繼電保護 學習感悟

繼電保護繼電保護包含：繼電保護技術，繼電保護裝置。為了及時正確處理故障和不正常運行狀態(tài)，避免事故發(fā)生產(chǎn)生了繼電保護，它是一種重要的反事故措施，繼電保護裝置是完成繼電保護的核心。繼電保護裝置就是能反映電力系統(tǒng)中電器元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護的基本任務：1·當電力系統(tǒng)中某電器元件發(fā)生故障時，能制動、迅速、有選著的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正常運行。2·當系統(tǒng)中電器元件出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，能及時的反映并根據(jù)運行維護的條件發(fā)出信號或跳閘。繼電保護整定計算的基本任務，就是要對各種繼電保護給出整定值。繼電保護的四個特性特性：選擇性速動性靈敏性可靠性。繼電保護的流程被測物理量→測量元件→邏輯元件分析→執(zhí)行元件→跳閘或信號認識電力學中的常用字母Ij基準電流Sj基準容量Vj基準電壓Kk可靠系數(shù)Zxt系統(tǒng)阻抗Kk可靠系數(shù)Imax最大電流Imin最小電流Idz動作電流Ijy校驗值Zxl線路阻抗Kfh負荷系數(shù)Ifh負荷電流Id短路電流Kf返回系數(shù)Kzqd自啟動系數(shù)Kzz助增系數(shù)Ve額定電壓Idz動作電流Udz動作電壓如Ifh負荷電流，I電流的代表fh是負荷fuhe，拼音的縮寫。繼電保護分為：線路的保護，變壓器的保護，電容器的保護，發(fā)電機的保護等。線路保護電抗：電力線路電抗是由于導線中通過交流電流時在導線周圍產(chǎn)生交變磁場而形成的對電流的阻抗。電納：電力線路的電容反映了導線帶電時，在其周圍介質(zhì)中建立的電廠效應，由正常運行的三相電力線路中導線之間的電容及導線與地之間的電容便組成了一相工作電容。靈敏系數(shù)一般分為主保護靈敏系數(shù)和后背保護靈敏系數(shù)兩種，保護范圍末端的靈敏系數(shù)等于標么制計算中，基準條件一般選基準容量Sj=100MVA基準電壓Uj=Up（Up為電網(wǎng)線電壓平均值）。標么值：進行電力系統(tǒng)計算時，采用沒有單位的阻抗，導納，電壓，電流，功率等的相對值進行計算稱標么值。標么值等于實際有名值除以基準值。線電壓與相電壓的標么值相等，三相功率與單相功率的標么值相等。線路標么值X*j=Xd*Sj/Uj2X*d額定容量下的次暫態(tài)標么值。變壓器X*j=Uk﹪*Sj/100*SeUk﹪短路電壓百分比。變壓器的短路電壓標么值等于短路電抗標么值。相應的一些換算公式：Ij=Sj/（1.732*Uj）Zj=Uj2/Sj無限時電流速斷，無限時電流速斷保護不能保護線路全長且保護范圍受運行方式的影響。無限時電流速斷保護范圍求發(fā)：Idz=0.866Em/Xm.max+XL.minLmin=1/X（0.866*Em/Idz-Xm.max）XL被保護線路單位長度的正序電抗。Xm.max是M側(cè)系統(tǒng)等值的最大系統(tǒng)電抗。限時電流速斷，由于無限時電流速斷保護一般不能保護線路的全長，無法切除本線路無限時電流速斷的保護范圍以外的短路故障，因此增設了限時電流速斷保護，它的動作范圍包括被保護線路的全長。靈敏度德校驗：是驗證限時電流速斷是否在任何情況下都能保護線路的全長。Kk=Idmin/IdzId.min是在系統(tǒng)最小方式下被保護線路末端發(fā)生兩相金屬性短路故障時流經(jīng)保護的短路電流。定時限過電流保護，限時電流速斷雖能保護線路的全長，但不能作為下一線路保護的后背，而定時限過電流保護不僅能保護本線路全長，還能保護相鄰線路的全長，可以起到后備的作用。