電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述課件

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)概述共一百零一頁(yè)前言(qin yn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分；在電力系統(tǒng)中起著重要的作用，他保證著電力系統(tǒng)在非正常運(yùn)行狀態(tài)下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注入新的活力。繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化及保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化智能化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。從初期的8 位單CPU結(jié)構(gòu)問世，不到(b do)5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU 結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大規(guī)模結(jié)構(gòu)。除了具備保護(hù)的基

2、本功能外，還具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能。共一百零一頁(yè)目錄(ml) 第一部分：電力(dinl)系統(tǒng)故障及異常 第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 第四部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向共一百零一頁(yè)第一(dy)部分：電力系統(tǒng)故障及異常1.1 電力系統(tǒng)故障的危害 電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可能發(fā)生各種故障和出現(xiàn)各種不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見、同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種類型的短路。發(fā)生短路時(shí)將會(huì)產(chǎn)生以下后果： (1) 數(shù)值較大的短路電流通過故障點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生電弧，使故障設(shè)備損壞(snhui)或燒毀。 (2) 短路電流通過非故障元件時(shí)，使電氣設(shè)備的載流部分和絕緣材料

3、的溫度超過散熱條件的允許值而不斷升高，造成載流導(dǎo)體熔斷或加速絕緣老化和損壞，從而可能發(fā)展成為故障； (3) 故障時(shí)電力系統(tǒng)中，部分地區(qū)的電壓大大下降，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 (4) 破壞電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，從而使事故擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)瓦解。共一百零一頁(yè)第一部分：電力(dinl)系統(tǒng)故障及異常1.2 電力系統(tǒng)故障類型及幾率(j l) 電力系統(tǒng)中的短路包括三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。 不同類型短路發(fā)生的概率是不同的，不同類型短路電流的大小也不同，一般為額定電流的幾倍到幾十倍。 下表為2006年我國(guó)220kV電網(wǎng)輸電線路各種類型故

4、障發(fā)生的次數(shù)和百分比 故障類型 三相短路 兩相短路 兩相短路接地 單相接地短路 其他 故障次數(shù) 17 28 91 1319 32 故障百分比 1.14% 1.88% 6.12% 88.7% 2.16%共一百零一頁(yè)第一(dy)部分：電力系統(tǒng)故障及異常1.3 電力系統(tǒng)異常狀態(tài) 電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞時(shí)，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常工作狀態(tài)。 如：因負(fù)荷超過(chogu)供電設(shè)備的額定值引起的電流升高，稱過負(fù)荷，就是一種常見的不正常工作狀態(tài)。在過負(fù)荷時(shí)，電氣設(shè)備的載流部分和絕緣材料過度發(fā)熱，從而使絕緣加速老化，甚至損壞，引起故障。此外。系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)電機(jī)突

5、然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電壓，以及電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等，都屬于電力系統(tǒng)的不正常運(yùn)行狀態(tài)。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用2.2 繼電保護(hù)的基本原理2.3 繼電保護(hù)的組成及分類 2.3.1：模擬型繼電保護(hù) 2.3.2：數(shù)字型的計(jì)算機(jī)繼電器保護(hù)2.4：對(duì)繼電保護(hù)裝置的要求(yoqi) 2.4.1 可靠性 2.4.2 選擇性 2.4.3 速動(dòng)性 2.4.4 靈敏性2.5 繼電保護(hù)的發(fā)展簡(jiǎn)史共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器

6、跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)裝置基本任務(wù)是：(1) 自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證(bozhng)其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。(2) 反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(如有無(wú)經(jīng)常值班人員)而動(dòng)作于信號(hào)，以便值班員及時(shí)處理，或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會(huì)引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。這種情況一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免暫短地運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作跳閘和干擾而引起的誤動(dòng)。(3) 繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動(dòng)化裝置配合，在條件允

7、許時(shí)，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)由此可見，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全穩(wěn)定性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電。因此，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分(z chn b fn)，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必不可少的技術(shù)措施之一。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，如果沒有專門的繼電保護(hù)裝置，要想維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行是根本不可能的。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.2 繼電保護(hù)的基本原理為了完成上述的任務(wù)，繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保

8、護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)成。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：（1）：電流增大。 短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流；這電流稱為(chn wi)故障電流 。電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，輸電線路上流過正常的負(fù)荷電流，母線電壓約為額定電壓。當(dāng)輸電線路發(fā)生短路時(shí)，故障相電流增大。根據(jù)這一特征，構(gòu)成反應(yīng)故障時(shí)電流增大而動(dòng)作的電流保護(hù)。（2）：電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越

9、靠近短路點(diǎn)，電壓越低。共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)（3）：電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20，三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60 85 ，而在保護(hù)反方向三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角則是180+( 6085)。（4）：測(cè)量(cling)阻抗發(fā)生變化。測(cè)量(cling)阻抗即測(cè)量(cling)點(diǎn)(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運(yùn)行時(shí)，測(cè)量(cling)阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時(shí)，測(cè)量(cling)阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗(即保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)間的阻抗) ，故障后測(cè)量(c

10、ling)阻抗顯著減小，而阻抗角增大。共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)（5）：不對(duì)稱(duchn)短路時(shí)，出現(xiàn)相序分量。如兩相及單相接地短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量；單相接地時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。因此利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。例如： a：據(jù)短路故障時(shí)電流的增大，可構(gòu)成過電流保護(hù)； b：據(jù)短路故障時(shí)電壓的降低，可構(gòu)成電壓保護(hù)； c：據(jù)短路故障時(shí)電流與電壓之間相角的變化，可構(gòu)成功率方向保護(hù)； d：據(jù)電壓與電流比值的變化，可構(gòu)成距離保護(hù)；共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù) e：

