2-1繼電保護介紹.ppt

1、繼電保護介紹,故障的危害 繼電保護的任務 對繼電保護的基本要求 繼電保護裝置的組成,繼電保護的作用及基本特點,繼電保護裝置的功能可用一個等效的自動化開關來描述：,繼電保護裝置的功能,20世紀50年代機械/整流型電磁式保護裝置(特點：體積大、功耗大、動作慢) 20世紀6080年代晶體管繼電保護裝置(特點：體積小、功耗小、動作快) 20世紀80年代主要是CKF、CKJ系列集成電路保護(特點：體積更小、性能較好) 20世紀90年代主要是常規(guī)微機保護(特點：性能完善、可靠性高) 目前新一代數(shù)字化微機保護(特點：性能完善、可靠性高、節(jié)省成本等) 未來發(fā)展方向：電力系統(tǒng)繼電保護技術的未來趨勢是向計算機化，

2、網(wǎng)絡化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展,繼電保護發(fā)展過程,定時限過電流保護的原理圖：,舉例1：整流型電磁式保護工作原理,舉例2-1：微機保護工作原理,舉例2-2：微機保護工作原理,光耦回路,當開關量合上時，光耦發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導通，引腳為低電平。反之，當開關量斷開，三級管截止，引腳為高電平。,舉例2-3：微機保護信號采集,過流保護 RCS9611C復壓過流、零序過流 RCS941A四段零序方向過流保護 距離保護 RCS902A縱聯(lián)距離 RCS941A三段相間和接地距離保護 線路縱聯(lián)保護 RCS902A主保護：縱聯(lián)距離+零序+高頻信號 RCS931A主保護：分相電流差動和

3、零序電流差動+光纖采樣 主變差動保護 RCS978差動速斷保護+比率差動保護：縱聯(lián)距離+零序 失靈保護 RCS923過流保護+充電保護等 重合閘 備用電源自投 。,主要保護類型,學會看懂保護的邏輯圖,過流保護,電流繼電器,無時限電流速斷保護 （段電流保護） 作用：保護始端部分 要點：躲末端短路 靈敏度：電流電壓聯(lián)鎖速斷,限時電流速斷保護 （段電流保護） 作用：保護本線全長 要點：與鄰線段配合 靈敏度：與鄰線 段配合,定時限過電流保護 （段電流保護） 作用：后備保護 要點：考慮階梯時限特性近、遠后備,三段式電流保護 工作原理 整定計算： 接線及接線方式,特點 段：無延時、靈敏度低 段：0.5s、

4、保護全長 段：靈敏度高、延時長,過流保護的時限特性：采用三階(及以上)梯式,保護1的段,保護1的段,保護1的段,過流保護的時限特性,單側電源網(wǎng)絡短路的電流電壓保護 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護 大接地電流系統(tǒng)的零序保護,基本原理-為什么帶方向 功率方向繼電器-動作方程、靈敏角等 接線方式-90接線、動作分析,零序分量的特點 零序電流過濾器 階段式零序電流保護 整定原則-動作電流、時間、靈敏度 分支系數(shù)、靈敏、時限特點,過流保護的要點,簡單3段式過流保護,66kV及以下的線路保護通常以電流保護為主，作為相間短路的保護，一般配置兩段或三段，再根據(jù)實際情況考慮是否再增加方向元件或電壓元件。電流電壓保護

5、是最早發(fā)展的一種保護，原理簡單，其三段式階梯特性是以定量作為故障位置測量保護裝置的典型方式，反應的電氣量是電力系統(tǒng)的基本電量，即反應電流突然增大、母線電壓突然降低。因此，受系統(tǒng)運行方式的影響很大。,過流保護應用范圍,110kV及以上電網(wǎng)中變壓器中性點直接接地，為大接地電流系統(tǒng)。當發(fā)生接地故障時,通過變壓器接地點構成短路通路, 系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序分量。110kV及以上的高壓線路通常以零序電流方向保護作為接地短路的保護，一般配置三段或四段。 運行經(jīng)驗表明,在中性點直接接地系統(tǒng)中,d(1)幾率占總故障率的70%90%，零序保護正確動作率達97%以上，該保護簡單可靠。,零序過流保護：,過流保護：,基本原

