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1、继电保护知识 继 电保护的基本要求 l一、灵敏性：对保护范围内的各种故障或 异常状态的反应能力 l二、选择性：最小范围地切除故障，最大 范围地保证连续供电 l三、速动性：使故障持续时间最短。 l 1、减少设备被破坏程度 l 2、系统稳定要求 继电保护的基本要求 l四、可靠性：保护装置不拒动（可依赖性 ），不误动（安全性） l五、其他方面的要求：简练性、经济性 l以上几个要求相互矛盾、相互制约，须统 筹兼顾，在不同的应用条件有所偏重 继电保护的基本要求 l整定计算：解决灵敏性、选择性、速动性 的矛盾。 l保护装置/系统设计：平衡可靠性、速动性 、简练性、经济性的要求。 继电保护的基本要求 1、主
2、保护：能以最快速度有选择性地切除 被保护设备故障地保护 2、后备保护：主保护或断路器拒动时，用 以切除故障的保护 远后备：本设备主保护或断路器拒动时， 由相邻设备的保护来实现后备保护。 近后备：主保护或断路器拒动时，由本设 备的另一套保护来实现后备保护。 继电保护的基本要求 3、辅助保护：为补充主保护和后备保护性能或当后 备保护退出运行而增设的简单保护，如：不对称 故障相继速动保护、PT断线过流保护。 4、异常运行保护：反应被保护电力设备异常运行状 态的保护，如：主变过负荷、油温高等 5、对于电力设备的故障，要保证有两套以上保护可 切除故障 线路保护 过流保护：相过流、零序过流、负序过流 距离
3、保护：圆、四边形、苹果、透镜型、工 频变化量距离 纵联保护：闭锁式、允许式 l闭锁式：高频闭锁距离、方向闭锁式 l允许式：超范围式、欠范围式、解除闭锁 式 差动保护：分相差动、零序差动 纵联线路保护通道 l专用收发信机高频：佛吉线、南吉线 l复用载波：阳仙甲乙线 l微波：薪南甲乙线、薪紫甲乙线 l光纤：专用光纤佛文线 l 复用光纤梧罗1、2线 过流保护 l反应流过保护安装处电流大小 l优点：简单可靠，动作快 缺点：受运行方式影响大； 在结线较复杂的电网中不能满足选 择性的要求。 距离保护 l反应保护安装处至故障点的电气距离 要求： 1）测量阻抗正比于短路点到保护安 装处之间的距离； 2）不受故
4、障类型、运行方式（故障 电流大小）影响。 阻抗继电器动作方程： l极化量： Up=Uj l补偿电压 U=UjIj Zzd l动作条件： Up与U反相位 极化量Up 选取不同，将构成不同动作 特性的阻抗继电器：全阻抗、方向阻抗、 偏移特性、电抗特性等 距离保护的特殊问题 l1、方向性继电器的死区： 出口三相短路时，Uj0，继电器因失 去比相依据而不能动作。 2、需设置振荡闭锁措施：短时开放160ms 后闭锁距离、段。 3、PT断线闭锁措施：经电流量（越限、 突变、序分量等）开放距离保护 F3 F2F1 Uj E U 0 0 Uj E U Zzd 0 Uj U E 反向F3故障，Uj与U同相 区外
5、F1故障，Uj与U同相 区内F2故障，Uj与U反相 距离保护的特殊问题 1、受测量精度的影响，距离保护不能满足选 择性的要求时，须引入动作延时，从而牺 牲速动性,不能实现全线速动。 Z F2F1 Z185% Z2150%，T2T 距离保护受结线、运行方式影响 l距离保护测距受电源助增的影响 Z F1 I1 I2 I U 距离保护受结线、运行方式影响 l同杆并架双回线中，零序互感对距离保 护测距的影响 F1 F2 纵联保护实现全线速动 l + ABC D 高频闭锁信号高频闭锁信号 高频闭锁式保护 + ABC 高频允许信号 允许式保护 两种保护方式的特点比较 l （专用）闭锁 式 允许式 动作条件
