電力系統(tǒng)繼電保護及自動裝置講義

1、 . 電力系統(tǒng)故障類型電力系統(tǒng)故障類型 常見的對電力系統(tǒng)危害比較嚴重的有：短路、斷常見的對電力系統(tǒng)危害比較嚴重的有：短路、斷 相以及各種復雜故障等。短路故障是電力系統(tǒng)中危相以及各種復雜故障等。短路故障是電力系統(tǒng)中危 害最嚴重的故障。害最嚴重的故障。 短路的概念：指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的一短路的概念：指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的一 切相與相之間獲相與地之間的切相與相之間獲相與地之間的“短接短接”。 產(chǎn)生的原因：各種形式的過電壓、絕緣材料的自產(chǎn)生的原因：各種形式的過電壓、絕緣材料的自 然老化、臟污、直接機械損傷等；運行人員帶負荷然老化、臟污、直接機械損傷等；運行人員帶負荷 拉刀閘或線路檢修后未

2、拆除地線就加電壓等誤操作；拉刀閘或線路檢修后未拆除地線就加電壓等誤操作； 鳥獸跨接在裸露的載流部分及自然災害等鳥獸跨接在裸露的載流部分及自然災害等 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 一、繼電保護分類一、繼電保護分類 按反應的電網(wǎng)運行狀態(tài)分類按反應的電網(wǎng)運行狀態(tài)分類 1）反應故障（包括短路和斷線）狀態(tài)，保護動）反應故障（包括短路和斷線）狀態(tài)，保護動 作于相應斷路器跳閘；作于相應斷路器跳閘； 2）反應不正常運行狀態(tài)（如過負荷、小電流接）反應不正常運行狀態(tài)（如過負荷、小電流接 地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障等），保護動作于告警信地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障等），保護動作于告警信 號。號。 按保護對象分

3、類按保護對象分類 如：變壓器保護、線路保護、電容器保護等。如：變壓器保護、線路保護、電容器保護等。 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 一、繼電保護分類一、繼電保護分類 按保護所起的作用分類按保護所起的作用分類 可分為主保護、后備保護和輔助保護?？煞譃橹鞅Ｗo、后備保護和輔助保護。 主保護滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快主保護滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快 速度有選擇地切除所保護范圍內(nèi)的故障。速度有選擇地切除所保護范圍內(nèi)的故障。 后備保護指主保護或斷路器拒動時用來切除所保護后備保護指主保護或斷路器拒動時用來切除所保護 范圍內(nèi)故障的保護原理或裝置，可分為遠后備保護范圍內(nèi)故障的保

4、護原理或裝置，可分為遠后備保護 和近后備保護。和近后備保護。 輔助保護是為補充主保護和后備保護的性能或當主輔助保護是為補充主保護和后備保護的性能或當主 保護和后備保護退出運行時所增設的簡單保護。保護和后備保護退出運行時所增設的簡單保護。 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 變壓器的故障類型和保護措施變壓器的故障類型和保護措施 一、故障一、故障 1、油箱內(nèi)部故障：繞組相間短路、單相匝、油箱內(nèi)部故障：繞組相間短路、單相匝 間短路、單相接地短路等、間短路、單相接地短路等、 2、油箱外部故、油箱外部故 障：絕緣套管及引出線上的多相短路、單相障：絕緣套管及引出線上的多相短路、單相 接地短路等接

5、地短路等 二、不正常運行情況二、不正常運行情況 1、油箱滲漏造成油面降低、油箱滲漏造成油面降低、 2、外部短路引、外部短路引 起的過電流、起的過電流、 3、過負荷、過負荷 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 三、變壓器應設置的保護三、變壓器應設置的保護 1、瓦斯保護（、瓦斯保護（800KVA以上）：重瓦斯（故障）以上）：重瓦斯（故障） 輕瓦斯（不正常運行）反映油箱內(nèi)部故障和油面輕瓦斯（不正常運行）反映油箱內(nèi)部故障和油面 降低降低 2、縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護（故障）、縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護（故障） 1000kVA及以上（并聯(lián)運行：及以上（并聯(lián)運行：6300kVA以上）縱以上）縱

