建筑供配电第7章 供电系统的保护.ppt

第7章 供电系统的保护 7.1 继电保护基础 供电系统中的继电保护是系统安全运行的重要保证，是自动、迅速、准确切除故障的指令环节，也是电站二次回路的主要组成。 7.1.1 继电保护任务 正常运行状态中，除系统全部设备投入运行的状态之外，也包括部分设备的计划检修状态与紧急检修状态。 事故运行状态主要指运行过负荷、故障丢负荷、单相接地及变压器轻瓦斯动作等事故状态。 故障状态主要指各类系统短路以及变压器重瓦斯动作等系统故障分闸前的状态。 系统保护的任务主要包括以下内容： （1）当系统发生故障时，自动、迅速、准确地切除系统中的短路故障元件，以保证非故障部分系统的正常供电。 （2）当系统发生事故时，正确反映电气设备的事故运行状态，便于操作人员采取措施，以及时恢复电气设备的正常运行。 （3）与系统中的故障线路自动重合闸或备用电源自动投入等自动装置相配合，提高系统的供电可靠性。 7.1.2 继电保护装置 继电保护装置是保护系统的基本功能单元，经历了电磁式、感应式、晶体管、集成电路及微型计算机等几个发展阶段，其中前两者称为机电式保护，后三者称为电子式保护。保护装置一般由测量、逻辑与执行三个部分组成，各组成部分的联系如图7-1所示。 7.1.3 系统保护性能 供配电系统中的保护概念存在保护装置与保护系统两层含义，各个局部位置上的各个保护装置合成为一个完整的保护系统。 为达到对一次系统有效保护的目的，继电保护的动作应具备选择性、可靠性、速动性及灵敏性等四项基本性能。保护装置除正常动作之外，也存在非正常动作的可能； 不应动作而动作的称为“保护误动”，应该动作而不动的称为“保护拒动”。 （1）选择性 系统发生故障时，继电保护应有选择的动作，即只切除故障元件，使停电范围减到最小范围，以保证非故障部分仍能正常运行。 （2）可靠性 保护可靠性存在设备可靠与定值可靠两个概念。 设备可靠系指保护装置自身的设备质量指标； 定值可靠系指保护动作定值与运行参数量值之间的关系。 （3）速动性 保护速动性系指保护装置在故障发生后尽快切除故障，以防设备的损伤与故障的扩大。 （4）灵敏性 保护灵敏性也存在设备灵敏与定值灵敏两个概念。 设备灵敏系指保护装置自身的机械灵敏；例如，过流继电器的返回系数越大，则保护装置的设备灵敏性越强。 定值灵敏为保护动作定值与故障参数量值之间的关系。例如，最小故障参数大于保护定值，则为定值灵敏。 7.1.4 保护系统特点 保护系统应具有如下的特点： 1 不同元件的不同保护 系统中的变压器、线路、母线及电容器等元件具有不同特质，需要采用不同的保护方式。如母线的电气距离极短，只有用电流差动保护；线路的电气距离最长，可用三段电流保护及零序电流保护。 2 不同故障的不同保护 针对不同特点的系统故障，存在不同的保护种类。例如，线路的相间短路电流较大，可用三段电流保护；对地短路电流较小，并具有零序电流特点，可用零序电流保护。对于小接地电流系统的接地事故，系统保护分为零序电流保护与零序电压保护。 3 保护对象与范围不同 任何保护品种总是具有一定的局限性，总是针对特定的保护对象与特定的保护范围。保护对象可以是相间短路或接地短路，保护范围可以是针对本级线路或本级与后一级线路。 4 系统的主备保护配合 对于系统中某一故障点的某种故障形式，均应存在最近距离与最快速度的主保护。为防止主保护的拒动，应具备防拒动后备保护。最近距离的较慢后备保护称为近后备保护，较远距离的较慢后备保护称为远后备保护。近后备保护用有限延长故障时间，远后备保护用有限扩大停电范围，避免了系统故障的扩大。 5 定值计算与定值设置 保护定值需要通过特定的“定值计算”获得具体数值，并需要通过特定的“定值设置”将其固化在具体装置上以便执行。保护定值的计算与设置过程统称为保护的“定值整定”。 6 防止误动与防止拒动 防止保护误动只能依靠保护的设备可靠性与定值可靠性，而不存在防误动后备保护的概念。防止保护拒动除了依靠保护的设备可靠性与定值可靠性之外，还可以依靠近后备及远后备保护。 系统保护的基本概念之一就是：宁可误动，不可拒动。 7.2 保护用继电器 电磁式继电器按照其动作的物理量性质可分为电流型与电压型；按照驱动电源性质可分为交流型与直流型；按照反映的量值变化可分为过量型与欠量型（如过流继电器与欠压继电器）；按照其功能可分为启动型、时间型、信号型及中间型等。 7