继电保护专业理论课件

特种类进网电工继电保护理论部分学习本课程的方法及考试注意事项：1.上课听讲，用笔在书上勾画重要句段。2.上课认真听复习题讲解，能用笔记下复习题。3.下课能对照复习题有针对地看书、记重点（主要是习题中涉及的东西）。4.能较轻松地做完模拟练习题。5.认真分配时间，做到强化学习而不影响身体。6.从开始学习时就要有紧迫感，要树立辛苦几天，受益一辈子的观点。7.学习就是工作，就是打仗！要树立我一定要学好，一定好考过的观念！要在战略上树立胜利的信心，战术上用功的方法。8.考试不要作弊，千万不要害了自己的前途！学习好了害怕什么考试，其实考试很简单！9.注意答题的一些计算机操作，答题的注意事项！认真答题，注意检查！10.交卷要点“我要交卷退出”图标。第一章电力系统基础知识学习要点1.了解电力系统的构成。2.熟悉电力系统中性点接地方式。3.掌握电力系统短路概念。4.了解对称短路和不对称短路。第一章电力系统基础知识第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统由发电厂、变电站（所）、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。锅炉汽轮机～发电机反应堆汽轮机发电机水库水轮机发电机～～动力部分发电机输电网配电网电力网发电站负荷电力系统电力系统及电网示意图6kV6kV6kV500kV500kV220kV500kV110kV10kV220kV110kV110kV35kV110kV110kV10kV10kV380V/220V二、电力系统中性点运行1.中性点直接接地方式中性点直接接地是指电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接，如图1-2中的N点接地，通常应用于500kV、330kV、220kV、110kV电网。.BCNIK图1-2中性点直接接地系统单相接地故障2.中性点不接地方式中性点不接地方式系统指电力系统中性点不接地。中性点不接地方式具有跳闸次数少的优点，因此普遍应用于接地电容电流不大的系统，例如66kV、35kV电网。.CACCCBABCNU0图1-3中性点不接地系统单相接地故障3.中性点经消弧线圈接地方式规程规定：35kV电网中接地电流大于10A、6～10kV电网中接地电流大于30A、发电机直配网络中接地电流大于5A时，中性点经消弧线圈接地。A.BCNIL.IC.IL图1-4中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障CCCB4.中性点经电阻接地方式6～35kV的配电网中使用，结构复杂，架空线路与电缆线路并存，且电缆线路较长，当发生单相接地故障时，系统对地的电容电流较大，可采用中性点经低值电阻（小电阻）接地方式，如图1-5所示。A.BCNIKR图1-5中性点经电阻接地系统单相接地故障5.低压配电网接地方式低压配电网指220/380V网络,采用中性点直接接地方式,并且引出中性线(代号N)、保护线(代号PE)或保护中性线(代号PEN)。其中保护线是保障人身安全，防止发生触电事故用的中性线；保护中性线则兼有中性线和保护线的功能，通常称为“零线”或“地线”。按照保护接地形式，低压配电网分为TN系统、TT系统和IT系统。ABCNPE电源用电设备用电设备ABCPEN电源用电设备用电设备(a)(b)BCPEN用电设备用电设备用电设备PEN(c)图1-6TN系统ATN系统如图1-6所示，所有的外露可导部分均接公共保护线，或接公共保护中性线PEN。其中，（１）整个系统的中性线N与保护线PE全部分开，称为TN-S系统；（２）整个系统的中性线N与保护线PE合一为保护中性线PEN，称为TN-C系统；（３）系统的部分中性线N与保护线PE合一，称为TN-C-S系统。TT系统如图1-7所示，所有设备外露可导电部分均各自经保护线PE单独接地。ABCN电源用电设备用电设备图1-7TT系统IT系统如图1-8所示，所有设备的外露可导部分也各自经保护线PE单独接地，与TT系统不同的是电源中性点不接地或经电抗接地，且通常不引出中性线。ABC电源用电设备用电设备图1-8IT系统第二节电力系统短路故障一、短路的一般概念“短路”是指电力系统中相与相之间或相与地之间，通过电弧或其他较小阻抗的一种非正常连接。电力系统短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路等。各种故障示意图和代表符号如表1-1所示。其中三相短路为对称短路，其余为不对称短路。表1-1各种短路故障示意图和代表符号短路类型示意图代表符号三相短路两相短路单相短路两相接地短路kkkk(3)(2)(1)(1,1)运行经验和统计数据表明。电力系统中各种短路故障发生的几率是不同的，其中发生三相短路的几率最少，发生单相接地短路的几率最大。二、三相对称短路在电力系统的各种短路故障中，虽然三相短路发生的几率最小，但其对电力系统的影响和危害最大。无穷大系统发生三相短路示意图如图1-9所示。ABCNBBCCAA.IkA.IkB.IKCk(3).ESXS,Ik=IkA..(3)Ik=IkB..(3)Ik=IkC..(3)(3)(a)(b)RΣ,XΣ图1-9无穷大供电发生三相短路示意图(a)一次系统；（b)短路电流路径三相短路时，三相仍然对称，三相的短路回路完全相同，短路电流相等，相位互差1200，因此只计算一相即可。根据电路计算原理，采用有名值计算三相短路电流周期分量如下：式中--------三相短路电流周期分量有效值；--------等值电源线线电动势，实际计算时可以采用平均额定电压；-------短路回路总电抗，通常计算时不考虑回路的电阻。(1-1)(3)kIsEX(3)3SkEIXXs例1-1某电力系统如图1-10所示，在母线B和母线C分别发生三相短路，试求断路点的短路电流周期分量。