6、理 阻抗繼電器 整定計算,定義 時限特性（與電流保護相似） 組成元件-啟動、測量、邏輯、其他,啟動阻抗（整定阻抗）-注意段 時限 靈敏度（反應測量量降低動作）,作用 動作特性-全阻抗、方向阻抗、偏移特性 啟動條件方程-幅值比較、相位比較；應用 測量阻抗、啟動阻抗、整定阻抗,距離保護的要點,距離保護的概念 反應的是保護安裝處至故障點的距離，并根據(jù)距離的遠近而 確定動作時限的一種保護裝置 測量保護安裝處至故障的距離，實際上是測量二者之間的阻 抗大小，故距離保護又稱為阻抗保護 距離保護有保護范圍，短路發(fā)生在保護范圍內，保護動作， 否則不動作，該保護范圍用整定阻抗來定義 正常時保護安裝處的測量阻抗如右

7、圖公式所示，其中： 測量電壓 測量電流測量阻抗,距離保護的工作原理,發(fā)生故障時保護安裝處的測量阻抗右圖公式所示： 在短路后： 保護安裝處母線電壓降低 流過保護安裝處的電流增大 距離保護比單一物理量的電流保護靈敏度高 距離保護原理: 距離保護是用整定阻抗與被保護線路的測量阻抗比較， 當短路點在保護范圍以外時，即時繼電器不動，當短路點在保護范圍以內，即時繼電器動作，距離保護又稱低阻抗保護,110kV及以上的高壓線路通常以距離保護作為相間短路的保護，一般配置三段。距離保護是以反應從故障點到保護安裝處之間阻抗大?。ň嚯x大?。┑?。距離保護的三段式階梯特性也是以定量測量判斷故障位置，但因其判斷故障位置的量

8、是非電氣量距離，因而其保護區(qū)不受系統(tǒng)運行方式的影響。,距離保護的應用范圍,距離保護：,基本原理 縱聯(lián)保護分類,問題提出（高頻和光纖差動保護能解決什么問題？） 電流差動保護 高頻通道組成-阻波器、結合電容器、連接濾波器、收發(fā)信機 高頻通道的工作方式-故障時發(fā)信、長期發(fā)信 高頻信號-閉鎖信號、允許信號、跳閘信號 光纖通道,縱聯(lián)方向保護（由載波通道和方向保護元件構成 閉鎖式和允許式） 縱聯(lián)距離保護（由專用載波通道和三（四）段式 相間和接地距離保護構成，而 且采用閉鎖式的形式較多。） 光纖縱聯(lián)差動保護（光纖電流差動作為220kV及 以上電壓等級的線路主保護）,縱聯(lián)保護的要點,收不到高頻信號是保護動作于

9、跳閘的必要條件，這樣的高頻信號是閉鎖信號。在使用閉鎖信號時，一般都采用相-地耦合的高頻通道。需要指出的是雖然收發(fā)信機接在一相輸電線路與大地之間，但由于相與相之間和相與地之間是有分布電容的，所以實際上是三相輸電線路和部分大地都是參與高頻電流的傳輸?shù)摹?閉鎖式縱聯(lián)保護,允許信號的縱聯(lián)保護在500kV線路中應用較多,允許式縱聯(lián)保護,光纖縱聯(lián)保護,分相電流差動繼電器 1. 工頻變化量差動繼電器 2. 穩(wěn)態(tài)量差動繼電器 3. 零序差動繼電器,采用光纖通道按相傳送兩側電流量，本身具有選相能力，不受系統(tǒng)振蕩影響，在非全相運行中有選擇地快速動作，不受TV斷線影響。 由于帶有制動特性，可防止區(qū)外故障誤動，不受失

