繼電保護(hù)裝置的選擇

【專家解說】：主 要 內(nèi) 容 1.1 電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài) 1.2 繼電保護(hù)的基本原理、構(gòu)成和分類 1.3 對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 1.4 繼電保護(hù)發(fā)展簡史 1.1 電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài) 電力系統(tǒng)概況 電力系統(tǒng)概況 1.1.1 正常工作狀態(tài) 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的約束條件 電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件一般可用3組方程式描述，一組微分方程式用來描述系統(tǒng)元件及其控制的動態(tài)規(guī)律，兩組代數(shù)方程式則分別構(gòu)成電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的等式和不等式約束條件。 1.1.1 正常工作狀態(tài) 1.1.1 正常工作狀態(tài) 等式約束條件： 等式約束條件： 1.1.2 不正常工作狀態(tài)及其危害 常見的不正常狀態(tài)及其危害： 頻率降低：由于系統(tǒng)中出現(xiàn)有功功率缺額而引起的； 危害：1）影響產(chǎn)品質(zhì)量； 2）降到47Hz～48Hz以下會引起頻率崩潰； 3）使電壓下降可能引發(fā)電壓崩潰。 常見的不正常狀態(tài)及其危害： 過電壓：發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生； 危害：造成絕緣擊穿導(dǎo)致短路。 常見的不正常狀態(tài)及其危害： 系統(tǒng)振蕩：因系統(tǒng)受到擾動而失去功率平衡。 危害：系統(tǒng)振蕩時(shí)，電流和電壓周期性擺動，嚴(yán)重影 響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 1.1.3 故障狀態(tài)及其危害 短路的后果 數(shù)值很大的短路電流通過短路點(diǎn)將燃起電弧，使故障設(shè)備燒壞甚至燒毀； 短路電流通過故障設(shè)備和非故障設(shè)備時(shí)，產(chǎn)生熱和電動力的作用，致使其絕緣遭到損壞或使設(shè)備縮短使用壽命； 電力系統(tǒng)中大部分地區(qū)的電壓下降，使大量電能用戶的正常工作遭到破壞或產(chǎn)生廢品； 破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，而使事故擴(kuò)大，甚至造成整個(gè)電力系統(tǒng)瓦解。 我國保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的“三道防線” 第一道防線：高速、準(zhǔn)確地切除故障元件的繼電保護(hù)和反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備運(yùn)行異常的保護(hù) 被我國超高壓電網(wǎng)普遍采用的裝備 利用被保護(hù)元件兩端的盡可能簡單的信息； 超高壓系統(tǒng)主保護(hù)動作速度10－25毫秒； 超高壓系統(tǒng)主保護(hù)動作正確率99.82%。 正在研究、未來可能裝備電網(wǎng)的保護(hù) 利用被保護(hù)元件單端或兩端故障暫態(tài)信息的繼電保護(hù)； 主保護(hù)動作速度2－5毫秒。 以盡可能快的速度、在盡可能小的范圍內(nèi)切除故障，減少系統(tǒng)產(chǎn)生的不平衡能量 第二道防線：保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的安全自動裝置 自動重合閘裝置：除減少重合于永久故障時(shí)系統(tǒng)不平衡能量外，盡量減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，盡快恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)輸電能力； 備自投、事故減出力、自動切負(fù)荷、抽水改發(fā)電等：快速保持穩(wěn)態(tài)發(fā)輸電能力與用電需求的平衡。 過負(fù)荷控制：連鎖切機(jī)、切負(fù)荷，遠(yuǎn)方切機(jī)、切負(fù)荷等。保持穩(wěn)態(tài)輸電能力與輸電需求的平衡。 暫態(tài)穩(wěn)定控制：邏輯式連鎖切機(jī)、切負(fù)荷；利用局部量的穩(wěn)定性預(yù)測與緊急控制裝置；基于離線或在線計(jì)算的區(qū)域性穩(wěn)定控制系統(tǒng)；用于保持動態(tài)輸電能力和輸電需求的平衡。 電力系統(tǒng)是由各種電氣元件組成的，由于自然環(huán)境、制造質(zhì)量、運(yùn)行維護(hù)水平等多方面的原因，各電氣元件在運(yùn)行中不可能一直保持正常狀態(tài)。因此就要有專門的技術(shù)來為電力系統(tǒng)建立一個(gè)安全保障體系。其中最重要的專門技術(shù)之一就是繼電保護(hù)技術(shù)。 繼電保護(hù)裝置用于實(shí)時(shí)檢測電力系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài)。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障或異常，繼電保護(hù)裝置迅速動作實(shí)現(xiàn)故障隔離或告警，保證電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。 1.1.4 繼電保護(hù)的概念及作用 繼電保護(hù)技術(shù) 包括電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)、繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)、繼電保護(hù)運(yùn)行及維護(hù)等技術(shù)。 1.1.4 繼電保護(hù)的概念及作用 繼電保護(hù)裝置 繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。 二、繼電保護(hù)的作用 自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。(故障) 反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（例如有無經(jīng)常值班人員），而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。（不正常運(yùn)行） 1.2.1 基本原理 1.2.2 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成 1.2.4 繼電保護(hù)的分類 按被保護(hù)的對象分類 輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等 按保護(hù)原理分類 電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等 按保護(hù)所反應(yīng)故障類型分類 相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、匝間短路保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)等 按繼電保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類 機(jī)電型保護(hù)（如電磁型保護(hù)和感應(yīng)型保護(hù)）、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等 1.2.4 繼電保護(hù)的分類 按繼電保護(hù)測量值與整定值的關(guān)系分類 過量保護(hù)（測量值≥整定值時(shí)動作） 欠量保護(hù)（測量值≤整定值時(shí)動作） 按保護(hù)所起的作用分類 主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等 按保護(hù)所起的作用分類 主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等 按保護(hù)所起的作用分類 主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等 按保護(hù)所起的作用分類 主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等 1.2.5 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作配合 保護(hù)范圍劃分的基本原則是任一個(gè)元件的故障都能可靠地被切除且造成的停電范圍最小。保護(hù)區(qū)間的重疊是為了保證任意處的故障都置于保護(hù)區(qū)內(nèi)，同時(shí)重疊區(qū)越小越好。 1.2.5 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作配合 對動作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性，即保護(hù)的“四性”。 1.3.1 可靠性 1.3.2 選擇性 1.3.3 速動性 1.3.4 靈敏性 上述四個(gè)基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，也是貫穿全課程的一個(gè)基本線索。在它們之間既有矛盾的一面，又有在一定條件下統(tǒng)一的一面。例如強(qiáng)調(diào)快速性時(shí)，有時(shí)會影響可靠性、選擇性和靈敏性，強(qiáng)調(diào)選擇性時(shí)又會影響快速性和靈敏性。 繼電保護(hù)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行的絕大部分工作是圍繞著如何處理好這四個(gè)基本要求之間的辨證統(tǒng)一關(guān)系而進(jìn)行的。 繼電保護(hù)的發(fā)展簡史 繼電保護(hù)原理——隨電力系統(tǒng)的發(fā)展而不斷發(fā)展。 繼電保護(hù)裝置——隨著構(gòu)成繼電器的元器件制造技術(shù)發(fā)展而變化。