华北电力大学国家级精品课《电力系统继电保护》课件_(第一章)教学教材.ppt

主讲人：肖仕武 电力工程系四方研究所 Office: 教五B309 North China Electric Power University 电 力 系 统继电保护原理 第一章 绪论 一、电力系统继电保护的作用 二、基本原理和保护装置的组成 三、对继电保护的基本要求 四、继电保护的发展简史 五、继电保护学习的特点 附录一：继电器的分类、型号和表示方法 一、电力系统继电保护的作用 1. 电力系统的三种状态：故障、不正常运行、正常状态 （1）故障状态：发生短路故障，各种型式的相间、单相短路故障。 .故障产生的后果： ①通过故障点的很大的短路电流使故障元件进一步损坏； ②短路电流流过相邻非故障元件，可能损坏或缩短其使用寿命； ③故障附近地区电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量； ④破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。 故障的对策：一旦故障发生，必须迅速而准确地切除故障设备，保证电力系统的安全。切除故障的时间要求小到十分之几甚至百分之几秒。 电力系统的三种状态：故障、不正常运行、正常状态 （2）不正常运行状态：电力系统设备的电流过大、电压过高等不正常状态。 不正常运行状态产生的后果：电力设备的电流过大会使设备载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，可能发展成故障。 不正常运行状态产生的对策：一旦电力系统设备发生不正常运行状态，应该发出告警信号、减负荷或跳闸。 （3）正常状态：电力系统的电压、频率正常。不需采取措施。 2. 电力系统继电保护的作用 能够反应电力系统中电气元件发生的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。 QF表示断路器，它的作用是接收跳闸命令后，迅速切断短路电流。 当线路L1上发生短路故障时，继电保护迅速反应这个短路故障，发出跳闸命令给断路器QF1，断路器QF1接收了命令后，打开触头，切断短路电流。 由于要求切除故障的速度要很快，只能通过自动的继电保护装置来完成。 3. 继电保护装置的基本任务 (1) 自动、迅速、有选择性地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，保证其它无故障 部分迅速恢复正常运行。 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。 二、基本原理和保护装置的组成 继电保护的基本原理：正确区分正常运行和故障或不正常运行状态，当确认被保护设备发生内部故障或不正常运行状态时，发出跳闸命令或告警信号。 继电保护的基本原理的核心：区分正常运行和故障或不正常运行状态。 如何区分正常运行和故障或不正常运行状态？ 必须利用电力系统在正常运行和故障或不正常运行状态时，其电气量（如电流、电压、阻抗等）的不同来加以区分。 正常运行状态： 电流：负荷电流，电源侧负荷电流大； 电压：±5％内，靠近电源侧的母线电压较高； 测量阻抗：负荷阻抗，阻抗模值很大 短路故障状态： 电流：Id 剧增 过电流保护 电压：Ud 降低 低电压保护 测量阻抗：阻抗模值减小 距离保护 1. 继电保护的基本原理 基本原理的总结 电流 I ： 故障时增大 - 过电流保护 正常状态时 两侧电流相位相同 内部故障时 两侧电流相位相反 －差动保护 电压U ：故障时降低 －低电压保护 阻抗Z ：Z模值减小 －阻抗（距离）保护 非电气量：温度升高 － 瓦斯保护 2. 继电保护装置的原理结构 测量部分：测量有关电气量,与整定值比较,给出 “是”、 “非”、“大于”、“不大于”、“等于”、 “0”、“1” 性质的一组逻辑信号,判断保护是否应该启动。 逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、出现的 顺序或它们的逻辑组合，确定是否应该使断路 器跳闸或发出报警信号，并将有关命令传达给 执行部分。 执行部分：根据逻辑部分的结果，立即或延时发出报警信 号和跳闸信号（故障、不正常运行时）。 继电保护的接线简图 继电保护与一次侧电力系统设备之间的联接简图。 继电保护就是通过二次侧弱电系统来控制（如跳开、闭合）一次侧强电系统设