1、電力系統(tǒng),電力系統(tǒng)是由電力生產(chǎn)的5個環(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)；對一次系統(tǒng)進行保護、控制、測量、調(diào)節(jié)、監(jiān)視、通信等相應的輔助系統(tǒng)稱為二次系統(tǒng)。,繼電保護,當電力系統(tǒng)中的電力元件發(fā)生故障時，向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，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)展的一種自動化措施和設備。實現(xiàn)這種自動化措施的成套硬件設備，用于保護電力元件的一般稱為繼電保護裝置。,安全自動裝置,當電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障或危及其安全運行的事件時，向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者向所控制的斷路器發(fā)出跳

2、閘命令，以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設備。實現(xiàn)這種自動化措施的成套硬件設備，用于保護電力系統(tǒng)的通稱為電力系統(tǒng)安全自動裝置。,功率,瞬時功率：電阻、電感和電容的瞬時功率。 有功功率：用電設備真實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)換為機械能的過程中，建立電、磁場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，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。,視在功率：,瞬時功率：,功率,一次，以母線流向線路為電流正方向；母線對地為電壓正方向。 二次，極性端流入繼電保護裝置為電流正方向；極性端對地為電壓正方

3、向。 只有這樣規(guī)定，才有： 當接入R時，發(fā)電機發(fā)出P，P0；負荷受入P。Q=0。電壓電流同相。 當接入L時，發(fā)電機發(fā)出Q，Q0；負荷受入Q。P=0。電壓超前電流900。 當接入C時，發(fā)電機受入Q，Q0；負荷發(fā)出Q。P=0。電壓滯后電流900。,功率,U,I,P0 Q0,P0 Q0,P0,P0 Q0,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，電流緩慢增加，當超過靜穩(wěn)電流時閉鎖距離保護。 暫穩(wěn)破壞突變量電流啟動，靜穩(wěn)電流不動作，開放距離保護160ms左右，之后閉鎖距離保護。 時間上躲振蕩周期（ 1.5s）。振蕩時測量阻抗周期性動作、返回。,三道防線,1常見

4、的普通故障，要求系統(tǒng)在承受此類故障時能保持穩(wěn)定運行和正常供電；2為出現(xiàn)概率較低的較嚴重的故障，要求系統(tǒng)在承受此類故障時能保持穩(wěn)定運行，但允許損失部分負荷；3為罕見的嚴重復雜故障，電力系統(tǒng)在承受此類故障時，如不能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，則必須防止系統(tǒng)崩潰并盡量減少負荷損失。 1合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電源布局，保護重合閘和開關(guān)正確動作，必須保持穩(wěn)定和正常供電；2保護重合閘和開關(guān)正確動作，必須保持穩(wěn)定，但允許損失部分負荷（切機、切負荷、解列）；3振蕩解列、低周低壓減載等 。,電力系統(tǒng)對繼電保護的要求,“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（可信賴性和安全性） 可信賴性：

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

6、 繼電保護快速性是指繼電保護裝置應以允許的可能最快速度動作切除故障。 繼電保護快速跳閘，一方面可以減輕故障設備的損壞程度，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： 1）快速性與可靠性之間存在矛盾只有在繼電保護裝置可靠動作前提下的快速性才有實際意義。 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。 繼電保護快速性對通道傳輸時間有規(guī)定要求。,“四性”,繼電保護靈敏性 繼電保護靈敏性是指繼電保護裝置對設計規(guī)定要求動作的故障及異常狀態(tài)能夠可靠地動作能力 。 在規(guī)程中規(guī)定每種保護元件的具體靈敏系數(shù)。 繼電保護對動作的靈敏性是出于保護裝置可靠動作需要。,“四性

7、”,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要求動作的故障或異常狀態(tài)，但同時愈易于在非要求動作的其他情況下產(chǎn)生誤動。,繼電保護系統(tǒng)作用,1）斷開電力故障元件，最大限度地減少對電力元件本身的損壞。 2）反應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)安全運行。特別是保護快速動作對提高電網(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、備獨立，遠后備。 主保護是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快速度有選擇性地切除被保護設備和線路故障的保護。,繼電保護的

