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1、继电保护理论讲解（一）继电保护理论讲解（一）张小丽张小丽 贵州六盘水供电局 553001一一.绪论绪论.继电保护的作用继电保护的作用电力系统对继电保护的基本要求电力系统对继电保护的基本要求继电保护的基本原理及保护装置的组成继电保护的基本原理及保护装置的组成继电保护的作用继电保护的作用（短路的危害）（短路的危害）1、故障时产生很大的短路电流。并在短路处产生、故障时产生很大的短路电流。并在短路处产生电弧，使故障设备损坏。电弧，使故障设备损坏。2、从电源到短路点间流过的短路电流引起的发热、从电源到短路点间流过的短路电流引起的发热和电动力将造成在该路径中非故障元件的损坏。和电动力将造成在该路径中非故障
2、元件的损坏。3、靠近故障点的部分地区电压大幅度的下降，使、靠近故障点的部分地区电压大幅度的下降，使用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。4、破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振、破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使该系统瓦解和崩溃。荡，甚至使该系统瓦解和崩溃。继电保护的作用继电保护的作用（不正常运行状态）（不正常运行状态）所谓不正常运行状态是指系统的正常工作所谓不正常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使运行参数偏离正常值，如一受到干扰，使运行参数偏离正常值，如一些设备过负荷、系统频率或某些地区电压些设备过负荷、系统频率或某些地区电压异常
3、、系统振荡等。异常、系统振荡等。故障和不正常运行情况常常是难以避免的，故障和不正常运行情况常常是难以避免的，但事故却可以防止但事故却可以防止 继电保护的作用继电保护的作用（继电保护的作用）（继电保护的作用）电力系统继电保护装置就是装设在每一个电气设电力系统继电保护装置就是装设在每一个电气设备上，用来反应它们发生的故障和不正常运行情备上，用来反应它们发生的故障和不正常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。它的基本作用是：效的反事故的自动装置。它的基本作用是：（1）自动、有选择性、快速地将故障元件从电力）自动、有选择性、快速
4、地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件损坏程度尽可能减轻，系统中切除，使故障元件损坏程度尽可能减轻，并保证该系统中非故障部分迅速恢复正常运行。并保证该系统中非故障部分迅速恢复正常运行。（2）反应电气元件的不正常运行状态，并依据运）反应电气元件的不正常运行状态，并依据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出信号、行维护的具体条件和设备的承受能力，发出信号、减负荷或延时跳闸。减负荷或延时跳闸。电力系统对继电保护的基本要求电力系统对继电保护的基本要求1、选择性、选择性 其基本含义是保护装置动作时，其基本含义是保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范
5、围尽量减小，以保证系统中非故障部分范围尽量减小，以保证系统中非故障部分继续安全运行。如下图所示。继续安全运行。如下图所示。保护选择性说明图电力系统对继电保护的要求电力系统对继电保护的要求主保护：反应被保护元件自身的故障并以主保护：反应被保护元件自身的故障并以尽可能短的时限切除故障的保护。尽可能短的时限切除故障的保护。后备保护：当主保护拒动时起作用从而动后备保护：当主保护拒动时起作用从而动作于相应断路器以切除故障元件。有两种作于相应断路器以切除故障元件。有两种构成方式：构成方式：电力系统对继电保护的要求电力系统对继电保护的要求（1）远后备：在每个设备构成的一套保护中有）远后备：在每个设备构成的一
6、套保护中有分别起主保护、后备保护作用的两部分。作为后分别起主保护、后备保护作用的两部分。作为后备保护的部分既可作为本设备主保护拒动的后备，备保护的部分既可作为本设备主保护拒动的后备，更主要是作为相邻下一设备断路器和保护拒动的更主要是作为相邻下一设备断路器和保护拒动的后备。后备。（2）近后备：对每个被保护设备（或称元件）近后备：对每个被保护设备（或称元件）上装设着分别起主保护和后备保护作用的独立的上装设着分别起主保护和后备保护作用的独立的两套保护，其特点有二，一是两套保护，其特点有二，一是“就近就近”实现后备，实现后备，不依靠相邻的上一个元件的保护，二是主保护拒不依靠相邻的上一个元件的保护，二是
