繼電保護(hù)基本原理及應(yīng)用

1、繼電保護(hù)培訓(xùn)課件,繼電保護(hù)培訓(xùn)課件,繼電保護(hù)培訓(xùn)大綱,1、繼電保護(hù)的基本原理及應(yīng)用 10kV饋線保護(hù) 10kV電容器保護(hù) 主變保護(hù) 備自投及與主變保護(hù)的配合接口 110kV/220kV線路保護(hù) 母差及失靈保護(hù) 2、電壓異常的判斷處理 3、軟硬壓板的對(duì)應(yīng)關(guān)系 4、旁代主變的保護(hù)調(diào)整,一、繼電保護(hù)的基本原理及應(yīng)用,1、基本任務(wù)：被保護(hù)一次設(shè)備故障時(shí)，迅速將故障元件從系統(tǒng)中斷開；一次設(shè)備不正常工作時(shí)，發(fā)出信號(hào)。 2、基本要求： 可靠性 選擇性 快速性 靈敏性,3、繼電保護(hù)基本原理,電壓 u=UmSin(wt+) 電流 i=ImSin(wt+),故障狀態(tài)的識(shí)別：電流增大、電壓降低、頻率變化、功角變化

2、電氣量組合判別：復(fù)壓閉鎖過流、復(fù)壓閉鎖方向過流、有流閉鎖低電壓、阻抗、功率、相序分量、工頻變化量、電流差動(dòng),10kV饋線保護(hù),1、10kV饋線常見故障及異常狀態(tài) 過負(fù)荷 相間短路故障 單相接地 系統(tǒng)頻率下降,2、10kV饋線典型保護(hù)配置,三段式過電流保護(hù) （復(fù)壓）/（方向） 三相一次重合閘 （重合閘啟動(dòng)方式：保護(hù)啟動(dòng)、不對(duì)應(yīng)啟動(dòng) 合閘加速保護(hù)） 過負(fù)荷（投信號(hào)/跳閘） 低周減載(滑差閉鎖、無流閉鎖) 低壓解列或低壓減載 小電流接地告警及選線,低周減載的原理,電源負(fù)荷,功率失衡的危害!,壓板對(duì)應(yīng),定值清單 壓板配置,電容器保護(hù),1、電容器常見故障及異常狀態(tài) 相間短路故障 系統(tǒng)過電壓 電容器內(nèi)部熔

3、絲熔斷或品質(zhì)因數(shù)改變 集合電容油箱內(nèi)部各種故障,2、10kV電容器保護(hù)配置,過電流保護(hù)（作用：電容器至斷路器之間發(fā)生短路故障時(shí)動(dòng)作，切除故障） 過壓保護(hù)（作用：防止系統(tǒng)電壓過高造成電容器擊穿或損壞） 欠壓保護(hù)（作用：） 不平衡電流/不平衡電壓保護(hù)（作用：） 非電量保護(hù)（作用：）,3、關(guān)于電容器保護(hù)應(yīng)注意的問題,欠壓保護(hù)時(shí)間整定原則 電容器為什么沒有過負(fù)荷保護(hù)和重合閘？ 不平衡電流/電壓保護(hù)應(yīng)用場(chǎng)合？ 不平衡電流/電壓保護(hù)動(dòng)作后為什么不能再對(duì)電容器送電？ 為什么10kV單相接地時(shí)電容器不平衡電壓保護(hù)不動(dòng)作？,定值清單 壓板配置,變壓器保護(hù),1、變壓器故障及不正常狀態(tài) (1)繞組及其引出線的相間短

4、路和在中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地側(cè)的接地短路； (2)繞組的匝間短路； (3)外部相間短路引起的過電流； (4)中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓； (5)過負(fù)荷； (6)過勵(lì)磁； (7)中性點(diǎn)非直接接地側(cè)的單相接地故障； (8) 油面降低或油位過高； (9)變壓器溫度及油箱壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障。,主變保護(hù)配置,1、主保護(hù) 差動(dòng)保護(hù)：比率差動(dòng)、差動(dòng)速斷 (躲勵(lì)磁涌流方法：二次諧波制動(dòng)、間斷角閉鎖、波形對(duì)稱識(shí)別技術(shù)) 非電量保護(hù)：本體輕重瓦斯、有載重瓦斯、壓力釋放、冷控失電、油溫高、油位高低等 2、后備保護(hù) 高后備： 中后備 低后備,變壓器保護(hù)的配置

