電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用關(guān)于本課程教材：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用，尹項(xiàng)根、曾克娥編著，華中科技大學(xué)出版社。第一章緒論第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用故障狀態(tài)電氣元件發(fā)生短路、斷線時(shí)的狀態(tài)。一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生短路的嚴(yán)重后果：故障設(shè)備損壞甚至燒毀非故障元件損壞或者縮短使用壽命電能質(zhì)量惡化，影響產(chǎn)品質(zhì)量系統(tǒng)振蕩，甚至整個(gè)系統(tǒng)瓦解第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行狀態(tài)超過正常允許的工作范圍，但沒有發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。常見的不正常運(yùn)行狀態(tài)包括：過負(fù)荷短路故障引起鄰近健全設(shè)備電流升高頻率降低過電壓電力系統(tǒng)振蕩第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的事故與事故的防治對(duì)策

事故：電力系統(tǒng)整體或部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果的事件

第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的事故與事故的防治對(duì)策

序號(hào)事故發(fā)生時(shí)間地點(diǎn)危害12003年8月14日北美大停電5000萬人口停電1天多，損失達(dá)60億美元22003年9月23日瑞典南部和丹麥東部大停電影響500萬人口，損失10GWh負(fù)荷，機(jī)場與鐵路停運(yùn)，8小時(shí)后恢復(fù)31996年8月10日美國西部大停電停電戶數(shù)749萬戶，停電時(shí)間幾分到6小時(shí)41996年7月2日美國西部大停電停電戶數(shù)225萬戶，停電時(shí)間幾分到6小時(shí)51987年日本大停電停電201分鐘，造成鐵路、地鐵停運(yùn)

事故防治對(duì)策：

故障：電力系統(tǒng)必須在幾十毫秒內(nèi)準(zhǔn)確迅速地識(shí)別并切除故障

不正常運(yùn)行狀態(tài)：電力系統(tǒng)必須及時(shí)告警或者啟動(dòng)自動(dòng)控制裝置第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用一、電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的事故與事故的防治對(duì)策