這是因為過電流保護不是按躲過某一短路電流，而是按躲過最大負荷電流來整定的，故它的動作電流值較低，靈敏度較高，保護范圍大。同限時電流速斷保護一樣，定時限過電流保護也是靠適當選取動作電流和動作時限來獲得選著性的。過流保護靈敏度的校驗：1·當過流保護作為本線路的近后備保護時，器校驗點應選在本線路的末端，Klm大于等于1.3~1.5.2·當過流保護作為相鄰元件的遠后備時，其校驗點應選在相鄰線路（元件）末端，要求Klm大于等于1.2.瞬時電流速斷保護整定計算原則：*1·按躲本線路末端母線故障整定當本線路末端有多條出線或多臺變壓器時，按躲本線路末端母線故障的最大電流整定，Idz=Kk*Idmax=Kk*Ij/（Zxtmax+Zxl）2·按與變壓器速動保護配合整定當線路無其他出線，僅有變壓器時，如果變壓器速動保護有跳閘自保持，線路保護有自動重合閘裝置。當線路末端有一臺變壓器，器主保護為瞬時電流速斷時，與瞬時電流速斷配合整定。Idz=Kk*I`dz變壓器速斷保護區(qū)L得計算Id1=I`dz=Id（2-L）/ZId1變壓器的三相短路電流Id線路中的短路電流。Kk是由于計算，測量，調(diào)試及繼電器等各項誤差的影響，使保護的整定值偏離預定數(shù)值可能引起動作。為此，整定計算公式中引入了可靠系數(shù)。瞬時電流閉鎖電壓速斷保護整定原則：保護區(qū)很小或為零時瞬時電流速斷不能滿足保護性能則選取瞬時電流閉鎖電壓速斷。1·按躲本線路末端母線故障整定對于瞬時電流閉鎖電壓速斷保護中的電流元件（一般起閉鎖作用），按保證本線路末端故障有足夠靈敏度整定，對于電壓元件（控制保護區(qū)，保證選著性），按躲本線路末端母線故障整定。電流元件定值：Idz=Idmin（2）/Klm=0.866Ij/Klm*（Zxtmin+Zxl）電壓元件定值Udz=Ucymin/Kk=Zxl/Kk*（Zxtmin+Zxl）Ucymin線路末端故障保護安裝處母線最小殘壓標么值。2·按電流電壓元件保護區(qū)相等整定3·按斷流電壓元件靈敏度相等整定4·按保證母線殘壓整定5·按與本線路末端變壓器速動保護配合整定變壓器保護區(qū)的計算與瞬時電流速斷一樣延時電流速斷整定計算：Kfz多電源的電力系統(tǒng)中，相鄰上，下兩級保護間的整定配合，還受到中間分支電源的影響，將使上一級保護縮短或伸長，整定公式中需要引入分支系數(shù)。延時電流速斷保護屬2段，應保護全線，并與相鄰下一級線路保護1段相配合。1·與相鄰線瞬時電流速斷保護配合整定。Idz=Kk*Kfzmax*Id1Kfzmax=本線最大分支電流/被配合線路故障電流Kfz=I1/I2=Zxt（2）min/（Zxt1max+Zxl+Zxt2min）2·與相鄰線瞬時電流閉鎖電壓速斷保護配合3·與相鄰線距離保護1段配合整定4·與相鄰全線速動保護配合整定5·與線路末端變壓器或“T”接變壓器速動保護配合整定*6·按保證本線路末端故障靈敏度整定Idz=Idmin/Klm=0.866Ij/Klm*（Zxtmin+Zxl）7·按躲震蕩影響整定過流保護整定計算：過流保護是階段式保護的后備段，除對本線故障有足夠靈敏度外，對相鄰線也應有一定遠后備靈敏度，保護動作電流應大于本線路最大負荷電流。一·不帶低電壓閉鎖的定時限過電流保護整定1·按躲開本線路最大負荷電流整定饋線是配電網(wǎng)中的一個術語，它可以指與任意配網(wǎng)節(jié)點相連接的支路，可以是饋入支路，也可以是饋出支路。但因為配電網(wǎng)的典型拓撲是輻射型，所以大多饋線中的能量流動是單向的。但為提高供電可靠性，配網(wǎng)結構變化很復雜，功率的傳輸也并非絕對是一個方向。所以粗略地說，配電網(wǎng)中的支路都可稱之為饋線。對電網(wǎng)中非直饋線Idz=Kk*Ifh.max/Kf對電網(wǎng)中直饋線Idz=Kk*Kk*Ifh.max/Kf2·與相鄰單回線定時限過電流保護配合整定Idz=Kk*Kfz.max*Idz33·與相鄰環(huán)網(wǎng)線定時限過電流保護配合整定4·與相鄰單回線相間距離3段配合整定5·與相鄰換網(wǎng)線的相間距離3段配合整定6·對于單電源線路或雙電源有“T”接變壓器的線路7·保護靈敏度計算Klm=Id2min/Idz二·帶低電壓閉鎖的定時限過電流保護整定不考慮電動機自啟動問題，可躲開本線路正常情況下的最大負荷電流。