《电力系统保护与控制》课件.ppt

电力系统保护与控制欢迎来到《电力系统保护与控制》课程。本课程将深入探讨电力系统保护与控制的基本理论、关键技术与前沿应用，帮助您全面了解现代电力系统的安全稳定运行机制。电力系统是国民经济的重要基础设施，其安全稳定运行关系到社会经济发展和人民生活质量。随着电力系统规模不断扩大、结构日益复杂，保护与控制技术也在不断创新发展。我们将一同探索这个既古老又充满活力的领域。

课程概述1课程目标通过本课程学习，学生将掌握电力系统保护与控制的基本原理和方法，了解各类保护装置的工作原理及应用，培养电力系统分析与设计能力，为从事电力系统运行、维护、设计和研究工作奠定基础。2学习内容本课程内容包括电力系统概述、继电保护基本原理、各类电气设备保护、自动控制系统、智能电网技术、新能源并网技术等。将通过理论讲解与案例分析相结合的方式，帮助学生系统掌握相关知识。3考核方式本课程采用过程考核与期末考试相结合的评价方式。过程考核包括平时作业（30%）、课堂讨论（10%）和实验报告（20%）；期末考试占总成绩的40%，主要考察基本概念理解和实际问题分析能力。

电力系统概述电力系统的组成电力系统主要由发电、输电、变电、配电和用电五个环节组成。发电环节将一次能源转化为电能；输电环节通过高压输电线路远距离输送电能；变电环节调整电压等级；配电环节将电能分配至各类用户；用电环节包括工业、农业、商业和居民用电。电力系统的特点电力系统具有实时性、整体性和复杂性特点。发电与用电必须实时平衡；系统各部分紧密关联，局部故障可能引起系统崩溃；系统包含多种设备和多层次控制系统，运行状态复杂多变，给保护与控制带来挑战。电力系统的发展趋势电力系统正朝着智能化、清洁化和市场化方向发展。智能电网技术提高系统可观测性与可控性；清洁能源比例不断提高，改变传统电力系统运行模式；电力市场化改革深入推进，促进资源优化配置和技术创新。

电力系统保护的基本概念保护的定义电力系统保护是指通过专门的保护装置，在系统或设备发生故障或异常工作状态时，自动快速地将故障部分与健康部分隔离，以减少故障影响范围，保障系统安全稳定运行的一系列措施和技术。保护系统是电力系统安全运行的免疫系统。保护的重要性现代电力系统规模庞大、结构复杂，一旦发生故障，如不及时隔离，极易导致大范围停电，造成严重经济损失和社会影响。有效的保护系统能迅速准确地切除故障，防止故障扩大，保障设备安全，维持系统稳定运行，确保可靠供电。保护的基本要求电力系统保护应满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四项基本要求。选择性是指只切除故障元件；速动性要求保护动作迅速；灵敏性要求能检测到最小故障；可靠性包括动作可靠性和拒动可靠性两方面。

电力系统控制的基本概念1高级应用控制优化决策2二次控制运行协调3一次控制基本稳定4基础控制设备保护电力系统控制是指通过各类控制装置和策略，调节系统运行状态，使电力系统在满足安全稳定约束条件下高效运行的技术和方法。控制的核心目标是维持系统频率稳定、电压合格、功率平衡，同时实现经济高效运行。电力系统控制按层次可分为设备层控制、站级控制、区域控制和系统级控制。按功能可分为有功控制和无功控制，或一次调频、二次调频等。随着智能电网发展，控制系统正向分层分布式协调控制方向发展。

继电保护的基本原理1电流保护电流保护基于电气设备或线路中流过的电流变化来判断故障。当检测到的电流超过预设阈值时，保护装置动作。主要包括过电流保护、差动保护等。电流保护结构简单、原理清晰，但选择性较差，常作为后备保护使用。2电压保护电压保护基于系统电压异常变化来判断故障。可检测过电压、欠电压等故障。电压保护通常与其他保护配合使用，以提高保护系统的可靠性和选择性。电压保护在系统稳定控制中也有重要应用。3阻抗保护阻抗保护基于电压与电流的比值（阻抗）来判断故障。故障时阻抗值将显著变化，保护装置据此判断故障位置和性质。阻抗保护选择性好，能根据阻抗大小判断故障距离，是输电线路保护的主要方式之一。

继电保护的基本元件电流互感器电流互感器（CT）是将高电流变换为标准低电流的装置，使测量仪表和保护装置能够安全地测量大电流。CT的基本原理是电磁感应，由铁芯和绕组组成。CT的准确度对保护性能至关重要，必须避免饱和现象导致的测量误差。电压互感器电压互感器（PT/VT）将高电压变换为标准低电压，用于测量和保护。电压互感器分为电磁式和电容式两种。电磁式适用于中低压系统，电容式适用于高压系统。电压互感器的铁磁谐振问题需特别注意。保护继电器保护继电器是根据电气量变化做出判断并发出信号的装置。从电磁型发展到现代数字型继电器，功能不断增强。现代微处理器保护装置集成了测量、逻辑判断、通信和控制功能，大大提高了保护系统的性能和灵活性。

电流保护详解过电流保护过电流保护是最基本的保护形式，基于电流幅值超过设定值时动