7、主保护拒动，由本处的后备保护起作用。动，由本处的后备保护起作用。电力系统对继电保护的要求电力系统对继电保护的要求2、速动性、速动性 速动性是指继电保护装置应以尽可能速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。这样就能减轻故障设备快的速度断开故障元件。这样就能减轻故障设备的损坏程度，减小用户在低电压情况下工作的时的损坏程度，减小用户在低电压情况下工作的时间，提高电力系统运行的稳定性。间，提高电力系统运行的稳定性。3、灵敏性、灵敏性 保护装置对其保护范围内的故障或不保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性（灵敏度）。正常运行状态的反应能力称为灵敏性（灵敏度）。灵敏
8、性常用灵敏系数来衡量。它是在保护装置的灵敏性常用灵敏系数来衡量。它是在保护装置的测量元件确定了动作值后，按最不利的运行方式、测量元件确定了动作值后，按最不利的运行方式、故障类型、保护范围内的手工艺指定点校验，并故障类型、保护范围内的手工艺指定点校验，并满足有关规定的标准。满足有关规定的标准。电力系统对继电保护的要求电力系统对继电保护的要求4、可靠性、可靠性 可靠性是指在保护装置规定的可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反应的故障时，保护范围内发生了它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而在不属于该保护动作的其它任何情况下，在不属于
9、该保护动作的其它任何情况下，则不应该动作（即不误动）。则不应该动作（即不误动）。继电保护的基本原理保护装置的组成继电保护的基本原理保护装置的组成 继电保护装置要起到反事故的自动装置的继电保护装置要起到反事故的自动装置的作用，必须正确区分作用，必须正确区分“正常正常”与与“不正常不正常”运行状态、被保护元件的运行状态、被保护元件的“外部故障外部故障”与与“内部故障内部故障”，以实现继电保护的功能。，以实现继电保护的功能。对此，通过检测各种状态下被保护元件所对此，通过检测各种状态下被保护元件所反应的各种物理量的变化予以鉴别。依据反应的各种物理量的变化予以鉴别。依据反应的物理量的不同，保护装置可以构
10、成反应的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护。下述各种原理的保护。继电保护的基本原理保护装置的组成继电保护的基本原理保护装置的组成1.反应一端电气量的保护反应一端电气量的保护电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压相位角改变等现象。因此，降低以及电流与电压相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装设的各种变换器可以检测、在被保护元件的一端装设的各种变换器可以检测、比较并鉴别出故障时这些基本参数与正常运行时比较并鉴别出故障时这些基本参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理的继电保护装的差别，就可以构成各种不同原理的
11、继电保护装置。例如，反应电流增大构成过电流保护；反应置。例如，反应电流增大构成过电流保护；反应电压降低（或升高）构成低电压（或过电压）保电压降低（或升高）构成低电压（或过电压）保护；反应电流与电压间的相位角变化构成方向保护；反应电流与电压间的相位角变化构成方向保护；反应电压与电流的比值的变化构成的距离保护；反应电压与电流的比值的变化构成的距离保护护 一端电气量的变化所构成的保护一端电气量的变化所构成的保护 一 端电气量 运行情况判 据构成的 保护正常运行内部相间短路IIIdI Idz（I II III）过电流保护UUmUdUUdz I Idz电流电压连锁速断保护反应两端电气量的保护反应两端电气
12、量的保护 如果同时检测并比较在内部故障与外部故障如果同时检测并比较在内部故障与外部故障（包括正常运行状态）两种工况下的两端电气（包括正常运行状态）两种工况下的两端电气量，可以发现它们间有明显的区别，从而以这量，可以发现它们间有明显的区别，从而以这些差别作为判据即可构成反应两端电气量的保些差别作为判据即可构成反应两端电气量的保护护。两端电气量的变化所构成的保护两端电气量的变化所构成的保护被比较的两 端电气量 运行状态构成的 保护正常运行及外部故障内部相间短路两端全电流（幅值、相位）大小相等相位相反大小不等相位相同完全电流纵差动保护两端电流电的相位一正一负同为正相差高频保护两端功率方向一正一负同为正高频闭锁方向保护两端阻抗方向一正一负同为正高频闭锁距离保护反应非电气量的保护反应非电气量的保护 如反应温度、压力、流量等非电气量变化如反应温度、压力、流量等非电气量变化的可以构成装设在电力变压器的瓦斯保护、的可以构成装设在电力变压器的瓦斯保护、温度保护等温度保护等