電壓元件整定：按躲母線最低運行電壓整定Udz=Ufh.min/Kk*KfUfh.min=0.9~0.95額定電壓三·帶復合電壓閉鎖的定時限過電流保護整定Udz=Kk*U2bp.max/Kf負序電壓元件按躲正常運行中最大不平衡電壓整定。U2bp.max電壓互感器二次負序最大不平衡電壓。保護范圍受運行方式的影響大以及靈敏性差是電流電壓保護的主要缺點。一、最大方式：是指電網(wǎng)所有設備投入運行，總有功達到最大，發(fā)生故障后，短路點的短路電流達到最大。二、最小方式：是指電網(wǎng)盡可能少的設備運行，總有功達到最小，發(fā)生故障后，短路點的短路電流最小。一個廠站的母線無論接幾臺變壓器，一般應考慮其中容量最大的一臺停運，一個廠站的母線上接有多條線路，一般應考慮一條線路檢修，另一條線路又遇故障的方式Dm—幾何均距，D1、D2、D3—線間距離；為使用方便，對各種幾何均距的導線電抗值已預先算出并制成表格，在計算時，只需查找。幾何均距為：Dm=短路電流的計算：大方式下Idmax=Ij/Xxtmax+Xxl小方式下Idmin=0.866Ij/Xxtmin+Xxl接地保護，零序保護，距離保護。電力系統(tǒng)的中性點是指三相電力系統(tǒng)中繞組或線圈采用星形連接的電力設備（如發(fā)電機、變壓器等）各相的連接對稱點和電壓平衡點，其對地電位在電力系統(tǒng)正常運行時為零或接近于零。電力系統(tǒng)中性點接地是一種工作接地，保證電力設備和整個電力系統(tǒng)在正常及故障狀態(tài)下具有適當?shù)倪\行條件。只有接地才有零序電流零序電流的分段：零序電流一段：1·躲過下一段線路出口處單相或者兩相接地短路時出現(xiàn)的最大零序電流。2·躲開斷路器三相觸頭不同時期合閘時候所出現(xiàn)的最大零序電流。兩者比較取最大零序電流二段：與下一段線路的一段配合，即是躲過下一段的第一段保護范圍末端接地短路時，通過本保護裝置的最大零序電流。當零序電流的保護的效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時，則應裝設接地距離保護。距離保護在線路正常運行時的測量阻抗稱為負荷阻抗其值較大。當系統(tǒng)發(fā)生短路時，測量阻抗等于保護安裝處到短路點之間的線路阻抗，其值較小，因為在短路時的測量阻抗反映了短路點到保護安裝點之間距離的長短，所以稱這種原理的保護為距離保護。阻抗繼電器是距離保護的核心元件其作用是測量短路點到保護安裝點之間的阻抗，并與整定阻抗值進行比較，以確定保護裝置是否動作。距離保護定值計算中所用助增系數(shù)或分支系數(shù)的選著及計算。電流分支系數(shù)是指在相鄰線路短路時，流過本線路的短路電流占流過相鄰線路短路電流的份數(shù)，對過電流保護來說，在整定配合上應選取可能出現(xiàn)的最大分支系數(shù)。Kzz-助增系數(shù)助增系數(shù)等于電流分支系數(shù)的倒數(shù)，助增系數(shù)將使距離保護測量到的阻抗增大，保護范圍縮短在整定配合上應選取可能出現(xiàn)的最小助增系數(shù)。當Kzz小于1時又稱為及出系數(shù)。分支系數(shù)計算選用的短路點一般應選著不利于的運行方式下在相鄰線路保護配合段保護范圍的末端。分支負荷電流產(chǎn)生的分支系數(shù)與短路電流的作用相反單較小一般不考慮。距離保護的整定計算：距離保護一段整定計算1·當被保護線路無中間分支線路（或無分支變壓器）時，定值計算按躲過本線路末端故障整定，一般可按被保護線路正序阻抗的百分之八十到百分之八十五計算。