12.1线路、母线和断路器继电保护

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1、l12.1线路、母线和断路器继电保护的原理、配置及整定计算l12.1.1电力系统继电保护原理l12.1.1.1电力系统对继电保护的基本要求l(1)电力系统继电保护和安全自动装置。电力系统继电保护和安全自动装置是当电力系统本身发生了故障或发生危及其安全运行的事件时，向运行值班人员及时发出警告信号或直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止故障或事件的发展的一种自动化措施和设备。用于保护电力元件的成套设备，一般通称为继电保护装置;用于保护电力系统的一般通称为安全自动装置。l继电保护装置是保证电力系统中的电力元件安全运行的基本装备，任何电力元件不得在无继电保护的

2、状态下运行，当发电机、变压器、输电线路、母线及用电设备等发生故障时，要求继电保护装置用可能最短的时限和在可能最小的范围内，按预先设定的方式，自动把故障设备从运行系统中断开，以减轻故障设备的损坏程度和对临近地区供电的影响。l安全自动装置是为了防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电事故的自动保护装置。例如输电线路自动重合闸装置、电力系统稳定控制装置、电力系统自动解列装置、按频率自动减负荷装置和按电压降低自动减负荷装置等。l电力系统继电保护和安全自动装置作用综合图解见图12-1-1。l(2)电力系统对继电保护的基本要求。按照国家标准GB14285-

3、1993《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，继电保护和安全自动装置应符合可靠性(可信赖性和安全性)、选择性、灵敏性和速动性的要求。当确定其配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面:l1. 电力设备和电力网的结构特点和运行特点;l2. 故障出现的概率和可能造成的后果;l3. 电力系统的近期发展情况;l4. 经济上的合理性;l5. 国内和国外的经验。l1)   可靠性(可信赖性和安全性)。l可信赖性----该动作时动作是可靠性的可信赖性l安全性------不该动作时不动作是可靠性的安全性l继电保护可靠性是对电力系统继电保护的最基本的性能要求，它包含可信

4、赖性和安全性两个方面:可信赖性要求继电保护在设计要求它动作的异常或故障状态下，能够正确地完成动作，即不发生拒绝动作;安全性要求继电保护在非设计要求它动作的其他所有情况下，能够可靠地不动作，即不发生误动作。l可信赖性和安全性都是继电保护的最基本的性能要求，但两者相互矛盾，在设计与选用继电保护时，需要依据被保护对象的具体情况，对这两方面的性能要求适当地予以协调。对于传输大功率的输电线路保护，一般宜于强调安全性，而对于其他输电线路保护，则往往强调可信赖性，按照不发生拒绝动作或误动作给电力系统带来后果的严重程度区分，对一些重要继电保护的可信赖性和安全性的要求可采

5、用表12-1-1意见。P.268l为保证继电保护的可靠性，应采用符合国家标准的配置合理的保护方式，由可靠的元件和尽可能简单的回路构成质量和技术性能优良的继电保护装置，并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应便于整定、调试和运行维护。表12-1-1对不同处所的继电保护的不同要求(可信赖性和安全性的关系)。l图12-1-1l表12-1-1P.268l注摘自SDl31(电力系统技术导则)的编制说明。 l2)选择性。按照IEC标准用语，保护系统的选择性，是指保护系统检出在电网某规定区域内的故障，使相应的断路器跳闸，以切除故障，使电网剩余部分的扰动为最小

6、的能力。l 国家标准CB14285-1993对选择性做了具体化的规定:l选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。l为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件(如起动元件和跳闸元件或闭锁元件与动作元件)，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。l当重合于本线路故障，或在非全相运行期间健全相又发生故障时，相邻元件的保护应保证选择性。在重合闸后加速时间内以及单相重合闸过程中，发生区外故障时，允许被加速的线路保护无选择

7、性动作。l在某些条件下必须加速切除短路时，可使保护无选择性动作。但必须采取补救措施。例如采用自动重合闸或备用电源自动投入来补救。l在实际工程中，电力元件继电保护的选择性，除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足:1.由电源算起，愈靠近故障点的继电保护的故障起动值相对愈小，动作时间愈短并在上下级之间，在灵敏度和时间上留有规定的裕度;2.要具有后备保护作用，如果最靠近故障点的继电保护装置或继路器因故拒动而不能切除故障时，能由紧邻的电源侧继电保护动作将故障断开。在110kV及以下电压的电力网，基本上实现的是“远后备”，即当最邻近故障元件的断路器上配置的继

8、电保护拒动或断路器本身拒动时，可以由电源侧上一级断路器处的继电保护装置动作切除故