電力系統繼電保護原理
較好章引(yin)言1。電力系統(tong)繼電保(bao)護(hu)的(de)概念和(he)作用(yong)1。電力系統(tong)故障和(he)異常運行
故障(zhang):短路和斷開(斷相)
短路:
大電流接地系統d(3)、d(2)、d(1)和d(1)。1)
小電流接(jie)地系統d(3)、d(2)和d(1)。1)
開放階段:
單相斷線(xian)和二次(ci)斷線(xian)(不要與(yu)PT二次(ci)斷線(xian)混淆)
其中,各種類型的(de)短路(lu)較(jiao)為常見和(he)危險。后果:
1I增加(jia)對故障設(she)備和(he)非(fei)故障設(she)備的(de)危害;
2U縮減影響(xiang)用戶正常工作;
3破壞系(xi)統穩定性(xing),進(jin)一(yi)步(bu)擴大事故(系(xi)統振蕩和互(hu)解)
I2(I0)旋轉電機(ji)產生額外熱量I0—相鄰通信系(xi)統
故障特征:
我增(zeng)加(jia),u減少,z減少
接地故(gu)障(zhang)和斷線有零序
不對(dui)稱故障具(ju)有(you)負(fu)序
異常運行狀態(tai):
電(dian)力系統中(zhong)電(dian)氣元件的正常運行被破壞,但不存在故障(zhang)。
如:小(xiao)電流接地系統d(1)、過載(zai)、過壓、降頻、系統振蕩(dang)等。
2.繼電保護(hu)的作用:
要求區(qu)分故障(zhang)和正(zheng)常(chang)運(yun)行,判斷(duan)故障(zhang)設備(區(qu)內或(huo)區(qu)外故障(zhang))
兩個功能:失敗
異常運行狀態
故(gu)障和異常運行狀(zhuang)態-事故(gu)(P1),無法完全避免且傳播迅速(光速)
要求:在幾(ji)十毫秒內拆除故障人()和繼電保護裝置(zhi)()
任務:P2。它被比(bi)喻為“安靜(jing)的哨兵”
二、繼(ji)(ji)電器(qi)繼(ji)(ji)電器(qi)動作(zuo):繼(ji)(ji)電器(qi)返(fan)回:
繼電(dian)器特性:
三、繼(ji)電保護的(de)基本原(yuan)理、組成(cheng)和分類:
1.基本原則:
要區分系統(tong)的正常運行狀(zhuang)態和故障或異常運行狀(zhuang)態——,找到(dao)區別:特性。
故障(zhang)點與(yu)電源之(zhi)間增加——過流保護
欠壓保護
變(bian)化;正常:20左(zuo)右短路(lu):60-85方向保(bao)護。
;模量降低-阻抗保護
——— >電(dian)流差動保護
I2、I0序分(fen)量(liang)保護等(deng)。
其他非電量(liang):氣(qi)體保護和(he)過熱保護
原(yuan)(yuan)則上,只(zhi)有找出正(zheng)常運行和故(gu)障(zhang)時系統中(zhong)電量(liang)或非(fei)電量(liang)的(de)變化特征(差異),才能(neng)找到一個原(yuan)(yuan)理,差異越(yue)明顯,保(bao)護性(xing)能(neng)越(yue)好。
2.組成
以過流保護為例:
正常運(yun)行(xing):Ir=IfLJ不移動
發生故障時:紅(hong)外=身(shen)份證移動-SJ移動(延遲)-XJ移動-信號
TQ移(yi)動行程(cheng)
一般由測量(liang)元(yuan)件(jian)、邏輯元(yuan)件(jian)和執行(xing)元(yuan)件(jian)組成。
(1)測量元(yuan)件
功能:測(ce)量(liang)相關(guan)物理量(liang)(如(ru)電(dian)流、電(dian)壓(ya)、阻抗、功率(lv)方向等(deng)。)從被保護(hu)對象輸入,與給定(ding)(ding)的(de)設定(ding)(ding)值進行比較,根據比較結果給出一組具有“是”、“否”、“大于”、“不(bu)大于”等(deng)“0”或“1”屬(shu)性的(de)邏輯信號,從而判斷是否應該(gai)啟動保護(hu)。
(2)邏(luo)輯(ji)元素
功能:根據測量部分輸出(chu)(chu)的(de)大小、性質、輸出(chu)(chu)邏(luo)輯狀態、發(fa)生順序或它(ta)們的(de)組(zu)合,使保護裝置按照一定的(de)布爾邏(luo)輯和時序邏(luo)輯工作,較終決(jue)定是否(fou)跳閘或發(fa)信號(hao),并將(jiang)相關(guan)命令傳送給執行元件。 #p#分頁標題#e#
邏輯(ji)電路包括(kuo)或、與、非、延(yan)遲啟動、延(yan)遲返(fan)回、存儲器等。
(3)執行組(zu)件:
行動(dong)(dong);根據(ju)邏輯元(yuan)件傳輸的(de)信號,較終完(wan)成保護裝置承(cheng)擔的(de)任(ren)務。如:故障跳閘(zha);異常(chang)運行時信號;正常(chang)運行期間無動(dong)(dong)作。
3.分類:
幾種(zhong)方法如下:
(1)按保(bao)護(hu)對(dui)象分類:輸(shu)電(dian)線路保(bao)護(hu)、發電(dian)機(ji)保(bao)護(hu)、干(gan)式變壓器保(bao)護(hu)、電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)、母(mu)線保(bao)護(hu)等。
