电力系统继电保护第1章 绪论.pdf

主主要内容要内容
第一章绪论
电力系统的各种运行状态
继电保护的基本原理、构成和分类
主讲教师:徐岩 对电力系统继电保护的基本要求
华北电力大学电力工程系. 电自教研室
继电保护发展简史
继电保护与安全控制技术研究所
电力系统概况
用电
配电
输变电
发电
电力系统的各种运行状态
特点:(1)电能不能大量存贮;(2)电磁过程快速;
(3)与国民经济和人民的日常生活等密切相关。
电力系统概况 正常工作状态
用电
配电„ 电力系统正常运行的约束条件
输变电
电力系统的运行条件一般可用3组方程式
发电
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。
设备分类:一次设备、二次设备。
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正常工作状态 正常工作状态
„ 微分方程式约束条件: „ 等式约束条件:
⎧ di d ψ
u = i r + L 1 + m
⎪ 1 1 1 1 dt dt
⎨ P − P −∆P = 0
di d ψ∑ Gi ∑ Lj ∑ S
⎪ u = i r + L 2 + m
⎩ 2 2 2 2 dt dt
∑QGi −∑QLj −∑∆QS = 0
di di 发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率
双绕组单相变压器 u −u = i r −i r + L 1 − L 2
1 2 1 1 2 2 1 dt 2 dt
正常工作状态 正常工作状态
„ 等式约束条件: „ 等式约束条件:
P − P −∆P = 0 P − P −∆P = 0
∑ Gi ∑∑Lj S ∑ Gi ∑ Lj ∑ S
∑∑∑QGi − QLj −∆QS = 0 ∑QGi −∑QLj −∑∆QS = 0
负荷使用的有功功率和无功功率电力系统中各种有功功率和无功功率损耗
正常工作状态 不正常工作状态及其危害
„ 不等式约束条件: 所有的等式约束条件均满足,部分的不等式约
束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常
运行状态。
S ≤ S 用电设备的功率及其上限;
k k . max 常见的不正常状态及其危害:
≤Ui ≤ 母线电压及其上、下限; 过负荷:因负荷超过电气设备的额定值造成的电流
I ij ≤ I ij .max 线路电流及其上限; 增大;
危害: 造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老
f min ≤ f ≤ f max 系统频率及其上、下限;
化和损坏从而导致故障。
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不正常工作状态及其危害 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足,部分的不等式约所有的等式约束条件均满足,部分的不等式约
束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常
束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常
运行状态。
运行状态。
常见的不正常状态及其危害:
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; 过电压:发电机突然甩负荷而产生;
2)降到47Hz~48Hz以下会引起频率崩溃; 危害:造成绝缘击穿导致短路。
3)使电压下降可能引发电压崩溃。
不正常工作状态及其危害 故障状态及其危害
(2) (2) (1) (2,0) (2,0)
d ab d ca d a d ab d ca
a a a
(2) (1) (2,0)
所有的等式约束条件均满足,部分的不等式约 d bc d b d bc
b
b b (1)
d c
束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常 c c c
运行状态。两相短路单相接地短路两相接地短路
Phase -to-phase Phase -to-ground Phase -to-phase-
常见的不正常状态及其危害: to-ground
常见的十种短路类型
系统振荡:因系统受到扰动而失去功率平衡。 a
b 复杂故障:在电力系
危害:系统振荡时,电流和电压周期性摆动,严重影
c 统的不同地点(两处
一相断开或两处以上)同时发
响系统的正常运行。生不对称故障的情况
纵向不对称故障
最常见且最危险的是各种类型的短路
短路的后果
2002年220kV电网输电线路故障统计表
„ 数值很大的短路电流通过短路点将燃起