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1、电力系统继电保护,电网技术培训处,主 要 内 容,陕西电力职工培训中心,基 础 知 识,输 电 线 路 保 护,陕西电力职工培训中心,一、输电线路的故障,输电线路常见的故障类型：,陕西电力职工培训中心,短路,相与相之间或相与地之间非正常的短接,一、输电线路的故障,输电线路常见的故障类型：,陕西电力职工培训中心,断线,一相断开或两相断开,两相断线,单相断线,二、线路保护的配置原则,输电线路配置的保护：,陕西电力职工培训中心,反映相间短路的保护,反映接地（短路）的保护,不同电压等级的线路配置不同原理的保护,二、线路保护的配置原则,一、 35kV及以下线路配置的保护,陕西电力职工培训中心,反映相间短
2、路的保护： 阶段式电流保护（可带方向）,反映接地的保护： 绝缘监视装置（无选择性） 零序电流保护 零序方向保护,二、线路保护的配置原则,二、 110kV线路配置的保护,陕西电力职工培训中心,反映相间短路的保护： 阶段式相间距离保护,反映接地短路的保护： 阶段式零序电流保护（可带方向） 阶段式接地距离保护,全线速动保护： 纵联线路保护,二、线路保护的配置原则,二、 330kV及以上线路配置的保护,陕西电力职工培训中心,主保护双重化： 两套纵联线路保护,采用近后备方式： 后备保护能反映各种故障类型,阶段式距离保护 阶段式零序电流保护,三、阶段式线路保护,阶段式电流保护 阶段式零序电流保护 阶段式距
3、离保护,陕西电力职工培训中心,三、阶段式线路保护,阶段式电流保护,陕西电力职工培训中心,陕西电力职工培训中心,阶段式电流保护,（1）无时限电流速断保护,概念：对于反应电流幅值增大而瞬时动作的电流保护称为无时限电流速断保护,本线路末端短路和下一线路首端短路时，流过保护安装处的电流基本相等，为了保证选择性，一般只能保护线路的一部分,特点：动作速度快；不能保护线路全长； 动作区随系统运行方式及短路类型的改变而改变,陕西电力职工培训中心,阶段式电流保护,（2）带时限电流速断保护,因为无时限电流速断保护不能保护线路的全长，所以要装设带时限电流速断保护,要求带时限电流速断保护是能保护线路的全长，还要有尽可
4、能短的动作时限,通常要求限时电流速断延伸至下一线路的保护范围不能超出下一线路无时限电流速断的保护范围,陕西电力职工培训中心,阶段式电流保护,（2）带时限电流速断保护,特点： 保护线路全长，保护范围延伸到下一线路一部分； 带有很短的延时，一般0.5s。,作用： 和无时限电流速断保护构成线路的主保护，能在0.5s内切除线路上的故障。,陕西电力职工培训中心,阶段式电流保护,（3）定时限过电流保护,作用：作为本线路的近后备和下一线路的远后备,工作原理： 正常运行时，线路流过负荷电流，保护不动； 当线路发生短路故障时，保护起动，经过保证选择性的延时动作，将故障切除。,按躲过最大的负荷电流计算保护的动作电
5、流,陕西电力职工培训中心,阶段式电流保护,（3）定时限过电流保护,动作时限：按照阶梯性原则整定,注意：越靠近电源侧动作时限越长,陕西电力职工培训中心,阶段式电流保护,（4）三段式电流保护的配合关系,陕西电力职工培训中心,阶段式电流保护,（5）三段式电流保护的逻辑框图,陕西电力职工培训中心,2.阶段式零序电流保护,三、阶段式线路保护,用于大接地电流系统中，反映零序电流增大而动作。,陕西电力职工培训中心,2.阶段式零序电流保护,（1）无时限零序电流速断保护,概念：对于反应零序电流幅值增大而瞬时动作的电流保护称为无时限零序电流速断保护,零序电流的获得：,陕西电力职工培训中心,2.阶段式零序电流保护,
6、（1）无时限零序电流速断保护,特点： 动作速度快； 不能保护线路全长； 动作区随系统运行方式及短路类型的改变而改变； 只能反映不对称接地短路 。,陕西电力职工培训中心,2.阶段式零序电流保护,（2）带时限零序电流速断保护,特点： 能保护线路全长，保护范围延伸到下一线路一部分； 带有很短的延时，一般0.5s。,作用： 和无时限零序电流速断保护构成线路的主保护，能在0.5s内切除线路上的不对称接地故障。,陕西电力职工培训中心,2.阶段式零序电流保护,（3）定时限零序过电流保护,作用：作为本线路的近后备和下一线路的远后备,工作原理： 正常运行时，线路流过负荷电流，三相对称，流入保护装置的是不平衡电流
7、，保护不动； 当线路发生不对称接地短路时，有零序电流产生，保护起动，经过保证选择性的延时动作，将故障切除。,陕西电力职工培训中心,3.阶段式距离保护,三、阶段式线路保护,反映阻抗减小（电流增大、电压降低）而动作,距离保护，就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护装置。,陕西电力职工培训中心,3.阶段式距离保护,距离保护段瞬时动作，只能保护线路全长的 80-85%，保护范围不随系统运行方式和短路类型的改变而改变。,距离保护段能保护线路全长 ，保护范围延伸到下一条线路，不超出下一线路距离 段的保护范围。,距离保护段作为 、 段的后备，保护范围延伸到下一条线路末端。,
8、四、纵联线路保护,闭锁式纵联方向保护 闭锁式纵联距离保护 光纤纵联电流差动保护,陕西电力职工培训中心,四、纵联线路保护,陕西电力职工培训中心,纵联保护：是利用线路两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成保护。,电气量：电流相量 、方向,如何比较两端的电气量？,本端电气量信息告诉对端， 对端电气量信息告诉本端。,四、纵联线路保护,陕西电力职工培训中心,通道类型： 电力线载波通道 微波通道 光纤通道 导引线通道,高频信号的性质： 闭锁信号、允许信号、跳闸信号,1、闭锁式纵联方向保护,陕西电力职工培训中心,闭锁式纵联方向保护的基本工作原理：是利用闭锁信号来比较线路两侧正方向测量元件的动作情况，以综