11、據(jù)故障時(shí)被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化，可構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)； f：據(jù)不對(duì)稱短路故障時(shí)出現(xiàn)的電流電壓的相序分量，可構(gòu)成零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和負(fù)序功率方向保護(hù)； g：高頻保護(hù)則是利用高頻通道來(lái)傳遞線路兩端電流相位大小和短路功率方向信號(hào)的一種保護(hù)。 h：此外，除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護(hù)外，還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護(hù)。 如：超高壓輸電線路的行波保護(hù)電力變壓器的瓦斯保護(hù)及反應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組溫度升高(shn o)的過負(fù)荷或過熱保護(hù)等共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.3 繼電保護(hù)的組成及分類繼電保護(hù)實(shí)際上是一種自動(dòng)控制裝置。以控制過程信號(hào)的不同(b tn)，可分為模擬型和數(shù)字型兩大

12、類。2.3.1：模擬型繼電保護(hù) 是由若干個(gè)不同功能的繼電器組成或晶體管、集成電路等電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。模擬型繼電保護(hù)裝置的種類很多，一般而言，它們都由測(cè)量回路邏輯回路和執(zhí)行回路三個(gè)主要部分組成，其原理框圖如下圖所示。共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)量回路的作用：是測(cè)量與被保護(hù)電氣設(shè)備或線路工作狀態(tài)有關(guān)的物理量的變化， 如電流、電壓等的變化，以確定電力系統(tǒng)是否發(fā)生了短路故障或出 現(xiàn)不正常運(yùn)行情況；邏輯回路的作用：是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)測(cè)量回路的輸出信號(hào)，進(jìn)行邏輯判斷(pndun)，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動(dòng)作，并向執(zhí)行元件發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)；執(zhí)行回路的作用：是執(zhí)行邏輯回路的判斷，發(fā)出

13、切除故障的跳閘脈沖或指示不正常運(yùn)行情況的信號(hào)。共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.3.2數(shù)字型的計(jì)算機(jī)繼電器保護(hù)是把被保護(hù)設(shè)備和線路輸入的模擬電氣量經(jīng)模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字量，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和判斷。計(jì)算機(jī)由硬件部分和軟件部分組成，硬件部分主要采用微型計(jì)算機(jī)或微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)A. 易于獲得附加功能。B. 微機(jī)保護(hù)具有靈活性。C. 微機(jī)保護(hù)具有高可靠性。D. 維護(hù)調(diào)試方便。E. 保護(hù)性能得到很好改善。F. 良好的經(jīng)濟(jì)性（）：硬件部分如圖：所示微機(jī)繼電保護(hù)硬件部分原理框圖。(見下頁(yè))人機(jī)接口部分的作用：是建立起微機(jī)保護(hù)與使用者之間的信息聯(lián)系，以便對(duì)裝置進(jìn)行人

14、工操作、調(diào)試和信息反饋。外部通信接口的作用是提供(tgng)計(jì)算機(jī)局域通信網(wǎng)絡(luò)以及遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)的信息通道。共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)微機(jī)(wi j)繼電保護(hù)硬件部分原理框圖共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電壓形成回路在微機(jī)保護(hù)中通常(tngchng)要求輸入信號(hào)為5V或10V的電壓信號(hào)，取決于所用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號(hào)。電壓變換常采用小型中間變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。電流變換器、電壓變換器和電抗變換器的原理圖分別如圖（a）、（b）和（C）所示，（d）是電抗變換器的原理結(jié)構(gòu)圖。共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)模擬低通濾

15、波器（ALF）濾波器是一種能使有用頻率信號(hào)通過，同時(shí)抑制無(wú)用頻率信號(hào)的電路。對(duì)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在故障初瞬間，電壓、電流(dinli)中可能含有相當(dāng)高的頻率分量（例如2kHz以上），為防止頻率混疊，采樣頻率不得不取值很高，從而對(duì)硬件速度提出過高的要求。但實(shí)際上，在這種情況下可以在采樣前用一個(gè)低通模擬濾波器(ALF)將高頻分量濾掉，這樣就可以降低采樣頻率，降低對(duì)硬件速度的要求。模擬低通濾波器通常分為兩大類。一類是無(wú)源濾波器，由RLC元件構(gòu)成；另一類是有源濾波器，主要有RC元件與運(yùn)算放大器構(gòu)成。目前，微機(jī)保護(hù)中，采樣頻率常采用600Hz（即每工頻周波采樣12個(gè)點(diǎn)）、800Hz等。共一百零一頁(yè)第二(

16、d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)采樣保持電路采樣就是將連續(xù)變化的模擬量通過采樣器加以離散化。其過程如圖 (a)(b)(c)所示。模擬量連續(xù)加于采樣器的輸入端，由采樣控制脈沖控制采樣器，使之周期性的短時(shí)開放(kifng)輸出離散脈沖。采樣脈沖寬度為TC，采樣脈沖周期為TS。采樣器的輸出是離散化了的模擬量。繼電保護(hù)算法是多輸入而且要求同時(shí)采樣，再依次順序送到公用的A/D轉(zhuǎn)換器中去的，微機(jī)保護(hù)中通常需要采樣保持電路共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)采樣保持(boch)過程示意圖共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MUX)在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被模數(shù)轉(zhuǎn)換的模

