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1、继电保护及自动装置基础知识培训 李立军 2009年 四川德阳,2020/7/6,2,主要内容: 电力系统继电保护的基本知识 保护的分类 500kV保护与220kV及以下保护的区别 现场继电保护装置运行注意事项 运行管理 装置管理 保护的发展历史及趋势 自动装置的分类及管理,继电保护及自动装置基础知识培训,2020/7/6,3,1 电力系统继电保护的基本知识,电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障 1.外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，绝缘子覆冰造成冰闪，绝缘子污秽造成污闪。 2.内部原因：设备绝缘损坏，老化。 3.系统中运行、检修人员误操作。 电力系统故障的类型： 1.单相接地故障
2、D（1） 2.两相接地故障 D（1.1） 3.两相短路故障 D（2） 4.三相短路故障 D（3） 5.线路断线故障 以上故障单独发生为简单故障。不同地点，两个或以上简单故障同时发生称为复杂故障。,2020/7/6,4,不正常工作状态：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。 不正常工作状态有： 1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器 线路过负荷。 2）电力系统过电压。 3）电力系统振荡。 4）电力系统低频，低压。 电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用非计划停电，少送电，电能质量达不到标准（频率，电压 ，波形）
3、，设备损坏等。 继电保护的作用：就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。,1 电力系统继电保护的基本知识,2020/7/6,5,继电保护的基本任务： 1）将故障设备从系统中切除，保证非故障设备正常运行。 2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自行调整使其系统恢复正常工作状态。,1 电力系统继电保护的基本知识,2020/7/6,6,电力系统对继电保护的基本要求：（四性） 1）选择性：电力系统故障时，使停电范围最小的切除故障的方式。 2）快速性：电力系统故障时，以尽可能短的时间把故障设备从电网中切除，缩短故障的存在时间。电力系统故障对设备、人身，
4、系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关，故障持续时间越长，设备损坏越严重；对系统影响也越大。因此，要求继电保护快速的切除故障。 电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 220KV系统要求：近区故障 100ms、远区故障 120ms切除除障， 500KV系统要求：近区故障 80ms、远区故障 90ms切除故障,含开关动作时间，现用的开关全断开时间：220KV 40ms,500KV 35ms 快速切除故障，可提高重合闸成功率，提高线路的输送容量。,1 电力系统继电保护的基本知识,2020/7/6,7,3）灵敏性：继电保护装置在它的保护范围内（一般指末端）发生故障和不正常工作状态的反应
5、能力，用灵敏系数K表示 K=末端故障进入保护装置的电气量/保护装置的整定值（过量动作的保护） K=保护装置的整定值/末端故障进入保护装置的电气量（欠量动作的保护） 4）可靠性： 保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。 保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。,1 电力系统继电保护的基本知识,2020/7/6,8,常用的名词解释： 主保护：满足系统稳定和设备安全的要求，能以最快的速度有选择性的切除电力设备及输电线路故障的保护。 对于220KV及以上线路,变压器，母线，要求主保护全线速动，则其主保护为纵联方向，纵联距离,纵联差动，距离保护不是主保护.,1 电力系统继
6、电保护的基本知识,2020/7/6,9,后备保护：当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护.后备保护可分为远后备保护和近后备保护。 近后备保护：当主保护或断路器拒动时，由本线路其它保护或本电力设备其它保护切除故障，当开关失灵时，由开关失灵保护切除故障。 远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻线路或元件保护切除故障。,1 电力系统继电保护的基本知识,2020/7/6,10,辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能，或当主保护，后备保护退运行时而增设的保护。 如：一个半开关接线的短线保护，运方跳闸保护，过电压保护,1 电力系统继电保护的基本知识,2020/7/6,11,异常运行保护：反应被保护
7、线路和设备异常运行状态的保护。 如：过负荷、过励磁 振荡解列，低周减负荷等。 振荡解列装置：当系统正常运行时，两个系统发生振荡，将两系统分开的装置,1 电力系统继电保护的基本知识,2020/7/6,12,继电保护的分类： 按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等； 按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等； 按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等； 按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成
8、电路型保护及微机型保护等； 按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。,2 保护的分类,2020/7/6,13,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,3.1 电力变压器保护 500kV保护与220kV及以下保护的区别(共同点） 对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应按装设相应的保护装置。a.绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；b.绕组的匝间短路；c.外部相间短路引起的过电流；d.中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流；e.过负荷；f.过励磁；g.油面降低；h.变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障。,2020/7/6,14,500kV保护
