第八章继电保护和自动装置

《第八章继电保护和自动装置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章继电保护及自动装置第一节继电保护的作用及原理所谓继电保护，就是指能反映电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。在电力系统中，由于电气设备的绝缘老化或损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态。其中最常见也是最危险的故障是各种类型的短路，包括三相短路、两相短路、两相接地短路以及中性点直接接地中的单相接地短路，此外，还可能发生输电线路的一相断线、两相断线以及发电机、变压器一相绕组的匝间短路。一．继电保护的作用电力系统发生故障或出现不

2、正常运行状态时，可能引起系统全部或部分正常工作受到破坏，使电能质量变坏到不能允许的程度，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。所以，在电力系统中应采取各种措施消除或减少发生各种故障的可能性，另外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地将故障设备从系统中切除，以保证无故障设备的继续运行。要想完成上述任务，只能通过继电保护装置才能实现，继电保护的作用就是：⑴当电力系统发生故障时，能自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除，以保证系统其余部分迅速恢复正常运行，并使故障设备不再继续遭受损坏。⑵当系统发生不正常工作情况

3、时，能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。由此可见，继电保护装置是电力系统必不可少的重要组成部分，对保障系统安全运行，保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。二．继电保护的基本原理电气设备从正常工作到故障或不正常运行，其电气量往往会发生显著的变化，主要特征是：⑴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，将由负荷电流变为短路电流。⑵电压降低。当发生相间短路或接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠

4、近短路点的电压越低，短路点的电压为零。⑶电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压之间的相位角是负荷的功率因数角，一般为20o—30o。在保护装置的正方向发生短路时，典雅与电流之间的相位角一般为60o—85o；而在保护的反方向短路时，电压与电流之间的相位角则为180o+（60o-85o）。⑷不对称短路时，出现负序分量的电流和电压；接地短路时，出现零序分量的电流和电压。在正常对称运行时，既无零序分量也无负序分量。因此，利用短路时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。列如，根据短路故障时电流的增大，可构成过

5、电流保护；根据电压的降低，可构成低电压保护；根据电流与电压之间相位角的变化，可构成功率方向保护；根据电压与电流的比值，可构成距离保护；根据部对称时出现的零序和负序分量，可构成零序保护等。另外，还有一些反应非电量的保护，如变压器的瓦斯保护，过负荷保护等。一般一套继电保护装置由以下三部分组成，如图8—1所示。1．测量部分。测量部分从被保护设备输入有关信号，并与已给定的整定值进行比较，从而判断保护是否应该动作。2．逻辑部分。逻辑部分是根据测量部分输出的信号大小、性质、出现的顺序，经过逻辑部分的判断，最后确定是否应该使短

6、路器跳闸或发出信号。3．执行部分。执行部分接受逻辑部分传送来的信号，最后发出使保护跳闸的命令或在不正常运行时，发出相应的信号。第二节继电保护的基本要求根据继电保护在电力系统中所担负的任务，继电保护必须满足以下四个要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。一．选择性所谓继电保护装置动作的选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护装置仅将故障设备或线路从系统中切除，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。如图8—2所示电网，当在线路L1的d1点故障时，应有故障线路上

7、的保护1和2动作，使断路器1DL和2DL跳闸，将故障线路L1切除。这时变电站B仍可由线路继续L2供电。当线路L3的d2点发生故障时，应由该线路的保护5动作，使断路器5DL跳闸，将线路L3切除。这样，在发生故障时，只有故障设备被切除，停电范围限制在最小，保护装置的上述动作，称为有选择性。如当线路L4上d3发生故障时，如果该处的保护6或断路器6DL拒动，则应有线路L3的保护5动作，使5DL跳闸，从而达到切除故障的目的。可见保护5对线路L4起到后备保护的作用。这种由上一级元件的保护实现对下一级元件故障时的后备保护，通常

8、称为远后备保护。有时，为了防止一套保护（主保护）拒动时，造成扩大事故，可在同一处另外再装设一套后备保护，当主保护拒动时，可由后备保护动作跳闸。这种在就地实现的后备保护称为近后备保护。远后备保护对相邻元件的保护装置，断路器、二次回路和直流电源引起的拒动，均能实现后备作用。而近后备保护只能对保护装置的拒动起到后备作用，对断路器拒动实现近后备的保护装置称为断路器失灵保护。二．速