6、 聯(lián)差動聯(lián)差動 2000kVA以上，電流速斷靈敏度不夠以上，電流速斷靈敏度不夠 作為作為 引出線、套管及油箱內(nèi)故障主保護引出線、套管及油箱內(nèi)故障主保護 3、過電流保護（故障）、過電流保護（故障） 外部短路及內(nèi)部短路的后備保護外部短路及內(nèi)部短路的后備保護 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 三、變壓器應設置的保護三、變壓器應設置的保護 4、過負荷保護（不正常運行）、過負荷保護（不正常運行） 反映對稱過負荷反映對稱過負荷 5、接地保護（故障）、接地保護（故障） 110kV及以上大接地電流系統(tǒng)變壓器及以上大接地電流系統(tǒng)變壓器零零 序電流保護序電流保護 6、溫度保護（不正常運行）、溫度保護（

7、不正常運行） 上層油溫監(jiān)視，自動啟動冷卻風扇上層油溫監(jiān)視，自動啟動冷卻風扇 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 四四 、變壓器差動保護、變壓器差動保護 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 五五 、線路縱差保護、線路縱差保護 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 五五 、線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 單側(cè)電源線路相間短路的電流電壓保護單側(cè)電源線路相間短路的電流電壓保護 輸電線路一般設置三段式電流保護，輸電線路一般設置三段式電流保護， 即：即： 瞬時電流速斷保護（瞬時電流速斷保護（段）段） 限時電流速斷保護（限時電流速斷保護（段）段） 定時限過電流保護（定時限過

8、電流保護（段）。段）。 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 六、六、電網(wǎng)接線方式及其保護特點電網(wǎng)接線方式及其保護特點 （一）電網(wǎng)接線方式：（一）電網(wǎng)接線方式： 中性點直接接地方式：中性點直接接地方式： 110KV及以上及以上大接地電流系統(tǒng)。大接地電流系統(tǒng)。 中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地：中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地： 35KV及以下及以下小接地電流系統(tǒng)。小接地電流系統(tǒng)。 （二）零序保護（接地保護）。（二）零序保護（接地保護）。 接地故障：出現(xiàn)零序電流和零序電壓接地故障：出現(xiàn)零序電流和零序電壓構(gòu)構(gòu) 成保護。成保護。 優(yōu)：接線簡單，靈敏度高，動作迅優(yōu)：接線簡單，靈敏度高，動作迅 速，保護

9、區(qū)穩(wěn)定。速，保護區(qū)穩(wěn)定。 . 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù) 六、六、電網(wǎng)接線方式及其保護特點電網(wǎng)接線方式及其保護特點 （三）保護特點：（三）保護特點： 大接地電流系統(tǒng)：多動作于跳閘。大接地電流系統(tǒng)：多動作于跳閘。 小接地電流系統(tǒng)：多動作于信號。小接地電流系統(tǒng)：多動作于信號。 110kV及以上及以上 中性點直接接地中性點直接接地 零序保護用零序保護用 于跳閘于跳閘 335kV以下以下 中性點不接地中性點不接地 零序保護用于零序保護用于 信號信號 . 一、一、110kV110kV變電站保護配置變電站保護配置 1 1、110kV110kV進線保護進線保護 2 2、110kV110kV母差