2·當線路末端僅為一臺變壓器時（即線路變壓器組），定值計算按不伸出線路末端變壓器內(nèi)部整定，即按躲過變壓器其他各側(cè)的母線故障整定。3·當線路末端變電所為兩臺及以上變壓器并列運行且變壓器均裝設有差動保護時。如果本線路上裝設有高頻保護時，距離1段仍可按（1）項的方式計算。當本線路上未裝設高頻保護時，則可以按躲開本線路末端故障或按躲開終端變電所其他母線故障整定。4·當線路終端變電所為兩臺及以上變壓器并列運行（變壓器未裝設差動保護）時，如果本線路未裝設高頻保護，根據(jù)情況可以按躲開本線路末端故障，或者按躲變壓器的電流速斷保護范圍末端故障整定。5·當被保護線路中間接有分支線路或分支變壓器時，其計算按同時躲開本線路末端和躲開分支線路（分支變壓器）末端故障整定。距離保護二段整定計算1·按與相鄰線路距離保護一段配合整定。2·按躲過相鄰變壓器其他側(cè)母線故障整定。3·按與相鄰距離保護2段配合整定。4·按保證被保護線路末端故障保護有足夠靈敏度整定。5·當相鄰線路末端裝設有其他類型的保護情況。在電力系統(tǒng)中，距離保護上，下級保護段之間必須自定值及時間上相互配合，由于各種類型距離保護裝置的特點不同，為了防止保護不當所帶來的保護誤動作，因此必須考慮由此而引起的在定值配合上出現(xiàn)的一些問題。輸電線路線路的接地保護中性點接地方式：中性點直接接地，中性點經(jīng)消弧線圈接地，中性點經(jīng)高電阻接地，中性點不接地四種。系統(tǒng)中全部或部分變壓器中性點直接接地，是大接地電流系統(tǒng)的標志。其主要目的是降低對整個系統(tǒng)絕緣水平的要求。中性點直接接地系統(tǒng)中，當線路上發(fā)生接地短路時，故障相電壓與電流之比將大于其線路正序相阻抗值，換句話說，母線上故障相電壓值等于故障相電流與其正序相相抗的乘積。為使接地距離保護正確的反映正序相阻抗值，接地距離保護需引入零序電流補償系數(shù)進行修正。零序電流補償系數(shù)值與線路的正序阻抗值和零序阻抗及零序互感阻抗有關。Kf按正常運行條件量整定的保護，在受到故障量的作用動作時，當故障消失后保護部能返回到正常位置將發(fā)生誤動作。因此，整定計算公式中引入了返回系數(shù)。Klm在繼電保護的范圍內(nèi)發(fā)生故障，保護裝置反映的靈敏程度成為靈敏度。Kzqd按負荷電流整定的保護，必須考慮電動機自啟動狀態(tài)的影響。二、變壓器保護整定計算：變壓器的后備保護：電流速斷，延時速斷，過流，過負荷，間隙過流過壓，反時限過流等。1、變壓器的過電流保護按躲過負荷電流，考慮到電機的起動或自起動所產(chǎn)生最大負荷電流整定,即Idz=KK*Kzq*Ie/KfKK一可靠系數(shù)取1.2~1.3Kzq一綜合負荷1.5~2.5；工業(yè)用戶用實際自起動系數(shù)Kf一繼電器返回系數(shù)，一般取0.8～0.85靈敏性效驗，當系統(tǒng)在最小運行方式下，變壓器二次側(cè)母線兩相短路時，保護裝置的障靈敏度系數(shù)應≥1.25～1.5?？砂聪率接嬎悖篕lm=Idmin/IdzIdmin一本臺變壓器低壓母線故障最小短路電流Idz一本臺過流保護裝置次動作電流時間的配合：如上一級過流時限為1.5S，T1=0.6s跳分段；（設10KV出線過流時間）2·變壓器的復合電壓閉鎖過電流保護按變壓器額定電流保護Idz=kk*Ie/kfIe—額定電流Kk-可靠系數(shù)1.15-1.2Kf—返回系數(shù)0.85與變壓器其他側(cè)配合整定Idz1=kp*Idz2Idz1=kp*Idz3Idz2=Kp*Idz3Kp---配合系數(shù)1.15-1.2靈敏性效驗，當系統(tǒng)在最小運行方式下，變壓器另側(cè)母線兩相短路時，保護裝置的障靈敏度系數(shù)應≥1.25～1.5。可按下式計算：Klm=Idmin/IdzIdmin一本臺變壓器低壓母線故障最小短路電流Idz一本臺過流保護裝置次動作電流3·過負荷保護：一般過負荷可近似綜合取1