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《电力系统继电保护》

《电力系统继电保护》

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)电力系统中部分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.

继电保护装置的基本任务是:

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,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行.

2)反应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,继电保护的基本原理及其组成

1,继电保护的基本原理

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则是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

行回路三个主要部分组成.

3,对继电保护装置的基本要求

(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.对于反应短路故

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.

对于反应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,保护装置的反应能力.

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)对于反应故障参数量增加(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)对于反应故障参数量降低(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

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