17、擬量可能是幾路或十幾路，利用多路開關(guān)MUX 輪流切換各被測(cè)量與A/D轉(zhuǎn)換電路(dinl)的通路，達(dá)到分時(shí)轉(zhuǎn)換的目的。在微機(jī)保護(hù)中，各個(gè)通道的模擬電壓是在同一瞬間采樣并保持記憶的，在保持期間各路被采樣的模擬電壓依次取出并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，但微機(jī)所得到的仍可認(rèn)為是同一時(shí)刻的信息（忽略保持期間的極小衰減），這樣按保護(hù)算法由微機(jī)計(jì)算得出正確結(jié)果。 共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的任務(wù)是將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理(chl)、存儲(chǔ)、控制和顯示。A/D轉(zhuǎn)換器主要有以下各種類型。逐位比較（逐位逼近）型、積分

18、型以及計(jì)數(shù)型、并行比較型、電壓頻率（即V/F）型等。共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)計(jì)算機(jī)主系統(tǒng)(xtng)微機(jī)保護(hù)的計(jì)算機(jī)主系統(tǒng)有中央處理器（CPU）、只讀存儲(chǔ)器EPROM電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、定時(shí)器等。CPU執(zhí)行控制及運(yùn)算功能。EPROM主要存儲(chǔ)編寫好的程序，包括監(jiān)控、繼電保護(hù)功能程序等。EEPROM可存放保護(hù)定值，可通過面板上的小鍵盤設(shè)定或修改保護(hù)定值。RAM作為采樣數(shù)據(jù)及運(yùn)算過程中數(shù)據(jù)的暫存器。定時(shí)器用以記數(shù)、產(chǎn)生采樣脈沖和實(shí)時(shí)鐘等。CPU主系統(tǒng)的常見外設(shè)，如小鍵盤、液晶顯示器和打印機(jī)等用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。共一百零一頁(yè)第二部分(b fe

19、n)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)開關(guān)量輸入、輸出系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)所采集的信息通常(tngchng)可分為模擬量和開關(guān)量。無(wú)論何種類型的信息，在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部都是以二進(jìn)制的形式存放在存儲(chǔ)器中。斷路器和隔離開關(guān)、繼電器的接點(diǎn)、按鈕和普通的開關(guān)、刀閘等都具有分、合兩種工作狀態(tài)，可以用0、1表示，因此，對(duì)它們的工作狀態(tài)的輸入和控制命令的輸出都可以表示為數(shù)字量的輸入和輸出。開關(guān)量輸入有兩類：a.可以與CPU主系統(tǒng)使用共同電源，無(wú)需電氣隔離的開關(guān)量輸入。b.與CPU主系統(tǒng)使用不同電源，需要電氣隔離的開關(guān)量輸入。如斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)，繼電器觸點(diǎn)等。共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)開關(guān)量輸入(shr)

20、回路接線圖共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)開關(guān)量輸出主要包括保護(hù)的跳閘出口以及本地(bnd)和中央信號(hào)輸出等。開關(guān)量輸出回路接線圖共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)（）：軟件部分：是根據(jù)保護(hù)的工作原理和動(dòng)作要求編制的計(jì)算程序，不同原理的保護(hù)計(jì)算程序不同。微機(jī)保護(hù)的計(jì)算程序是根據(jù)保護(hù)工作原理的數(shù)學(xué)模型即數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)編制的。這種數(shù)學(xué)模型稱為計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的算法。通過不同的算法便可以實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能。各種類型保護(hù)的計(jì)算機(jī)硬件和外圍設(shè)備可以是通用的，只要計(jì)算程序不同，就可以得到不同原理的保護(hù)，而且計(jì)算機(jī)可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變自動(dòng)改變動(dòng)作的整定值，使保

21、護(hù)具有更大的靈活性。保護(hù)用計(jì)算機(jī)有自診斷能力，不斷地檢查和診斷保護(hù)本身的故障，并及時(shí)進(jìn)行處理(chl)，大大地提高了保護(hù)裝置的可靠性，并能實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作的要求。共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)微機(jī)保護(hù)的軟件系統(tǒng)配置軟件分為(fn wi)：接口軟件和保護(hù)軟件。接口軟件是指人機(jī)接口部分的軟件，其程序可分為監(jiān)控程序和運(yùn)行程序。調(diào)試方式下執(zhí)行監(jiān)控程序，運(yùn)行方式下執(zhí)行運(yùn)行程序。 監(jiān)控程序主要就是鍵盤命令處理程序，是為接口插件及各CPU保護(hù)插件進(jìn)行調(diào)節(jié)和整定而設(shè)置的程序。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)保護(hù)軟件：主程序和中斷服務(wù)程序。 主程序通常(tngchng)有三個(gè)基

22、本模塊：初始化和自檢循環(huán)模塊、保護(hù)邏輯判斷模塊和跳閘處理模塊。保護(hù)邏輯判斷和跳閘處理總稱為故障處理模塊。保護(hù)邏輯判斷模塊就隨不同的保護(hù)裝置而相差甚遠(yuǎn)。共一百零一頁(yè)保護(hù)軟件的工作(gngzu)方式三種狀態(tài)運(yùn)行(ynxng)調(diào)試不對(duì)應(yīng)狀態(tài)將方式開關(guān)或顯示器菜單選擇為“運(yùn)行”執(zhí)行相應(yīng)保護(hù)主程序和中斷服務(wù)程序。第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)選擇(xunz)調(diào)試復(fù)位CPU后工作在調(diào)試狀態(tài)。選擇(xunz)調(diào)試但不復(fù)位CPU，并且接口插件工作在運(yùn)行狀態(tài)稱為：不對(duì)應(yīng)狀態(tài)第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)中斷(zhngdun)服務(wù)程序中斷(zhngdun)的作用暫時(shí)停止原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)為外部設(shè)備服務(wù)，