10、保護母差保護 3 3、變壓器保護、變壓器保護 4 4、低壓側(cè)聯(lián)絡線保護、低壓側(cè)聯(lián)絡線保護 5 5、解列保護、解列保護 6 6、低壓側(cè)饋線保護、低壓側(cè)饋線保護 一、一、110kV110kV變電站保護配置變電站保護配置 1 1、110kV110kV進線保護進線保護 2 2、110kV110kV母差保護母差保護 3 3、變壓器保護、變壓器保護 4 4、低壓側(cè)聯(lián)絡線保、低壓側(cè)聯(lián)絡線保 護護 5 5、解列保護、解列保護 6 6、低壓側(cè)饋線保護、低壓側(cè)饋線保護 儀04 甲母 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V V 儀01 儀03041051 061071072081091101 0405

11、 0607080910 043 053063 083093103 分段 V V 儀02 聯(lián)絡線1 聯(lián)絡線2 乙母 一、一、110kV110kV變電站保護配置變電站保護配置 1 1、110kV110kV進線保護進線保護 光纖縱差保護光纖縱差保護 三段式電流保護三段式電流保護/ /相相 間距離保護間距離保護 三段式零序電流保三段式零序電流保 護護 檢同期、檢無壓重檢同期、檢無壓重 合閘。合閘。 儀04 甲母 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V V 儀01 儀03041051 061071072081091101 0405 0607080910 043 053063 0830931

12、03 分段 V V 儀02 聯(lián)絡線1 聯(lián)絡線2 乙母 . RCS-943RCS-943光纖縱差保護光纖縱差保護 RCS-943RCS-943光纖縱差保護裝置包括：主保護光纖縱差保護裝置包括：主保護 光纖縱差保護，后備保護三段式零序電光纖縱差保護，后備保護三段式零序電 流、三段式相間距離及綜合自動重合閘流、三段式相間距離及綜合自動重合閘 組成。正常情況下，只有組成。正常情況下，只有“運行運行”、 “合位合位”、“母線電壓切換母線電壓切換”燈亮，燈亮， “通道異常通道異?！睙舨涣?。燈不亮。 RCS-943RCS-943保護正常運行時，其下列壓板均保護正常運行時，其下列壓板均 在投入位置：保護跳閘壓

13、板、投縱差保在投入位置：保護跳閘壓板、投縱差保 護壓板、投零序保護壓板、投距離保護護壓板、投零序保護壓板、投距離保護 壓板。壓板。 一、一、110kV110kV變電站保護配置變電站保護配置 2 2、110kV110kV母線保護母線保護 復合電壓閉鎖的復復合電壓閉鎖的復 式比率差動式比率差動 母聯(lián)充電、母聯(lián)過母聯(lián)充電、母聯(lián)過 流保護。流保護。 母聯(lián)充電壓板、過流母聯(lián)充電壓板、過流 壓板、雙母分列運行壓板、雙母分列運行 壓板正常方式下不投。壓板正常方式下不投。 儀04 甲母 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V V 儀01 儀03041051 061071072081091101

14、0405 0607080910 043 053063 083093103 分段 V V 儀02 聯(lián)絡線1 聯(lián)絡線2 乙母 . RCS-915母差保護功能壓板母差保護功能壓板 投母差投母差 投單母投單母-當當甲（乙）母線停電時，甲（乙）母線停電時， 母差保護投入母差保護投入“單母方式單母方式”壓板，壓板， 電壓切換小開關(guān)切至甲母電壓切換小開關(guān)切至甲母（乙（乙 母）。母）。 投母聯(lián)充電投母聯(lián)充電投母聯(lián)過流投母聯(lián)過流-當分當分 段開關(guān)對乙（甲）母線充電時，段開關(guān)對乙（甲）母線充電時， 停用停用“母差保護母差保護”壓板、壓板、投入投入 “充電保護充電保護”、“過流保護過流保護”壓壓 板，充電完成后，再

