第十章 电力系统继电保护.ppt

第十章电力系统继电保护
第一节继电保护的作用和原理
第二节继电保护装置的构成
第三节对继电保护的基本要求
第四节输电线路的电流保护
第五节输电线路的自动重合闸
第六节主要电气设备的保护配置
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第一节继电保护的作用和原理
一、继电保护的作用
二、继电保护的基本原理
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一、继电保护的作用
电力系统继电保护
是一门研究这种自动识别故障并排除故障元件的自动装置的技术学科。
继电保护自动装置:能反应电力系统中电气元件故障或不正常运行状态并动作于断路器跳闸或发出指示信号的一种自动装置。
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B
k
A
C
1QF
2QF
3QF
4QF
5QF
6QF
7QF
图10-1 电力系统中继电保护的作用
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基本任务
自动、迅速、有选择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非故障元件迅速恢复正常运行;
反应电气元件的不正常工作状态并根据实际运行条件作出不同反应,如:
在无人值班的变电所,一般动作于故障元件的断路器跳闸;
若发生过负荷而有自动减负荷装置时,可动作于自动减负荷装置;
在有值班人员的变电所或控制室,一般动作于发信号,提示值班人员哪个元件出现了不正常工作状态。
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二、继电保护的基本原理
利用电力系统发生故障和处于不正常运行状态时一些物理量的特征和特征分量,可以构成各种原理的保护。
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B
k2
A
C
1QF
2QF
3QF
4QF
5QF
6QF
k1
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图10-2 继电保护原理示意图
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当k2点发生三相短路时,电源与短路点之间的各相电流将突然增加,其值可能是额定电流或正常工作电流的十几倍。利用这个特点可用一个元件对电流进行测量并和给定电流比较,当测量到的电流大于给定电流时,输出相应的控制信号。这就构成了反应相电流增大而动作的过电流保护。
这个给定电流称为电流保护的整定值,即电流保护的动作电流。
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如图10-2中k2点三相短路时,将使B、C母线电压很小甚至几乎为0。利用短路时母线电压下降的特点,可构成测量电压且反应电压下降动作的低电压保护。这个给定电压称为电压保护的动作电压。

当k1点故障时,A母线电压严重下降而线路电流却大大上升,因此,故障时测量阻抗Zm也就与正常时大不相同,阻抗的幅值下降而相角却增大。利用这种差别可以构成反应该断路器处测量阻抗Zm变化的保护,称为阻抗保护。
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在图10-2中,同一条线路上需要在线路两侧均装断路器并配置保护才能切除该线路上任意处的故障。在这种双电源的线路上发生故障时,可以找到新的故障特点以构成保护。利用相位特点可构成反应功率方向的方向保护。

利用线路内部短路时其两侧电流均为正,而外部短路时两侧电流一侧为正一侧为负的特点可构成纵联保护。纵差保护是纵联保护的一种。
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当电力系统中发生不对称短路时,故障电流和电压中含有负序分量。若为不对称接地故障时,故障电流、电压中还包括零序分量。利用故障时序分量的出现可以构成反应序量动作的保护,如零序电流、电压保护,负序电流、电压保护等。

利用变压器内部短路时使其油箱内绝缘油受热分解产生的大量气体构成反应这些气体多少和气流速度的瓦斯保护。利用线路故障时故障点产生的暂态行波分量的传播方向不同等特点可构成各种行波保护。
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第二节继电保护装置的构成
一、继电保护装置的构成
二、输入电路
三、测量元件
四、逻辑元件
五、输出电路与执行元件
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