電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

武漢理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

電氣技術(shù)教研室Chapter

2

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容提要：§2.1

繼電保護(hù)的系統(tǒng)配置與保護(hù)范圍

保護(hù)分區(qū)的概念；保護(hù)分區(qū)的基本原則；保護(hù)分區(qū)其它問(wèn)題；繼電保

護(hù)的系統(tǒng)性§2.2

繼電保護(hù)的基本原理與構(gòu)成

繼電保護(hù)的基本原理；繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成；繼電特性；繼電保護(hù)的

分類(lèi)§2.3

繼電保護(hù)用電力互感器特性分析

保護(hù)裝置的輸入信號(hào)與輸入回路；電流互感器特性分析；電壓互感器

特性分析§2.4

故障計(jì)算的模分量法

多相分布參數(shù)線路的微分方程組；模變換的基本原理與方法；常用的

模變換及模分量§2.1

繼電保護(hù)的系統(tǒng)配置與保護(hù)范圍1.

保護(hù)分區(qū)和保護(hù)范圍的概念圖2.1典型電力系統(tǒng)及其保護(hù)分區(qū)2.保護(hù)分區(qū)的基本原則⑴

保護(hù)分區(qū)必須覆蓋整個(gè)電力系

統(tǒng)，不允許存在死區(qū)。

基本保護(hù)分區(qū)：

以斷路器為邊界構(gòu)成的區(qū)域

分區(qū)與主、后備保護(hù)的關(guān)系⑵

相鄰保護(hù)分區(qū)的保護(hù)范圍要有

重疊。⑶

保護(hù)分區(qū)的基本類(lèi)型——按獨(dú)立電氣元件（及其組合）。圖2.2

按重疊保護(hù)范圍正確地選擇保護(hù)分區(qū)交界處的電流互感器3.

保護(hù)分區(qū)的其它有關(guān)問(wèn)題⑴

主保護(hù)分區(qū)（基本保護(hù)分區(qū)或按元件保護(hù)分區(qū)）⑵

后備保護(hù)分區(qū)（基本保護(hù)分區(qū)或相鄰的多個(gè)基本保護(hù)分區(qū)）概念與結(jié)論：

繼電保護(hù)裝置感受到系統(tǒng)發(fā)生故障并不是其動(dòng)作的充分必要條件，繼電保護(hù)裝置只有檢測(cè)到其對(duì)應(yīng)的保護(hù)分區(qū)內(nèi)的故障且為其規(guī)定的故障類(lèi)型時(shí)才允許按規(guī)定的時(shí)限配合及操作形式的要求產(chǎn)生動(dòng)作。4.

繼電保護(hù)的系統(tǒng)性⑴

整個(gè)電力系統(tǒng)要求保護(hù)配置的完備性；(2)被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)配置的完備性和冗余性；(3)保護(hù)裝置＋傳感器，二次線，出口操作回路及斷路器?！?.2

繼電保護(hù)的基本原理與構(gòu)成2.2.1

繼電保護(hù)的基本原理

1.保護(hù)的基本原理

從測(cè)量量中找出有別于正常運(yùn)行狀態(tài)的故障或異常特征量。

短路故障時(shí)——

⑴

電流明顯增大；

⑵

電壓明顯降低；

⑶

電壓與電流間的相位角發(fā)生變化

；

⑷

測(cè)量阻抗模值減小而阻抗角增大；

⑸

流入與流出電氣元件的電流的關(guān)系發(fā)生變化

；

⑹

出現(xiàn)負(fù)序和零序分量。

其它故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)——

?

?Z

=U/

I2.基本保護(hù)原理利用電氣量的變化特征：如過(guò)電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、阻抗保護(hù)、方向保護(hù)、序分量保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)等基本保護(hù)原理通過(guò)邏輯組合構(gòu)成復(fù)雜的保護(hù)原理：如將過(guò)電流保護(hù)與方向保護(hù)組合可以構(gòu)成方向電流保護(hù)等反應(yīng)非電氣量的保護(hù)

：如反應(yīng)油受熱分解所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的瓦斯保護(hù)等2.2.2

繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成圖2.3繼電保護(hù)裝置構(gòu)成示意圖2.2.3

繼電特性說(shuō)明：繼電保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)要求確切

和穩(wěn)定，靠繼電特性來(lái)保證。概念：⑴整定值；⑵過(guò)量保護(hù)繼電

器；⑶欠量保護(hù)繼電器。1.

繼電特性圖2.4過(guò)電流繼電器的繼電特性2.

返回系數(shù)保護(hù)繼電器的返回值與動(dòng)作值之比稱(chēng)為返回系數(shù)，記為Kre。Kre

=

Ire

/

Iop(2.1)過(guò)量繼電器Kre<1；欠量繼電器Kre>1

。一般要求過(guò)量繼電器的Kre≥0.85，欠量繼電器的Kre≤1.2。2.2.4

繼電保護(hù)的分類(lèi)1.