电气基础知识技术培训【保护部分】

http:///
一、继电保护的概念及作用：

电力系统能否安全稳定可靠地供电，决定于组成电力系统的各个电气元件能否正常运行。而电力系统的组成元件数量多，结构各异，覆盖的地域广，运行情况也很复杂，任何一个元件出故障或不正常运行都将影响电力系统的正常供电。

电气元件最常见的故障是各种形式的短路。短路故障一旦发生，对电力系统将造成极大危害。如图所示，当d点发生短路时：

1】很大的短路电流íd在故障点燃起的电弧将使故障元件损坏。2】短路电流íd流过一些非故障元件(如发电机、变压器母线等)引起的发热和电动力将损坏这些非故障元件。3】故障点附近的电压大大下降，使电力用户的正常工作和生活遭到破坏。4】破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使系统瓦解和崩溃。

1、系统的不正常运行状态是指系统中电气元件没有发生故障，但由于某种干扰，电气参数偏离正常值，如设备的过负荷、系统发生振荡、功率缺额引起的频率降低、发电机甩负荷引起的过电压等。这些不正常运行状态若不及时处理，就有可能发展成故障。

2、系统的故障和不正常运行状态都可能引起电力系统的事故。事1

故就是指整个或部分电力系统遭到破坏，造成人员伤亡、设备损坏、对用户停电或少送电和电能质量降低到不能允许的地步。

3、系统中电气元件发生故障和不正常运行状态虽然无法避免，但系统发生事故却可以预防。如果能一方面加强设备的维护和检修，另一方面在电力系统中的每个元件上装设一种有效的装置，当电气元件发生故障和不正常运行状态时，该装置能快速切除故障元件的供电或向工作人员发出信号进行处理，则可以大大减少事故发生的几率，起这种作用的装置即称为继电保护装置。

4、继电保护装置在电力系统中的作用：1】自动、快速、有选择地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，使非故障元件能继续正常运行。2】对电气元件的不正常运行状态能根据运行维护的条件发出信号、减负荷或跳闸。为了保证电力系统安全运行，除装设继电保护装置外，还应装设一些自动装置和安全监控系统。

二、电力系统对继电保护的基本要求：

1、选择性；指继电保护动作时，只能选择故障元件从电力系统中切除，而保证非故障元件能继续安全运行，使故障造成的停电范围最小。如图所示。

当d点发生故障时，由保护4跳开断路器4DL，则故障元件CD线路 2 A B C D

及变电站母线D停电，这是有选择性的。若由保护3跳开断路器3DL或由保护1、保护2分别跳开断路器1DL和2DL，虽然故障切除了，但停电范围扩大了，这是无选择性动作。

在电力系统中，为了使故障能可靠地被切除，一个电气元件通常装有多套保护装置，人们将这些保护分别称为主保护、后备保护及辅助保护。

主保护：反映被保护元件上的故障，并能在较短(符合系统要求)的时间内将故障切除的保护。

后备保护：在主保护不能动作时，该保护动作将故障切除。根据保护范围和装设位置的不同有“近后备”和“远后备”两种方式。 1】近后备：一般和主保护一切装在所要保护的电气元件上，只当本元件主保护拒绝动作时，它才动作，将所保护元件上的故障切除。如上图中，若在4DL处装有两套保护：一套主保护，一套近后备保护。当d点发生故障时，则首先由主保护动作跳开4DL，若主保护拒绝动作，则由近后备保护动作将4DL跳开。可见近后备保护动作造成的停电范围不会扩大，但切除故障的时间比主保护长。

2】远后备：当相邻电气元件上发生故障，相邻电气元件主保护或近后备保护拒绝动作时，它动作将故障切除。显然主保护和远后备保护分别装在不同的电气元件上，如图中保护4和保护3。当d点发生故障时，按选择性要求本应保护4的主保护动作。但若主保护4或断路器4DL由于装置本身的问题不能动作，故障将继续存在。此时若由保护3跳开断路器3DL，虽然停电范围扩大，但故障被切除了。此时 3

保护3称为保护4的“远后备”保护。可见，远后备保护3动作造成的停电范围扩大了，且切除故障的时间比相邻元件的主保护和近后备保护的时间都长。但此时它的动作仍具有选择性的。

3】辅助保护：为了弥补主保护在某些性能上的不足或为了加速切除某部分故障而装设的简单保护。

2、速动性：指保护装置动作的时间应尽量短。故障切除时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。保护动作时间快，切除故障的时间短，这可以减小故障元件的损坏程度，缩短用户在低压下的工作时间，提高系统并列运行的稳定性。

3、灵敏性：指继电保护对其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反映能力。即保护装置对规定的保护范围内的故障应不管短路点的位置远近、短路类型如何，均能敏锐感觉，正确反映。

4、可靠性：指保护在应该动作时，不要拒动；在不应该动作时，不要误动。保护的可靠性决定于保护装置的质量、接线及运行维护调试水平。

对动作于跳闸的继电保护都应满足以上四个基本要求，但在一套保护中，以上四个性能之间往往存在矛盾，如为了提高选择性，往往要降低速动性；为了获得较高的灵敏度，有时必须降低可靠性。因此，必须从电力系统的实际出发，适当处理“四性”之间的矛盾，使保护能满足系统的要求。