6、正向元件动作 无远方信号 正向元件动 作 收到远方信 号 通道要求单频通道，要 求自收自发， 通道要求较低 双频通道， 仅收对端信 号，通道要求 较高 动作速度先确认收信， 后确认停信， 较慢 满足条件即 可出口，较 快 可靠性可依赖性高安全性高 光纤差动保护 l 两端采集的电流相位、幅值通过光信 号传至对端，分别在两端进行比较判 别； l两端长期交换信息； l仅需采用电流量； l信息量较大，通道质量要求较高。 线路纵联保护中注意的问题 l专用高频保护一般称A/B相高频，是按该保护连接 的高频通道所在导线的相别命名； l非专用高频保护通道，不涉及导线相别，命名为 主、主保护；两套保护同型号时，
7、与操作箱 同屏的保护定为主，另一套为主，此时必须 确保两侧主保护通道一一对应； l本线路故障时，纵联保护均两侧同时动作 ，仅单侧动作时为误动； 线路纵联保护中注意的问题 l高频保护为闭锁式保护，为避免误动， 要求两侧同时投退。 l光纤通道保护（包括纵联保护、差动保 护）一般为允许式，需要短时如更改定 值，更换插件等，可仅从单侧退出保护 。但时间较长的保护检验，如单侧带路 时，为保证安全，应把两侧保护退出。 线路纵联保护中注意的问题 l220KV线路双纵联保护退出时，原则上线 路要停运，在系统要求不能停运，则必须 缩短两侧后备保护保全线段后备保护动作 时间。 l220KV系统中不允许相邻的电气设
8、备同时 停运主保护 l220KV线路被代路时，被代线路保护的通 道仍在运行中 线路纵联保护中注意的问题 l旁路代路时一般仅投入一套主保护，另 一套在代路操作前退去； l代路操作前须退出电流差动（一般定义 为主1）； l代路操作完成后，应交换高频通道正常 或检查差动保护无异常差流； l代路期间两侧保护可能型号不同，且仅 有单套主保护运行，因此应尽量缩短代 路时间。 同杆并架线路的特殊问题 l A B C A B C 跨线A/C相故障 同杆并架线路的特殊问题 问题：跨线异名相故障时，双回线路两侧（4 套保护）同时感受到相间故障，在单重方 式下，同时三跳不重合。 对策：采用分相电流电流差动保护 采用
9、分相通道的纵联保护 采用综合重合闸 主变保护 1、反映电气量的保护反应变压器绕组和引出线 短路故障：差动、过流、过励磁等。 2、非电量保护反应变压器油箱内部的各种异常 、故障：轻重瓦斯、压力释放等。 3、两种保护功能互补，不能互相替代：对于某些内 部故障时，重瓦斯、压力释放保护等有更高的灵 敏度。 主变保护运行注意事项 1、主变充电前投入全部保护，对主变新投运充 电5次，以检查差动保护对励磁涌流的适应能 力； 2、带负荷前退出差动，防止因CT极性错误引起 差动保护误动； 3、正常运行时重瓦斯保护须投在跳闸位置，仅 在进行如滤油、通畅呼吸器、气阀放气及瓦斯 继电器二次回路上工作时，把继电器投在信
10、号 位置。 主变保护运行注意事项 4、旁路代路主变开关时（主要针对220KV侧 ），一般将开关CT切换至套管CT，差动保 护范围缩小，旁路开关至套管之间引线故 障时不能由主保护切除，不能保证速动性 ，因此要求220KV旁路代变高时，投入旁 路保护。注意保护定值按“旁路代变高”定 值执行，仅投入距离保护，其它保护、重 合闸退出。 主变保护运行注意事项 l5、中性点间隙电流保护仅在中性点不接地 时使用，零序过流保护仅在中性点接地时 使用。 由于中性点间隙电流保护可能与零序电 流保护共用一组CT，但动作灵敏度很大， 延时小，因此主变中性点接地时须退出间 隙保护（或称不接地零序保护）。 母线保护 一般
11、具备以下功能： 1、选择性差动保护功能； 2、母联充电、母联过流保护功能； 3、母联死区保护功能； 4、互联时的无选择性差动功能； 5、断路器失灵保护跳闸功能； 6、复合电压闭锁功能（500KV母差保护一般 不设复合电压闭锁）。 母线保护 母差动 母差动 大差动 母线保护 1、选择性： 大差作启动元件，小差作选择元件 2、母联（分段）保护 充电保护仅在母联开关合闸瞬间起作用， 过流保护在投入期间一直起作用。 3、母差接入新间隔时要带负荷测电流极性其 启动步骤一般是： 母线保护 倒空一段母线 用母联开关充新设备 退出母差保护压板 带负荷测六角图后投入压板 4、较长时间（220KV4小时、110K
