繼保基礎(chǔ)知識(shí)

1、電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行系統(tǒng)的電流、 電壓均處于電氣設(shè)備正常承受范圍內(nèi)， 不會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成危害故障：各種短路（三相短路、 兩相短路、單相接地短路、兩相接地短 路、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)以及變壓器繞組間的匝間短路等） 和斷線（單相、 兩相），其中最常見(jiàn)且最危險(xiǎn)的是各種類型的短路。其后果：I 增加 危害故障設(shè)備和非故障設(shè)備；U 降低 影響用戶正常工作；破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大（系統(tǒng)振蕩，瓦解） 不正常運(yùn)行狀態(tài)：電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞， 但沒(méi)有發(fā)生故障的運(yùn) 行狀態(tài)。如：過(guò)負(fù)荷、過(guò)電壓、頻率降低、系統(tǒng)振蕩等。繼電保護(hù)的任務(wù)1. 當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)地、迅速地、有

2、選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞， 使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。2. 當(dāng)電力系統(tǒng)中電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能及時(shí)反應(yīng) 并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)出信號(hào)或跳閘繼電保護(hù)的分類按被保護(hù)的對(duì)象分類：? 輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等；按保護(hù)原理分類：? 電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等；按保護(hù)所反應(yīng)故障類型分類：? 相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、 匝間短路保護(hù)、斷線保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)及過(guò)勵(lì)磁保護(hù)等；按繼電保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類：機(jī)電型保護(hù) （如電磁型保護(hù)和感應(yīng)型保護(hù)） 、整流型保護(hù)、 晶體管型保護(hù)、集成電路型保

3、護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等；按保護(hù)所起的作用分類1. 主保護(hù)： 反應(yīng)被保護(hù)元件自身的故障并以盡可能短的延時(shí)，有 選擇性地切除故障的保護(hù)稱為主保護(hù)。2. 后備保護(hù)： 當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)起作用，從而動(dòng)作于相應(yīng)斷路器以 切除故障元件。（1）近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)（2）遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)， 在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)選擇性、 速動(dòng)性、 靈敏性、可靠性四個(gè)基本要求。1. 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)? 電流保護(hù)有無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限 過(guò)電流保護(hù)三種。? 電流保護(hù)是最早的繼電

4、保護(hù)措施， 之前就是簡(jiǎn)單的熔斷器保護(hù)。? 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)就是一旦檢測(cè)出發(fā)生短路，不帶延時(shí)地?cái)?開(kāi)電路的保護(hù)。? 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路相間短路的主保護(hù)。2. 限時(shí)電流速斷保護(hù)? 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)雖然動(dòng)作速度很快，但不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，應(yīng)加以改進(jìn)。? 限時(shí)電流速斷保護(hù)用于與無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)配合作為被保護(hù) 線路相間短路的主保護(hù)，承擔(dān)本線路中無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)范 圍之外的保護(hù)任務(wù)。3. 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)? 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)的結(jié)合，既可以保證 首端保護(hù)的快速性， 又能夠在全線路范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)的快速保護(hù)。? 因此，可以作為主保護(hù)。? 但，一旦下段線路的斷路器拒動(dòng)，無(wú)

5、法切除故障，即不能實(shí)現(xiàn) 后備保護(hù)的功能。? 為了保護(hù)相鄰線路的故障，可以采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。? 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的接線與限時(shí)電流速斷保護(hù)一樣，所不同的 是動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定不同。? 為了能夠作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)必須能反 應(yīng)遠(yuǎn)方短路。? 因此，其動(dòng)作電流 Ioper 必須盡可能小，但又必須保證正常工 作時(shí)不能誤動(dòng)。? 同時(shí)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)只是作為遠(yuǎn)后備保護(hù)，必須確保主保 護(hù)正常工作時(shí)不能誤動(dòng)。? 因此，動(dòng)作時(shí)間必須比主保護(hù)長(zhǎng)。4. 階段式電流保護(hù)? 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作速度快，可以保護(hù)線路首端嚴(yán)重短路 的情況，但不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)；? 限時(shí)電流速斷保護(hù)帶時(shí)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)