5、示意圖,G0,低后備,高后備,差動(dòng),非電量,變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理,正常及區(qū)外故障時(shí)：i=0 區(qū)內(nèi)故障： i=Ik,微機(jī)差動(dòng)保護(hù)二次接線,差動(dòng)邏輯,勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生,在變壓器空載投入電源或外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流。合閘時(shí)，變壓器鐵芯中的磁通急劇增大，使鐵芯瞬間飽和，這時(shí)出現(xiàn)數(shù)值很大的沖擊勵(lì)磁電流(可達(dá)510倍的額定電流)，通常稱為勵(lì)磁涌流。,三相變壓器勵(lì)磁涌流,影響三相變壓器勵(lì)磁涌流波形特征的因素 電源電壓大小和合閘初相角： 系統(tǒng)等值阻杭大小和相角； 變壓器三相繞組的接線方式相中性點(diǎn)接地方式； 三相鐵心結(jié)構(gòu)型式(三相三柱或五柱、單相變壓器組)； 鐵心硅鋼片組裝工藝水平(拼接

6、殘余氣隙大小)； 鐵心材質(zhì)(磁化特性、磁滯特性、局部滋滯回環(huán)）； 合閘前鐵心磁通大小(剩磁4r)和方向： 涌流經(jīng)電流互感器的非線性傳變，即互感器的飽和特性,勵(lì)磁涌流特點(diǎn),勵(lì)磁涌流幅值大且衰減，含有非周期分量； 中小型變壓器勵(lì)磁涌流大（可達(dá)10倍以上），衰減快；大型變壓器一般不超過4.5倍，衰減慢。如不采取相應(yīng)措施，將導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作！ 勵(lì)磁涌流波形出現(xiàn)間斷特性。（間斷角閉鎖原理） 勵(lì)磁涌流中含有明顯的二次諧波和偶次諧波。（二次諧波制動(dòng)原理） 涌流偏于時(shí)間軸的一方，非對(duì)稱性涌流。（波形識(shí)別技術(shù)）,比率差動(dòng)制動(dòng)曲線,折線型比率制動(dòng)由啟動(dòng)電流、拐點(diǎn)電流、制動(dòng)比率斜率等構(gòu)成 三折線用于提高大電流式抗

7、飽和能力,差動(dòng)/瓦斯保護(hù)范圍,差動(dòng)保護(hù)：主變各側(cè)差動(dòng)CT范圍內(nèi)各種短路故障； （比率差動(dòng)保護(hù)主要防止區(qū)外短路時(shí)誤動(dòng)作；差動(dòng)速斷保護(hù)主要防止大短路電流作用下帶諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)。） 瓦斯保護(hù)：主變油箱內(nèi)部各種短路或其他故障； 兩者各有所長(zhǎng)，相互補(bǔ)充。,主保護(hù)壓板投退,跳閘矩陣 定值清單 壓板配置,主變高后備,3（4）段式復(fù)壓(方向)閉鎖過流保護(hù) 直接接地(方向)零序過流 不接地保護(hù)：間隙零序過流、零序過壓保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù)：過負(fù)荷啟動(dòng)風(fēng)冷、過負(fù)荷閉鎖調(diào)壓、過負(fù)荷發(fā)信號(hào),復(fù)壓閉鎖的作用,復(fù)合電壓起動(dòng)（閉鎖）的過電流保護(hù) （負(fù)序電壓升高） 或 （線電壓降低）= 復(fù)合電壓開放 作為變壓器短路故障的后

8、備保護(hù)應(yīng)主要作為相鄰元件及變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。常常因靈敏度不足而增加復(fù)合電壓閉鎖回路。在不對(duì)稱性故障時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電壓以及在對(duì)稱性故障保護(hù)安裝處三相電壓低于某一值時(shí)，才可開放過電流保護(hù)，這樣使復(fù)合電壓閉鎖過流的電流定值大大下降，也就提高了靈敏度。,復(fù)壓過流邏輯框圖,跳閘矩陣 高后備：CK1 跳高壓側(cè)進(jìn)線， 低后備：CK1跳高壓側(cè)進(jìn)線， 并閉鎖內(nèi)橋BZT/進(jìn)線重合閘； 并閉鎖內(nèi)橋BZT /進(jìn)線重合閘； CK2 跳中壓側(cè)； CK2 跳中壓側(cè)； CK3 跳低壓側(cè)； CK3 跳低壓側(cè)并閉鎖10kV分段BZT； CK4 跳內(nèi)橋開關(guān)； CK4 跳10kV分段開關(guān)。,主變后備保護(hù)應(yīng)注意的問題,零序過壓保