23、并在服務(wù)完成后自動(dòng)返回原程序的執(zhí)行過程。采用中斷目的提高CPU的工作效率，提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理時(shí)效。第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)人機(jī)對(duì)話(duhu)方式常用鍵盤方式：鍵盤中斷服務(wù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。有的保護(hù)采用查詢方式。第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)微機(jī)保護(hù)(boh)的算法微機(jī)保護(hù)是用數(shù)學(xué)運(yùn)算方法實(shí)現(xiàn)故障量的測(cè)量、分析和判斷的。而運(yùn)算的基礎(chǔ)是若干個(gè)離散(lsn)的、量化了的數(shù)字采樣序列。算法：尋找適當(dāng)?shù)碾x散運(yùn)算方法，使運(yùn)算結(jié)果的精確度能滿足工程要求。微機(jī)保護(hù)根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算和判斷，以實(shí)現(xiàn)各種繼電保護(hù)的功能的方法稱為算法。第二部分：電力系統(tǒng)

24、繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)算法分類根據(jù)輸入電氣量的若干點(diǎn)采樣值通過數(shù)學(xué)式或方程式計(jì)算出保護(hù)所反映的量值，然后與給定值進(jìn)行比較；直接模仿模擬型保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，根據(jù)動(dòng)作方程來(lái)判斷是否在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，而不計(jì)算出具體的數(shù)值。第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)分析算法評(píng)價(jià)(pngji)方法標(biāo)準(zhǔn)是精度和速度。速度：算法所要求的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度（或稱采樣點(diǎn)數(shù)）、算法運(yùn)算工作量。計(jì)算精度：則往往要利用更多的采樣點(diǎn)和進(jìn)行更多的計(jì)算量。第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)2.4：對(duì)繼電保護(hù)裝置的要求繼電保護(hù)裝置為了(wi le)完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本

25、要求。對(duì)于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù)，應(yīng)同時(shí)滿足四個(gè)基本要求，而對(duì)于作用于信號(hào)以及只反映不正常的運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置，這四個(gè)基本要求中有些要求如速動(dòng)性可以降低。 第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.4.1 可靠性可靠性包括安全性和信賴性，是對(duì)繼電保護(hù)最根本的要求。所謂安全性是要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)。所謂信賴性是要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。繼電保護(hù)正確的調(diào)試、整定、運(yùn)行及維護(hù)，都是影響保護(hù)的可靠性的重要因素 。繼電保護(hù)的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重危害。然而

26、，提高(t go)不誤動(dòng)的安全措施與提高(t go)不拒動(dòng)的信賴性措施往往是矛盾的。由于不同的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，電力元件在電力系統(tǒng)中的位置不同，誤動(dòng)和拒動(dòng)的危害程度不同，因而提高(t go)安全性和信賴性的側(cè)重點(diǎn)在不同的情況下有所不同。目前，要求每回220kV 及以上輸電線路都裝設(shè)兩套工作原理不同、工作回路完全獨(dú)立的快速保護(hù)，采取各自獨(dú)立跳閘的方式，提高(t go)不拒動(dòng)的信賴性。而對(duì)于母線保護(hù)，由于它的誤動(dòng)將會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重后果，因此更強(qiáng)調(diào)不誤動(dòng)的安全性，一般是以兩套保護(hù)出口觸點(diǎn)串聯(lián)后啟動(dòng)跳閘回路的方式。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.4.2 選擇性所謂選擇性就是

27、指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，確保非故障設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。如圖： 所示單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)(wnglu)中有選擇性動(dòng)作的說(shuō)明圖，共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)2.4.3 速動(dòng)性所謂速動(dòng)性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。在高壓電網(wǎng)中，維持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性往往成為繼電保護(hù)快速性的決定性因素，故障切除愈快，暫態(tài)穩(wěn)定極限(維持故障切除后系統(tǒng)的穩(wěn)定性所允許

28、的故障前輸送功率)愈高，愈能發(fā)揮電網(wǎng)的輸電效能；電網(wǎng)的穩(wěn)定性愈好。故障切除時(shí)間包括保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間，一般快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.04s0.08s，最快的可達(dá)0.01s0.04s，一般斷路器的跳閘時(shí)間為0.06s0.15s，最快的可達(dá)0.02s0.06s。但應(yīng)指出，要求保護(hù)切除故障達(dá)到最小時(shí)間并不是在任何情況下都是合理的，故障必須根據(jù)技術(shù)條件來(lái)確定。實(shí)際上，對(duì)不同電壓等級(jí)和不同結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)，切除故障的最小時(shí)間有不同的要求。例如，對(duì)于35kV60kV 配電網(wǎng)絡(luò)，一般為0.5s0.7s；110kV330kV高壓電網(wǎng)，約為0.15s0.3s；500kV及以上超高壓電網(wǎng)，約為0.1s0.12s。目

29、前國(guó)產(chǎn)的繼電保護(hù)裝置，在一般情況下，完全可以滿足上述(shngsh)電網(wǎng)對(duì)快速切除故障的要求。對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置，一般不要求快速動(dòng)作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.4.4 靈敏性靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。能滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置和短路的類型如何，以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻，都能正確反應(yīng)動(dòng)作，即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)能可靠動(dòng)作，而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能可

30、靠動(dòng)作。以上四個(gè)基本要求是保護(hù)設(shè)計(jì)、保護(hù)配置、保護(hù)定值計(jì)算和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾(modn)。因此，在實(shí)際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)線路的繼電保護(hù)(j din bo h)原理與技術(shù)共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)線路的分類在電力系統(tǒng)中，線路包括高壓、超高壓及特高壓的輸電線路和中低壓的配電(pi din)線路，從繼電保護(hù)的角度出發(fā)，主要分為以下三類： 1. 666kV的中低壓配電線路； 2. 110kV的輸配電線路； 3.

