1、電力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)是由電力生產(chǎn)的5個(gè)環(huán)節(jié)：發(fā)電、輸電、變電、配電和用電組成的整體。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng)。完成一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的統(tǒng)一系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng)；對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)、控制、測(cè)量、調(diào)節(jié)、監(jiān)視、通信等相應(yīng)的輔助系統(tǒng)稱為二次系統(tǒng)。 繼電保護(hù)當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件發(fā)生故障時(shí)，向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令，以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套硬件設(shè)備，用于保護(hù)電力元件的一般稱為繼電保護(hù)裝置。 安全自動(dòng)裝置 當(dāng)電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障或危及其安全運(yùn)行的事件時(shí)，向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者向所控制的斷路器發(fā)出跳閘

2、命令，以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套硬件設(shè)備，用于保護(hù)電力系統(tǒng)的通稱為電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置。 功率 瞬時(shí)功率：電阻、電感和電容的瞬時(shí)功率。有功功率：用電設(shè)備真實(shí)消耗掉的功率稱為有功功率。有功與頻率相關(guān)；無功功率：在完成電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過程中，建立電、磁場(chǎng)需要的功率稱為無功功率，無功與電壓相關(guān)。頻率、電壓和諧波是反映電能質(zhì)量的三大指標(biāo)，頻率和電壓又是保持電網(wǎng)穩(wěn)定最重要的電氣量?，F(xiàn)在有人加供電的可靠性。 IUjQPScos,sinNMMNMEEZEQZEEP視在功率： 00;torptptitutp瞬時(shí)功率：功率 一次，以母線流向線路為電流正方向；母線對(duì)地為電

3、壓正方向。 二次，極性端流入繼電保護(hù)裝置為電流正方向；極性端對(duì)地為電壓正方向。 只有這樣規(guī)定，才有： 當(dāng)接入R時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出P，P0；負(fù)荷受入P。Q=0。電壓電流同相。 當(dāng)接入L時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出Q，Q0；負(fù)荷受入Q。P=0。電壓超前電流900。 當(dāng)接入C時(shí)，發(fā)電機(jī)受入Q，Q0Q0P0Q0P0P0Q0 jQPIUSjQPIUS 功率振蕩及振蕩閉鎖 無故障全相振蕩的電壓軌跡和阻抗軌跡 靜穩(wěn)破壞突變量電流不啟動(dòng)，電流緩慢增加，當(dāng)超過靜穩(wěn)電流時(shí)閉鎖距離保護(hù)。 暫穩(wěn)破壞突變量電流啟動(dòng)，靜穩(wěn)電流不動(dòng)作，開放距離保護(hù)160ms左右，之后閉鎖距離保護(hù)。 時(shí)間上躲振蕩周期（ 1.5s）。振蕩時(shí)測(cè)量阻抗周期性動(dòng)作、

4、返回。三道防線 1常見的普通故障，要求系統(tǒng)在承受此類故障時(shí)能保持穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電；2為出現(xiàn)概率較低的較嚴(yán)重的故障，要求系統(tǒng)在承受此類故障時(shí)能保持穩(wěn)定運(yùn)行，但允許損失部分負(fù)荷；3為罕見的嚴(yán)重復(fù)雜故障，電力系統(tǒng)在承受此類故障時(shí)，如不能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，則必須防止系統(tǒng)崩潰并盡量減少負(fù)荷損失。 1合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電源布局，保護(hù)重合閘和開關(guān)正確動(dòng)作，必須保持穩(wěn)定和正常供電；2保護(hù)重合閘和開關(guān)正確動(dòng)作，必須保持穩(wěn)定，但允許損失部分負(fù)荷（切機(jī)、切負(fù)荷、解列）；3振蕩解列、低周低壓減載等 。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求 “四性”： 可靠性（可信賴性和安全性） 選擇性 快速性 靈敏性“四性” 可靠性（可信賴性和安

