继电保护保护讲课

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1、第一部分 电力系统继电保护基本概念、原理 一、电力系统继电保护的概念与作用一、电力系统继电保护的概念与作用 1、电力系统的故障和不正常运行状态 2、继电保护的作用： 继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生，并动作于的一种自动装置。各种短路（各种短路（d(3)、 d(2) 、d(1) 、d(1-1)）)和断线（单相、两相），其中最常见且最危和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果：险的是各种类型的短路。其后果：I增加增加 危害故障设备和非故障设备；危害故障设备和非故障设备；U降低降低 影响用户正常工作；影响用户正常工作；破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统振荡，

2、瓦解）破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统振荡，瓦解）I2（I0）旋转电机产生附加发热）旋转电机产生附加发热 I0相邻通讯系统相邻通讯系统电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等。二、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理 、分类、分类1、基本原理：区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态：故障特征。 I增加 过电流保护 U降低 低电压保护 Z= U/I, 模值减少，相位增大 阻抗保护（距离保护） 两侧电流相位或功率方向变化: 相差高频，方向高频保护，纵联差动保护等。 I2 、I0 序分量保护等。 非电气量：瓦斯保护，过热保

3、护原则上：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。2.分类 继电保护及安全自动装置技术规程要求4 继电保护继电保护4.1 一般规定一般规定 4.1.1 保护分类电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行的保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有，必要时可增设。 4.1.1.1 主保护主保护是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。 4.1.1.2 后备保护后备保护是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。 a.远后备是当主保护或断路

4、器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。 b.近后备是当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。 4.1.1.3 辅助保护辅助保护是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。 4.1.1.4 异常运行保护异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。 三、对继电保护的基本要求三、对继电保护的基本要求 对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：。即保护。 （一）选择性 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行。 当故障设备

5、或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路保护或断路器失灵保护切除故障。遵循选择性的目的是使无故障的设备继续允许，以尽量缩小停电范围，提高供电可靠性。当d1短路时，保护1、2动跳1DL、2DL，有选择性当d2短路时，保护5、6动跳5DL、6DL，有选择性当d3短路时，保护7、8动跳7DL、8DL，有选择性若保护7拒动或7DL拒动，保护5动跳5DL（有选择性）若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动跳5DL，则越级跳闸（非选择性）为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。但是在实际整定计算工作中，由于网

6、络结构、运行方式、保护配置等各种原因，很难做到完全配合，常常遇到选择性与灵敏性、选择性与速动性的矛盾，整定计算工作在很多情况下就是协调这些矛盾的，根据电网的实际情况作出取舍。按 配 合 情 况，一般有如下三种情况： a) 完全配合：动作时间及灵 敏 系 数 均配合; b) 不完全配合：动作时间配合，在保护范围的部分区 域灵敏系数不配合;在不配合的保护范围内故障将可能越级。 c) 完全不配合：动作时间及灵敏系数均不配合。 遇如下情况，允许适当牺牲部分选择性。a.接入供电变压器的终端线路，无论是一台或多台变压器并列运行（包括多处T接供电变压器或供电线路），都允许线路侧的速动段保护按躲开变压器其他母

7、线故障整定。需要时，线路速动段保护可经一短时限动作。 在电网的实际计算中，线路保护为了与上级的保护配合（如变压器的限时速断保护），线路保护范围伸出相邻变压器其他侧母线时，可按下列顺序优先的方式考虑保护动作时间的配合。a.与变压器同电压侧的后备保护的动作时间配合；b.与变压器其他侧后备保护跳该侧总路断路器动作时间配合；c.与其他侧出线后备保护段的动作时间配合；d.与其他侧出线保全线有规程规定的灵敏系数的保护段动作时间配合。e.如其他侧的母线装有母线保护、线路装有纵联保护，需要时，也可以与其他侧的速动保护配合。b.对串联供电线路，如果按逐级配合的原则将过分延长电源侧保护的动作时间，则可将容量较小的

8、某些中间变电所按T接变电所或不配合点处理，以减少配合的级数，缩短动作时间。c.双回线内部保护的配合，可按双回线主保护（例如一段距离保护）动作，或双回线中一回线故障时两侧零序电流（或相电流速断）保护纵续动作的条件考虑。 确有困难时，允许双回线中一回线故障时，两回线的延时保护段间有不配合的情况，在山东电网的实际整定计算中，是不考虑双回线内部保护的配合。（二）速动性 快速切除故障。 目的：1.提高系统的稳定性；2.减少用户在低电压下的动作时间；3.减少故障元件的损坏程度 ，避免故障进一步扩大。 故障切除时间 tbh-保护动作时间； tDL-断路器动作时间； 一般的快速保护动作时间为0.060.12s

9、，最快的可达0.010.04s。 一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.06s。DLbhttt按照继电保护及安全自动装置技术规程的要求 4. 6110-220kV线路保护 110-220kV中性点直接接地电力网的线路，应按本节的规定装设反应相间短路和接地短路的保护。 4. 6. 1 110KV线路保护: 4.6.1.1110kV双侧电源线路符合下列条件之一时，应装设一套全线速动保护。 a根据系统稳定要求有必要时； b线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般约为60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时； c如电力网的某些线路采用全线速

10、动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能。 4.6.1.2对多级串联或采用电缆的单侧电源线路，为满足保护快速性和选择性的要求，可以装设全线速动保护作为主保护。 手动合闸或重合闸重合于故障线路，应有速动保护快速切除故障。 采用高精度时间继电器,以缩短动作时间级差。综合考虑断路器跳闸断开时间，整套保护动作返回时间，时间继电器的动作误差等因素，目前山东电网继电保护保护的上下级的配合采用0.3s的时间级差。（三）灵敏性 指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，如何，都能灵敏地正确地反应出来。 通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，表示为Klm

11、。 对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护） 对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护） 其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的来计算的。 在继电保护和安全自动装置技术规程中，对各类保护的灵敏系数Klm的要求都作了具体规定 dzdlmIIKmin保护的动作参数故障参数的最小计算值保护区内金属性短路时max.ddzlmUUK故障参数的最大计算值保护区内金属性短路时保护的动作参数 2.4.1 电力设备电源侧的继电保护整定值应对本设备故障有规定的灵敏系数，对远后备方式，继电保护最末一段整定值对远后备方式，继电保护最末一段整定值还应对相邻设备故障有规定的灵敏系数。还应对相邻设备故障