31、220kV及以上電壓等級(jí)的高壓輸電線路。共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)這三種類型線路的繼電保護(hù)在原理上和構(gòu)成上有很大的差異(chy)：1. 666kV的中低壓配電線路一般為單電源、輻射狀的小電流接地系統(tǒng)線路，故障形式只有三相故障和兩相故障兩種形式（ABC三相故障或AB、BC、CA兩相故障）。保護(hù)一般為電流電壓保護(hù)，特殊情況下為方向性電流電壓保護(hù)、距離保護(hù)或縱聯(lián)保護(hù)。主要問題是速斷保護(hù)區(qū)短，線路大部分的故障需要經(jīng)過延時(shí)切除。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配電線路(xinl)的繼電保護(hù)帶來(lái)的危害： （1）設(shè)備燒毀的程度嚴(yán)重； （2）引發(fā)電壓穩(wěn)定

32、性問題； （3）電壓跌落持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)； （4）重合閘成功率低等。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)解決問題的思路： （1）微機(jī)保護(hù)采用后，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠不再是電流電壓保護(hù)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)； （2）配電系統(tǒng)全面推廣應(yīng)用距離保護(hù)；（技術(shù)上沒有困難，不增加復(fù)雜程度，除應(yīng)該考慮TV斷線閉鎖外，基本沒有負(fù)面影響） （2）縱聯(lián)保護(hù)原理應(yīng)用于配電線路保護(hù)。（主要考慮用低成本的通信手段傳輸繼電保護(hù)的信息，可用的手段包括：導(dǎo)引(do yn)線、復(fù)用光纖、無(wú)線電臺(tái)、移動(dòng)通信、無(wú)線寬帶技術(shù) 等）共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)2.110kV輸配電線路的繼電保護(hù)110kV的輸

33、配電線路一般為大電流接地系統(tǒng)的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)，部分線路末端可能接有小的分散電源；故障的形式包括：三相故障、兩相故障、兩相接(xin ji)地故障、單相接(xin ji)地故障共有不同相別的十種故障類型；采用的保護(hù)一般為三段式相間距離保護(hù)、三段式接地距離保護(hù)、多段式（方向）零序電流保護(hù)；共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.110kV輸配電線路的繼電保護(hù)末端帶有分散電源時(shí)，或線路接于較為重要的母線時(shí)，可采用縱聯(lián)保護(hù)。該電壓等級(jí)(dngj)線路的繼電保護(hù)原理和技術(shù)都比較成熟，性能基本滿足要求。主要問題成套保護(hù)后，只有原理上的后備保護(hù)，沒有設(shè)備上的近后備保護(hù)。集成式后備保護(hù)的概念

34、：全站共用一套后備保護(hù)共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)3.220kV及以上輸電線路的繼電保護(hù)220kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路一般(ybn)按雙側(cè)具有電源考慮，所接電網(wǎng)為大電流接地系統(tǒng)，斷路器一般(ybn)采用分相操作，通常采用綜合重合閘方式；故障的形式包括：三相故障、兩相故障、兩相接地故障、單相接地故障共有不同相別的十種故障類型，同時(shí)要考慮非全相運(yùn)行的問題、同桿并架雙回線的跨線故障問題等；共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)220kV及以上電壓等級(jí)輸電線路在電力系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的地位，對(duì)其繼電保護(hù)有較高的要求，微機(jī)保護(hù)后，線路保護(hù)一般均設(shè)計(jì)為成套

35、保護(hù)，即一套保護(hù)完成所有的主保護(hù)和原理上的后備保護(hù)功能，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備上的后備，通常(tngchng)采用雙重化配置或多重化配置。共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)每套保護(hù)的配置方式一般為： （1）主保護(hù)：能夠全線速切的縱聯(lián)差動(dòng)或縱聯(lián)比較式保護(hù)、快速跳閘(tio zh)的獨(dú)立段保護(hù)（如工頻變化量距離保護(hù)等） （2）后備保護(hù)：三段式相間距離保護(hù)、三段式接地距離保護(hù)、多段式（方向）零序電流保護(hù)； （3）綜合重合閘。簡(jiǎn)單介紹距離保護(hù)共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)距離保護(hù)是通過反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離而動(dòng)作的繼電保護(hù)裝置，通常應(yīng)用于110k

36、V及以上電壓等級(jí)的輸電線路，其原理也可以應(yīng)用于35kV及以下電壓等級(jí)的配電線路；構(gòu)成距離保護(hù)的核心就是測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，并與一個(gè)事先(shxin)整定的距離相比較，測(cè)量距離小于整定距離時(shí)保護(hù)動(dòng)作；測(cè)量故障距離的方法包括阻抗法、行波法和雷達(dá)法，其中應(yīng)用最多的是阻抗法，此處重點(diǎn)介紹阻抗法（測(cè)量阻抗與整定阻抗的比較）。共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)量(cling)阻抗定義為保護(hù)安裝處測(cè)量(cling)電壓與測(cè)量(cling)電流之比：共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)， 近似為額定( dng)電壓， 為負(fù)荷電流， 為負(fù)荷阻抗。負(fù)荷

37、阻抗的量值較大，其阻抗角為數(shù)值較小的功率因數(shù)角（一般功率因數(shù)為不低于0.9，對(duì)應(yīng)的阻抗角不大于25.80），阻抗性質(zhì)以阻性為主，如下圖中的 所示。共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)發(fā)生金屬性短路時(shí)， 降低， 增大， 變?yōu)槎搪伏c(diǎn)與保護(hù)安裝處之間短路阻抗(zkng) ，對(duì)于具有均勻分布參數(shù)的輸電線路來(lái)說(shuō)， 與短路距離 成線性正比關(guān)系，即：共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)KZk1 Lset k2Lk1Lk2 G k3Lk3 G QFQFMN負(fù)荷阻抗與短路阻抗RjXZ LZk2Zk1ZsetZk3共一百零一頁(yè)第二部分(b fen)：電力

