继电保护 - 图文

第1章 绪论

1:一次设备:电能的发出、传送、分配及使用的设备,即电能通过的设备。

如:发电机G、变压器T、母线B、输电线路L、电容器C、电动机M等 二次设备:对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备。 2:正常工作状态、不正常运行状态---定义和区别

正常工作状态:电力系统中,所有的等式和不等式约束条件均满足,表明电力系统已足够的电功率满足符合对电能的要求。

不正常动作状态:所有的等式约束条件均满足,部分不等式约束条件不满足,但不是故障的工作状态。 3:故障状态及其危害

故障状态:所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因而造成故障(短路、断线),使部分等式、部分不等式约束遭到破坏。 危害:

(1)短路电流通过短路点将燃起电弧,使故障设备损坏;

(2)短路电流流过故障设备和非故障设备时产生热和电动力,致使其绝缘遭到损坏使设备缩短使用寿命;

(3)电力系统中大部分地区的电压下降,使大量电能用户的正常工作遭到破坏或产生废品;

(4)破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使系统瓦解;

4:继电保护基本任务

(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损坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行;

(2)反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护条件,而动作于发出信号或跳闸。

5:继电保护基本原理和保护装置构成

基本原理:为完成继电保护的基本任务,必须正确区分正常运行、不正常运行和故障状态,寻找这三种运行状态下的可测参量(电气参量和非电气参量)的“差异”。根据可测参量(电气量)的不同差异,可以构成不同原理继电保护。 保护装置:一般继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件 三部分组成。 找差别 实现保护 电流增大 过电流保护 电压降低 低电压保护 电力电压间的相位角发生变化 方向保护 阻抗减小 阻抗(距离)保护 6:继电保护工作配合、主保护和后备保护 继电保护工作配合:上、下级电力元件的保护区间必须重叠,这是为了保证任一处的故障都处于保护区内。同时重叠区越小越好,因为在重叠区内发生短路时,会造成两个保护区内所有的断路器跳闸,扩大影响。

主保护:反应被保护元件本身的故障,并以尽可能短的时限切除故障的保护。 后备保护:当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。

近后备保护:在本元件处装设两套保护,当主保护拒动时,由本元件的另一套保护动作; 远后备保护:当主保护或断路器拒动时,由相邻上一级电力设备(近电源侧)的保护来切除故障的后备保护。 7:继电保护基本要求(4个性质)

(1) 可靠性(2)选择性(3)速动性(4)灵敏性

第2章 电网的电流保护

1:继电器的继电特性

(1)永远处于动作或返回状态,无中间状态(明确性)。 (2)Iop不等于Ire,使接点无抖动(稳定性)。

(3)返回电流与启动电流的比值成为继电器的返回系数,可表示为 IreK?re 恒小于1,在0.85~0.9之间 Iop

2:系统运行方式

系统最大运行方式和最小运行方式

在某一地点发生三相短路时,如果通过保护安装点处的电流为最大,则称此时的运行方式为最大运行方式。

在相同地点发生相同类型的短路时,如果通过保护安装点处的电流为最小,则称此时的运行方式为最小运行方式。 3:方向性电流保护的基本原理

当两个电源同时存在时,在每个保护上加装功率方向元件,该元件只当有母线流向线路时动作,而当短路功率方向由线路流向母线时不动作,从而使保护继电器的动作具有一定的方向性。 4:功率方向判别元件的基本要求

(1)应具有明确的方向性,即在正方向发生故障(包括故障点的过度电阻情况)时能可靠动作,而在反方向故障时可靠不动作; (2)正方向故障时有足够的灵敏度。 5:功率方向元件的动作特性

6:功率方向继电器90°接线方式及其优点

90°接线方式:是指三相对称且功率因数cos??1的情况下,Ir超前Ur 90°的接线方式。 继电器输入 KWa KWb KWc

电流 Ia Ib Ic 电压 Ubc Uca Uab

优点:

(1)对各种两相短路都没有死区,因为继电器加入的是非故障的相间电压,其值很高 。

(2)适当地选择继电器的内角α后,对线路上发生的各种故障,都能保证动作的方向性。

7:正方向各种短路时,方向继电器能够正确动作的内角a的范围

使方向继电器在正方向任何相间短路情况下能够正确动作的条件为

30????60? 。

8:助增电流、外汲电流

A’为增助电源;I’AB为增助电流,是故障线路电流增大。

IB-C为外汲电流,是故障线路中电流减小。 10:过电流保护装设方向元件的一般方法

当一条母线上有多条电源线路时,除动作时限最长的一个过电流保护不需要装设方向元件外,其余都要装设方向元件。 11:接地短路时的零序电压、电流和功率的特点

零序电压:零序电源在故障点,故障点的零序电压最高,系统中距离故障点越远

处的零序电压越低。

电流:零序电流是由 Ud0 产生的,由故障点经线路流向大地。零序电流的分布,

主要取决于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗,而与电源的数目和位置无关。

功率:对于发生故障的线路,两端的零序功率的方向与正序功率的方向相反。 12:第二章课后习题

2.7 如图2-2所示网络,在位置1、2和3处装有电流保护,系统参数为:

E??115/3kV’’

,XG1?15? 、XG2?10?,XG3?10?,L1?L2?60km,

L3?40km,LB?C?50km,LC?D?30km,LD?E?20m,线路阻抗0.4?/km,

ⅢIB?C.max?300A,IC?D.max?200A,KⅠKⅡrel=1.2 、rel=Krel=1.15 , ID?E.max?150A,

Kss=1.5、Kre=0.85。试求:

(1)发电机元件最多三台运行,最少一台运行,线路最多三条运行,最少一条

运行,请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。

(2)整定保护1、2、3的电流速断定值,并计算各自的最小保护范围。 (3)整定保护2、3的限时电流速断定值,并校验使其满足灵敏度要求(Ksen?1.2) (4)整定保护1、2、3的过电流定值,假定流过母线E的过电流保护动作时限为0.5s,校验保护1作后备用,保护2和3作远备用的灵敏度。

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