5、全性） 可信賴性：要求繼電保護(hù)在設(shè)計(jì)要求它動(dòng)作的異?；蚬收蠣顟B(tài)下，能準(zhǔn)確地完成動(dòng)作，即要求不拒動(dòng)。 安全性：要求繼電保護(hù)在非設(shè)計(jì)要求它動(dòng)作的其他所有情況下，能夠可靠不動(dòng)作，即要求不誤動(dòng)。 可信賴性與安全性是一對(duì)矛盾。實(shí)際應(yīng)用中它與接線方式與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān) 。 對(duì)于220kV電網(wǎng)以可信賴性為主，重點(diǎn)防止保護(hù)拒動(dòng)。 對(duì)于500kV電網(wǎng)以安全性為主，重點(diǎn)防止保護(hù)誤動(dòng)。 “四性” 繼電保護(hù)選擇性 選擇性是指期望能在電力元件發(fā)生故障時(shí)，由最靠近故障元件的繼電保護(hù)裝置動(dòng)作斷開故障。 繼電保護(hù)選擇性是通過合理的動(dòng)作值整定來完成。 選擇性整定原則：越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置的動(dòng)作靈敏度越大，動(dòng)作時(shí)間應(yīng)越短。 “四性

6、” 繼電保護(hù)快速性 繼電保護(hù)快速性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)以允許的可能最快速度動(dòng)作切除故障。 繼電保護(hù)快速跳閘，一方面可以減輕故障設(shè)備的損壞程度，另一方面是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要手段。 “四性” 注意兩點(diǎn)： 1）快速性與可靠性之間存在矛盾只有在繼電保護(hù)裝置可靠動(dòng)作前提下的快速性才有實(shí)際意義。 2）快速性并不是愈快愈好-只有在系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定需要的前提下才是合理的。 繼電保護(hù)快速性對(duì)通道傳輸時(shí)間有規(guī)定要求?！八男浴?繼電保護(hù)靈敏性 繼電保護(hù)靈敏性是指繼電保護(hù)裝置對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障及異常狀態(tài)能夠可靠地動(dòng)作能力 。 在規(guī)程中規(guī)定每種保護(hù)元件的具體靈敏系數(shù)。 繼電保護(hù)對(duì)動(dòng)作的靈敏性是出于保護(hù)裝置可靠動(dòng)

7、作需要。 “四性” 注意：正確處理靈敏性與選擇性之間矛盾。 愈靈敏愈能可靠反應(yīng)要求動(dòng)作的故障或異常狀態(tài)，但同時(shí)愈易于在非要求動(dòng)作的其他情況下產(chǎn)生誤動(dòng)。 繼電保護(hù)系統(tǒng)作用 1）斷開電力故障元件，最大限度地減少對(duì)電力元件本身的損壞。 2）反應(yīng)電力元件不正常工作狀態(tài)，便于監(jiān)視與調(diào)整。 3）支持電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。特別是保護(hù)快速動(dòng)作對(duì)提高電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的特殊作用，其他穩(wěn)定措施是不能與其相比擬。 繼電保護(hù)的配置原則 超高壓（220kV及以上），雙重化原則，近后備+斷路器失靈。 高壓（220kV以下），主、備獨(dú)立，遠(yuǎn)后備。 主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇性地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保

8、護(hù)。 繼電保護(hù)的配置原則 后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來切除故障的保護(hù)。 遠(yuǎn)后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。 近后備保護(hù)當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。 繼電保護(hù)的配置原則 輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡單保護(hù)。 異常運(yùn)行的保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)電力設(shè)備或線路異常運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)。 超高壓線路保護(hù) 保護(hù)的范圍由PT和CT的安裝位置（PT確定縱向故障；CT確定橫向故障）及原理和通道信號(hào)決定。 主保護(hù)（縱聯(lián)保護(hù)）分相電流縱差、高頻

9、方向、高頻距離。 分相電流縱差 利用基爾霍夫電流定律，需要線路兩側(cè)電流進(jìn)行運(yùn)算，判別線路內(nèi)部、外部短路，決定是否跳閘。因此，要求通道傳送對(duì)側(cè)電流（模擬量）。特點(diǎn)是容量大、同步要求高（同時(shí)刻兩側(cè)電流進(jìn)行運(yùn)算），通常只能通過光纖或微波通道傳送（64k或2M）。 高頻方向、高頻距離 方向或距離只是原理不同，都是判別正、反向故障。方向只是超范圍；距離又分超范圍或欠范圍。高頻方向、高頻距離的通道命令分為閉鎖命令或允許命令。無論如何，都是接受對(duì)側(cè)命令加上本側(cè)的方向元件一并判別線路內(nèi)部、外部短路，決定是否跳閘。 當(dāng)然，對(duì)側(cè)是否發(fā)送命令是由對(duì)側(cè)的方向元件判別后決策的。這種命令我們稱為快速命令，對(duì)允許式保護(hù)10

