电力系统继电保护.doc

《电力系统继电保护》学习包

第一章绪论

一、电力系统的正常工作状态，不正常工作状态和故障状态

电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路。发生短路时可能产生以下后果：

1)通过故障点的短路电流和所燃起的电弧使故障设备或线路损坏。

2)短路电流通过非故障设备时，由于发热和电动力的作用，引起电气设备损伤或损坏，导致使用寿命大大缩减。

3)电力系统中局部地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量。

4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至导致整个系统瓦解。

继电保护装置的根本任务是：

1)自动地、迅速地和有选择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破坏，保证其他无故障局部迅速恢复正常运行。

2)反响电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号的装置。

二、继电保护的根本原理及其组成

1、继电保护的根本原理

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

1)电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

2)电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。

3)电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°；三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定，一般为60°～85°；而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的限额将那么是180°+(60°～85°)。

4)不对称短路时，出现相序分量，如单相接地短路及两相接地短路时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。

利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。例如，据短路故障时电流的增大，可构成过电流保护；据短路故障时电压的降低，可构成电压保护；据短路故障时电流与电压之间相角的变化，可构成功率方向保护；据电压与电流比值的变化，可构成距离保护；据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护；据不对称短路故障时出现的电流、电压相序分量，可构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护等。

2、继电保护的组成及分类

模拟型继电保护装置的种类很多，它们都由测量回路、逻辑回路和执行回路三个主要局部组成。

3、对继电保护装置的根本要求

(l)、选择性

选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

(2)、速动性

速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障。对于反响短路故障的继电保护，要求快速动作的主要理由和必要性在于

1〕快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性。

2〕快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间，加速恢复正常运行的过程。保证厂用电及用户工作的稳定性。

3〕快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度。

4〕快速切除故障可以防止故障的扩大，提高自动重合问和备用电源或设备自动投人的成功率。

对于反响不正常运行情况的继电保护装置，一般不要求快速动作，而应按照选择性的条件，带延时地发出信号。

3、灵敏性

灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反响能力。

所谓系统最大运行方式，就是在被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式；系统最小运行方式，就是在同样的短路故障情况下，系统等效阻抗为最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。

保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量。灵敏系数表示式为：

l〕对于反响故障参数量增加〔如过电流〕的保护装置：

保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值

2〕对于反响故障参数量降低〔如低电压〕的保护装置：

保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值

4、可靠性

可靠性是指在保护范围内发生了故障该保护应动作时，不应由于它本身的缺陷而拒动作；而在不属于它动作的任何情况下，那么应可靠地不动作。

以上四个根本要求是设计、配置和维护继电器保护的依据，又是分析评价继电保护的根底。这四个根本要求之间，是相互联系的，但往往又存在着矛盾。因此，在实际工作中，要根据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。

第二章、电网的电流保护

一、单侧电源网络相间短路的电流保护

输电线路发生相间短路时，电流会突然增大，故