(2)按(an)保護(hu)原(yuan)理(li)分(fen)類:電(dian)(dian)流保護(hu)、電(dian)(dian)壓保護(hu)、距離(li)保護(hu)、差動保護(hu)、方向保護(hu)、零序(xu)保護(hu)等。
(3)按保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)反映(ying)的故障(zhang)類型分類:相間(jian)短(duan)路保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、接(jie)地故障(zhang)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、匝間(jian)短(duan)路保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、斷(duan)線保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、失步(bu)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、失磁保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、過勵磁保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)等。
(4)根(gen)據繼電(dian)保(bao)(bao)護(hu)裝(zhuang)置的實現技術:機電(dian)保(bao)(bao)護(hu)(如電(dian)磁保(bao)(bao)護(hu)、ind
主保護滿足(zu)系(xi)統穩定(ding)和設備安全的要求,可以有選擇地盡(jin)快(kuai)解除被保護設備和線路故障的保護。
后(hou)備(bei)(bei)保(bao)護(hu)、主保(bao)護(hu)或用于(yu)在斷路器拒絕操作時排除故(gu)障的保(bao)護(hu)。可分為(wei)遠后(hou)備(bei)(bei)保(bao)護(hu)和近后(hou)備(bei)(bei)保(bao)護(hu)。
遠程(cheng)后(hou)備保(bao)護:當(dang)主(zhu)保(bao)護或斷(duan)路器拒(ju)動時,通過保(bao)護相鄰電(dian)力設備或線路實現的后(hou)備保(bao)護。
近后(hou)備(bei)保(bao)(bao)護(hu):當主保(bao)(bao)護(hu)拒動時(shi),后(hou)備(bei)保(bao)(bao)護(hu)由電力設備(bei)或(huo)線路的另一套保(bao)(bao)護(hu)實現;當斷路器拒動時(shi),后(hou)備(bei)保(bao)(bao)護(hu)由斷路器失靈保(bao)(bao)護(hu)實現。
輔(fu)助保護(hu):為補充主保護(hu)和后備(bei)保護(hu)的(de)性能(neng)或在主保護(hu)和后備(bei)保護(hu)不工(gong)作(zuo)時(shi)增加的(de)簡(jian)單(dan)保護(hu)。
3.電(dian)氣保護包括繼電(dian)保護技術和繼電(dian)保護裝置。
繼電保(bao)護(hu)(hu)技(ji)術是一個完整的系統,主要包(bao)括電力系統故障分(fen)析(xi)、繼電保(bao)護(hu)(hu)原(yuan)理(li)及(ji)實現、繼電保(bao)護(hu)(hu)配置(zhi)設計、繼電保(bao)護(hu)(hu)運行維護(hu)(hu)等。
﹡繼電保護裝置是繼電保護功能的核心。較(jiao)好親代
繼(ji)電(dian)(dian)保護裝置能夠反映電(dian)(dian)力系統中電(dian)(dian)氣元(yuan)件的故障(zhang)或異常運行
態,并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。四、對繼電保護的基本要求:對動作于跳閘的繼電保護(hu),在(zai)技術上一般應滿足四(si)個基(ji)本要(yao)求:選擇性、速動性、靈(ling)敏性、可靠(kao)性。即保護(hu)四(si)性。
(一)選擇性:P4
選擇性是(shi)指(zhi)電力系統(tong)發生(sheng)故(gu)障時,保護(hu)裝(zhuang)置僅將故(gu)障元件(jian)切除,而使非(fei)故(gu)障元件(jian)仍(reng)能正常運(yun)行,以盡量(liang)縮小(xiao)停電范圍。
例:
當d1短(duan)路(lu)時,保護1、2動→跳1DL、2DL,有選擇性
當d2短路時(shi),保護5、6動→跳(tiao)5DL、6DL,有選擇性
當d3短路(lu)時,保(bao)護7、8動→跳7DL、8DL,有選擇(ze)性
若保護7拒動或7DL拒動,保護5動→跳5DL(有選擇性)
若保護(hu)7和7DL正確動(dong)作于跳閘,保護(hu)5動(dong)→跳5DL,則(ze)越(yue)級(ji)跳閘(非選擇(ze)性)