10、15ms，對(duì)閉鎖式保護(hù)小于10ms。TV、TA的安裝位置與保護(hù)范圍的關(guān)系 一般橫向故障由TA的安裝位置決定保護(hù)范圍，這是因?yàn)門A兩邊故障的電流方向不同，而TV兩邊故障的電壓相同；縱向故障由TV的安裝位置決定保護(hù)范圍，這是因?yàn)門V兩邊故障的電壓方向不同，而TA兩邊故障的電流相同。 劃分保護(hù)范圍 保護(hù)范圍分為兩類：一類是保護(hù)范圍固定不受運(yùn)行方式影響，如：被保護(hù)的線路、被配合的相鄰線路的縱聯(lián)保護(hù)和距離保護(hù)段、相鄰變壓器的差動(dòng)保護(hù)、變壓器另一側(cè)出線的縱聯(lián)保護(hù)和距離保護(hù)段。另一類是保護(hù)范圍不固定受運(yùn)行方式影響，如：被配合的電流保護(hù)、距離保護(hù)高段。這類保護(hù)要找到保護(hù)范圍很不容易，尤其當(dāng)保護(hù)范圍伸出本線路，

11、對(duì)側(cè)母線接有多分支，對(duì)每一個(gè)分支都存在一個(gè)保護(hù)范圍。但是，這些保護(hù)范圍是由一個(gè)保護(hù)定值決定的。因此，同原理保護(hù)配合往往是定值上的配合，即用配合定值乘以助增系數(shù)或分支系數(shù)。不同原理保護(hù)配合就不能在定值上取得配合，這是因?yàn)楦餍蚓W(wǎng)絡(luò)獨(dú)立，存在不同的電流分配系數(shù)，兩類保護(hù)定值沒有固定的關(guān)系。 后備保護(hù)配置的意義和目的 后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來切除故障的保護(hù)。 超高壓線路按近后備原則，斷路器拒動(dòng)由失靈保護(hù)切除故障。主保護(hù)拒動(dòng)由本線路后備保護(hù)切除故障，因此，對(duì)近后備保護(hù)提出兩點(diǎn)基本要求：1硬件主保護(hù)硬件損壞（包括通道故障）時(shí)，后備保護(hù)能保持正常工作；2軟件主保護(hù)原理上存在缺陷或靈敏度不足。兩點(diǎn)

12、中任何一點(diǎn)都是后備保護(hù)存在的理由。 后備保護(hù)的整定理想原則 主保護(hù)拒動(dòng)是后備保護(hù)整定計(jì)算的前提 被配合保護(hù)正確動(dòng)作是后備保護(hù)整定計(jì)算的基礎(chǔ) 主保護(hù)拒動(dòng)應(yīng)由故障線路的后備保護(hù)切除故障，不應(yīng)由相鄰線路的后備保護(hù)切除故障。前者講的是靈敏度，后者講的是選擇性。 后備保護(hù)的整定理想原則 選擇性根據(jù)前提條件，后備保護(hù)應(yīng)該與相鄰線路的后備保護(hù)配合，不應(yīng)與相鄰線路的主保護(hù)配合。 靈敏性根據(jù)基本要求，后備保護(hù)對(duì)本線路有足夠的靈敏度。 速動(dòng)性在滿足配合的條件下，縮短動(dòng)作時(shí)間。 在整定計(jì)算中，常常遇到選擇性與靈敏性的矛盾，整定計(jì)算的多數(shù)工作是協(xié)調(diào)該矛盾作取舍。因此，上述理想原則，實(shí)際很難做到。 后備保護(hù)的整定實(shí)際原則 本著加強(qiáng)主保護(hù)、簡化后備保護(hù)的思想。整定計(jì)算也允許作相應(yīng)的簡化，簡化整定計(jì)算就是默認(rèn)某些失配。 距離保護(hù) 不帶時(shí)延的一段將選擇性放在首位、靈敏度次位。 帶時(shí)延的二段將靈敏度放在首位、速動(dòng)性次位、選擇性末位。 帶時(shí)延的三段將靈敏度放在首位、選擇性次位、速動(dòng)性末位。 零序電流保