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电力系统继电保护原理


电力系统继电保护原理

课件

目录 绪论 0.1 继电保护的作用 0.2 对电力系统继电保护的基本要求 0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成 第1章 电网的电流电压保护 1.1 单侧电源网络的相间短路的电流电压保护 1.2 电网相间短路的方向性电流保护 1.3 大接地电流系统的零序电流保护 1.4 小接地电流系统故障分析

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1.5 中性点不接地单相接地的保护 第2章 电网的距离保护 2.1 距离保护的基本原理 2.2 阻抗继电器 2.3 影响距离保护正确工作的因素及防止 方法 第3章 输电线路的纵联保护 3.1 概述 3.2 输电线的纵联差动保护 3.3输电线路的高频保护 3.4 高频闭锁方向保护

3.5 高频闭锁负序方向保护 3.6 高频闭锁距离保护和零序保护 3.7 高频相差动保护 3.8 光纤差动保护 第4章 输电线路的自动重合闸 4.1 自动重合闸概述 4.2 三相自动重合闸 4.3 综合自动重合闸 第5章 电力变压器的保护 5.1 电力变压器的故障异常运行状态及其保护方 式 5.2 主变压器内部故障的差动保护

5.3 主变压器零序保护 5.4 主变压器瓦斯保护 5.5 高压厂用变压器保护 第6章 发电机保护 6.1 发电机的故障及不正常运行状态及其保护方 式 6.2 相间短路的纵联差动保护 6.3 发电机定子绕组匝间短路保护 6.4 发电机定子绕组的单相接地保护 6.5 发电机低励失磁保护 6.6 励磁回路一点接地保护

6.7 励磁回路两点接地保护 6.8 转子表层过热(负序电流)保护 6.9 发电机的逆功率保护 6.10 发电机失步异常运行保护 6.11 定子绕组对称过负荷保护 6.12 发电机变压器组公用继电保护 第7章 母线的继电保护 7.1 母线故障及保护 7.2 带制动特性的母线差动保护

7.3 JMH—1型母线差动保护装置的基本原 理 7.4 电流相位比较式母线保护 第8章 异步电动机和电容器的保护 8.1 异步电动机的保护 8.2 电力电容器的保护 第9章 继电保护装置的整定计算 9.1 概 述 9.2 35 kV及以下中性点非直接接地电网中 线路保护的配置与整定计算

9.3 110~220 kV中性点直接接地电网线路 保护的配置与整定计算 9.4 330~550 kV中性点直接接地电网线路 保护的配置与整定计算 9.5 发电机保护的配置与整定计算 9.6 变压器保护的配置与整定计算 9.7 母线保护及断路器失灵保护的配置与 整定 第10章 继电保护装置的基本元件与电路

10.1 电流互感器的极性及相量图 10.2 变换器 10.3 对称分量滤过器 10.4 综合器 第11章 模拟型继电保护装置 11.1 模拟型继电保护装置总论 11.2 电磁型继电保护装置 11.3 模拟型静态继电保护装置 第12章 微机保护装置原理

12.1 微机保护概述 12.2 微机保护的硬件构成原理 12.3 数字滤波器 12.4 微机保护的算法 12.5 微机保护的抗干扰措施 第13章 变电站综合自动化技术 13.1 概论 13.2 变电站综合自动化系统的基本功能 13.3 变电站综合自动化系统的结构

13.4 变电站综合自动化的特点与发展趋势 13.5 现场总线技术及其应用 参考文献

绪论 0.1 继电保护的作用 电力系统的运行要求安全可靠、电能质 量高、经济性好。受自然条件、设备及 人为因素的影响,可能出现各种故障和 不正常运行状态。故障中最常见、危害 最大的是各种形式的短路。

? 0.2 对电力系统继电保护的基本要求
0.2.1 选择性

图0-1 电网保护选择性动作

(1)主保护 (2)后备保护 1)远后备

图0-2 后备保护的构成方式 (a)远后备保护 (b)近后备保护

2)近后备 (3)辅助保护 0.2.2 速动性 0.2.3 灵敏性 0.2.4 可靠性 0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组 成 0.3.1 反应一端电气量的保护

图0-3 反应一端电气量的保护及其运行工况 (a)正常运行状态 (b)故障状态

0.3.2 反应两端电气量的保护 0.3.3 反应非电气量的保护

图0-4 反应两端电气量的保护的运行工况

图0-5 继电保护装置组成方框图

第1章 电网的电流电压保护
1.1 单侧电源网络的相间短路的电流电 压保护 1.1.1 电流继电器 返回系数:即继电器的返回电流与动作 电流的比值。

1.1.2 无时限电流速断保护(电流Ⅰ段)

