继电保护基础知识课件.ppt
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1、继电保护基础知识继电保护基础知识目录一、继电保护的概念与作用二、继电保护的基本原理三、继电保护的分类四、继电保护装置的组成五、继电保护基本要求六、电流保护一、继电保护的概念与作用解决电力系统运行中的故障和不正常状态的问题不等式约束条件:不等式约束条件:等式约束条件:等式约束条件:一、继电保护的概念与作用故障:通过故障点的大短路电流和电弧,使故障元件损坏;短路电流通过非故障元件,在电热作用和电动力的作用下,使元件损坏或缩短使用寿命;电力系统局部电压降低,破坏用户工作的稳定性或影响用电设备正常工作;破坏电力系统稳定性,导致系统振荡甚至瓦解一、继电保护的概念与作用故障:短路一、继电保护的概念与作用不
2、正常状态:过负荷:因负荷超过电气设备的额定值造成 的电流增大;危害:造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老化和损坏从而导致故障;一、继电保护的概念与作用不正常状态:频率降低:系统中出现有功功率缺额而引起;危害:1)影响产品质量;2)降到4748HZ以下会引起频率崩溃;3)使电压下降可能引发电压崩溃。一、继电保护的概念与作用不正常状态:过电压:发电机突然甩负荷而产生;危害:造成绝缘击穿导致短路。一、继电保护的概念与作用不正常状态:系统振荡:因系统受到扰动而失去功率平衡。危害:系统振荡时,电流和电压周期性摆动,严重影响系统的正常运行;一、继电保护的概念与作用是继电保护技术与继电保护装置的总称。继电保
3、护技术:包括电力系统故障分析、继电保护原理及设计、配置整定、运行维护及调试等技术。继电保护装置:能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。一、继电保护的概念与作用1、当发生故障时,自动、迅速、有选择性地动作,将故障设备从电力系统中切除,使故障设备免于继续遭到破坏,保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。2、当发生不正常工作状态时,自动地发出信号报警,通知值班人员及时处理,或根据运行条件自行处理(减负荷或跳闸等)。二、继电保护的基本原理利用正常运行与区内外短路故障电气参数变化的特征构成保护的判据,根据不同的判据就构成不同原理的继电保护。二、继电保护
4、的基本原理二、继电保护的基本原理一般情况下,发生短路故障后,总是伴随有电流的增大,电压的降低/线路始端测量阻抗的减小,以及电压和电流之间相位角的变化。因此,利用正常运行与故障时这些基本参数的区别,便可以构成各种不同原理的继电保护。二、继电保护的基本原理电流增大过电流保护电压降低低电压保护二、继电保护的基本原理测量阻抗发生变化阻抗保护Z=U/I正常运行时:负荷阻抗短路时:短路阻抗测量阻抗变小二、继电保护的基本原理正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20;电流与电压之间的相位角发生变化方向保护二、继电保护的基本原理元件电流流入与流出的关系发生变化电流差动保护正常运行时:电流流
5、入=电流流出发生故障时:电流流入电流流出正常:I=0短路:I=Id二、继电保护的基本原理出现零、负序分量序分量保护正常运行时:只有正序分量两相短路时:有负序分量出现接地短路时:有零序分量出现二、继电保护的基本原理除上述反应于各种电气量的保护以外,还有根据电气设备的特点实现反应于非电量的保护。例如,当变压器油箱内部的绕组短路时,反应油被分解所产生的气体而构成的瓦斯保护;反应电动机绕组的温度升高而构成的过负荷或过热保护等。以上各种原理的保护,可以由继电保护装置来实现。三、继电保护的分类按被保护的对象分类输电线路保护发电机保护变压器保护母线保护电动机保护等三、继电保护的分类按保护原理分类:电流保护电
6、压保护距离保护差动保护方向保护零序保护三、继电保护的分类按保护所反应故障类型分类相间短路保护接地短路保护匝间短路保护 三、继电保护的分类继电保护测量值与整定值的关系分类:过量保护:(测量值整定值)欠量保护:(测量值整定值)三、继电保护的分类按保护所起的作用分类:主保护:反映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:主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为近后备保护和远后备保护;辅助保护: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。四、继电保护装置的组成测量部分逻辑部分执行部分输入信号输出信号整定值四、继电保护装置的组成测量比较:测量部
7、分是通过获取被保护的电气元件的物理量,与设定的值进行比较,根据比较的结果生成一组“是”与“非”的逻辑信号,后续的流程会根据这些信号来执行。逻辑判定:逻辑判定部分按照一定的逻辑关系判定出故障的类型和范围,然后确定保护装置输出相应的动作,例如断路器跳闸、动作是否延时等,然后将这些指令信息传递给执行输出部分。继电保护中常用的逻辑回路有或、与、否、“延时启动”、“延时返回“、“记忆”等回路。执行输出:执行输出部分将逻辑判定传过来的指令,完成保护装置承担的任务,如在故障时跳闸、发送告警或正常运行时不动作等。五、继电保护基本要求选择性速动性灵敏性可靠性五、继电保护基本要求选择性:保护装置动作时,仅将故障元
8、件从电力线系统中切除,使停电的范围尽量小,保证电力系统中无故障的部分仍然能继续工作。五、继电保护基本要求速动性:快速地切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定性,减少用户在电压降低情况下工作的时间,以及缩小故障元件的损坏程度。因此,在发生故障时,应力求保护装置迅速动作,切除故障。五、继电保护基本要求一些必须快速切除的故障:根据维持系统稳定的要求,必须快速切除的高压输电线路上发生的故障;使发电厂或重要用户的母线电压低于允许值的故障;大容量的发电机、变压器以及电动机内部发生的故障;110kV线路导线截面过小,为避免过热不允许延时切除的故障等;可能危及人身安全、对通信系统或铁道信号系统有强烈干扰的故障
9、等。五、继电保护基本要求故障切除时间:t=tPR+tQFtPR保护动作时间;一般为0.060.12s,最快0.010.04s。断路器动作时间;tQF一般为0.060.15s,最快0.020.06s。五、继电保护基本要求灵敏性:继电保护装置对其保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时,不论短路点的位置与短路的类型如何,都能灵敏地正确地反应出来。五、继电保护基本要求通常,灵敏性用灵敏系数来衡量,并表示为Klm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(如电压保护)继电保护和安全自动装置技术规程(DL40091)五、继电
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