事故：電力系統(tǒng)整體或部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果的事件

這些要求無法由運(yùn)行人員做到，必須依靠繼電保護(hù)！第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念和作用二、繼電保護(hù)的基本概念與作用繼電保護(hù)：電力系統(tǒng)安全保障體系的組成部分。繼電保護(hù)的基本作用（功能）：在全系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實(shí)時(shí)地檢測各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，快速及時(shí)地采取故障隔離或告警等措施，以求最大限度地維持系統(tǒng)穩(wěn)定、保持供電的連續(xù)性、保障人身的安全、防止或減輕設(shè)備的損壞。第一節(jié)電電力系統(tǒng)繼繼電保護(hù)的的概念和作作用三、繼電保保護(hù)技術(shù)與與繼電保護(hù)護(hù)裝置繼電保護(hù)技技術(shù)：完成繼電保保護(hù)功能所所需要用到到的技術(shù)，，主要由電電力系統(tǒng)故故障分析、、繼電保護(hù)護(hù)原理及實(shí)實(shí)現(xiàn)、繼電電保護(hù)裝置置設(shè)計(jì)、繼繼電保護(hù)運(yùn)運(yùn)行與維護(hù)護(hù)等技術(shù)構(gòu)構(gòu)成繼電保護(hù)裝裝置：裝設(shè)于整個(gè)個(gè)電力系統(tǒng)統(tǒng)的各個(gè)元元件上，例例如線路，，變壓器，，發(fā)電機(jī)，，母線等，，能在指定定區(qū)域快速速準(zhǔn)確地對(duì)對(duì)電氣元件件發(fā)生的各各種故障或或不正常運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)作作出反應(yīng)，，并按規(guī)定定時(shí)限內(nèi)動(dòng)動(dòng)作，使斷斷路器跳閘閘或發(fā)出信信號(hào)的一種種反事故裝裝置，又稱稱為保護(hù)繼繼電器第一節(jié)電電力系系統(tǒng)繼電電保護(hù)的的概念和和作用三、繼電保保護(hù)技術(shù)與與繼電保護(hù)護(hù)裝置繼電保護(hù)的的基本任務(wù)務(wù)：自動(dòng)、快速速、有選擇擇性地將故故障元件從從電力系統(tǒng)統(tǒng)中切除，，并最大限限度地保證證其他無故故障部分迅迅速恢復(fù)正正常運(yùn)行能對(duì)電氣元元件的不正正常運(yùn)行狀狀態(tài)作出反反應(yīng)，并根根據(jù)運(yùn)行維維護(hù)規(guī)范和和設(shè)備承受受能力動(dòng)作作，發(fā)出告告警信號(hào)條件許可時(shí)時(shí)，可采取取預(yù)定措施施，盡快地地恢復(fù)供電電和設(shè)備運(yùn)運(yùn)行第二節(jié)繼繼電保護(hù)技技術(shù)的發(fā)展展簡況一、繼電保保護(hù)裝置結(jié)結(jié)構(gòu)的演化化集保護(hù)裝置置和斷電裝裝置于一體體：熔斷器器保護(hù)裝置和和斷電裝置置分離：作作用于斷路路器的過電電流繼電器器直接反映一一次短路電電流：電磁磁型過電流流繼電器采用電流互互感器和電電壓互感器器二次側(cè)電電量作為輸輸入的、結(jié)結(jié)構(gòu)獨(dú)立于于一次系統(tǒng)統(tǒng)的繼電器器：現(xiàn)代繼繼電保護(hù)裝裝置第二節(jié)繼繼電保護(hù)技技術(shù)的發(fā)展展簡況二、保護(hù)原原理的發(fā)展展保護(hù)原理：：選取電力力系統(tǒng)的某某一個(gè)或多多個(gè)電氣量量，根據(jù)其其在正常狀狀態(tài)和不正正常狀態(tài)下下的變化特特點(diǎn)，用其其判斷被保保護(hù)元件是是處于正常常運(yùn)行狀態(tài)態(tài)還是不正正常運(yùn)行狀狀態(tài)。過電流保護(hù)護(hù)電流差動(dòng)保保護(hù)距離保護(hù)高頻保護(hù)快速行波保保護(hù)第二節(jié)繼繼電保護(hù)技技術(shù)的發(fā)展展簡況三、保護(hù)裝裝置實(shí)現(xiàn)技技術(shù)的發(fā)展展20世紀(jì)50年代以前：：機(jī)電型繼繼電保護(hù)裝裝置20世紀(jì)50年代：電子子型繼電保保護(hù)裝置、、集成電路路型繼電保保護(hù)裝置20世紀(jì)90年代以來：：微機(jī)型繼繼電保護(hù)裝裝置微機(jī)保護(hù)裝裝置具有以以下特點(diǎn)：：具有強(qiáng)大的的計(jì)算、分分析和邏輯輯判斷能力力，優(yōu)良的的存儲(chǔ)記憶功能，，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)性能完善善且復(fù)雜的的保護(hù)原理理可以連續(xù)不不斷地對(duì)本本身的工作作狀況進(jìn)行行自檢，可靠靠性高用同一硬件件實(shí)現(xiàn)不同同的保護(hù)原理，，制造簡化化，容易實(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝裝置標(biāo)準(zhǔn)化化兼具故障錄錄波、故障障測距、事事件順序記記錄、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信等輔輔助功能第三節(jié)對(duì)繼電電保護(hù)的基本要要求對(duì)作用于跳閘的的繼電保護(hù)裝置置，必須滿足：：選擇性速動(dòng)性靈敏性可靠性第三節(jié)對(duì)繼電電保護(hù)的基本要要求一、選擇性：繼電保護(hù)裝置應(yīng)應(yīng)在盡可能小的范圍圍內(nèi)將故障元件從從電力系統(tǒng)中切切除，盡量縮小停電范范圍，最大限度地保證證系統(tǒng)中非故障障部分能繼續(xù)運(yùn)行第三節(jié)對(duì)繼電電保護(hù)的基本要要求一、選擇性：對(duì)繼電保護(hù)裝置置動(dòng)作有選擇性性的要求，還需需要考慮繼電保保護(hù)裝置或者斷斷路器由于自身身故障等原因而而拒絕動(dòng)作的可可能性，簡稱拒拒動(dòng)把反映被保護(hù)元元件（線路）故故障，快速動(dòng)作作于跳閘的保護(hù)護(hù)裝置稱為主保保護(hù)把主保護(hù)失效時(shí)時(shí)作備用的保護(hù)護(hù)裝置稱為后備備保護(hù)遠(yuǎn)后備、近后備備第三節(jié)對(duì)繼電電保護(hù)的基本要要求二、速動(dòng)性：快速地切除故障障能夠提高電力力系統(tǒng)并列運(yùn)行行的穩(wěn)定性，減減少用戶在電壓壓降低情況下的的工作時(shí)間，以以及減小故障元元件的損壞程度度。