9、護(hù)在何種情況下動(dòng)作？ 110kV以上系統(tǒng)退化為不接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)。 110kV以上系統(tǒng)發(fā)生接地故障，且故障點(diǎn)距系統(tǒng)中直接接地的主變中性點(diǎn)距離很遠(yuǎn)時(shí)。 定值清單 運(yùn)行中壓板的投退問題,主變后備保護(hù)配合：,10kV I段,10kV II段,181,182,130,901,902,930,10kV出線保護(hù),高后備,低后備,變電站10kV及6kV饋線最長(zhǎng)延時(shí)電流段按0.6s整定，10kV及6kV饋線以下保護(hù)電流段按0.2s時(shí)間級(jí)差調(diào)整；,備自投,1、備自投的常見種類：,進(jìn)線備自投 內(nèi)橋備自投 分段備自投 分段負(fù)荷均分備自投 特殊備自投,2、備自投的配置,10kV I段,10kV II段,1

10、81,182,130,901,902,930,進(jìn)線備自投 跳進(jìn)線合另一進(jìn)線,內(nèi)橋備自投 跳進(jìn)線合內(nèi)橋,分段備自投 跳進(jìn)線合分段,3、負(fù)荷均分備自投,I段,II段,181,182,130,1,4,3,分段負(fù)荷均分備自投 方式1：跳1合3/跳4/合6 方式2：跳2合3,5,6,2,183,III段,IV段,主變保護(hù)與其他自動(dòng)裝置的接口,內(nèi)橋接線變電站的主變保護(hù)典型跳閘原則： 低后備動(dòng)作閉鎖10kV分段備自投 差動(dòng)/非電量保護(hù)動(dòng)作閉鎖高壓側(cè)內(nèi)橋備自投/進(jìn)線重合閘； 高后備聯(lián)跳進(jìn)線/低后備全切時(shí)，閉鎖內(nèi)橋BZT/進(jìn)線重合閘。,主變保護(hù)與其他自動(dòng)裝置的接口,以JBK保護(hù)為例： 差動(dòng)/非電量保護(hù)，動(dòng)作于全

11、切主變各側(cè)開關(guān)，并閉鎖高壓側(cè)內(nèi)橋備自投/進(jìn)線重合閘； 高后備：CK1 跳高壓側(cè)進(jìn)線， 閉鎖內(nèi)橋BZT/進(jìn)線重合閘； CK2 跳中壓側(cè)； CK3 跳低壓側(cè)； CK4 跳內(nèi)橋開關(guān)； 低后備：CK1跳高壓側(cè)進(jìn)線，閉鎖內(nèi)橋BZT /進(jìn)線重合閘； CK2 跳中壓側(cè)； CK3 跳低壓側(cè)并閉鎖10kV分段BZT； CK4 跳10kV分段開關(guān)。,主變保護(hù)與其他自動(dòng)裝置的接口,單母分段接線變電站的典型跳閘原則： 母差動(dòng)作閉鎖線路重合閘和分段備自投 進(jìn)線備自投和進(jìn)線重合閘不可同時(shí)投入,高壓線路保護(hù),1、110kV線路故障及異常狀態(tài) 相間故障 接地故障 斷相/非全相 過負(fù)荷,老師，學(xué)員強(qiáng)烈建議，課間休息10分鐘！,

12、1、開冰箱門 2、把大象放進(jìn)去 3、關(guān)冰箱門,2、110kV線路典型保護(hù)配置,三段式相間距離保護(hù)(或相間過流保護(hù)) 三段式接地距離保護(hù) 四段式方向零序過流保護(hù) 雙回線相繼速動(dòng)保護(hù) 不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù) 三相一次重合閘 （檢無壓、檢同期、重合不檢，合閘加速） 光纖縱差保護(hù),距離保護(hù)的時(shí)限特性,三段式距離保護(hù),雙回線相繼速動(dòng)原理,Z2動(dòng)作，鄰線Z3動(dòng)作后返回，Z2經(jīng)小延時(shí)不返回，立即跳閘。,不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)原理,不對(duì)稱故障，M側(cè)Z2動(dòng)作，任一相負(fù)荷電流突然消失，Z2連續(xù)動(dòng)作不返回，立即跳閘。,閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)原理,正常時(shí)保護(hù)啟動(dòng)元件不啟動(dòng)，保護(hù)不動(dòng)作； 區(qū)外故障時(shí)，兩側(cè)保護(hù)首先同時(shí)發(fā)信（約8