15、投入板，充電完成后，再投入“母差母差 保護保護”壓板、壓板、停用停用“充電保護充電保護”、 “過流保護過流保護”壓板。壓板。 01 02 線路1線路2 03 . 母差保護壓板投退說明母差保護壓板投退說明 兩段母線正常運行時，母差保護兩段母線正常運行時，母差保護 投入投入- 母差保護投入壓板母差保護投入壓板 母差保護跳各線路壓板母差保護跳各線路壓板 母差保護跳分段壓板母差保護跳分段壓板 停用停用- “ “投充電保護投充電保護” “投單母保護投單母保護” “投過流保護投過流保護” “母線分列運行母線分列運行” 01 02 線路1線路2 03 . RCS-915RCS-915母差保護母差保護電壓切換

16、 正常運行時，將電壓切換小開正常運行時，將電壓切換小開 關(guān)切至關(guān)切至“雙母雙母”，可分別引入，可分別引入 甲母、乙母甲母、乙母PTPT來的電壓。來的電壓。 110KV110KV甲（乙）甲（乙）PTPT停電時，將停電時，將 母差保護屏上的電壓切換開關(guān)母差保護屏上的電壓切換開關(guān) 切換至乙切換至乙母線（甲母線（甲母線）側(cè)。母線）側(cè)。 如果主接線方式為單母線，在如果主接線方式為單母線，在 投單母運行方式的同時，則必投單母運行方式的同時，則必 須將須將TVTV切換至所接母線側(cè)切換至所接母線側(cè)TVTV， 不應打在雙母位置不應打在雙母位置。 01 02 線路1線路2 03 . RCS-915RCS-915母

17、差保護母差保護液晶顯示說明液晶顯示說明1 UI:57.7 V UII: 57.7V IUI:57.7 V UII: 57.7V I母、母、IIII母的三相電壓平均值；母的三相電壓平均值； IM:10.00A IM:10.00A 母聯(lián)的三相電流平均值；母聯(lián)的三相電流平均值； DIA:0.05A DIB:0.06A DIC:0.05A ADIA:0.05A DIB:0.06A DIC:0.05A A、B B、C C相大差電流；相大差電流； I01:16.00A I02:10.00A I03:2.00A I04:6.00A I01:16.00A I02:10.00A I03:2.00A I04:6.

18、00A 元件元件1 14 4的三相電流平均值；的三相電流平均值； I II 01030705 02040806 09 10 . RCS-915RCS-915母差保護母差保護液晶顯示說明液晶顯示說明2 保護動作時液晶顯示 : No.002 保 護 動 作 報告 20010405 11 : 14 : 22 :523 5ms 母差跳一母 *跳閘線路* 01，02，ML 報告序號 保護動作時間 保護動作元件 一、一、110kV110kV變電站保護配置變電站保護配置 3 3、主變保護、主變保護 差動保護：差動速差動保護：差動速 斷保護、比率差動、斷保護、比率差動、 二次諧波制動二次諧波制動 高壓側(cè)后備保

19、護：高壓側(cè)后備保護： 復合電壓閉鎖過流復合電壓閉鎖過流 低壓側(cè)后備保護：低壓側(cè)后備保護： 復合電壓閉鎖過流復合電壓閉鎖過流 非電量保護：本體非電量保護：本體 重瓦斯、本體輕瓦斯、重瓦斯、本體輕瓦斯、 有載重瓦斯、有載輕有載重瓦斯、有載輕 瓦斯、壓力釋放等。瓦斯、壓力釋放等。 儀04 甲母 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V V 儀01 儀03041051 061071072081091101 0405 0607080910 043 053063 083093103 分段 V V 儀02 聯(lián)絡線1 聯(lián)絡線2 乙母 一、一、110kV110kV變電站保護配置變電站保護配置 4 4

20、、聯(lián)絡線保護、聯(lián)絡線保護 主保護主保護 光纖縱差光纖縱差 后備保護后備保護 相間過流相間過流 全電纜線路重合閘全電纜線路重合閘 停用。停用。 聯(lián)絡線兩側(cè)聯(lián)絡線兩側(cè)CTCT變比變比 和特性應一致。和特性應一致。 儀04 甲母 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V V 儀01 儀03041051 061071072081091101 0405 0607080910 043 053063 083093103 分段 V V 儀02 聯(lián)絡線1 聯(lián)絡線2 乙母 一、一、110kV110kV變電站保護配置變電站保護配置 5 5、解列裝置、解列裝置 低頻解列低頻解列 低壓解列低壓解列 儀04