38、系統(tǒng)繼電保護(hù)在理想情況下，在金屬性短路的時(shí)候，測(cè)量阻抗是與整定阻抗同方向的，在這種情況下，算出測(cè)量阻抗后直接與整定阻抗比較大小，就能夠判斷出故障的范圍。實(shí)際情況下，由于各種誤差因素的存在，以及過渡電阻的影響，測(cè)量阻抗可能與整定阻抗之間有一定的角度，這時(shí)用直接比較大小的方法就不行了。為了保證(bozhng)區(qū)內(nèi)故障的情況下保護(hù)可靠動(dòng)作，區(qū)外故障時(shí)可靠不動(dòng)作，一般將阻抗繼電器的動(dòng)作范圍設(shè)定為一個(gè)包括整定阻抗對(duì)應(yīng)的線段在內(nèi)，但在整定阻抗方向上不超出整定阻抗的一個(gè)區(qū)域，最常用的區(qū)域有圓形區(qū)域和四邊形區(qū)域。 共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)圓形區(qū)域又包括方向(fngxing)特性圓、全阻

39、抗圓、偏移特性圓和上拋特性圓等幾種，如下圖|Zset/2|Zset/2ZsetRjXo圖3-7 方向阻抗特性圓ZmZsetRjXo圖3-8 全阻抗特性圓圖3-5 偏移阻抗特性圓Zset2Zset1RjXoZm圖3-9 上拋?zhàn)杩固匦詧A（Zset1Zset2）/2Zset2Zset1RjXoZm|Zset1Zset2|/2共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)下面以四方保護(hù)采用的四邊形特性為例討論在四邊形特性的情況下如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量阻抗(zkng)與整定阻抗(zkng)的比較。XsetoRsetRjX1Zm234共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)設(shè)測(cè)

40、量阻抗 的實(shí)部為 ，虛部為 ，則上圖在第四象限部分的特性(txng)可以表示為： 第二象限部分的特性可以表示為：共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)而在第一象限部分的特性可以(ky)表示為： 上述三式綜合，得到：共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)式中：共一百零一頁(yè)第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)若?。?則 共一百零一頁(yè)第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)則上述比較式變?yōu)椋?該式可以方便(fngbin)地在微處理機(jī)中實(shí)現(xiàn)。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 1： 一般規(guī)定 2：電力變壓器保護(hù)(boh) 3

41、：發(fā)電機(jī)保護(hù) 4：電力輸電線路保護(hù) 5：母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置一： 一般規(guī)定 1：電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運(yùn)行保護(hù)裝置。電力設(shè)備和線路短路故障的保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時(shí)可再增設(shè)輔助保護(hù)。 1.1： 主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。 1.2： 后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種方式。 （1）：遠(yuǎn)后備是當(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。 （2）：近后備是當(dāng)主保護(hù)拒

42、動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)；是當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。 （3）：輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。 （4）：異常運(yùn)行保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)電力設(shè)備或線路異常運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)。 2：繼電保護(hù)裝置(zhungzh)的配置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 （變壓器保護(hù)）二：電力變壓器保護(hù) 1：對(duì)變壓器引出線、套管及內(nèi)部繞組(roz)匝間短路的短路故障，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。相應(yīng)裝設(shè)：變壓器差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。（

43、1）：對(duì)6.3MVA以下廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 （2）：對(duì)6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器、10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 （3）：對(duì)高壓側(cè)電壓為330kV及以上變壓器，可裝設(shè)雙重差動(dòng)保護(hù)。 共一百零一頁(yè)第三(d sn)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）2：反映變壓器繞組的匝間短路的差動(dòng)保護(hù)應(yīng)符合下列要求(yoqi)： （1）：應(yīng)能躲過勵(lì)磁涌流和外部短路產(chǎn)生

44、的不平衡電流。 （2）：應(yīng)在變壓器過勵(lì)磁時(shí)不誤動(dòng)。 （3）：差動(dòng)保護(hù)范圍應(yīng)包括變壓器套管及其引出線。如不能包括引出線時(shí)，應(yīng)采取快速切除故障的輔助措施。但在某些情況下，例如60kV或110kV電壓等級(jí)的終端變電所和分支變電所，以及具有旁路母線的電氣主接線，在變壓器斷路器退出工作由旁路斷路器代替時(shí)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)亦可以利用變壓器套管內(nèi)的電流互感器，而對(duì)引出線可不再采取快速切除故障的輔助措施。 相鄰電力設(shè)備和線路的后備保護(hù)。主電源側(cè)的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較短的時(shí)限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器。當(dāng)上述方式不符合靈敏性要求時(shí)，可在所有各側(cè)均裝設(shè)保護(hù)，各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。共一百零一頁(yè)第三部分：

45、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) （變壓器保護(hù)）3：對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過電流，保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)帶時(shí)限(shxin)動(dòng)作于跳閘。相應(yīng)裝設(shè)：根據(jù)變壓器的容量、電壓等級(jí)、所處電網(wǎng)的位置，可選擇在變壓器某側(cè)（或各側(cè)）裝設(shè)過電流（或復(fù)壓閉鎖過流）保護(hù)。（1）：過電流保護(hù)：保護(hù)的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。 （2）： 復(fù)合電壓(包括負(fù)序電壓及線電壓)閉鎖過電流保護(hù)：宜用系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器或過電流保護(hù)不符合靈敏性要求時(shí)的變壓器。 （3）：當(dāng)過電流保護(hù)或復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。 共一百零一頁(yè)第三(d sn)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）4：