13、ms左右）防止誤動(dòng)，然后M側(cè)保護(hù)方向元件判為正方向停止發(fā)信，N側(cè)保護(hù)2判為反方向繼續(xù)發(fā)信使M側(cè)保護(hù)閉鎖； 區(qū)內(nèi)故障時(shí)，NP兩側(cè)保護(hù)首先同時(shí)發(fā)信防止誤動(dòng)，然后兩側(cè)方向元件均判為正方向而停信，兩側(cè)均判為正反向都收不到閉鎖信號(hào)，快速跳閘切除故障。,高頻通道的組成,光纖縱差保護(hù)原理,光纖電流縱差保護(hù)的核心元件是電流差動(dòng)元件，一般有分相電流差動(dòng)元件、零序電流差動(dòng)元件、突變量電流差動(dòng)保護(hù)元件等。這幾種差動(dòng)元件的基本工作原理相同，差動(dòng)電流在正常及區(qū)外故障時(shí)均很小，只有在區(qū)內(nèi)（本線路）發(fā)生故障時(shí)差流才很大，達(dá)到動(dòng)作條件。,光纖保護(hù)通道接口,110kV線路保護(hù)定值清單 110kV線路保護(hù)壓板 220kV線路保護(hù)

14、定值1 220kV線路保護(hù)壓板1 220kV線路保護(hù)定值2 220kV線路保護(hù)壓板2,母線保護(hù),母線區(qū)內(nèi)故障 斷路器失靈 母聯(lián)兼旁路時(shí)過電流 母聯(lián)對(duì)母線充電故障 故障發(fā)生于母聯(lián)死區(qū) 裝設(shè)原因： 1、母線故障短路電流大 2、系統(tǒng)穩(wěn)定性問題 3、切除故障的快速性要求,母線保護(hù)示意圖,I母,II母,I母小差范圍,II母小差范圍,大差范圍,母差保護(hù),母線差動(dòng)保護(hù)：大差啟動(dòng)、小差選擇 （大差元件、I母小差、II母小差） 失靈保護(hù) 母聯(lián)充電保護(hù) 母聯(lián)過流保護(hù) 母聯(lián)死區(qū)保護(hù) 復(fù)合電壓閉鎖,典型失靈保護(hù)啟動(dòng)回路,失靈保護(hù)開入,TA,TB,TC,SA,SB,SC,SABC,TJR,TA,TB,TC,1#保護(hù)啟動(dòng)

15、失靈,2#保護(hù)啟動(dòng)失靈,三跳啟動(dòng)失靈,01,03,母差保護(hù)應(yīng)注意問題,單母投入壓板 強(qiáng)制分列壓板 TV切換壓板 充電保護(hù)壓板 刀閘置位,1、開冰箱門 2、把大象放進(jìn)去 3、關(guān)冰箱門,微機(jī)線路保護(hù)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu),LFP901A硬件整體結(jié)構(gòu)圖,輸入系統(tǒng),CPU系統(tǒng),人機(jī)系統(tǒng),輸出系統(tǒng),RCS900微機(jī)保護(hù)硬件原理,實(shí)際的硬件保護(hù)裝置（LFP901),變壓器保護(hù)硬件裝置（PST1200),BP-2母線保護(hù)硬件,二、電壓異常的判斷處理,典型的電壓異常包括： PT二次斷線 PT一次斷線 小電流系統(tǒng)單相接地 小電流系統(tǒng)絕緣過低,三元件TV接線,10kV TV變比：10/3kV/100/3V/100/3V 11

16、0kV TV變比：110/3kV/100/3V/100V,小電流系統(tǒng)單相接地,UA,UB,UC,0,單相接地的電氣特征：線電壓保持對(duì)稱，接地相電壓降為0，健全相電壓升高3倍，零序電壓由無變有(100V),.,.,.,57V,57V,300/100V,57V,小電流系統(tǒng)單相接地或絕緣降低,A,B,C,3U0,0,0,單相接地的電氣特征：線電壓保持對(duì)稱，接地相電壓降為0，健全相電壓升高3倍，零序電壓由無變有（100V或57V),絕緣降低的電氣特征：線電壓保持對(duì)稱，絕緣降低相電壓下降，健全相電壓升高，零序電壓由無變有,絕緣降低,TV二次斷線,電氣特征：有線電壓降低，有相電壓下降，有相電壓不變；零序電壓無。,TV一次斷線,電氣特征：有線電壓降低，有相電壓下降為0，有相電壓不變；零序電壓有。,電壓異常的判斷,結(jié)論： 電壓異常時(shí)，線電壓是否保持對(duì)稱，是PT斷線還是一次系統(tǒng)接地的重要區(qū)別之處。 接地或絕緣降低：線電壓對(duì)稱，有一相電壓降低，兩相電壓升高，3U0產(chǎn)生；如果相電壓接近0則為接地，否則為絕緣降低。 二次斷線：線電壓不對(duì)稱，至少有一相電壓降低，無3U0； 一次斷線：線電壓不對(duì)稱，至少有一相電壓降低，有3U0。,三、旁代主變過程中的保護(hù)調(diào)整,旁代主變時(shí)，主變開關(guān)檢修，旁路開關(guān)代替其運(yùn)行。,101,內(nèi)橋,190,開關(guān)TA,套管TA,旁路TA