10、壓影響，不反應負荷電流，抗過渡電阻能力強。在短線路上使用，不需要電容電流補償功能。在同桿并架線路上應用廣泛。,保護復用通道連接示意簡圖,縱聯(lián)保護的應用范圍,220kV及以上的高壓、超高壓線路通常以縱聯(lián)保護達到全線瞬時切除故障的要求，再配置三段式相間距離保護、三段式接地距離保護及兩段零序電流保護作后備。縱聯(lián)保護依靠測量元件的定性測量判斷故障位置，借助于通道，將判別量傳送到各側，然后根據(jù)特定的關系，判定區(qū)內、區(qū)外故障性質，以達到瞬時切除全線故障的目的。判別元件和通道是縱聯(lián)保護構成的主要部分。,縱聯(lián)保護：,變壓器的故障、不正常運行狀態(tài),變壓器的保護方式,縱差動保護,零序保護,瓦斯保護,保護原理、保護

11、范圍 TA接線-相位校正、變比-幅值校正 比率制動特性 穩(wěn)態(tài)不平衡電流 勵磁涌流（概念、特點） 保護原理框圖,后備保護 變壓器中性點直接接地-兩段式零序電流保護（配合、時限） 變壓器中性點可能接地可能不接地-零序電流、電壓保護,特點、保護范圍 輕瓦斯-延時信號 重瓦斯-瞬時跳閘,變壓器差動保護的要點,變壓器差動保護接線,變壓器差動保護接線,變壓器差動保護動作區(qū),據(jù)統(tǒng)計，輸電線路上有以上的故障是瞬時性的故障如雷擊、鳥害等引起的故障。短路以后如果線路兩側的斷路器沒有跳閘，雖然引起故障的原因已消失，例如雷擊已過去、電擊以后的鳥也已掉下，但由于有電源往短路點提供短路電流，所以故障不會自動消失。等繼電保

12、護動作將輸電線路兩側的斷路器跳開后，由于沒有電源提供短路電流，電弧將熄滅。 原先由電弧使空氣電離造成的空氣中大量的正、負離子開始中和，這過程稱之為去游離。等到足夠的去游離時間后，空氣可以恢復絕緣水平。這時如果有一個自動裝置能將斷路器重新合閘就可以立即恢復正常運行，顯然這對保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行是十分有利的。,重合閘的作用,重合閘的啟動方式,絕大多數(shù)的情況都是先由保護動作發(fā)出過跳閘命令后才需要重合閘發(fā)合閘命令的，因此重合閘可由保護來起動。,保護啟動方式:,不對應起動方式具體實現(xiàn)起來可以有多種形式，例如控制開關在合閘后狀態(tài)既可以用合閘后的KK接點來判斷，也可以用重合閘是否已充滿電的條件來衡量。前者很

13、容易理解，后者判別的原理是，只有原先在正常運行狀態(tài)且三相斷路器都在合閘位置時重合閘才能充滿電。在跳閘位置繼電器動作TWJ=1的條件中還可加入檢查線路無電流的條件以進一步確認提高可靠性，防止由于TWJ繼電器異常、接點粘連等使重合閘一直處于起動狀態(tài)。,位置不對應起動:,重合閘時考慮的其他因素,微機保護的重合閘是在斷路器主觸頭斷開，并且判別線路無電流后才開始計重合閘的延時的，因為這才真正意味著本側斷路器已跳開了。所以重合閘的時間是從此時開始到重合閘裝置發(fā)出合閘脈沖之間的時間。,重合閘時間的考慮:,檢查線路無電壓側總是先重合的。因此該側有可能重合在故障線路上再次跳閘。所以該側斷路器有可能在短時間內需切除兩次短路電流，工作條件相對惡劣。檢查同期側是在線路有壓且滿足同期條件后才重合的，所以肯定重合在完好的線路上，斷路器的工作條件相對好一些。為了均衡負擔，檢查線路無壓側和檢查同期側可定期倒換。但是如果是發(fā)電廠的出線，該側一般都定為檢查同期側。,檢無壓和檢同期:,手合故障線路