[工学]继电保护讲义.ppt

电力系统 电力系统是由电力生产的5个环节：发电、输电、变电、配电和用电组成的整体。输电网和配电网统称为电网。完成一次能源转换成电能并输送和分配到用户的统一系统称为一次系统；对一次系统进行保护、控制、测量、调节、监视、通信等相应的辅助系统称为二次系统。 继电保护 当电力系统中的电力元件发生故障时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力元件的一般称为继电保护装置。 安全自动装置 当电力系统本身发生故障或危及其安全运行的事件时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力系统的通称为电力系统安全自动装置。 功率 瞬时功率：电阻、电感和电容的瞬时功率。 有功功率：用电设备真实消耗掉的功率称为有功功率。有功与频率相关； 无功功率：在完成电能转换为机械能的过程中，建立电、磁场需要的功率称为无功功率，无功与电压相关。 频率、电压和谐波是反映电能质量的三大指标，频率和电压又是保持电网稳定最重要的电气量。现在有人加供电的可靠性。 功率 一次，以母线流向线路为电流正方向；母线对地为电压正方向。 二次，极性端流入继电保护装置为电流正方向；极性端对地为电压正方向。 只有这样规定，才有： 当接入R时，发电机发出P，P0；负荷受入P。Q=0。电压电流同相。 当接入L时，发电机发出Q，Q0；负荷受入Q。P=0。电压超前电流900。 当接入C时，发电机受入Q，Q0；负荷发出Q。P=0。电压滞后电流900。 功率 同步稳定 三道防线 1常见的普通故障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行和正常供电；2为出现概率较低的较严重的故障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行，但允许损失部分负荷；3为罕见的严重复杂故障，电力系统在承受此类故障时，如不能保持系统稳定运行，则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。 1合理的电网结构和电源布局，保护重合闸和开关正确动作，必须保持稳定和正常供电；2保护重合闸和开关正确动作，必须保持稳定，但允许损失部分负荷（切机、切负荷、解列）；3振荡解列、低周低压减载等 。 符号法 正弦量三要素，振幅、频率和初相角，在研究稳态工频量时，频率是常数，由欧拉公式，可以将同频率的正弦量转换为复数运算。 对称分量法 可以用三相线路电压方程引入概念。 对称分量法 对称分量法 对称分量法 特点： 1三序网相互独立。将相量的满阵转换为对角阵。 2正常运行和对称故障只有正序。不接地两相短路有正序和负序。接地短路和不对称断线有正、负、零序。 3负序和零序属故障分量，其对应的序网络是无源网络，外加源在故障点。 正序定则 序网（略） 电力系统对继电保护的要求 “四性”： 可靠性（可信赖性和安全性） 选择性 快速性 灵敏性 “四性” 可靠性（可信赖性和安全性） 可信赖性：要求继电保护在设计要求它动作的异常或故障状态下，能准确地完成动作，即要求不拒动。 安全性：要求继电保护在非设计要求它动作的其他所有情况下，能够可靠不动作，即要求不误动。 可信赖性与安全性是一对矛盾。实际应用中它与接线方式与电网结构有关 。 对于220kV电网以可信赖性为主，重点防止保护拒动。 对于500kV电网以安全性为主，重点防止保护误动。 “四性” 继电保护选择性 选择性是指期望能在电力元件发生故障时，由最靠近故障元件的继电保护装置动作断开故障。 继电保护选择性是通过合理的动作值整定来完成。 选择性整定原则：越靠近故障点的保护装置的动作灵敏度越大，动作时间应越短。 “四性” 继电保护快速性 继电保护快速性是指继电保护装置应以允许的可能最快速度动作切除故障。 继电保护快速跳闸，一方面可以减轻故障设备的损坏程度，另一方面是提高电力系统暂态稳定的重要手段。 “四性” 注意两点： 1）快速性与可靠性之间存在矛盾—只有在继电保护装置可靠动作前提下的快速性才有实际意义。 2）快速性并不是愈快愈好---只有在系统暂态稳定需要的前提下才是合理的。 继电保护快速性对通道传输时间有规定要求。 华中电网500kV线路保护切除故障时间变化：110ms→90ms →70ms，对电网稳定贡献巨大！ “四性” 继电保护灵敏性 继电保护灵敏性是指继电保护装置对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠地动作能力 。 在规程中规定每种保护元件的具体灵敏系数。 继电保护对动作的灵敏性是出于保护装置可靠动作需要。 “四性” 注意：正确处理灵敏性与选择性之间矛盾。 愈灵敏愈能可靠反应要求动作的故障或异常状