小(xiao)結(jie):選擇性就(jiu)是故(gu)障(zhang)(zhang)點在(zai)區內(nei)就(jiu)動(dong)(dong)作,區外不(bu)動(dong)(dong)作。當主保(bao)護(hu)(hu)未動(dong)(dong)作時,由近后備(bei)或遠后備(bei)切除故(gu)障(zhang)(zhang),使停電面積較小(xiao)。因遠后備(bei)保(bao)護(hu)(hu)比(bi)較完善(對保(bao)護(hu)(hu)裝置(zhi)DL、二次回路(lu)和直流電源等故(gu)障(zhang)(zhang)所引起的拒絕(jue)動(dong)(dong)作均起后備(bei)作用)且實現簡單、經濟,應優(you)先采用。#p#分頁標(biao)題#e#
(二)速動性:
快速切除故(gu)(gu)障(zhang)。1提高(gao)系(xi)統穩定性(xing);2減少用戶在低(di)電壓下的動作時(shi)間;3減少故(gu)(gu)障(zhang)元件(jian)的損壞程度,避免故(gu)(gu)障(zhang)進一步擴(kuo)大。
;
t-故障切除時間;
tbh-保護(hu)動作時間;
tDL-斷路器動作(zuo)時間;
一般(ban)的(de)快速保護動(dong)作時間為0.06~0.12s,較快的(de)可達0.01~0.04s。
一(yi)般(ban)的斷(duan)路器(qi)的動(dong)作時間為(wei)0.06~0.15s,較快的可達0.02~0.06s。
(三)靈敏性:P5
指在規定的保護(hu)范圍內,對故障情況的反應(ying)能力。滿(man)足靈(ling)敏(min)性要求的保護(hu)裝置應(ying)在區內故障時,不論短(duan)路點的位置與短(duan)路的類型如何(he),都(dou)能靈(ling)敏(min)地(di)正確(que)地(di)反應(ying)出來(lai)。
通常,靈敏(min)性用靈敏(min)系(xi)數來衡量,并表示為Klm。
對反應(ying)于(yu)數值(zhi)上升而動作的過量(liang)保護(hu)(如電流保護(hu))
對反(fan)應于數值下(xia)降而動作(zuo)的欠量保護(hu)(如(ru)低電壓保護(hu))
其中故障參數的較(jiao)小、較(jiao)大(da)計算值是根據實際(ji)可能的較(jiao)不利運行方式、故障類型和(he)短路點來計算的。
在《繼電保護和(he)安全自動裝(zhuang)置(zhi)技術規程(DL400-91)》中,對各類保護的(de)靈敏系數Klm的(de)要求(qiu)都作(zuo)了(le)具體規定(參見附(fu)錄2,P231)。
(四)可靠性:P5
指發生(sheng)(sheng)了屬于它(ta)改動(dong)作(zuo)的(de)故障(zhang),它(ta)能可(ke)(ke)靠(kao)動(dong)作(zuo),即不發生(sheng)(sheng)拒絕動(dong)作(zuo)(拒動(dong));而(er)在不改動(dong)作(zuo)時(shi),他(ta)能可(ke)(ke)靠(kao)不動(dong),即不發生(sheng)(sheng)錯誤動(dong)作(zuo)(簡稱誤動(dong))。
影響可靠性有內在的和外在的因素(su):
內(nei)在的(de):裝置(zhi)本身的(de)質量(liang),包括元件好壞、結(jie)構設計的(de)合理性(xing)、制造工藝水平、內(nei)外接線(xian)簡明,觸(chu)點多少等;
外在的:運行維護(hu)水平、調試是否正確、正確安(an)裝
上(shang)述四個基本要求(qiu)是分析(xi)研究(jiu)繼電保護性能的基礎,也是貫穿(chuan)全課程的一(yi)個基本線索。在它們之間既(ji)有(you)矛盾的一(yi)面(mian),又有(you)在一(yi)定(ding)條件下統一(yi)的一(yi)面(mian)。
四、發展:原理:隨電力(li)系(xi)統的發展(zhan)和科學技術的進步而(er)發展(zhan)
過電(dian)流保護(hu)(較早熔斷器)電(dian)流差動保護(hu)方向性電(dian)流保護(hu)
(1901年)(1908年)(1910年)
距離保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)高頻(pin)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)微波(bo)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)行波(bo)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)、光纖(xian)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)
(1920年(nian)(nian))(1927年(nian)(nian))(50年(nian)(nian)代(dai))(70年(nian)(nian)代(dai)誕生、50年(nian)(nian)代(dai)有(you)設想)
結構型式:
機電型電子型微機型(華北電力(li)大學80年代)數字式
(電(dian)(dian)磁型、感應型、電(dian)(dian)動型)晶體管
集成電路
20世紀50年代(dai)60年代(dai)末(mo)提出70年代(dai)后(hou)半期出樣機(ji)