6、線路全長(zhǎng)的保護(hù)，但不能實(shí) 現(xiàn)對(duì)相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)；? 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，但動(dòng)作 慢；? 三者結(jié)合起來(lái)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路比較完備的保護(hù)，這就是三段式 電流保護(hù)，分別稱為 I 段、 II 段、III 段保護(hù)。5. 電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)? 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大時(shí)，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍 很小，甚至可能沒(méi)有保護(hù)范圍。? 如果采用限時(shí)電流速斷則增加了故障切除時(shí)間，如果想在不增 加故障切除時(shí)間的條件下增大保護(hù)范圍，可以采用電流電壓聯(lián) 鎖速斷保護(hù)。6. 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)? 帶時(shí)限電流保護(hù)按其動(dòng)作時(shí)間特性分有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和反 時(shí)限過(guò)電流保護(hù)兩種。? 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作

7、時(shí)間按整定時(shí)間固定不變，與故障 電流大小無(wú)關(guān)；? 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與故障電流大小成反比，故 稱為反時(shí)限特性。? 利用反時(shí)限過(guò)電流繼電器可以組成反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。? 在線路靠近電源端短路時(shí)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)限越短。輸電線路接地保護(hù)1. 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序電流保護(hù)2. 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序方向電流保護(hù)3. 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)4. 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)? 在我國(guó)采用的中性點(diǎn)工作方式有：中性點(diǎn)直接接地，中性點(diǎn)不 接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地四種。? 在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障

8、時(shí)，即構(gòu)成 單相接地短路，這時(shí)所產(chǎn)生的故障電流很大，所以稱中性點(diǎn)直 接接地的系統(tǒng)為大接地電流系統(tǒng)。目前我國(guó) 110kV 及以上電壓 等級(jí)的電力系統(tǒng)，均屬于大接地電流系統(tǒng)。? 根據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，在這種系統(tǒng)中，單相接地故障占總故障的 80 90，甚至更高。前述電流保護(hù)， 當(dāng)采用完全星形接線方式時(shí)， 也能保護(hù)單相接地短路，但靈敏度常常不能滿足要求。因此， 為了反映接地短路，必須裝設(shè)專用的接地短路保護(hù)，并作用于 跳閘。? 在 66kV 及以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)中， 采用中性點(diǎn)不接地、 經(jīng) 高電阻或經(jīng)消弧線圈接地的工作方式。? 在這三種接地方式中，當(dāng)一相發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流是各 元件對(duì)地的電容電流，往往

9、比負(fù)荷電流小得多，所以這種系統(tǒng) 又叫小接地電流系統(tǒng)。? 目前發(fā)電廠中 6kV 廠用電系統(tǒng)則往往用中電阻接地的方式。? 在電力系統(tǒng)各種中性點(diǎn)工作方式下，發(fā)生單相接地故障時(shí)，零 序分量特點(diǎn)不同。? 系統(tǒng)中全部或部分變壓器中性點(diǎn)直接接地，是大接地電流系統(tǒng) 的標(biāo)志。其主要目的是降低對(duì)整個(gè)系統(tǒng)絕緣水平的要求。? 當(dāng)中性點(diǎn)接地變壓器的臺(tái)數(shù)，容量及其分布情況變化時(shí)，系統(tǒng) 零序序網(wǎng)也隨之變化，因此同一點(diǎn)故障時(shí)，零序電流的分布也 隨之變化。? 所以變壓器中性點(diǎn)接地情況的變化，直接影響到零序電流保護(hù) 的靈敏度。? 因此，對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地的選擇應(yīng)滿足兩點(diǎn)要求：? 1）不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓；? 2）不使零序序網(wǎng)

10、有較大的變化， 以保證零序電流保護(hù)有穩(wěn)定的 靈敏度。距離保護(hù)? 電流、電壓保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)及工作可靠。? 但是由于這種保護(hù)裝置的定值選擇、保護(hù)范圍及靈敏系數(shù)等方 面都直接受電網(wǎng)接線方式及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，所以，在 35kV以上電壓的復(fù)雜電網(wǎng)中，常常不能滿足選擇性、靈敏性及 快速切除故障的要求。? 為此，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中就必須采用性能更加完善的保護(hù)裝置，距離保護(hù)就是其中之一? 距離保護(hù)是通過(guò)測(cè)量被保護(hù)線路始端電壓和線路電流的比值而動(dòng)作的一種保護(hù)，這個(gè)比值被稱為測(cè)量阻抗 Zm，用來(lái)完成這一 測(cè)量任務(wù)的元件稱為阻抗繼電器 KI 。? 在線路正常運(yùn)行時(shí)的測(cè)量阻抗稱為負(fù)荷阻抗，其值較大；當(dāng)系 統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，測(cè)量阻抗等于保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)之間的線路 阻抗，其值較小，而且故障點(diǎn)越靠近保護(hù)安裝