继电保护装置的选择

【专家解说】：主 要 内 容 1.1 电力系统的各种运行状态 1.2 继电保护的基本原理、构成和分类 1.3 对电力系统继电保护的基本要求 1.4 继电保护发展简史 1.1 电力系统的各种运行状态 电力系统概况 电力系统概况 1.1.1 正常工作状态 电力系统正常运行的约束条件 电力系统的运行条件一般可用3组方程式描述，一组微分方程式用来描述系统元件及其控制的动态规律，两组代数方程式则分别构成电力系统正常运行的等式和不等式约束条件。 1.1.1 正常工作状态 1.1.1 正常工作状态 等式约束条件： 等式约束条件： 1.1.2 不正常工作状态及其危害 常见的不正常状态及其危害： 频率降低：由于系统中出现有功功率缺额而引起的； 危害：1）影响产品质量； 2）降到47Hz～48Hz以下会引起频率崩溃； 3）使电压下降可能引发电压崩溃。 常见的不正常状态及其危害： 过电压：发电机突然甩负荷而产生； 危害：造成绝缘击穿导致短路。 常见的不正常状态及其危害： 系统振荡：因系统受到扰动而失去功率平衡。 危害：系统振荡时，电流和电压周期性摆动，严重影 响系统的正常运行。 1.1.3 故障状态及其危害 短路的后果 数值很大的短路电流通过短路点将燃起电弧，使故障设备烧坏甚至烧毁； 短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或使设备缩短使用寿命； 电力系统中大部分地区的电压下降，使大量电能用户的正常工作遭到破坏或产生废品； 破坏电力系统并列运行的稳定性，而使事故扩大，甚至造成整个电力系统瓦解。 我国保障电网安全运行的“三道防线” 第一道防线：高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护 被我国超高压电网普遍采用的装备 利用被保护元件两端的尽可能简单的信息； 超高压系统主保护动作速度10－25毫秒； 超高压系统主保护动作正确率99.82%。 正在研究、未来可能装备电网的保护 利用被保护元件单端或两端故障暂态信息的继电保护； 主保护动作速度2－5毫秒。 以尽可能快的速度、在尽可能小的范围内切除故障，减少系统产生的不平衡能量 第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置 自动重合闸装置：除减少重合于永久故障时系统不平衡能量外，尽量减少网络拓扑的变化，尽快恢复网络输电能力； 备自投、事故减出力、自动切负荷、抽水改发电等：快速保持稳态发输电能力与用电需求的平衡。 过负荷控制：连锁切机、切负荷，远方切机、切负荷等。保持稳态输电能力与输电需求的平衡。 暂态稳定控制：逻辑式连锁切机、切负荷；利用局部量的稳定性预测与紧急控制装置；基于离线或在线计算的区域性稳定控制系统；用于保持动态输电能力和输电需求的平衡。 电力系统是由各种电气元件组成的，由于自然环境、制造质量、运行维护水平等多方面的原因，各电气元件在运行中不可能一直保持正常状态。因此就要有专门的技术来为电力系统建立一个安全保障体系。其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。 继电保护装置用于实时检测电力系统各元件的运行状态。一旦系统发生故障或异常，继电保护装置迅速动作实现故障隔离或告警，保证电力系统的安全和稳定。 1.1.4 继电保护的概念及作用 继电保护技术 包括电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术。 1.1.4 继电保护的概念及作用 继电保护装置 继电保护装置就是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。 二、继电保护的作用 自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。(故障) 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。（不正常运行） 1.2.1 基本原理 1.2.2 继电保护装置的构成 1.2.4 继电保护的分类 按被保护的对象分类 输电线路保护、发电机保护、变压器保护、发电机保护、母线保护等 按保护原理分类 电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等 按保护所反应故障类型分类 相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、失步保护、失磁保护等 按继电保护装置的实现技术分类 机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等 1.2.4 继电保护的分类 按继电保护测量值与整定值的关系分类 过量保护（测量值≥整定值时动作） 欠量保护（测量值≤整定值时动作） 按保护所起的作用分类 主保护、后备保护、辅助保护等 按保护所起的作用分类 主保护、后备保护、辅助保护等 按保护所起的作用分类 主保护、后备保护、辅助保护等 按保护所起的作用分类 主保护、后备保护、辅助保护等 1.2.5 电力系统继电保护的工作配合 保护范围划分的基本原则是任一个元件的故障都能可靠地被切除且造成的停电范围最小。保护区间的重叠是为了保证任意处的故障都置于保护区内，同时重叠区越小越好。 1.2.5 电力系统继电保护的工作配合 对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：选择性、速动性、灵敏性、可靠性，即保护的“四性”。 1.3.1 可靠性 1.3.2 选择性 1.3.3 速动性 1.3.4 灵敏性 上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。例如强调快速性时，有时会影响可靠性、选择性和灵敏性，强调选择性时又会影响快速性和灵敏性。 继电保护的科学研究、设计、制造和运行的绝大部分工作是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辨证统一关系而进行的。 继电保护的发展简史 继电保护原理——随电力系统的发展而不断发展。 继电保护装置——随着构成继电器的元器件制造技术发展而变化。