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1、变电站二次及继电保护,主要内容,继电保护基础知识-什么叫继电保护？有何作用？如何工作？ 高压电网保护配置-高压电网有哪些保护装置？如何保证电网安全运行？ 安全自动装置基础-电网有哪些安全自动装置？有何作用？如何工作？,第一部分 继电保护基础知识,基础知识部分内容： 继电保护作用及任务 继电保护基本要求 继电保护分类及专业分工 继电保护基本工作原理,基础知识继电保护作用及任务,一、电力系统工作状态？ 正常：各种运行参数在规定的范围内 不正常状态：故障和异常状态 电力系统故障有哪些？ 各种短路：相与相（地）之间绝缘破坏 各种断相：三相中某一相断开 故障原因：外部和内部-应尽可能减少发生各种故障的几
2、率。,基础知识继电保护作用及任务,二、电力系统异常状态及表现？ 过负荷：负荷超出了额定范围 过电压（如发电机突然甩负荷） 低电压 频率降低（如系统功率缺乏） 系统振荡（如系统失去稳定） 异常运行状态应及时采取措施使之恢复到正常状态，否则将可能引起系统事故。,基础知识继电保护作用及任务,二、电力系统短路故障对系统的危害 对设备：故障点的电弧使故障设备损坏；短路电流产生的热效应和电动力效应，使故障回路中的设备烧坏； 对用户：部分电力系统的电压大幅度下降，影响用户； 对电网：破坏电力系统运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使电力系统瓦解，造成大面积停电的恶性事故。,基础知识继电保护作用及任务,三、系统发
3、生故障如何处理？ 故障和异常运行状态不及时处理-事故。 事故：造成少送电、停止送电、电能质量下降、设备损坏、甚至人员伤亡。 如何处理：发生故障时应当在 几十毫秒内切除故障，从而减少对设备、用户及电网的损害程度。 如何切除故障： 人在发现故障后，操作断路器切除故障设备 通过智能设备自动切除 人（） VS 自动装置（继电保护）（）,基础知识继电保护作用及任务,四、继电保护的概念 继电保护装置：就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它是完成继电保护功能的核心。 继电保护系统：泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统 继电保护系
4、统在电力系统安全运行的保障，监视系统健康状态，并在生病（故障）时采取措施恢复，如果保护系统不正常工作将引起更大的事故。,基础知识继电保护作用及任务,五、电力系统安全避免大范围停电 1965 年11 月9 日美国东北部大停电3千万人口受影响/停电13小时起因：故障继电器出现故障，后备保护误动作 1977 年7 月13 日美国纽约大停电 9百万人口受影响/停电26小时起因：雷击、故障伴随继电保护装置不正确动作 1996 年7 月2 日美国西部电力系统大停电 15个州停电起因：线路跳闸、另一回线误跳闸。,基础知识继电保护作用及任务,五、电力系统安全避免大范围停电 2003 年8 月14 日美加大停电
5、 5000万人受影响/停电29小时起因：故障、控制策略不当 2006年11月4日欧洲大停电事故 1000万人受影响/停电12小时原因：线路停运、负荷考虑不当、定值出错 2006年7月1日华中电网事故损失600万千瓦起因：500kv线路故障跳闸，相邻线路误跳闸 许多大的停电事故都与继电保护不正确动作息息相关！,基础知识继电保护作用及任务,五、电力系统安全如何保证：三道防线 第一道防线：由继电保护装置快速切除故障元件，最直接最有效地保证电力系统暂态稳定； 第二道防线：采用稳定控制装置及切机、切负荷等措施，确保在发生大扰动情况下电力系统的稳定性； 第三道防线：当电力系统遇到多重严重故障而稳定破坏时，