（等值电源电抗为=0.22Ω，线路单位电抗为=0.38Ω/km,变压器T1，T2的额定容量为1000kVA,短路电压为Uk%=4.5）ABCT1T2k1k210.5kV0.4kV图1-10电力系统接线示意图lx(2)母线C三相短路。计算时需要将等值电源电抗和线路电抗折算到0.4kV侧，并计算变压器电抗（详细论述请参考电力系统有关书籍）。解:(1)母线B三相短路。0.3851.9ΩABABlxXL(1)0.221.92.12kSABXXX(3)1(1)10.52.86332.12AkkKVKAUIX2240.223.2100.410.5SSCAUXXU(2)124333(3)23(2)//3.2102.76107.210/26.68100.434.37336.6810kSABTTCkkKVKAXXXXXUIX2240.192.76100.410.5ABABCAUXXU三、不对称短路电力系统不对称短路包括两相短路、两相接地短路和单相接地短路。如果我们将此不对称的电流或电压进行分解，可分解出正序分量、负序分量，对于接地短路还有零序分量，分别用下标1、2、0表示。以电流为例，各序分量电流相量图如图1-11所示。.IA1.IA2.IB1.IC1.IA0.IB0.IC0.IB2.IC2(a)(b)(c)图1-11电流序分量相量图(a)正序分量；（b)负序分量；（c)零序分量对于工频50HZ，正序电流，正序电流三相对称，即大小相等，相位互差120°；负序电流三相相等，即大小相等，相位互差120°，当相序与正序电流相反；零序电流三相大小相等，相位相同。三相短路电流为(1-2)可得零序电流为120120120kAAAkBBBCACCIIIIIIIIIIII013kAkBkCIIII(1-3)用瞬时值表示为（1-4）01()()()()3kAkBkCttttiiii显然，电力系统正常运行时仅有正序分量。（二）短路电流1.两相短路无穷大系统供电发生BC两相短路示意图如图1-12所示。ABCIkA.IkB.IKCk(2).ESXS,Ik=-IkC..(2)(a)(b)XΣ图1-12无穷大供电发生BC两相短路示意图(a)一次系统；（b)短路电流路径Ik=IkB..(2)电力系统发生两相短路，经故障相和短路点构成短路回路，由故障相电源的线电动势产生短路电流，流过故障线路，非故障线路没有短路电流，因此出现三相不对称。在不计负荷电流的情况下，三相的短路电流分别为可见两相短路的特点是，三相不对称，出现负序电流；只有故障相存在短路电流，且两相的短路电流数值相等，相位相反。根据图1-12，短路电路数值可计算如下：1212120kAAAkBBBkCCCkBIIIIIIIIII（1-4）（1-5）式中：--------两相短路电流周期分量有效值；---------等值电源线线电动势，实际计算时可以采用平均额定电压；--------短路回路总电抗。(2)2SkEIX(2)kIsEX将式（1-5）与式（1-1）比较可得(2)(3)(3)30.8662kkkIII（1-6）式（1-6）式说明，两相短路电流数值为同一地点三相短路电流的0.866倍，在实际计算中，常常求出三相短路电流后，直接用以上关系得到两相短路电流。2.单相接地短路（1）中性点直接接地系统中性点直接接地的无穷大系统供电，发生A相单相接地短路示意图如图1-13所示。BBCCAAIkA.IkB.IKCk(1).ESXS,(a)XΣABCIk=IkB..(2)(b)图1-13中性点直接接地的无穷大系统供电发生A相短路示意图(a)一次系统；（b)短路电流路径中性点直接接地电力系统发生单相接地时，经直接接地的中性点、故障相和短路点构成短路回路，由故障相电源电动势产生短路电流，流过故障线路，非故障线路没有短路电流，因此出现三相不对称。在不计负荷电流的情况下，三相的短路电流分别为1200120120300kAAAAkBBBBkCCCCIIIIIIIIIIIII（1-7）单相接地短路的特点是,三相不对称,出现负序电流和零序电流;故障相存在短路电流,在图1-13(b)中的数值为3。（2）中性点不接地系统中性点不接地的无穷大供电，发生单相接地短路时的特点和短路电流分布见第三章的第三节。（三）、短路特征根据以上分析，归纳不对称短路的部分特征如表1-2。0I表1-2不对称短路部分特征短路类型两相短路单相接地短路（中性点直接接地系统）两相接地短路对称性三相不对称三相不对称三相不对称负序电流有负序电流有负序电流有负序电流零序电流无零序电流有零序电流有零序电流第一章电力系统基础知识复习题一、单项选择题（每题的备选项中，只有一项最符合题意，每题1分，错选或不选为0分。）1、无限大容量系统的特征为（）。A．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压应维持不变，频率不作要求B．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线频率应维持不变，电压不作要求C．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率基本维持不变D．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率不作要求2、电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接的接地方式称为（）。A．中性点直接接地B．中性点经电阻接地C．中性点经电抗接地D．中性点经消弧线圈接地3、发电厂、变电站的电气系统，按其作用分为一次系统和（）。A．模拟系统B．数字系统C．二次系统D．变换系统4、电力系统发生相间短路时的主要特征是（）。A．电流增大B．电流减小C．电压升高D．功率因数增大6、电力系统中相与相之间或相与地之间，通过电弧或其他较小阻抗形成的一种非正常连接称为（）。A．开路B．短路C．断路D．虚接7、电力系统正常运行时仅有（）。A．正序分量B．负序分量C．零序分量8、规