主講人：郗忠梅繼電保護與微機保護第一章緒論一、繼電保護的作用電力生產(chǎn)的特點：電能無法大容量存儲，電能的生產(chǎn)與消耗必須時刻保持平衡。負荷的波動與電力設(shè)備的退出運行，都會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)發(fā)生變化。

電力系統(tǒng)運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)在不同運行條件（負荷水平、系統(tǒng)接線、出力配置、故障等）下的系統(tǒng)與設(shè)備的工作狀況。電力系統(tǒng)的運行條件描述：一組微分方程組（描述系統(tǒng)元件及其控制的動態(tài)規(guī)律）兩組代數(shù)方程組：－等式約束－不等式約束

故障狀態(tài)：一次設(shè)備運行中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作等原因發(fā)生短路、斷線。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)分為：正常狀態(tài)：等約束和不等約束條件都滿足，電力系統(tǒng)在規(guī)定的限度內(nèi)可以長期安全穩(wěn)定運行。負荷潮流越限致使電流升高（過負荷）發(fā)電機突然甩負荷引起發(fā)電機頻率升高；系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額引起的頻率降低；中性點不接地系統(tǒng)單相接地引起的非接地相電壓升高；電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩；

不正常狀態(tài)：正常運行條件受到破壞，但還未發(fā)生故障。等約束條件滿足，部分不等約束條件不滿足。短路類型：

短路的危害：>85％各種類型的短路是最常見也是最危險的故障狀態(tài)。（1）短路電流大，燃弧，易使元件損壞；（2）電壓降低，用戶正常的生產(chǎn)、生活受到影響；（3）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至系統(tǒng)崩潰。

事故：系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，造成對用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能允許的程度，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。（1）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運行。

（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，根據(jù)運行維護的具體條件（例如有無經(jīng)常值班人員）和設(shè)備的承受能力，發(fā)出警報信號、減負荷或延時跳閘。

電力系統(tǒng)繼電保護的基本任務(wù)：二、繼電保護的基本原理及其組成

為了完成繼電保護的基本任務(wù)，必須正確區(qū)分正常運行、不正常運行和故障狀態(tài)，尋找這三種運行狀態(tài)下的可測參量（電氣量和非電氣量）的“差異”。

根據(jù)可測參量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護。

正常運行線路流過負荷電流母線電壓額定電壓附近

感受阻抗（電壓與電流比）短路故障線路流過短路電流母線電壓降低感受阻抗正常運行：電流：負荷電流，兩側(cè)電流大小相等方向相反d1短路：電流：故障段線路BC兩側(cè)電流大小一般不等，相位一般相同；非故障段線路與正常運行時情況相同。差動保護只在元件內(nèi)部故障時動作，不反應(yīng)外部故障。電流增大－

過電流保護電壓降低－低電壓保護阻抗減小－阻抗（距離）保護兩側(cè)電流大小和相位的差別

－縱聯(lián)差動保護（高頻、微波、光纖）對稱分量

－零序或負序分量保護非電氣量

－瓦斯保護、過熱保護等保護原理：繼電保護裝置的構(gòu)成：測量部分：測量有關(guān)電氣量,與整定值比較,給“是”、“非”、“大于”、“不大于”、“等于”、“0”、“1”性質(zhì)的一組邏輯信號,判斷保護是否應(yīng)該啟動。邏輯部分：根據(jù)測量部分輸出邏輯信號的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時間等，判定故障類型和范圍，確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出報警信號，并將有關(guān)命令傳達給執(zhí)行部分。執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分的結(jié)果，立即或延時發(fā)出報警信號和跳閘信號（故障、不正常運行時）。繼電保護的工作配合:

每套保護都有預(yù)先劃分的保護范圍，保護范圍劃分的基本原則是任一個元件的故障都能可靠的被切除并且造成的停電范圍最小。

保護范圍相互重疊，保證任意點的故障都置于保護區(qū)內(nèi)。三、對繼電保護的基本要求選擇性、速動性、靈敏性、可靠性1、可靠性需要根據(jù)電力系統(tǒng)和負荷的具體情況，對這兩方面的性能要求適當?shù)赜枰詤f(xié)調(diào)：備用充足、各元件聯(lián)系緊密的情況下，應(yīng)強調(diào)不拒動；反之，則應(yīng)強調(diào)不誤動。不誤動、不拒動對于傳送大功率的輸電線路保護，一般宜于強調(diào)不誤動；而對于其它線路保護，則往往強調(diào)不拒動。2、選擇性保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小。P1P2P3P4P5P6P7短路點短路電流主保護遠后備近后備d11～

4跳1、2//d21～

5跳5跳1、3跳5d31～

6跳6跳5跳6遠后備保護比較完善,它對相鄰元件的保護裝置、斷路器、二次回路、直流電源所引起的拒絕動作，都起到后備作用，且實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟，應(yīng)優(yōu)先采用。主保護：反應(yīng)嚴重故障，快速動作于跳閘。P1P2P3P4P5P6P7后備保護：考慮主保護和斷路器拒動時備用。遠后備：相鄰元件的后備保護，在上一級變電所實現(xiàn)。近后備：主保護拒動時，本元件的另外一套保護作為后備保護，在本變電所實現(xiàn)；復(fù)雜高壓電網(wǎng)中實現(xiàn)遠后備在技術(shù)上有困難時采用。3、速動性指保護裝置以可能最短的時限將故障或異常工況自電網(wǎng)中切除或消除。

利：提高穩(wěn)定性(提高了暫態(tài)穩(wěn)定極限)；快速恢復(fù)供電；減輕設(shè)備損壞程度。

故障切除時間＝保護裝置動作時間＋斷路器動作時間弊：易拒動和誤動。

0.06～0.12s0.06～0.15s0.01～0.04s0.02～0.06s4、靈敏性任何運行方式下，被保護設(shè)備范圍內(nèi)發(fā)生故障，不論短路點的位置、類型、是否有過渡電阻，都能動作于跳閘或發(fā)出信號。靈敏系數(shù)Ksen：1.2～2四者之間既相互聯(lián)系又相互矛盾：

因此，須從電力系統(tǒng)的實際情況出發(fā)，分清主次，求得最優(yōu)情況下的統(tǒng)一。為保證選擇性，有時要求保護動作帶延時（降低了速動性要求）；為保證速動性，有時允許保護非選擇性動作，再由自動重合閘裝置來糾正；為保證速動性和選擇性，有時采用較復(fù)雜的保護裝置（即降低了可靠性）。P1P2P3P4P5P6P7四、繼電保護的發(fā)展簡史晶體管型電磁型感應(yīng)型電動型集成電路型第一代靜態(tài)保護第二代靜態(tài)保護機電型電子式靜態(tài)保護微機保護第三代靜態(tài)保護50年代前70年代90年代后80年代后五、繼電保護工作的特點1、理論要求高各設(shè)備的原理、性能、參數(shù)計算、故障狀態(tài)的分析。電工原理、電機學(xué)、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)分析、經(jīng)濟調(diào)度、安全控制、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計原則、運行方式制定的依據(jù)等等。2、綜合性科學(xué)

電工、電機、電子、電力系