6、依靠失步解列装置将失步的电网解列，并由频率及电压紧急控制装置保持解列后两部分电网功率的平衡，防止事故扩大、防止大面积停电。 继电保护在三道防线中担当重要角色!,基础知识继电保护作用及任务,六、继电保护作用及任务 （1）当电力系统被保护对象发生故障时，能自动地、有选择地、快速地通过断路器将故障元件从电力系统中切除。 （2）当电力系统出现异常运行状态时，并根据运行维护条件，动作于发出信号、减负荷或跳闸。,基础知识继电保护作用及任务,六、继电保护作用及任务 （3）支持电力系统安全运行。特别是保护快速动作对提高电网暂态稳定的特殊作用，其他稳定措施是不能与其相比拟。 继电保护是电网的“静静的安全哨兵”！
7、,基础知识继电保护的基本要求,一、继电保护的四个要求 选择性：有选择性的切除故障，可避免事故扩大 快速性：可减少设备损害程度及提高系统稳定 灵敏性：能灵敏的反应故障保障故障顺利监测 可靠性：不误动、不拒动保障系统可靠运行,基础知识继电保护的基本要求,二、影响保护系统可靠及安全的因素 内在因素：装置质量良好、设计是否合理； 外在因素：运行维护水平、调试是否正确、正确安装、定值计算正确等 应从系统的各个方面提高系统的可靠性。尤其应从外部因素加强：提高继电保护专业相关人员的理论和技能水平!,基础知识继电保护的分类,继电保护有哪些类型？ 按装置构成：电磁型、微机型 按被保护对象：线路保护、变压器保护、
8、母线保护、发电机保护、电容器保护等 按作用：主保护、后备保护、辅助保护 主要的保护生产厂家 国内：南瑞继保、国电南自、北京四方、许继电气、深圳南瑞 国外：GE、ABB、SEL、SIEMENS等 国内的继电保护水平处于先进领先的水平。,基础知识继电保护分类,二次设备？：是用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、调节和保护的低压电气设备，包括测量仪表、控制及信号器具或自动化监控系统、继电保护和安全自动装置、通信设备等。一般以互感器为界与一次区分。 二次设备及其相互连接的回路称为二次回路,基础知识继电保护的专业分工,继电保护专业的分工-专业性很强。 继电保护系统的配置及选型：调度继电保护科、设
9、计院系统室 继电保护系统的保护范围和动作时间及故障处理措施制订（整定计算）：各级调度中心继电保护科整定计算部门 继电保护系统的二次设计：各级设计院二次室,基础知识继电保护的专业分工,继电保护系统的安装及调试：各级变电站施工单位：送变电、电建公司、调试所 继电保护系统的运行及维护：各级检修公司/调试所/继保所的保护班 继电保护系统的试验、调试、研究：中试所、其它科研研究单位。,基础知识继电保护的专业分工,继电保护系统的日常管理、事故调查：各级生产技术部门、调度中心继电保护科的相关处室 继电保护专业人员培训：调度中心继保科、各级教育培训机构 其它继电保护相关：变电运行人员、调度员、自动化人员、通信
10、技术人员 继电保护系统内相关专业及其它专业应相互支持、理解才能更好的发挥保护作用！ 唯有保护系统的各单位“和谐”共处，才能保证保护系统的“和谐”工作和发展,保护系统如何工作？-重点在检测故障上。 熔断器、空气开关（最简单的继电保护） 正常时：Ij为负荷电流，很小 短路时：Ij=Ik，电流增大，故障电流使熔丝熔断，脱扣器脱落使电路断开。,基础知识继电保护基本工作原理,熔断器和空气开关的发展-过电流保护 通过故障时流过保护设备电流增大来判断发生故障与否及故障性质便构成了过电流保护,基础知识继电保护基本工作原理,基础知识继电保护基本工作原理,继电保护的故障检查手段：望闻问切 发生短路故障后，利用某些
11、电气参数的变化特点或其它物理特征，构成相应的保护。电力系统故障后典型特征： 电流增大构成过电流保护 电压降低构成低电压保护 阻抗降低构成阻抗保护 频率降低构成低频保护 其它故障特征：瓦斯气体、温度、油位、压力等,基础知识继电保护基本工作原理,基本工作原理：根据故障症状判断故障性质处理故障（跳闸或发信号）,基础知识继电保护基本工作原理,装置构成,实际的硬件保护装置（线路保护),电源,交流输入,光耦,数模转换,CPU插件,管理板插件,信号插件,跳闸插件,电源系统,输入系统,cpu系统,人机接口,输出系统,第二部分电网保护介绍,本部分主要内容： 1、中低压线路保护介绍 2、超高压线路保护介绍 3、变