三、继电保护的基本工作原理：

1、继电保护要完成在系统中的作用，首先必须能够区分系统的正 4

常运行状态、不正常运行状态及故障运行状态。系统在不同的运行状态时电气参数会发生变化，继电保护正是根据系统的这个特点来判断系统是否发生故障，从而决定是否应该动作。如图所示的单侧电压网络，正常运行时，线路AB、BC上均流过正常的负荷电流ífh；母线

)

A B C

d点三相短路情况

单侧电源网络接线 A和母线B的电压一般均在额定电压的±(5%∽10%)的范围内；线路始端母线电压与线路负荷电流之比ZA=ùA/ífh.AB、ZB=ùB/ífh.BC为一较大阻抗。当系统中BC线路上发生三相短路时，线路AB、BC上将流过短路电流íd，此电流远大于负荷电流ífh；母线A和母线B的电压降低，且越靠近故障点降得越多；线路始端母线电压与线路负荷电流之比ZA=ùAd/íd、ZB=ùBd/íd减小，且电流和电压之间得相位也发生了变化。

利用这些特点就可以构成反映电流增大而动作得电流保护；反映电压降低而动作得电压保护；反映故障点到保护安装处得测量阻抗减小得距离保护等等。有些保护还可以同时根据电气元件两端得电气参数 5

而动作。例如纵联差动保护通过比较电气元件两端电流幅值得原理实现；而高频保护通过比较输电线路两端的短路功率方向或电流的相位来实现等等。由此可见，继电保护原理的实现，必须依据对电力系统中某些电气参数值的测量和判断。

百度搜索：99建筑网,查看数百万资料
四、继电保护的基本组成：

从继电保护基本工作原理的构成特点来看，保护首先必须测出所保护元件上的电气参数，再与一个给定的表征正常运行的标准值进行比较，以判断元件是否发生了故障或是否运行在不正常运行状态，从而确定保护是否应该动作跳闸或发信号。所以，保护不管采用什么原理，都应包括以下三大部分：

1】测量比较部分。测量所要保护的电气元件上的电气参数并与标准值比较。

2】逻辑判断部分。由以上比较结果判断系统是在正常运行状态，还是发生了故障或是在不正常运行状态。

3】执行部分。根据判断出的运行状态去动作或不动作。

各部分的逻辑关系如以下框图。

继电保护机构逻辑框图

五、微机保护的特点：微机保护主要由硬件和软件两大部分组成。

硬件主要包括计算机输入信号的预处理系统、一台计算机、系统向计算机输入信息和计算机向外输出信息的输入和输出端口、打印机、键盘及调试整定设备等。

软件主要指用汇编语言编写的计算机初始化程序、针对保护原理而设计的测量和判断故障的程序、数字滤波程序、计算机硬件和软件的自检程序等。

六、微机保护的硬件系统：由模拟量输入系统(数据采集单元)、输入信号的预处理系统、计算机主系统(数据处理单元)、开关量输入输出系统、通讯接口等组成。

模拟量输入系统：将电力系统保护的电流、电压等模拟量进行采集。输入信号的预处理系统：是将输入至保护装置的电流、电压等模拟量准确地转换成所需的数字量。

计算机主系统：主要执行保护实现的功能程序，同时对由输入信号的预处理系统输入的原始数据进行分析处理，从而实现各种继电保护功能。

开关量输入输出系统：主要完成外部接点输入计算机、各种保护的出口跳闸、信号报警和人机对话等功能。

七、发变组保护(DGT－801B)

1、组成：由A、B、C三柜组成，AB柜是主保护、后备保护柜，双套冗余配置，C柜为辅助保护或称非电量保护柜。

主保护：是指能满足系统稳定和设备安全要求，在发生故障时能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。

后备保护；是指当发生故障时主保护或断路器拒动，用来切除故障的保护。

辅助保护；为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护 7

退出运行而增设的简单保护。

非电量保护：也叫开入量保护或开关量保护，它具体包括瓦斯、压力释放、温度、冷却器全停、发电机热工保护等。它又分为直跳非电量保护及逻辑跳非电量保护。1】直跳非电量保护包括瓦斯、压力释放保护由这些保护元件直接去执行跳闸，由CPU负责记录保护动作的时间及发信。2】逻辑跳非电量保护由CPU去判断保护元件接点的状态，根据开合状态去执行跳闸，包括温度、发电机热工保护等。

2、发变组保护出口动作方式：

1】全停：指的是停锅炉、停汽机、跳发变组主开关、灭磁开关、厂用分支开关，同时启动失灵保护，由发变组保护装置分组控制即：全停I、II、III。

2】解列灭磁：跳发变组主开关、灭磁开关、厂用分支开关，启动失灵保护。

3】程序跳闸：首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁；

4】母线解列：指的是跳母联开关。