電力系統(tǒng)繼電保護(hù)第一章緒論1、電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、配電線路、負(fù)荷等一次設(shè)備和繼電保護(hù)、安全自動(dòng)控制裝置、測(cè)量儀表、通信系統(tǒng)等二次設(shè)備共同組成的一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)。2、電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)運(yùn)行有三種狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)。(1)正常運(yùn)行狀態(tài)。指電壓、電流、頻率(轉(zhuǎn)速)在規(guī)定的范圍內(nèi)，各個(gè)一次電氣設(shè)備能夠正常工作而不損壞的運(yùn)行狀態(tài)。(2)不正常運(yùn)行狀態(tài)。指電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的正常工作遭到破壞，但未出現(xiàn)故障的狀態(tài)，比如像過負(fù)荷。(3)故障狀態(tài)。通常指各種類型的短路和斷線，包括各相導(dǎo)體之間或者導(dǎo)體對(duì)地的不正常連接、三相或者某相開斷。3、電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，總伴隨有電流的增大、電壓的降低、線路始端測(cè)量阻抗的減小和電壓與電流之間相位角變化。4、電力系統(tǒng)中，故障是不可避免的。電力系統(tǒng)的故障包括短路故障和斷線故障。(1)短路故障包括是各種類型的短路，即三相短路、兩相短路、單相接地短路或單相短路及兩相接地短路或兩相短路。(2)斷線故障包括單相斷線、兩相斷線和三相斷線。注1：電力系統(tǒng)各種短路故障中，單相短路故障最多，三相短路故障產(chǎn)生的后果最為嚴(yán)重。注2：相線俗稱火線，三相就是三個(gè)火線，他們電壓相等，頻率相當(dāng)，但是相序不同。5、繼電保護(hù)與繼電保護(hù)裝置是不同概。6、繼電保護(hù)分類(1)按保護(hù)對(duì)象分類為：發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、輸電線路保護(hù)、母線保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、電容器保護(hù)。(2)按故障分類為：相間短路保護(hù)、匝間短路保護(hù)、接地短路保護(hù)。(3)按功能分類為：主保護(hù)、后備保護(hù)(近后備保護(hù)、遠(yuǎn)后備保護(hù))。(4)按原理分類為：差動(dòng)保護(hù)、過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、阻抗保護(hù)(距離保護(hù))、零序頻率保護(hù)。7、繼電保護(hù)的基本任務(wù)或作用：自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障設(shè)備切除；反映不正常狀態(tài)，而發(fā)出報(bào)警信號(hào)、減負(fù)荷或者跳閘。即繼電保護(hù)的根本任務(wù)是檢測(cè)并發(fā)現(xiàn)故障，然后通過斷路器切除故障設(shè)備。8、一個(gè)完整的繼電保護(hù)系統(tǒng)至少應(yīng)該包括：傳感器、繼電保護(hù)裝置、斷路器等三部分。(1)傳感器包括電壓互感器、電流互感器、其它傳感器(比如瓦斯氣體傳感器)等。(2)繼電保護(hù)裝置當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠發(fā)出警告信號(hào)，或者直接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，通稱為繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置由測(cè)量比較元件、邏輯判斷元件、執(zhí)行輸出元件構(gòu)成。繼電保護(hù)裝置的功能或作用：監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行；反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除；實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。繼電保護(hù)裝置的基本要求與繼電保護(hù)的基本要求相同。(3)斷路器與隔離開關(guān)斷路器的作用：電力系統(tǒng)正常情況下接通和斷開高壓電路中的空載及負(fù)荷電流；在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能與保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置相配合，迅速切斷故障電流(即切除故障設(shè)備，達(dá)到保護(hù)目的)。有專門的滅弧裝置。隔離開關(guān)的作用：用于隔離電源；與斷路器配合，按系統(tǒng)運(yùn)行方式的需要進(jìn)行倒閘操作；用以接通或斷開小電流電路。隔離開關(guān)屬于特殊的刀閘，沒有專門的滅弧裝置，不能用來接通、切斷負(fù)荷電流和短路電流，只能在電氣線路切斷的情況下，才能進(jìn)行操作。9、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求：可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性?？煽啃裕涸搫?dòng)作的必須可靠動(dòng)作(不拒動(dòng))，不該動(dòng)作的可靠不動(dòng)(不誤動(dòng))。選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障設(shè)備切除，而使非故障設(shè)備能夠繼續(xù)可靠運(yùn)行，以盡量減少停運(yùn)設(shè)備、縮小停電范圍的能力。速動(dòng)性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障。說明：故障切除時(shí)間等于保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器切除時(shí)間之和。一般的斷路器動(dòng)作時(shí)間0.06～0.15秒，一般保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于40毫秒。靈敏性：靈敏性是指保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置無論故障性質(zhì)與故障點(diǎn)在那里都能反映出來。靈敏性常常用靈敏系數(shù)來衡量。10、繼電器(1)當(dāng)輸入量(如電壓、電流、溫度等)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開的電器，稱為繼電器。即繼電器是一種當(dāng)輸入量(如電、磁、聲、光、熱等)達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。(2)繼電器中的輸入量可分為電氣量(如電流、電壓、頻率、功率等)，即電氣量繼電器和非電量(如溫度、壓力、速度等)，即非電氣量繼電器兩大類。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。(3)繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件。是控制元件。它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”，故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器一般都有能反映一定輸入變量的感應(yīng)機(jī)構(gòu)(輸入部分)；有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(輸出部分)；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離，功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)(驅(qū)動(dòng)部分)。注：常見的有中間繼電器、時(shí)間繼電器。中間繼電器是以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量的繼電器。它用于在控制電路中傳遞中間信號(hào)。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，中間繼電器只能用于控制電路中。它一般是沒有主觸點(diǎn)的。中間繼電器符號(hào)是K。一般是直流電源供電，少數(shù)使用交流供電。第三章電網(wǎng)的電流保護(hù)1、電流保護(hù)是指：根據(jù)電流增大這個(gè)特點(diǎn)構(gòu)成的繼電保護(hù)，稱為電流保護(hù)。保護(hù)安裝點(diǎn)(一般在變電站母線處)所測(cè)量的電流會(huì)增大。電流保護(hù)是一種過量保護(hù)，越靠近母線，短路電流越大。又稱過電流保護(hù)。2、電流互感器的作用：將高壓系統(tǒng)的大電流