继电保护培训教材(新员工培训用).pdf

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继电保护培训教材

誉目

第一章继电保护基本概论... .1第二章电网的电流保护和方向性电流保护 .5第一节单侧电源网络相间短路的电流保护.. 5第二节电网相间短路的方向性电流保护.. ..8第三节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护 12第四节中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护....16第五节电流保护计算举例... ..19第三章电网的距离保护 第一节距离保护的作用原理 ..21 ..21第二节阻抗继电器... ...2第三节阻抗继电器的接线方式 27第四节关于阻抗继电器的整定阻抗和精确工作电流 ...28第五节距离保护的整定计算原则及对距离保护的评价 .30第六节影响距离保护正确工作的因素及防止方法. ..31第七节距离保护计算举例.. .35第四章输电线纵联保护. ..37第一节输电线纵联差动保护 ...37第二节输电线的高频保护. 第三节分相电流差动保护简介 ...39 .2第四节输电线纵联保护的发展趋势 .43第五章自动重合闸 ...4.第六章电力变压器的继电保护. ...8第一节电力变压器的故障类型及保护配置.. 48第二节电力变压器保护的原理分析 ..48第三节变压器保护的整定 ...6第四节变压器保护计算举例... ..60第七章发电机的继电保护 .62第一节发电机的故障类型及其相应的保护配置 第二节发电机的纵差动保护和横差动保护.. ... 62 .62第三节发电机的单相接地保护.. ..63第四节发电机的负序过电流保护... ..65第五节发电机的失磁保护.. .66第六节发电机一变压器组继电保护的特点.. ...69第八章母线的继电保护 ..72第一节母线保护的接线与基本原则 .72第二节母线保护方式 .7.

第一章继电保护基本概论

一、什么是电力系统

有两种说法:

器、母线、输电线路、配电线路等,或者简单说由发、变、输、配、用所组成的 1.由生产和输送电能的设备所组成的系统叫电力系统,例如发电机、变压系统叫电力系统.

2.有的情况下把一次设备和二次设备统一叫做电力系统.

一次设备:直接生产电能和输送电能的设备,例如发电机、变压器、母线、输电线路、断路器、电抗器、电流互感器、电压互感器等.

二次设备:对一次设备的运行进行监视、测量、控制、信息处理及保护的设备,例如仪表、继电器、自动装置、控制设备、通信及控制电缆等.

二、电力系统最关注的问题

由于电力系统故障的后果是十分严重的,它可能直接造成设备损坏,人身伤亡和破坏电力系统安全稳定运行,从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失,因此电力系统最为关注的是:安全可靠、稳定运行.

三、电力系统的三种工况

和不正常运行状态起作用. 正常运行状态:故障状态:不正常运行状态.而继电保护主要是在故障状态

四、继电保护装置基本任务

就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置.它的基本任务简单说是:故障时跳闸,不正常运行时发信号.

故障后,能自动迅速,有选择地切除故障源,使故障设备免于遭到破坏,保证其它无故障设备能正常运行.

反应电气设备的不正常运行状态,动作与发出信号,减负荷或跳闸,对于不正常运行状态,一般不要求迅速动作,延时可避免由于干扰而引起的情况,防止误动作.

五、继电保护的基本原理和保护装置的组成

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成. 了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能.保护装置要实现这一功能,需要

图1-1单侧电源网络接线

如图1-1(a)、(b)所示的单侧电源网络接线图,(这是一种最简单的系统),图1-l(a)为正常运行情况,每条线路上都流过由它供电的负荷电流if(一般比较小),各变电所母线上的电压,一般都在额定电压(二次线电压100V)附近变大.

图1-1(b)表示当系统发生故障时的情况,例如在线路B-C上发生了三相短路,则短路点的电压Ud降低到零,从电源到短路点之间将流过很大的短路电流Id,各表示短路点到变电所B母线之间的阻抗,根据欧姆定律很显然Zd要大大小于Zf. 变电所母线上的电压也将在不同程度上有很大的降低(称之为残压).设以Zd即短路阻抗要大大小于负荷阻抗.

为完成继电保护所完成的任务,保护装置应该有能够正确地区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的区别,以实现保护.因此保护装置应用测量部分,逻辑分析部分及执行保护三部分组成:如图1-2

图1-2保护装置组成部分

①测量部分:测量被保护对象输入的模拟信号,并和已给定的整定值进行比较,从而判断是否应该起动.

②逻辑部分:根据测量信号部分输出信号的性质(大小顺序等),使被保护按一 定的逻辑关系工作,最后确定是否发出跳闸信号.

③执行部分:根据逻辑部分送来的信号,执行相应的任务.

即:a.故障时,动作与跳闸:c.正常运行时,不动作 b.不正常运行时,发出信号:

六、继电保护分类

在一般情况下,发生短路之后,总是伴随有电流的增大、电压的降低、线路始端测量阻抗的减少,以及电压与电流之间相位角的变化.因此,利用正常运行与故障时这些基本参数的区别,就可以构成各种不同原理的保护.

以构成各种不同原理的继电保护,例如反应于电流增大而动作的过电流保护:反 第一类一利用比较正常运行与故障时电气参量(U、I、Z、)的区别,便可应于电压降低而动作的低电压保护:反应于阻抗降低而动作的距离保护,反应于频率降低而动作的低(或欠)频保护等.

二个一定是双端电源. 第二类一首先规定两个前提:一个规定电流的正方向是从母线指向线路;第

图1-3双侧电源网络接线

例如图1-3(a)、(b)所示的双端电源网络接线.分析1-3(a)、(b)图中BC线路靠近B母线侧电流的情况,我们发现在正常运行的负荷电流和故障时的短路电流的相位发生了180°的变化.因此利用比较正常运行(包括外部故障)与内部故障时,两侧电流相位或功率方向的差别,就可以构成各种差动原理的保护.例如纵联差动保护、相差高频保护、方向高频保护等.差动原理的保护只反 应内部故障、不反应外部故障,因而被认为具有绝对的选择性.

七、对电力系统继电保护的基本要求

动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个基本要求,即选择性、速动性、灵敏性和可靠性.

a)选择性

统中切除,使停电范围尽量缩小,以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行. 定义:继电保护动作的选择性是指保护装置动作时,仅将故障元件从电力系如图1-4所示单侧电源网络中,当d1点短路时,应由距短路点最近的保护1和2动作跳闸,将故障线路切除,变电所B则仍可由另一条无故障的线路3-4继续供电.

的断路器. 原则:就近原则,即系统短路时,应由距离故障点最近的保护切除相应

图1一4单侧电源网络

相关链接:主保护一能在全线范围速动的保护.后备保护一作为主保护的后备,不能在全线范围速动,要带一定的延时,又分为远后备和近后备.

b).速动性

所谓速动性,就是发生故障时,保护装置能迅速动作切除故障.对不同的电压等级要求不一样,对110KV及以上的系统,保护装置和断路器总的切故障时

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