46、反映變壓器外部相間短路保護(hù)(boh)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，必須考慮能反應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。 （1）：雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，保護(hù)可帶一段或兩段時(shí)限，較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍（如：跳母聯(lián)開關(guān)的賄賂）；較長(zhǎng)的時(shí)限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （2）：三繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)及主負(fù)荷側(cè)或三側(cè)（注意：其他各側(cè)保護(hù)可僅作本側(cè)相鄰電力設(shè)備和線路的后備保護(hù)）。主電源側(cè)的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較短的時(shí)限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器。當(dāng)上述方式不符合靈敏性要求時(shí)，可在所有各側(cè)均裝設(shè)保護(hù)，各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。共一百零一頁(yè)第三部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器

47、保護(hù)）5：變壓器的中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，對(duì)外部單相接地引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。零序電流保護(hù)可由兩段組成。（1）：每段可各帶兩個(gè)時(shí)限，并均以較短的時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍，或動(dòng)作于本側(cè)斷路器；以較長(zhǎng)的時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （2）：雙繞組及三繞組變壓器的零序電流保護(hù)，應(yīng)接到中性點(diǎn)引出線上的電流互感器上，零序電流方向保護(hù)也可接入高、中壓側(cè)電流互感器的零序回路。若零序電流保護(hù)的靈敏性不符合要求，則可在中性點(diǎn)側(cè)增設(shè)零序電流保護(hù)。 6：變壓器的中性點(diǎn)經(jīng)間隙接地運(yùn)行，裝設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電(fng din)電流的零序電流電壓保護(hù)。防止由于因外部單相接地引起變壓器過電壓而燒壞變壓器。

48、中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓時(shí)，要求零序電流電壓保護(hù)經(jīng)0.30.5s時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）7：過負(fù)荷：防止變壓器長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行。0.4MVA及以上變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)(dnd)運(yùn)行，并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)各側(cè)過負(fù)荷的情況。 帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。 在無(wú)經(jīng)常值班人員的變電所，必要時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)也可采用動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。 8：油面降低：裝設(shè)瓦斯保護(hù)用來(lái)反映變壓器油溫、油箱內(nèi)的氣體。0.8MVA及以上油

49、浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)：當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 （變壓器保護(hù)）瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體量的多少和油流速度而動(dòng)作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。并且是變壓器鐵芯燒損的唯一(wi y)保護(hù)方式。由于短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)

50、成瓦斯保護(hù)。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 氣體繼電器的安裝:安裝在油箱(yuxing)與油枕之間的連接管道上。為什么變壓器是斜著的？為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時(shí)應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平面具有11.5的升高坡度，通往繼電器的連接管具有24的升高坡度。共一百零一頁(yè)第三部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）氣體(qt)繼電器的安裝共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 （變壓器保護(hù)）瓦斯(w s)保護(hù)的接線：共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置（變壓器保護(hù)）電力(d

51、inl)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)不平衡電流的產(chǎn)生原因減輕和消除方法1勵(lì)磁涌流的影響a.速飽和變流器；b.波形鑒別；c.二次諧波制動(dòng);d.互感器的接法和變比e.平衡線圈補(bǔ)償2變壓器兩側(cè)電流相位不同3計(jì)算變比與實(shí)際變比不同4兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同5變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置(發(fā)電機(jī)保護(hù)）1: 發(fā)電機(jī)的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式一、發(fā)電機(jī)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)發(fā)電機(jī)的故障類型主要有：(1)定子繞組相間短路。(2)定子一相繞組內(nèi)的匝間短路。(3)定子繞組單相接地。(4)轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)(y din)接地或兩點(diǎn)接地。 (5)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁

52、電流異常下降或完全消失。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：(1)由于外部短路引起(ynq)的定子繞組過電流；(2)由于負(fù)荷超過發(fā)電機(jī)額定容量而引起的三相對(duì)稱過負(fù)荷；(3)由外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷（如單相負(fù)荷、非全相運(yùn)行等）而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流和過負(fù)荷；(4)由于突然甩負(fù)荷而引起的定子繞組過電壓；(5)由于勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷；(6)由于汽輪機(jī)主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率等。 共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）2 發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)縱差保

53、護(hù)作用(zuyng)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路，是發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)。保護(hù)基本原理：比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)的電流的大小和相位，它是反映發(fā)電機(jī)及其引出線的相間故障。發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成的兩側(cè)電流互感器同變比、同型號(hào)。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）正常運(yùn)行及外部(wib)故障時(shí)：共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）保護(hù)區(qū)內(nèi)故障(gzhng)：共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）3 發(fā)電機(jī)匝間短路的橫差動(dòng)保護(hù)在大容量發(fā)電機(jī)中，由于額定電流很大，其每相都是由

54、兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的繞組組成(z chn)。在正常運(yùn)行的時(shí)候，各繞組中的電動(dòng)勢(shì)相等，流過相等的負(fù)荷電流。而當(dāng)任一繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，繞組中的電動(dòng)勢(shì)就不再相等，因而會(huì)出現(xiàn)因電動(dòng)勢(shì)差而在各繞組間產(chǎn)生均衡電流。利用這個(gè)環(huán)流，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)，即橫差動(dòng)保護(hù)。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）目前廣泛應(yīng)用的接線方式如圖所示，這種接線方式只用一個(gè)互感器裝于發(fā)電機(jī)兩組星形中點(diǎn)的連線(lin xin)上，其本質(zhì)是把一半繞組的三相電流之和去與另一半繞組三相電流之和進(jìn)行比較。這種接線方式?jīng)]有由于互感器誤差所引起的不平衡電流，其起動(dòng)電流比較小，靈敏度高，且接線