21、甲母 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V V 儀01 儀03041051 061071072081091101 0405 0607080910 043 053063 083093103 分段 V V 儀02 聯(lián)絡線1 聯(lián)絡線2 乙母 二、二、35kV35kV變電站保護配置變電站保護配置 1 1、35kV35kV進線保護進線保護 光纖縱差保護光纖縱差保護 三段式電流保護三段式電流保護 檢同期、檢無壓重合檢同期、檢無壓重合 閘閘 以下保護與以下保護與110KV110KV變變 電站類似：電站類似： 2 2、35kV35kV母線保護母線保護 3 3、變壓器保護、變壓器保護 4 4、聯(lián)

22、絡線保護、聯(lián)絡線保護 5 5、解列保護、解列保護 6 6、饋線保護、饋線保護 儀04 甲母 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V V 儀01 儀03041051 061071072081091101 0405 0607080910 043 053063 083093103 分段 V V 儀02 聯(lián)絡線1 聯(lián)絡線2 乙母 三、三、解列裝置解列裝置 1 1、理論上講，小電源低頻低壓 解列點應選擇在主網(wǎng)與地區(qū)電源 的功率平衡點，以保證當系統(tǒng)側(cè) 故障，小電源與系統(tǒng)解列后能繼 續(xù)帶部分重要負荷。實際上小電 源系統(tǒng)可分以下兩類：一是發(fā)電 容量比廠用電負荷大，除少量自 用外，主要通過并網(wǎng)線向

23、電網(wǎng)倒 送電能；二是廠用電負荷比發(fā)電 機組的出力大，主要依靠電網(wǎng)供 電。 甲母 01 線路1 #1主變 V V 儀01 儀03041051 061 0405 06 043 053063 聯(lián)絡線1 三、三、解列裝置解列裝置 2DL按普通保護配置。 當線路發(fā)生故障1DL動作跳閘,2DL保護動作不跳本 身開關(guān)，只跳3DL小電源聯(lián)絡線。若為瞬時性故障 1DL重合成功并恢復對110KV變電站供電，若為永 久性故障，需要依靠備用電源自投裝置來快速恢復 供電。 . 微機保護簡介 微機保護與常規(guī)保護的本質(zhì)區(qū)別在于微機保護把 邏輯判斷工作交由軟件來實現(xiàn)，保護動作行為的 正確與否、保護裝置的完善與否很大程度上取決

24、 于軟件設計。 也就是說，用戶保護動作行為的分析能力主要取 決于對軟件程序的理解程度。微機保護的現(xiàn)場調(diào) 試需研制出完善的試驗方案來模擬各種情況下的 各種故障，以便試驗所有的程序段，才能使軟件 存在的缺陷暴露出來。要做到這一點，用戶必須 對保護的硬、軟件設計有較詳細的了解。 . 技術(shù)支持問題 由于種種原因，多數(shù)微機保護生產(chǎn)廠家 對這方面的資料提供較少，導致用戶在 日常維護及缺陷處理時過多地依賴廠家， 特別是在主部件損壞時，要退出保護等 均需廠家來協(xié)助處理，也給運行帶來了 不便。 . 小火電并網(wǎng)管理問題小火電并網(wǎng)管理問題 對地方電廠調(diào)度自動化和通信設備的要求對地方電廠調(diào)度自動化和通信設備的要求 電