9、合判断故障是发生在被保护线路内部还是外部。,2、闭锁式纵联距离保护,陕西电力职工培训中心,闭锁式纵联距离保护是利用具有方向性的阻抗继电器来作为方向元件，以判断故障是发生在被保护线路内部还是外部。,一般是用距离保护段的阻抗继电器来作为方向元件。,3、光纤电流差动保护,陕西电力职工培训中心,电流差动保护基本原理是通过比较线路两侧电流的大小和相位构成的。,3、光纤电流差动保护,光纤电流差动保护是通过光纤将线路两侧的电流信号传送到对侧进行比较，从而决定保护是否动作。,外部故障：,3、光纤电流差动保护,陕西电力职工培训中心,内部故障：,变 压 器 保 护,变压器的故障及异常状态 变压器保护典型配置,变压
10、器故障状态,油箱内的故障：绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等。,油箱外的故障：主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。,变压器的故障,变压器不正常运行状态,变压器的不正常运行状态,由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；,由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。,大容量变压器在过电压或低频率等异常运行方式的过励磁故障,变压器保护配置,变压器主保护 差动保护： 反映变压器相间故障的主保护。 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 气体重(轻)瓦斯保护 反映变压器油箱内故障,变压器
11、保护配置,3后备保护配置 （1）相间后备保护：能反应变压器内部或外部发生的相间短路故障。 （2）接地后备保护：能反应变压器内部或外部发生的接地性短路故障。 4 过负荷保护：反应变压器过负荷状态。 5过励磁保护 6其他保护,变压器差动保护,瓦 斯 保 护,一、瓦斯继电器 1、作用：反映于气体的继电器 2、安装：位于油箱与油枕之间连接管的中部连接管坡度（24%）：油箱油枕气流顺利通过顶盖与水平面坡度（11.5%)：防止气泡聚集在顶盖处 3、结构： 浮筒式（已淘汰）空心浮筒渗油，水银接点抗震性差 浮筒挡板式 开口杯挡板式,瓦斯继电器安装示意图 QJ-80型开口杯挡板式瓦斯继电器结构图 1瓦斯继电器
12、1罩；2顶针；3气塞；4、11永久磁铁； 2油枕 5开口杯；6重锤；7指针；8开口销；9弹簧； 10挡板；13、15干簧触点14调节杆；17排气孔,瓦斯保护的构成,轻瓦斯接点动作值用气体容积来定，保护动作于发信。 重瓦斯接点动作值用油流速度来定，保护动作于跳闸 优点：结构简单，可反应油箱内的一切故障，尤其在反应线圈匝间短路时，其灵敏度高，对能产生大量气体的内部故障动作迅速。 缺点：不能反应油箱外部套管及引出线上的故障。 瓦斯保护与差动保护共同作为变压器的主保护。,相间后备保护,过电流保护,保护的起动电流按躲过变压器的最大负荷电流整定,低压闭锁过电流保护,保护的启动元件包括电流继电器和低电压继电
13、器 只要当电流元件和电压元件同时动作后，才能起动时间继电器经预定时间后，起动出口中间继电器动作与跳闸。,复合电压闭锁过电流保护,保护构成 电压元件：相间低电压元件及负序过电压元件。 电流元件：过流保护 方向元件：采用带记忆的正序电压。方向可指向变压器也可指向系统。,复合过电流保护,由负序电流元件和单相式低电压启动的过电流保护构成 负序电流元件用来反应不对称故障， 单相式低电压启动的过电流保护主要反映对称故障。,阻抗保护,通常用于330-500kV大型升压及降压变压器,母线保护,母线故障大多是单相接地短路和由其引起的相间短路。 造成短路的主要原因有： 母线绝缘子、断路器套管以及电压、电流互感器、
14、避雷器等的套管和支持绝缘子的闪络或损坏； 运行人员的误操作，如带地线误合闸或带负荷拉开隔离开关产生电弧等。 对母线保护的要求是： 必须快速有选择地切除故障母线； 应能可靠、方便地适应母线运行方式的变化； 接线尽量简化。,母线保护,母线保护的主要方式 1利用供电元件的保护装置保护母线 简单、经济；但故障切除时间太长，一般在（0.51.1）s以上； 当双母线发生故障时，无选择性。 2装设专用的母线保护,专用母线保护的装设原则,1、对220500kV母线，应装设能快速有选择地切除故障的母线保护。 对3/2接线，每组母线宜装设两套相同原理的母线保护。 2、对变电所的35110kV电压的母线，在下列情况下应装设专用的母线保护。 a.110kV双母线 b.110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所的35kV母线，需快速切除母线上的故障时。 c.35kV电网中，主要变电所的35kV双母线或分段母线需快速切除一段或一组母线上的故障时。,断路器失灵保护,断路器失灵保护： 当系统发生故障，相应的保护装置动作，但与其对应的断路器因故不能跳开切除故障，此时，失灵保护跳开与拒动断路器相邻的其它断路器，以便将故障点与系统隔离。,自 动 重 合 闸,主要用于输电线路，提高系统的稳定性。,微 机 保 护,谢谢大家,