12、压器保护介绍 4、母线保护及断路器失灵保护介绍,电网保护配置中低压线路保护,配电线路保护35kv及以下线路 一般采用过电流保护作为主要保护手段 每条配电线路配置一套馈线保护 馈线保护典型的采用II段或III段式电流保护（不同段对应不同的保护区域，相互配合协调工作） 馈线保护往往还具备其它功能，如重合闸、低周减载、过负荷、测量及控制功能,电网保护配置中低压线路保护,配电线路保护阶段式保护 I段（瞬时电流速断）：保护线路一部分，动作时间快 II段（延时电流速断）：保护本线路全长及相邻线路一部分，动作时间有延时 III段（定时限过电流）：保护本线路和相邻线路，动作时间长 各段协调配合、保证对本线路及
13、相邻线路可靠保护,电网保护配置中低压线路保护,配电线路保护35kv及以下线路 保护的特点： 保护原理简单、可靠 保护的保护范围变化较大、受系统运行方式变化影响较大,电网保护配置中低压线路保护,中压线路保护110kv及以下线路 为了具有更好的保护性能，保护装置配置了性能更好的距离和零序保护。 保护范围及作用同低压线路保护 保护配置为每条线路一套保护 保护功能增强，测控功能往往分开,电网保护配置中低压线路保护,中压线路保护110kv及以下线路 距离和零序保护介绍：性能更加良好的保护原理,电网保护配置中低压线路保护,中压线路保护110kv及以下线路特点 距离保护的保护范围根据稳定 零序保护有较稳定和
14、保护范围和较高的灵敏性 仍然受一定的运行方式影响 不能做到快速保护全线路,电网保护配置超高压线路保护,超高压线路保护220kv及以上线路 配置：双重化（每条线路配置独立的两套保护） 主保护：全线速动主保护（高频保护及光纤电流差动保护）、快速独立主保护 后备保护：距离保护和零序保护 同中低压线路保护区别： 1、采用了两套独立的装置更可靠 2、增加了全线速动保护更快速,电网保护配置超高压线路保护,超高压线路保护纵联保护工作原理,1、正常时无故障，保护不动作 2、AB线路故障，两侧电流同向，判断为本线内故障，快速跳闸 3、BC线路无故障，两侧电流反向，判断为本线外故障，不动作 通道较复杂：一般采用载
15、波、光纤，光纤通道是趋势,电网保护配置超高压线路保护,超高压线路保护220kv及以上线路特点 保护采用双重化提高了可靠性 保护采用了可以全线路快速动作的保护、动作速度很快 保护具有完善的后备保护 保护相对而言比较复杂 纵联保护对通信通道有很高的要求,电网保护介绍变压器保护,变压器配置有哪些保护？ 主保护:纵差保护、重瓦斯保护。 后备保护： 高、中压侧：复合电压过流保护、零序过电流 低压侧：复合电压过流保护 异常运行保护： 过负荷保护；过激磁保护；中性点间隙保护；轻瓦斯保护；温度、油位保护及冷却器全停保护等。 220kv双套配置,电网保护配置变压器保护,变压器保护作用 主保护：变压器自身故障进行
16、保护、保障设备安全。 后备保护：主要在外部故障时对相邻设备进行保护。,电网保护配置母线保护及断路器失灵保护,母线保护作用：快速切除母线故障、保障系统稳定 配置：一般110kv及以上，包括母线差动保护、母联开关相关保护（失灵、死区、充电、非全相等） 断路器失灵保护作用：当断路器拒动时快速切除相连的其它电源支路，保证系统稳定 配置：220kv及以上,第三部分 变电站自动装置,主要内容： 重合闸装置 低频/低压减载装置 备用电源自动投入装置,变电站自动装置自动重合闸,自动重合闸概念： 线路故障特点:瞬时性故障较多利用再次重合 自动重合闸：当发生故障保护动作跳闸后，自动重合一次，如果故障还存在加速跳闸不再重合。 作用：提高供电可靠性和系统稳定性 自动重合闸装置一般可分为三相重合闸（110kv及以下）、单相重合闸/综合重合闸 （220kv及以上） 往往和其它保护集成在一起,变电站自动
