供配电工程第2版教学课件作者莫岳平第五章节供配电系统的继电保护

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1、第五章供配电系统的继电保护第一节概述第二节电力线路的保护第三节电力变压器的保护第四节电力电容器与高压电动机的保护本章小结一、继电保护的基本原理与要求（一）继电保护的基本原理第一节概述保护——在电力系统中检出故障或其他异常情况，从而使故障切除、终止异常情况或发出信号或指示。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来构成保护装置，所以延称继电保护。电力系统故障的显著特征及其保护：电流剧增：反应电流剧增的继电保护就是过电流保护。电压锐减：反应电压锐减的继电保护就是低电压保护。电压降低且电流增加：同时反应电压降低和电流增加的一种保护原理就是阻抗（距离）保护。

2、保护装置——一个或多个保护继电器和逻辑元件按需要结合在一起，完成某项特定保护功能的装置。（二）保护分类主保护——满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护——主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。辅助保护——为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。保护功能简要框图（三）对保护性能的要求保护的速动性——保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或

3、备用设备自动投入的效果等。保护的选择性——保护检出电力系统的故障区和/或故障相的能力。当系统出现故障时，首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当该保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护切除故障。继电保护选择性动作示意图保护的灵敏性——在设备或线路的被保护范围内发生故障时，保护装置具有的正确动作能力的裕度，一般以灵敏系数来描述。保护的可靠性——在给定条件下的给定时间间隔内，保护能完成所需功能的概率。保护所需功能是当需要动作时便动作、当不需要动作时便不动作。保护装置一次动作电流保护区的最小短路电流过电流保护装置上述“四性”之间既有有机联系，

4、又相互制约，特别是可靠性和灵敏性、选择性和速动性之间应统筹兼顾。二、保护继电器及其特性（一）保护继电器及其发展电气继电器——当控制该器件的输人电路满足一定条件时，在其一个或多个输出电路中会产生预定跃变的电气器件。电气继电器包括：量度继电器——在规定的准确度条件下，当其特性量达到其动作值时即进行动作的电气继电器。保护继电器就是探测电力系统或电力设备的故障或异常情况的量度继电器，常用的有电流继电器、电压继电器、气体继电器等。量度继电器在继电保护装置中装设在第一级，用来反应被保护元件的特性量变化，属于主继电器或起动继电器。有或无继电器——预定由数值在其工

5、作值范围内或实际上为零的某一激励量激励的电气继电器。如时间继电器、中间继电器、信号继电器等。有或无继电器在继电保护装置中用来实现特定的逻辑功能，属辅助继电器。保护继电器的发展：机电式继电器——由机械部件相对运动产生预定响应的电气继电器。静态继电器——由电子、磁、光或其他无机械运动的元件产生预定响应的电气继电器。以上两种继电器属于模拟式继电器——主要由模拟信号处理获得动作功能的电气继电器。精度低、保护功能单一。数位式继电器——主要由数字信号处理获得动作功能的静态继电器。数字式继电器——由算法运算获得动作功能的数位式继电器。微机保护装置——多功能综合性

6、的数字式继电器。（二）保护继电器的继电特性电流继电器的输入—输出特性电流继电器的动作电流Iop——流入电流继电器线圈中的使继电器从初始状态进入动作状态的最小电流。电流继电器的返回电流Ire——流入电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到初始状态的最大电流。电流继电器的返回系数Kre——电流继电器的返回电流与动作电流的比值，即微机保护——利用微型计算机系统采集和处理来自电力系统运行过程中的数据，并通过数值计算迅速而准确地判断系统中发生故障的性质和范围，经过严密逻辑过程后有选择性地发出各项指令。三、微机保护简介可靠性很高。保护性能的选择和调试都很方便

7、。具有较完善的通信功能，便于构成综合自动化系统。与机电式或电子元件构成的模拟式继电保护相比较，微机保护的优点：（一）微机保护的硬件数据采集系统微机系统开关量输入/输出系统（二）微机保护的软件微机保护的软件以硬件为基础，通过算法及程序设计实现所要求的保护功能，包括监控程序和运行程序两部分。监控程序包括对人机接口键盘命令处理程序及为插件调试、整定设置显示等配置的程序。运行程序就是指保护装置在运行状态下所需执行的程序，主要包括主程序（包括初始化，全面自检、开放中断等）、采样中断服务程序（包括数据采集与处理、保护起动判定，完成多CPU之间的数据传送等）和故

8、障处理程序（在保护起动后才投入，用以进行保护特性计算、判定故障性质等）。运行程序中的保护算法是微机保护的核心，根据模数转换