电力系统继电保护是保障电力系统安全稳定运行的关键技术之一,主要针对电力系统中的正常运行、不正常运行和故障状态进行监测与响应。本讲座由徐振宇教授讲解,涉及电力系统继电保护的基础概念和基本原理。
1. **正常运行状态**:
在正常运行状态下,电力系统的电压、频率、功率平衡等都在允许范围内。有功和无功功率平衡方程成立,电流、电压和频率都在规定的极限内。如果这些条件不能满足,就表明系统处于不正常运行状态。
2. **不正常运行状态**:
不正常运行状态指系统运行条件受到轻微破坏,尚未导致故障。例如,负荷潮流超出限制、发电机甩负荷、单相接地等。这些情况可能导致设备过热、频率波动等问题,需要采取措施如发出警告、减负荷或跳闸,以防止故障的发生。
3. **故障状态**:
故障通常由外部因素(如恶劣天气)、内部因素(如设备老化、过电压)或人为错误引起,导致短路、断线等。故障会造成大量短路电流,影响设备寿命,降低电压,甚至导致系统崩溃。因此,快速切除故障设备至关重要,这需要依赖继电保护系统。
4. **电力系统继电保护的作用**:
继电保护装置的主要任务是在故障或不正常运行状态下,自动、快速、有选择性地切除故障元件,同时对不正常状态发出警告。它通过分析电流、电压、阻抗等电气量的变化来区分正常运行和异常状态。
5. **继电保护基本原理**:
- **过电流保护**:当电流超过设定值时启动,如负荷电流显著增加。
- **低电压保护**:检测电压下降,确保系统稳定。
- **差动保护**:比较线路两端电流,当内部故障导致电流相位变化时动作。
- **阻抗(距离)保护**:测量线路的阻抗变化,识别短路或接地故障。
- **非电气量保护**:如瓦斯保护,监测设备内部气体变化,判断设备内部状况。
6. **继电保护装置的结构**:
通常包括测量部分、比较部分和执行部分。测量部分获取电气量数据,比较部分将这些数据与预设值进行比较,当达到动作条件时,执行部分(如断路器)执行跳闸命令。
总的来说,电力系统继电保护是电力系统安全的守护者,通过精确的电气量分析和设备控制,确保了电力网络在各种运行条件下的稳定性和可靠性。