必須快速切除的的故障：高壓線路故障導(dǎo)致發(fā)電廠、重重要用戶母線電電壓過低的故障障大型發(fā)電機(jī)、變變壓器、電動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)部故障引起小截面導(dǎo)線線過熱的故障危及人身安全的的故障強(qiáng)干擾故障第三節(jié)對(duì)繼電電保護(hù)的基本要要求三、靈敏性：靈敏性：對(duì)于其保護(hù)范圍圍內(nèi)發(fā)生故障或或不正常運(yùn)行狀狀態(tài)的反應(yīng)能力力滿足靈敏性的保保護(hù)裝置，在被被保護(hù)元件任何何地點(diǎn)發(fā)生任何何類型的故障時(shí)時(shí)，都能夠敏銳銳感覺，正確反反應(yīng)四、可靠性：對(duì)于任何一臺(tái)保保護(hù)裝置，在為為其規(guī)定的保護(hù)護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了了它應(yīng)該動(dòng)作的的故障時(shí)，它不不應(yīng)該拒絕動(dòng)作作；而在其他任任何情況下，包包括系統(tǒng)正常運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)或發(fā)生生了該保護(hù)裝置置不應(yīng)該動(dòng)作的的故障時(shí)，則不不應(yīng)該錯(cuò)誤動(dòng)作作第四節(jié)繼電保保護(hù)的基本原理理、構(gòu)成和分類類一、繼電保護(hù)的的基本原理：電流明顯增大電壓明顯降低電壓和電流的相相位角會(huì)發(fā)生變變化測量阻抗會(huì)發(fā)生生變化電氣元件流入與與流出電流的關(guān)關(guān)系發(fā)生變化出現(xiàn)負(fù)序和零序序分量過電流保護(hù)低電壓保護(hù)方向保護(hù)阻抗保護(hù)差動(dòng)保護(hù)序分量保護(hù)非電氣量保護(hù)：：瓦斯保護(hù)、過過熱保護(hù)等等第四節(jié)繼電保保護(hù)的基本原理理、構(gòu)成和分類類二、繼電保護(hù)裝裝置的構(gòu)成：整定值：繼電保護(hù)裝置中中預(yù)先設(shè)定的門門檻值。測量量量與其進(jìn)行比較較，以決定保護(hù)護(hù)是否動(dòng)作，所所以，有時(shí)候也也稱其為動(dòng)作值值。確定保護(hù)裝裝置的整定值，，通常稱為對(duì)保保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)計(jì)算。第四節(jié)繼電保保護(hù)的基本原理理、構(gòu)成和分類類三、繼電保護(hù)的的分類：被保護(hù)對(duì)象：線路保護(hù)、設(shè)設(shè)備保護(hù)保護(hù)原理：電流保護(hù)、電電壓保護(hù)、距離離保護(hù)等等識(shí)別的故障或不不正常運(yùn)行狀態(tài)態(tài)：相間短路保護(hù)護(hù)、接地故障保保護(hù)等等實(shí)現(xiàn)技術(shù)：集成電路型、、微機(jī)型保護(hù)職責(zé)和重要性：主保護(hù)、后備備保護(hù)測量值和整定值值的關(guān)系：過量保護(hù)、欠欠量保護(hù)第二章繼電保保護(hù)的系統(tǒng)配置置與繼電特性第一節(jié)繼電保保護(hù)的系統(tǒng)配置置與繼電特性一、繼電保護(hù)的的系統(tǒng)配置與保保護(hù)范圍：第一節(jié)繼電保保護(hù)的系統(tǒng)配置置與繼電特性一、繼電保護(hù)的的系統(tǒng)配置與保保護(hù)范圍：第一節(jié)繼電保保護(hù)的系統(tǒng)配置置與繼電特性二、繼電特性：：上一堂課內(nèi)容回回顧1電力系統(tǒng)的故障障狀態(tài)、不正常常狀態(tài)、事故2繼電保護(hù)、繼電電保護(hù)技術(shù)、繼繼電保護(hù)裝置3繼電保護(hù)的發(fā)展展歷史3繼電保護(hù)的四性性要求4繼電保護(hù)的分類類5繼電保護(hù)的系統(tǒng)統(tǒng)配置與繼電特特性第二節(jié)繼電保保護(hù)用的電力互互感器一、電壓互感器器：高電壓變換為工工作電壓；高、、低電壓隔離；；TV（PT）電磁式電壓互感感器電電容式電電壓互感器（CVT）與電磁式電壓互互感器相比，電電容式電壓互感感器：絕緣可靠性高、、價(jià)格低，在高高壓電網(wǎng)中得到到較廣泛的應(yīng)用用暫態(tài)響應(yīng)特性慢慢，需要增設(shè)快快速響應(yīng)回路以以適應(yīng)快速保護(hù)護(hù)的測量要求第二節(jié)繼電保保護(hù)用的電力互互感器二、電流互感器器：大電流變換為小小電流；高、低低電壓隔離；TA（CT）等效電路圖10％誤差曲線一次電流增大，，鐵芯飽和磁阻增大，勵(lì)磁磁阻抗減小，勵(lì)勵(lì)磁電流急劇增增加變比誤差和角度度誤差均顯著增增大第二節(jié)繼電保保護(hù)用的電力互互感器二、電流互感器器：大容量電力系統(tǒng)統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)時(shí)，短路電流不不僅數(shù)值很大，，而且含有大量量的非周期分量量。這些非周期期分量將使鐵芯芯嚴(yán)重飽和，引引起二次電流的的大小和波形都都嚴(yán)重畸變。減小暫態(tài)過程中中的誤差：1選取額定電流較較大的電流互感感器2減少電流互感器器的二次負(fù)荷3采用帶小氣隙的的電流互感器4盡量采用高速動(dòng)動(dòng)作的保護(hù)裝置置第三節(jié)微機(jī)繼繼電保護(hù)裝置簡簡介一、微機(jī)保護(hù)裝裝置的構(gòu)成原理理：一臺(tái)