9、与220kV及以下保护的区别(不同点） 1.0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上油浸式变压器，均应装设瓦斯保护：当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。 带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。 2.对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应按下列规定，装设相应的保护作为主保护。保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。 3.对6.3MVA以下厂用工作变压器和并列运行的变压器，以及10MVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。 4.对6.3MVA及以上厂用工作
10、变压器和并列运行的变压器。10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,2020/7/6,15,5.对高压侧电压为330kV及以上变压器，可装设双重差动保护。 6.220kV以下的中性点接地变压器装设中性点间隙过电压、过电流保护。 7、220kV及以下三相多绕组变压器，除主电源侧外，其他各侧保护可仅作本侧相邻电力设备和线路的后备保护。 8、500kV三相多绕组变压器，除主保护外，其他各侧保护可仅作本侧相邻电力设备和线路的后备保护。 9、对500kV自耦变压器和高、
11、中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器，当有选择性要求时，应增设方向元件。,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,2020/7/6,16,3.2 线路保护 500kV保护与220kV保护的区别(共同点） 每条线路都应配置能反应线路各种类型故障的后备保护。当双重化的每套主保护都有完善的后备保护时，可不再另设后备保护。只要其中一套主保护无后备，则应再设一套完整的独立的后备保护。对相间短路，后备保护宜采用阶段式距离保护。对接地短路，应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零序电流保护；对中长线路，若零序电流保护能满足要求时，也可只装设阶段式零序电流保护。接地后备保护应保证在接地电阻不大于300
12、时，能可靠地有选择性地切除故障。正常运行方式下，保护安装处短路，电流速断保护的灵敏系数在1.2以上时，还可装设电流速断保护作为辅助保护。根据一次系统过电压的要求装设过电压保护。对各类双断路器接线方式的线路，其保护应符合有关规定。,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,2020/7/6,17,500kV保护与220kV及以下保护的区别(不同点） 对220500kV线路，一般情况下，应按下列原则实现主保护双重化：1.设置两套完整、独立的全线速动主保护； 2.两套主保护的交流电流、电压回路和直流电源彼此独立； 3.每一套主保护对全线路内发生的各种类型故障(包括单相接地、相间短路、两相接地、
13、三相短路、非全相运行故障及转移故障等)，均能无时限动作切除故障； 4.每套主保护应有独立选相功能，实现分相跳闸和三相跳闸；,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,2020/7/6,18,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,5.断路器有两组跳闸线圈，每套主保护分别起动一组跳闸线圈； 6.两套主保护分别使用独立的远方信号传输设备。 若保护采用专用收发信机，其中至少有一个通道完全独立，另一个可与通信复用。如采用复用载波机，两套主保护应分别采用两台不同的载波机。 7.线路保护采用近后备方式。 8.根据一次系统过电压的要求装设过电压保护。,2020/7/6,19,310kV中性点非
14、直接接地电力网中的线路保护310kV中性点非直接接地电力网的线路，对相间短路和单相接地，应按本节的规定装设相应的保护：相间短路保护。 1.保护装置如由电流继电器构成，则其应接于两相电流互感器上，并在同一网路的所有线路上，均接于相同两相的电流互感器上； 2.保护应采用远后备方式： 保护装置仅装在线路的电源侧。 双侧电源线路。 a.可装设带方向或不带方向的电流速断保护和过电流保护。 b.对下列线路，当本保护不符合选择性，灵敏性和速动性的要求时，可采用下列保护方式：短线路，以带辅助导线的纵联保护(导引线保护)作主保护，带方向或不带方向的电流保护作后备保护。导引线保护如需敷设专用辅助导线时，其长度不宜
15、超过12km。并联的电缆线路，以横联电流差动保护作主保护，带方向或不带方向的电流保护作后备保护。,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,2020/7/6,20,3.3 母线保护和断路器失灵保护 500kV保护与220kV及以下保护的区别(共同点） 对发电厂和变电所的电压的母线，在重要发电厂或110kV以上重要变电所的母线应装设专用的母线保护 。 500kV保护与220kV及以下保护的区别(不同点） 对220500kV母线，应装设能快速有选择地切除故障的母线保护。对1个半断路器接线，每组母线宜装设两套母线保护。为防止误动作，应增设简单可靠的闭锁装置(1个半断路器接线的母线保护除外)。母
16、线保护动作后，(1个半断路器接线除外)对不带分支的线路，应采取措施，促使对侧全线速动保护跳闸。,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,2020/7/6,21,在220500kV电力网中，以及110kV电力网的个别重要部分，可按下列规定装设断路器失灵保护：1线路保护采用近后备方式，对220500kV分相操作的断路器，可只考虑断路器单相拒动的情况。2线路保护采用远后备方式，如果由其他线路或变压器的后备保护切除故障将扩大停电范围(例如采用多角形接线，双母线或分段单母线等时)，并引起严重后果时。3如断路器与电流互感器之间发生故障，不能由该回路主保护切除，而由其他线路和变压器后备保护切除又将扩大停电范围，并引起严重后果时。4 1个半断路器接线方式的断路器失灵保护中，反映断路器动作状态的相电流判别元件宜分别检查每台断路器的电流，以判别那台断路器拒动。当一串中的中间断路器拒动时，则应采取使对侧断路器跳闸的措施，并闭锁重合闸。,3 500kV保护与220kV及以下保护的区别,2020/7/6,22,3.4 电力电容器保护 500k
