电力系统继电保护原理——绪论西安交通大学电力系统继电保护课件）.ppt

电力系统继电保护原理 电力工程系 康小宁kangxn@xjtu.edu.cn 绪论—电力系统运行状态及继电保护的作用 绪论—电力系统运行状态及继电保护的作用 绪论—电力系统运行状态及继电保护的作用 绪论—继电保护的基本原理及其构成 * 绪论 计划学时 教学重点 继电保护的作用 继电保护的基本原理 继电保护的四项基本要求 电力系统的构成 一次设备Primary equipment 传输能量，连接于互感器一次侧 二次设备Secondary device 传输信息，连接于互感器二次侧 电力系统运行状态 正常运行状态 不正常运行状态 故障状态 电力系统控制目标 通过自动的和人工的控制，使电力系统尽快的摆脱不正常状态和故障状态，能够长时间在正常状态下运行 绪论—电力系统运行状态及继电保护的作用 电力系统不正常运行状态的危害 概 念： 通常指运行参数超出额定范围，或电能质量不能满足要求但又没有故障的运行状态 常见现象：过负荷，过电压，频率过低或过高，系统振荡。 主要危害：绝缘老化，降低设备使用寿命电能质量下降，影响用户生产影响系统运行 处理措施：通过人工或自动方式消除，但前提是要能够检测出系统处于不正常状态。可发信号，提醒运行人员处理；也可以延时跳闸。 电力系统故障状态的危害 概 念：在运行设备正常的支路外增加了非绝缘支路（短路）或正常支路开断 常见现象：短路，断线 主要危害： 对故障设备：故障电流使故障元件损毁 对非故障设备：短路电流减少其使用寿命 对电力用户：影响用户正常用电、电能质量下降 对电力系统：危害系统稳定运行，造成大面积停电 架空线故障实景 故障损毁的电抗器 继电保护的作用 故障不可避免：自然因素，设备制造因素，人为因素 故障必须快速自动切除：电磁暂态过程短，对设备修复有利，对系统稳定有利 基本任务： 1. 自动、快速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，使无故障部分迅速恢复正常运行。 2. 反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件动作于信号或跳闸 继电保护的基本原理 继电保护原理的研究内容： 分析故障、不正常状态、正常状态下，被保护设备各种（电气或非电气）运行参数的特征和区别。利用该特征构成判别的依据——保护原理。 保护常用的物理量：电流、电压（为什么？） 保护常用的导出参数：功率，相位，序分量，阻抗，方向 绪论—继电保护的基本原理及其构成 故障特征及常见的保护原理 序分量保护 序分量特征 Directional relay 功率方向 Differential relay Σi=i区内,0区外 Impedance/distance relay Z=U/I降低 Over/under voltage relay U升高或降低 Over current relay I升高 常见的保护原理 故障特征 绪论—继电保护的基本原理及其构成 继电保护装置的构成 绪论—继电保护的基本原理及其构成 继电保护装置的构成 测量比较元件：测量被保护元件相关的物理参量（如电流、电压等），与给定的量（定值）进行比较，给出比较结果的逻辑值 逻辑判断元件：根据测量比较元件的输出信号性质，先后顺序，持续时间等，使保护按一定的逻辑关系判断故障的类型和范围，最后确定保护的控制措施（跳闸、报警，或保持不动作） 执行输出元件：根据逻辑判断元件的控制指令，发出跳闸指令，发出告警或不动作 绪论—继电保护的基本原理及其构成 继电保护的工作回路 交流回路：互感器，连接电缆 控制回路：断路器跳闸线圈，信号回路 直流电源回路：保护及控制回路的工作电源 继电保护的正确工作依赖于所有保护回路及其连接电缆的正确工作 绪论—继电保护的基本原理及其构成 继电保护的配合及保护范围的划分 保护分区的目的：为了尽可能的减小因故障跳闸引起的停电区域，电力系统中每个继电保护都有严格的保护范围，称为保护区。保护范围内的故障（区内故障），保护才动作；保护范围外的故障，保护不动作 保护分区原则和方法：保护以断路器位置作为分区的基准（因为断路器是切除和隔离故障的主要设备）。遵循全覆盖原则和重叠区原则，保护区的边界取决于电流互感器的位置。 绪论—继电保护的基本原理及其构成 继电保护的配合及保护范围的划分 保护配置原则：取决于被保护元件的重要程度、经济性以及规程的规定 主保护：通常指能实现全线快速切除故障的保