8、配置原則,后備保護是主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護。 遠后備保護是當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。 近后備保護當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現(xiàn)的后備保護。當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)后備保護。,繼電保護的配置原則,輔助保護是為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護。 異常運行的保護是反應被保護電力設備或線路異常運行狀態(tài)的保護。,超高壓線路保護,保護的范圍由PT和CT的安裝位置（PT確定縱向故障；CT確定橫向故障）及原理和通道信號決定。 主保護（縱聯(lián)保護）分相電流縱差、高頻方向、高頻距離。

9、,分相電流縱差,利用基爾霍夫電流定律，需要線路兩側(cè)電流進行運算，判別線路內(nèi)部、外部短路，決定是否跳閘。因此，要求通道傳送對側(cè)電流（模擬量）。特點是容量大、同步要求高（同時刻兩側(cè)電流進行運算），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。 當然，對側(cè)是否發(fā)送命令是由對側(cè)的方向元件判別后決策的。這種命令我們稱為快速命令，對允許式保護1015ms，對閉鎖

10、式保護小于10ms。,TV、TA的安裝位置與保護范圍的關(guān)系,一般橫向故障由TA的安裝位置決定保護范圍，這是因為TA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范圍，這是因為TV兩邊故障的電壓方向不同，而TA兩邊故障的電流相同。,劃分保護范圍,保護范圍分為兩類：一類是保護范圍固定不受運行方式影響，如：被保護的線路、被配合的相鄰線路的縱聯(lián)保護和距離保護段、相鄰變壓器的差動保護、變壓器另一側(cè)出線的縱聯(lián)保護和距離保護段。另一類是保護范圍不固定受運行方式影響，如：被配合的電流保護、距離保護高段。這類保護要找到保護范圍很不容易，尤其當保護范圍伸出本線路，對側(cè)母線接有多

11、分支，對每一個分支都存在一個保護范圍。但是，這些保護范圍是由一個保護定值決定的。因此，同原理保護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)。不同原理保護配合就不能在定值上取得配合，這是因為各序網(wǎng)絡獨立，存在不同的電流分配系數(shù)，兩類保護定值沒有固定的關(guān)系。,后備保護配置的意義和目的,后備保護是主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護。 超高壓線路按近后備原則，斷路器拒動由失靈保護切除故障。主保護拒動由本線路后備保護切除故障，因此，對近后備保護提出兩點基本要求：1硬件主保護硬件損壞（包括通道故障）時，后備保護能保持正常工作；2軟件主保護原理上存在缺陷或靈敏度不足。兩點中任何一點都是

12、后備保護存在的理由。,后備保護的整定理想原則,主保護拒動是后備保護整定計算的前提 被配合保護正確動作是后備保護整定計算的基礎 主保護拒動應由故障線路的后備保護切除故障，不應由相鄰線路的后備保護切除故障。前者講的是靈敏度，后者講的是選擇性。,后備保護的整定理想原則,選擇性根據(jù)前提條件，后備保護應該與相鄰線路的后備保護配合，不應與相鄰線路的主保護配合。 靈敏性根據(jù)基本要求，后備保護對本線路有足夠的靈敏度。 速動性在滿足配合的條件下，縮短動作時間。 在整定計算中，常常遇到選擇性與靈敏性的矛盾，整定計算的多數(shù)工作是協(xié)調(diào)該矛盾作取舍。因此，上述理想原則，實際很難做到。,后備保護的整定實際原則,本著加強主保護、簡化后備保護的思想。整定計算也允許作相應的簡化，簡化整定計算就是默認某些失配。 距離保護 不帶時延的一段將選擇性放在首位、靈敏度次位。 帶時延的二段將靈敏度放在首位、速動性次位、選擇性末位。 帶時延的三段將靈敏度放在首位、選擇性次位、速動性末位。 零序電流保護 它用