12、V24小 时）退出母差保护时，一般要求缩短本 母线配出线路的对侧保护动作时间，以 保证快速切除母线故障，保证系统稳定 失灵保护 l断路器失灵保护由保护动作接点和电流 元件串联，经延时启动，手动跳闸时不 启动失灵； l为保证失灵保护不误动，所用保护动作 接点必须能迅速返回，因此主变非电量 保护不能启动失灵保护； l失灵保护动作时序： 第一时限跳母联，第二时限跳失灵开关 所连母线全部开关； 失灵保护 L2先于LM跳闸时，可能引起L3零序保护 误动 L2L1 LM L3 R 自动重合闸 1、作用： 保证连续供电； 提高系统暂态稳定水平； 电力元件及电缆线路不作重合 自动重合闸 2、分类（按作用于开关
13、的方式）： 三相一次重合闸：任何故障三跳重合 单相重合闸：单相故障单跳重合，相间 故障三跳不重合； 特殊三相重合闸（特重）：单相故障三 跳重合，相间故障三跳不重合； 综合重合闸：单相故障单跳重合，相间 故障三跳重合。 自动重合闸 4、基本功能要求： 以下情况自动闭锁重合闸： 手跳或远跳时 合于故障跳闸时 母差、失灵保护及其它自动装置动作时 开关（气压、液压等）异常 自动重合闸 3、检定条件： 单重方式时无须检定，三重方式下有： 检无压：一般用在大电源侧（检无压侧 一般同时投入检同期） 检同期：一般用在小电源侧 非检定：在单电源线路的负荷侧 自动重合闸 检母线无压：采用自动联切时使用 注意：线路
14、两侧重合闸不能投在相同的检定 方式 启动方式： 不对应启动控制把手合后位置与断路 器跳位接点启动 线路保护启动 目前系统重合闸使用情况 l2200KV系统一般采用单重方式 线路故障大多为单相故障，相间故障多为 永久性故障； 有利于两侧系统稳定，易于恢复供电 减少跳合过程中的操作过电压； 目前系统重合闸使用情况 l部分双回线采用特重方式 单相跳闸后，非全相零序电流对并行回路 的影响； 潜供电流较大，不利于故障点灭狐。 终端220KV线路按有关规程采用三重方式 但目前较主张采用单重方式 目前系统重合闸使用情况 主要原因： 220KV非全相运行对用户影响不大 地方电源开停机方式不确定，难以在“检 同
15、期”和“非检定”之间选择 220KV线路三跳后重合闸检同期条件难 以满足，造成重合成功率低 目前系统重合闸使用情况 110KV系统均采用三重方式 主要问题：小电源侧难以满足检同期条件 ，成功率很低 对策： 采用解列重合闸方式，线路故障，小电 源侧保护动作同时联跳小电源，并启动 检母线无压重合闸 目前系统重合闸使用情况 小电源侧变电站装自动联切装置，线路故 障小电源侧开关后，先由检同期重合闸重 合开关，联切装置在收到线路保护动作， 并检测开关在跳闸位置，经延时后跳小电 源进线，由BZT合110KV备用电源进线开关 中性点接地方式 中性接地方式主要考虑以下影响： 1、供电可靠性 2、线路和设备绝缘
16、水平 3、接地短路电流对设备损伤程度 4、继电保护功能 5、对附近通信设施的影响 中性点接地方式 1、大接地电流方式： 系统中全部或部分主变中性点直接接地 ，单相接地短路电流大 系统X0/X145 2、小接地电流（非有效接地）方式： 系统中性点不接地、高阻/中阻接地、消 弧线圈接地 系统X0/X13 中性点接地方式 110KV及以上系统为直接接地系统，中性点 接地方式应满足以下要求： 1）不使系统出现危险过电压； 2）不使零序序网有较大的变化，保证零序电 流保护有稳定的灵敏度 中性点接地方式 l根据以上要求，主变中性点接地方式应的 选择原则为： 1）在多电源系统中，每个电源处应至少有一 台主变中性点接地，防止形成中性点不接 地系统 2）并列运行于同一母线的主变选一台中性点 接地 中性点
