1 绪论-电力系统几点保护

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1、主讲人：徐振宇电气与电子工程学院四方研究所Office:教五B309NorthChinaElectricPowerUniversity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二、继电保护的基本原理及其组成三、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1.1正常工作状态、不正常工作状态和故障状态（1）电力系统的正常工作状态：电力系统的电压和频率都在允许的范围以内，能够保持长期安全工作的状态。功率平衡方程式：不等式约束方程式：有功平衡无功平衡在最大容量范围以内在最大工作电流范围以内在允许工作电压范围以内在允许工作频率范围以内正

2、常工作状态时以上等式和不等式都满足。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：正常运行条件受到破坏，但还未发生故障。等约束条件满足，部分不等约束条件不满足。①负荷潮流越限致使电流升高（过负荷）；②发电机突然甩负荷引起发电机频率升高；系统出现有功功率缺额引起的频率降低；③中性点不接地系统发生单相接地引起的非接地相电压升高；④电力系统发生振荡；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，可能发展成短路故障。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、。电力系统的三种状态：故障、不正常运行、正常状态（3）故障状态：电力系统的一次电气设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因而发生短路、断线等故障。故障的原因：（1）自然因素的影响①大风的影响：风力过大，使空气绝缘间隙变小。②雨的影响：毛毛细雨将使脏污绝缘子闪络、放电。③雷电影响④大雾影响：大雾天气，空气湿度较大，绝缘子沿面闪络放电。⑤覆冰影响：线路上发生严重覆冰时，使导线发生断线事故。（2）人为、周围环境及外物的影响电力系统的三种状态：故障、不正常运行、正常状态故障产生的后果：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

4、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。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。（4）电力系统继电保护的作用继电保护装置

5、（Relayprotection）：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。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。1.2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

6、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正常运行：电流：为负荷电流，两侧电流大小相等，方向相反（即相位相差180）。内部d1短路：电流：线路BC两侧电

7、流大小一般不等，方向相同（即相位相同）；差动保护原理确定线路两侧电流参考正方向：母线→线路（如绿色箭头）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反内部故障时两侧电流相位相同－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