图1-1 电流速断保护动作特性的分析

三相短路电流可表示为

图1-2 无时限电流速断保护的单相原理接线图

图1-3 系统运行方式的变化对电流续断保护的影响

图1-4 被保护线路长短不同对电流速断保护的影响

图1-5 线路-变压器组的电流速断保护

图1-6 电流电压联锁速断保护的单相原理接线图

图1-7 电流电压联锁速断保护的动作特性分析

电流继电器的动作电流

? 低电压继电器的动作电压应为

? 1.1.3 限时电流速断保护(电流Ⅱ段) ? (1)工作原理和整定计算的基本原则

图1-8 单侧电源线路限时电流速断保护的配合整定图

起动电流应该整定为

? (2)动作时限的计算

(3)保护装置灵敏性的校验

? (4)限时电流速断保护的单相原理接线图

图1-9 限时电流速断保护的单相原理接线图

1.1.4 定时限过电流保护(电流Ⅲ段) (1)工作原理和整定计算的基本原则

图1-10 定时限过电流保护起动电流和动作时限的配合

图1-11 最大负荷说明图

(2)按选择性的要求整定定时限过电流保护 的动作时限

图1-12 单侧电源串联线路中各过电流保护动作时限的确定

? (3)过电流保护灵敏系数的校验 ? 1.1.5 三段式电流保护的应用

图1-13 阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图

图1-14 具有电流速断、限时电流速断和过电流保护的单相原理 接线图

? 1.2 电网相间短路的方向性电流保护 1.2.1 方向性电流保护的基本原理
1-15.tif

图1-15 双侧电源供电网络 (a) f1点短路时的电流分布 (b) f2点短路时的电流分布 (c)各保护动作方向的规定 (d)方向过电流保护的阶梯形时限特性

图1-16 方向过电流保护的单相原理接线图

1.2.2 功率方向继电器的工作原理

图1-17 方向继电器工作原理的分析 (a)系统网络接线图 (b) f1点短路(c) f2点短路

图1-18 功率方向继电器的工作原理

图1-19 三相短路的相量图

? 1.2.3 对方向性电流保护的评价

图1-20 双侧电源线路上电流速断保护的整定

(1)助增电流的影响

图1-21 有助增电流时,限时电流速断保护的整定

? (2)外汲电流的影响

图1-22 有外汲电流时,限时电流速断保护的整定

? 1.3 大接地电流系统的零序电流保护 1.3.1 中性点直接接地系统是零序分量的 特点
1-23.tif

图1-23 接地短路时的零序等效网络 (a)系统接线 (b)零序网络 (c)零序电压的分布 (d)忽略电阻时的向量图 (e)计及电阻时的向量图(设φf0=80°)

? 1.3.2零序电流速断(零序Ⅰ段)保护

? 1.3.3 零序电流限时速断(零序Ⅱ段)保护
1-24.tif

图1-24有分支线路时零序Ⅱ段动作特性的分析 (a)网络接线图 (b)零序等效网络 (c)零序电流变化曲线

? 1.3.4 零序过电流(零序Ⅲ段)保护

图1-25 零序过电流保护的时限特性

1.3.5 方向性零序电流保护

图1-26 零序方向保护工作原理的分析 (a)网络接线 (b) f1点短路的零序电流 (c) f2点短路的零序电流

图1-27 三段式零序方向电流保护的原理接线图

1.3.6 对零序电流保护的评价 1.4 小接地电流系统故障分析 1.4.1 中性点不直接接地电网中单相接地故 障的特点

图1-28 简单网络接线示意图

图1-29 A相接地时的向量图

图1-30 单相接地故障时三相系统的电容电流分布图

图1-31 单相接地故障时的零序等效网络
(a)等效网络 (b)向量图

1.4.2 中性点经消弧线圈接地电网中单相接 地故障的特点 ? (1)完全补偿
1-32.tif

图1-32 消弧线圈接地电网中单相接地时的电流分布 (a)用三相系统表示 (b)零序等效网络

? (2)欠补偿

(3)过补偿

? 1.5 中性点不接地单相接地的保护

? (1)无选择性绝缘监视装置
? (2)零序电流保护

? (3)零序功率方向保护


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