式互感器。根据所变换的信号不同，互感器可分为电压互感器和电流互感器。电压互感器和电流互感器是一次系统和二次系统间的联络元件， 用以分别是向测量仪表（电度表、电流表、电压表）、继电保护及自动装置等供给信号，实现对电力系统的主要运行参数的监测。互感器在电力系统中的作用具体表现在如下两个方面：1） 将一次回路的高电压和大电流变换成二次回路标准的低电压、小电流。电压互感
5、器二次侧的额定电压规定为100V（线电压）或57.7V（相电压）。电流互感器二次侧的额定电流规定一般为5A。这可以使测量仪表和继保装置标准化、小型化，二次设备的绝缘水平按低电压统一的标准进行设计，以降低成本和价格，而且使用方便。2） 一次系统和二次系统是通过互感器联络的，这样它就起到了一次高压与二次低压的隔离作用。并且互感器必须有一点接地，从而确保了运行人员和二次设备的安全。电流互感器的特点和要求：1） 一次绕组与高压回路串联，I1只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。2） 二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全。3） CT二次回路必须有一点直接接地，防止一、
6、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。电压互感器的特点和要求：1） 一次绕组与高压电路并联。2）二次绕组不允许短路（短路电流烧毁PT），装有熔断器。3）二次绕组有一点直接接地。电流互感器在变电站中一般根据精度及量程分为两种，即保护CT、测量CT。在变压器保护中，保护CT还会分为过流CT及差动CT。电压互感器在大多数站里是保护和测量合用的，但有的厂站也会分开。 虽然二次设备已经把电流和电压变为标准的低电流和低电压，但是仍不在计算机可以采集的信号量程内，所以，在申瑞DEP系列的产品中，交流采样板（8201，6501）的任务就是将二次侧的电流和电压，通过自身的电流和电压变送器再次进行降低，
7、降低到AD采样板可以接受的电流和电压等级。我们的保护CT和监测CT是分开的，PT是共用的。二基本概念2.1电力系统继电保护的概念与作用1. 继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。 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、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。 继电保护装置是完成继电保护功能的核心。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。如我公司现在的DEP820系列保护装置。2. 电力系统的故障和不正常运行状态：（三相交流系统）* 故障：各种短路（三相短路、两相短路、单相接地短
8、路等）和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果：1 电流增加 危害故障设备和非故障设备；2 电压降低 影响用户正常工作；3 破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统振荡，互解）* 不正常运行状态：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。以上不正常运行态可能会动作于发信号或动作于解列（跳闸）。3继电保护装置的作用：在最短的时间辨认出故障状态、不正常运行状态，并作出相应处理。继电保护装置被形象的比喻为“静静的哨兵”2.1继电保护的基本原理、构成与分类2.1.1基本原理继电保护主要是为区分系统正常运行状态与故障
9、或不正常运行状态，这就决定了其原理是找差别。举例说明：故障时电流增加 过电流保护故障时电压降低 低电压保护区内故障功率方向与区外故障功率方向相反 方向保护故障时阻抗降低 阻抗保护区内故障与区外故障的差动电流（大小？）不同 电流差动保护故障时有负序分量或零序分量 序分量保护另外还有非电气量：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。继电保护分为两种原理：过量保护及欠量保护。所有的保护原理都是根据电流/电压/开入量套入原理中计算，最终得出一个结果：跳闸与否。 无论是过量或欠量，其实都是电力系统稳态与暂
10、态的两种不同运行状态导致的各电气信号不平衡，如：过流、低压，低周等等。保护装置就要针对这种不平衡迅速反应，以最快的速度，最小的代价切除发生不平衡的故障区。2.1.2构成以过电流保护为例：一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。（1） 测量元件作用：测量从被保护对象输入的有关物理量模拟量（如电流、电压、阻抗、功率方向等）。（2） 逻辑元件作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的原理及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。（3） 执行元件： 作用：根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故
11、障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。2.1.3分类 几种方法如下：（1） 按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；（2） 按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；（3） 按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；（4） 按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；（5） 按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保护 满足系统稳定和设备安全要
12、求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护 主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。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来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。辅助保护：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。2.2对继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。（一） 选择性（最小的代价）：选择性是指电力系
13、统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。（二)速动性（最快的速度）：快速切除故障。其目的是：提高系统稳定性；减少用户在低电压下的动作时间；减少故障元件的损坏程度 ，避免故障进一步扩大。 T= tbh + tDL；T故障切除时间；tbh-保护动作时间；tDL-断路器动作时间；一般的快速保护动作时间为0.060.12s，最快的可达0.010.04s。一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.06s。(三）灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何
14、，都能灵敏地正确地反应出来。对反应于数值上升而动作的称为过量保护（如电流保护）对反应于数值下降而动作的称为欠量保护（如低电压保护）（四）可靠性（不拒动、不误动）：指发生了属于保护装置该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。影响可靠性有内在的和外在的因素：内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等；外在的：运行维护水平、调试是否正确、正确安装上述四性是分析研究继电保护性能的基础，它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。三、保护种类3.1过流保护三段式第段电流速断
15、保护第段限时电流速断保护第段过电流保护主保护后备保护配置：一、电流速断保护（第段）： 对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定。仅靠动作电流值来保证其选择性能无延时地保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。二、限时电流速断保护（第段） 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性。在满足要求前一条的前提下，力求动作时限最小。因动作带有延时，故称限时电流速断保护。限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性与第段共同构成被保护线路的主保护，兼作第段的近后备保护。三、定时限过电流保护（第段）作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。第段的IdZ比第、段的IdZ小得多，其灵敏度比第、段更高；在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，