25、廠主控制室內(nèi)安裝的熱電信息傳輸、調(diào)電廠主控制室內(nèi)安裝的熱電信息傳輸、調(diào) 度自動化和通信設備，其運行維護屬電廠。度自動化和通信設備，其運行維護屬電廠。 電廠要保證上述設備的正常投入運行，當運電廠要保證上述設備的正常投入運行，當運 行中出現(xiàn)故障時，電廠須及時報告地調(diào)自動行中出現(xiàn)故障時，電廠須及時報告地調(diào)自動 化科。未經(jīng)地調(diào)自動化科許可，上述設備不化科。未經(jīng)地調(diào)自動化科許可，上述設備不 得擅自脫離運行或改變運行狀態(tài)造成傳送數(shù)得擅自脫離運行或改變運行狀態(tài)造成傳送數(shù) 據(jù)不實，否則，將視為違反調(diào)度紀律，進行據(jù)不實，否則，將視為違反調(diào)度紀律，進行 相應的考核。相應的考核。 . 小火電并網(wǎng)問題小火電并網(wǎng)問題

26、地方電廠調(diào)度自動化信息采集哪些量？地方電廠調(diào)度自動化信息采集哪些量？ 1）遙測量：每臺發(fā)電機組的）遙測量：每臺發(fā)電機組的P、Q、I、WH、 功率因數(shù)、線電壓；每條并網(wǎng)聯(lián)絡線的功率因數(shù)、線電壓；每條并網(wǎng)聯(lián)絡線的P、Q、 I、WH、功率因數(shù)、線電壓；供熱量（取自、功率因數(shù)、線電壓；供熱量（取自 每臺機的抽汽口或總外供氣蒸汽流量表輸每臺機的抽汽口或總外供氣蒸汽流量表輸 出）。出）。 2）遙信量：每條并網(wǎng)聯(lián)絡線的開關(guān)位置；每）遙信量：每條并網(wǎng)聯(lián)絡線的開關(guān)位置；每 臺發(fā)電機組的開關(guān)位置；臺發(fā)電機組的開關(guān)位置； . 小火電并網(wǎng)問題小火電并網(wǎng)問題 地方電廠日發(fā)電負荷曲線上報的具體要求是地方電廠日發(fā)電負荷曲線

27、上報的具體要求是 什么？什么？ 每天每天10:00前向地調(diào)申報次日前向地調(diào)申報次日00:00-23:00電電 廠總計劃出力曲線，每日出力曲線按整點進廠總計劃出力曲線，每日出力曲線按整點進 行編制行編制,統(tǒng)一使用兆瓦統(tǒng)一使用兆瓦(MW)為單位。逢周末為單位。逢周末 應于本周五上報本周末至下周一的開停機情應于本周五上報本周末至下周一的開停機情 況及機組計劃出力曲線；逢法定節(jié)假日，假況及機組計劃出力曲線；逢法定節(jié)假日，假 日前三天上報本單位開停機情況及機組計劃日前三天上報本單位開停機情況及機組計劃 出力曲線。出力曲線。 . 008 018 038 01 02 線路1線路2 #1主變#2主變 03 V

28、 V 儀01 儀03041051 061071072081091101 0405 0607080910 043 053 054 063 083 084 093103 104 013 011 021 033 分段 正常方式：橋開關(guān)備投點；分段開關(guān)熱備 用。 備投條件：進線開關(guān)無電流和對應側(cè) 35KVPT無電壓或10KVPT無壓（高壓側(cè)無 PT）。 閉鎖條件：主變主保護和高后備保護。 動作行為：跳失壓的進線開關(guān)，延時合 35KV橋開關(guān)。 不足：10KV分段開關(guān)無備自投，當主變主 保護動作時，對應的10KV母線將失壓。 注意：進線線路及變壓器停電前或橋開關(guān) 合閘前，應停用備自投裝置；轉(zhuǎn)換代不同 母線上線路的操作；消弧線圈的操作；PT 或變壓器停電時低周減載的操作。 演示：#2主變停電； 35KV橋開關(guān)為備自投方式的操作 009 V V 儀02 消弧器 090 022 儀04 停用橋開關(guān)備自投裝置：停用橋開