电力系统继电保护.pdf

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1、电力系统继电保护RelayProtectionofPowerSystemrelay继电器，传递relaying（protection）继电保护电力企业及系统设计部门：设备和功能选型，参数整定，运行维护。厂商：装置设计和制造，设备安装。保护原理和方案研究，算法和实现研究，软件和硬件设计。1第一章绪论一、电力系统继电保护的任务和作用1.1.1电力系统的故障和不正常状态一、电力系统的一次部分和二次部分电力系统是生产、变换、输送、分配和消费电能这一连续过程中各种设备连接组成的整体。电力系统的电气部分分为一次系统和二次系统。一次系统的作用是传送电能

2、，是高电压大电流的强电系统。二次系统的作用是监测和控制一次系统的运行状态以保证其正常运行，是低电压小电流的弱电系统。继电保护是二次系统不可缺少的重要部分，是相对独立的子系统。二、故障和不正常状态电力系统电气部分的故障是指短路（三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路接地）和非全相运行（两相断线和一相断线）。最常见、最危险的故障是短路，其中发生概率最大的是单相短路接地，其次是两相短路。电力系统发生短路时可能产生以下严重后果：1、故障处的短路电流引燃电弧，烧坏故障设备；2、设备承受大电流，发热和电动力使导体、绝缘遭受破坏，加速其老化；3、使

3、故障区域的电压大幅度下降，影响正常供电；24、破坏电力系统的稳定性。不正常状态是指电力系统运行参数严重偏离额定值，通常有过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等。切除（与电源隔离）处于故障和不正常状态下的设备就有可能使电力系统其余部分正常运行，能够在极短时间内准确完成这一操作的只有继电保护装置。1.1.2继电保护的基本任务和系统构成一、继电保护的概念继电保护装置是指为被保护元件（常指发电机、变压器、输电线、母线、电动机、电容器等）配置的，反应其故障或不正常运行状态并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。这种装置最初被称为继电器，它能够保护

4、一次元件安全运行，这一功能就被称为继电保护。一般地，继电保护泛指继电保护技术或由继电保护装置组成的继电保护系统。二、继电保护的基本任务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破坏，并保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。2、反应元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和元件维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的元件予以切除。3继电保护装置还可以和其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。综

5、上所述，继电保护在电力系统中的主要作用是保护元件、缩小故障波及的范围，提高系统运行的可靠性（电力系统保证持续提供合格电能的能力）。三、继电保护系统构成继电保护系统由电压和电流互感器、继电保护装置、断路器以相应的二次回路接线构成，如图1.1.2-1所示。互感器的作用是将一次系统的高电压、大电流变为二次系统的低电压、小电流，使保护装置和其他二次设备小型化，便于安装，并将二次系统与高电压部分隔离。互感器二次侧均有一个接地点，以保证设备和人员的安全。远方信息电压P电流互感互感器TV器TA断路器跳闸状态信号QF1图1.1.2-1继电保护系统构成4继

6、电保护系统中主要故障有两种，一是继电保护装置P在应该发出跳闸信号时而未发出跳闸信号（拒动），或在不应该发出跳闸信号时而发出跳闸信号（误动），二是断路器失灵，即因为断路器控制电路、机构等存在问题，在继电保护装置发出跳闸信号后断路器主触头未分开。电流互感器TA的一次绕组直接串联在一次电路中，二次绕组和与之串联的二次设备的阻抗很小，电流互感器的二次回路运行时不能够开路。电流互感器的变比为其一、二次额定电流之比，即I1NK=TAI（1.1.2-1）2N电流互感器有多个绕组线圈，它们的变比相同，但量程和精度却不同。保护线圈的量程最大，继电保护装置应

7、该串联在保护线圈上。电流互感器的极性通常用“．”符号标记同极性端，由一次绕组同极性端流入的电流与由二次绕组同极性端流出的电流同相位（如图1.1.2-2所示）。I&1I&25电流互感器的一、二次侧电流存在变比误差和相角误差。电压互感器TV的变比通常为其一、二次额定（线）电压之比，即U1NK=TVU（1.1.2-2）2N电压互感器的二次回路运行时不能够短路，其一、二次侧电压也存在变比误差和相角误差。二、对继电保护的基本要求1.2.1继电保护的四性继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求。选择性、速动性、灵敏性和可靠性被称为继电保

8、护的“四性”，其间，既有矛盾一面，又有在一定条件下统一的一面。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的工作就是要处理好“四性”的辩证统一关系。1.2.2选择性一、选择性的概念选择性是指首先由故障