继电保护基础知识

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1、继电保护（RelayProtection）绪论本部分主要介绍电力系统故障类型，不正常运行状态及电力系统发生故障产生的危害后果。重点介绍继电保护部分的任务，工作原理及对继电保护的要求。一．电力系统的故障与不正常运行1．电力系统：电能的生产，输送，分配和应用组成的系统。2．一次设备：电能通过的设备。如发电机，变压器，断路器，隔离开关，PT,CT，电力电容器，电抗器，母线及线路为一次设备。3．二次设备：对一次设备运行状态进行监视，测量，保护及控制的设备为二次设备。（弱电）电力系统在运行中可能会发生各种故障及不正常运行状态，会严重影响系统的正常运行，甚至会使系统瓦解。4．电力系统中的故

2、障和不正常运行状态及后果。a．故障：最常见也是最危险的故障是发生各种形式的短路，其次是系统断路及复合故障。危害：通过故障点很大的短路电流（为负载电流的几倍或几十倍）备。短路电流通过电源到短路点的非故障元件。由于发热和电动力的作用（如线路间力的作用）使它们损坏或缩短使用寿命，功能降低。U↓使电压大大下降，供电质量下降，影响用户工作的稳定性（大面积停电）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡。b.不正常运行状态：电力系统中电气设备不能正常工作，但没发生故障。过负荷：负荷超过电气设备额定值，即负载上升，R下降，负荷电流上升大于额定电流即>（载流部分和绝缘材料温度上升，加速绝缘的老

3、化损坏，可能会发展为故障）过电压：发电机突然甩负荷或急剧下降。R上升。I下降系统频率下降（低用状态）发生轻微振荡。5．短路的类型：三相短路2%两相短路1.6%单相接地短路87%两相接地短路6.1%6．系统发生事故的原因：自然条件因素（如雷击等）设备设计不合理，使正常的电流偏离。设备制造或安装中的缺陷，维护不及时造成的绝缘损坏误操作（带电切刀闸等）及人为因素。二．电力系统继电保护的任务：1．继电保护装置：指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作与跳闸或发出信号的一种装置2．基本任务：故障后，能自动迅速，有选择地切除故障源，使故障设备免于遭到破坏，保证其它无故障设

4、备能正常运行。反应电气设备的不正常运行状态，动作与发出信号，减负荷或跳闸，对于不正常运行状态，一般不要求迅速动作，延时可避免由于干扰而引起的情况，防止误动作。一．继电保护的原理及组成1．继电保护的组成：为完成继电保护所完成的任务，保护装置应该有能够正确地区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的区别，以实现保护。因此保护装置应用测量部分，逻辑分析部分及执行保护三部分组成：如图输入信号输出测量部分逻辑部分执行部分跳闸（模拟量）信号整定值测量部分：测量被保护对象输入的模拟信号，并和已给定的整定值进行比较，从而判断是否应该起动。逻辑部分：根据测量信号部分输出信号的性质（大小顺序

5、等），使被保护按一定的逻辑关系工作，最后确定是否发出跳闸信号。执行部分：根据逻辑部分送来的信号，执行相应的任务即：a.故障时，动作与跳闸b.不正常运行时，发出信号c.正常运行时，不动作2．继电保护的基本原理：继电保护的原理是利用被保护设备故障前后模拟量的突变，越过门槛电压（阈电压），或电流等其它模拟量时，经逻辑判别环节发出跳闸命令或中央信号。在一般情况下，发生短路之后总是伴随着I↑，U↓（）和线路起始端距故障点的阻抗I下降，以及相位角的变化。因此，利用正常运用时与故障时这些基本参数的突变，够成了不同原理的继电保护（1）根据基本参数：I上升过电流保护U下降低电压保护测量阻抗Z下降

6、距离保护（短路点到保护安装地点之间的距离阻抗）<可保护L距离任一点的短路（2）根据电流（功率）的方向：（差动保护ABC双侧电源网络正常运行时，电流从A侧流入B侧流出，如果规定电流的正方向为由母线流向线路，则A侧与B侧电流可以认为是相等大小方向相反。ABC当在线路AB以外短路时，AB侧电流为大小相等方向相位相反。AB当在线路AB内短路时，A侧电流与B侧电流为由母线流向线路，相位相反，但大小不一定相等（与短路阻抗有关）所以利用内部故障与外部故障两侧电流相位或功率方向的差别就可以构成各种差动保护。（相差保护，纵联保护等）差动保护只能在被保护线路内部故障时才动作，而不反映外边故障，所以

7、有绝对的选择性。（1）根据负序，零序的是否存在，零序保护（对称分量法）系统正常运行时，三相电压或电流均为对称即：我们可以把每一相分成正序，负序和零序且三相正序大小相等方向成，三相负序也是，因此，三相零序大小相等方向相同。在系统正常运行时，或三相同时接地短路时，只有正序分量且等于每相线电压而负序和零序分量均为零在系统出现非对称故障时（单相接地或两相接地时），有负序和零序分量（有中性线零序电流经中性线流入大地）所以利用负序和零序分量的非零值可构成保护装置（4）根据非电量参数：瓦斯保护（主变绕组短