55、非常簡(jiǎn)單。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)利用(lyng)零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)發(fā)電機(jī)100%定子繞組單相接地保護(hù)該保護(hù)保護(hù)一般由兩部分組成：一部分是零序電壓保護(hù)，保護(hù)定子繞組的85%以上；另一部分利用發(fā)電機(jī)三次諧波電壓構(gòu)成，它用來(lái)消除零序電壓保護(hù)的死區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)100%定子繞組的接地保護(hù)。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）5 發(fā)電機(jī)的其他(qt)保護(hù)發(fā)電機(jī)的負(fù)序過電流保護(hù)：發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)：發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)：一般對(duì)大、中型機(jī)組都裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)裝置由

56、靈敏的功率繼電器構(gòu)成，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于解列。發(fā)電機(jī)的失步保護(hù)：用于反應(yīng)振蕩過程的專門的失步保護(hù)。 此外，應(yīng)用于發(fā)電機(jī)的保護(hù)還有發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)、非全相運(yùn)行保護(hù)、過電壓保護(hù)等等。共一百零一頁(yè)第三部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置三：電力輸電線路保護(hù) 1：對(duì)330500kV線路，一般情況下實(shí)現(xiàn)主保護(hù)雙重化： （1）：設(shè)置兩套完整、獨(dú)立的全線速動(dòng)主保護(hù)； （2）：兩套主保護(hù)的交流電流、電壓回路和直流電源彼此獨(dú)立； （3）：每一套主保護(hù)對(duì)全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障(包括單相接地、相間短路、兩相接地、三相短路、非全相運(yùn)行故障及轉(zhuǎn)移故障等)，均能無(wú)時(shí)限動(dòng)作切除故障； （4）：每套主保

57、護(hù)應(yīng)有獨(dú)立選相功能，實(shí)現(xiàn)分相跳閘和三相跳閘； （5）：斷路器有兩組跳閘線圈，每套主保護(hù)分別起動(dòng)一組跳閘線圈； （6）：兩套主保護(hù)分別使用獨(dú)立的遠(yuǎn)方信號(hào)(xnho)傳輸設(shè)備。 若保護(hù)采用專用收發(fā)信機(jī)，其中至少有一個(gè)通道完全獨(dú)立，另一個(gè)可與通信復(fù)用。如采用復(fù)用載波機(jī)，兩套主保護(hù)應(yīng)分別采用兩臺(tái)不同的載波機(jī)。共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置2：330500kV線路的后備保護(hù)應(yīng)按下列原則配置： （1）：線路保護(hù)采用近后備方式。 （2）：每條線路都應(yīng)配置能反應(yīng)線路各種類型故障的后備保護(hù)。當(dāng)雙重化的每套主保護(hù)都有完善的后備保護(hù)時(shí)，可不再另設(shè)后備保護(hù)。只要其中一套主保護(hù)無(wú)后

58、備，則應(yīng)再設(shè)一套完整的獨(dú)立的后備保護(hù)。 （3）：對(duì)相間短路，后備保護(hù)宜采用階段式距離保護(hù)。 （4）：對(duì)接地短路，應(yīng)裝設(shè)接地距離保護(hù)并輔以階段式或反時(shí)限(shxin)零序電流保護(hù)；對(duì)中長(zhǎng)線路，若零序電流保護(hù)能滿足要求時(shí)，也可只裝設(shè)階段式零序電流保護(hù)。接地后備保護(hù)應(yīng)保證在接地電阻不大于300時(shí)，能可靠地有選擇性地切除故障。 共一百零一頁(yè)第三(d sn)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置四：母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù) 1：對(duì)220500kV母線，應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇地切除故障的母線保護(hù)。應(yīng)裝設(shè)兩套母線保護(hù)。 母線保護(hù)保護(hù)動(dòng)作，應(yīng)能快速而有選擇地?cái)嚅_有故障的母線。2：斷路器失靈保護(hù) （1）：220KV及以上線路

59、裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)；其相電流判別元件的定值，應(yīng)在保證線路末端故障有足夠靈敏度的前提下，盡量(jnling)按大于負(fù)荷電流整定。 （2）：一般不考慮由變壓器保護(hù)起動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。如變壓器保護(hù)起動(dòng)斷路器失靈保護(hù)時(shí)，也必須設(shè)有相電流元件，并不允許由瓦斯保護(hù)動(dòng)作起動(dòng)失靈保護(hù)。 共一百零一頁(yè)第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置（3）：110KV及以上線路不裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)（4）：斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，應(yīng)按下述原則整定： a：宜無(wú)時(shí)限再次動(dòng)作于本斷路器跳閘； b：對(duì)雙母線(或分段(fn dun)單母線)接線，以較短時(shí)限(大于故障線路或電力設(shè)備跳閘時(shí)間及保護(hù)裝置返回時(shí)間之和)動(dòng)作于

60、斷開母聯(lián)或分段(fn dun)斷路器； c：再經(jīng)一時(shí)限動(dòng)作于斷開與拒動(dòng)斷路器連接在同一母線上的所有有電源支路的斷路器。 d： 斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)對(duì)有關(guān)斷路器的自動(dòng)重合閘裝置進(jìn)行閉鎖。共一百零一頁(yè)第四部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的發(fā)展方向1 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀 電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。 在此期間，從20世紀(jì)70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始(kish)研究。到80年代末集成電路保護(hù)已