供配電基礎夯實班第十七講繼電保護

1、2017供配電專業(yè)基礎夯實班網絡授課課后及時答疑專有題庫2016-11-21供配電303842857，發(fā)變群1657241051電力系統保護的原理、任務和組成供配電303842857，發(fā)變群165724105提要§ 保護的任務§ 電力系統描述§ 保護的目標§ (保護的原理)§ 保護系統的供配電303842857，發(fā)變群165724105保護的任務§ 保護免受 短路 故障的§ 保護運行設備免受損壞§ 在故障情況下保持電力系統運行供配電303842857，發(fā)變群165724105高壓網絡的擁有者§ 公互用統、

2、電力公司電網、區(qū)域系統、城市電網§ 工業(yè)企業(yè)鋼鐵、水泥、化工、汽車. . .§ 發(fā)電廠§ 鐵路§ 特殊系統機場、醫(yī)院、試驗站、輪船. . .電壓等級超高壓輸電750 kV500 kV400 kV高壓220 kV110 kV60 kV中壓30 kV20 kV10 kV6 kV配電供配電303842857，發(fā)變群165724105系統結構:工業(yè)企業(yè)中的輻射型網絡GGMMM供配電303842857，發(fā)變群165724105系統結構:供電系統中的輻射型網絡供配電303842857，發(fā)變群165724105系統結構:網狀網絡供配電303842857，發(fā)變群1657

3、24105中性點接地補償接地不接地直接接地低阻抗接地供配電303842857，發(fā)變群165724105電力網絡的主要發(fā)電機三繞組變壓器雙繞組變壓器接地故障補償電抗器母聯雙母線短路限流電抗器電纜刀閘M電并聯電抗器變電站線路濾波電路負荷供配電303842857，發(fā)變群165724105保護的目標選擇性快速性供配電303842857，發(fā)變群165724105保護區(qū)域電流互感器CT斷路開關供配電303842857，發(fā)變群165724105指示故障條件的判據IUt-TI × sinw t + eI(t)=rdI dt電流D ISII U ZjSfI> U< Z<DjI>

4、U>I>>電壓阻抗相角功率頻率rrS(t)P QDf供配電303842857，發(fā)變群165724105三相系統中的故障類型3-pole2-pole1-pole供配電303842857，發(fā)變群165724105電力系統保護系統的好的保護裝置最優(yōu)的保護概念快速、安全、有選擇性的保護系統精確設定:定期維護、檢查、自檢精確調試供配電303842857，發(fā)變群165724105一般系統數據§ 電壓等級?§ 中性點接地方式?的中斷時間?§§ 供電方的供電可靠性目標?§ 系統的未來的發(fā)展?§ 用戶的重要程度?§ 需要的信

5、息?供配電303842857，發(fā)變群165724105來自網絡接線圖的數據§ 要保護哪些元件?§ 短路電流的水平?§ 網絡元件有那些?§ 已安裝了哪些保護?供配電303842857，發(fā)變群165724105保護裝置的特性§ 動作特性?§ 選擇性?§ 保護功能?§ 后備保護?§ 附加設備?供配電303842857，發(fā)變群165724105保護系統設計除保護裝置本身外,一個保護系統還包括以下部分:§ CT/PT§ 二次電纜§ 斷路開關§ 二次接線§ 電舉例:線

6、路保護系統保護系統的1.2.3.4.5.CT,VT二次接線保護裝置開關電池供配電303842857，發(fā)變群165724105PTCT開關二次接線電池保護裝置=精確設定的前提條件§ 準確的線路長度§ 線路特性§ 數據§ 變壓器接地方式§ 開關操作次數§ 線路對接地故障的R/X比值供配電303842857，發(fā)變群165724105調試的步驟§ CT/PT檢查§ 二次接線檢查§ 保護裝置的全部功能檢查§ 開關跳閘信號的檢查§ 當地參數的檢查如前向-后向定義供配電303842857，發(fā)變群16

7、5724105檢查與維護§ 二次檢查§ 一次檢查§ 真正的系統故障供配電303842857，發(fā)變群165724105維護要求§ 機電設備- 維護- 功能檢查§ 模擬電子設備-功能檢查§ 數字設備- 自檢供配電303842857，發(fā)變群165724105基本的保護原理供配電303842857，發(fā)變群165724105時限保護- 功能l 定時限保護l 故障判據:l 選擇性判據:時間供配電303842857，發(fā)變群165724105時限保護- 功能IL1TRIPIL2IL3IE對所有具有4組CT輸入的保護裝置都有效供配電303842857，

8、發(fā)變群165724105IE>ttIE>>tI>tI>>保護- 功能(3組CT輸入)時限IL1IL1跳閘IL2IL2 (IE)IE 是計算值,(最小 0.1 x IN)并配置定時器IL3IL3IE適用于所有類型的中性點接地方式供配電303842857，發(fā)變群165724105I>I>>I>I>>tI>tI>>保護-功能(3組CT輸入)時限IL1IL1跳閘IL2IL2 (IE)跳閘IEL2是計算值IL3IL3供配電303842857，發(fā)變群165724105I>I>>tI>tI>

9、;>tI>tI>>保護- 特性時限二段定時限保護裝置的跳閘特性t sec2.0跳閘區(qū)域1.51.00.5x IN0.51.01.52.02.5I>I>>供配電303842857，發(fā)變群165724105保護- 特性時限反時限保護裝置的跳閘特性t sec2.0特性:n IECn ANSIn 用戶自定義1.51.00.5x IN0.51.01.52.02.5供配電303842857，發(fā)變群165724105保護- 應用時限作為主保護用于:線路保護通過延時分級實現選擇性1電保護2短路和過負荷保護, 啟動時間監(jiān)視,重啟動抑制M變壓器保護3短路和過負荷保護,涌流

10、制動132供配電303842857，發(fā)變群165724105xxxxO/CO/CO/CO/C保護- 應用時限作為線路主保護xt = 900mst = 600mst = 300mst = 0ms優(yōu)點:缺點:簡單裝置,只需CT 近饋線側,供配電303842857，發(fā)變群165724105O/CO/CO/CO/C時延分級t = 700 mst = 400 mst = 100 msI >I >I >I >I >I >供配電303842857，發(fā)變群165724105保護- 應用時限作為配電變壓器主保護< 800kVA>800kVA>1600kVA短

11、路和過負荷保護短路保護(涌流制動)短路保護(涌流制動)過負荷保護HV-fuse Typ: GTrO/C供配電303842857，發(fā)變群165724105xxxxxO/CI 2 t保護- 應用時限作為后備保護用于:1線路差動保護I2 變壓器差動保護II12供配電303842857，發(fā)變群165724105xxxxO/CO/CO/C保護- 應用時限變壓器后備保護設定:100%uk%I>>>* INA,t = 0uk = 變壓器短路電壓IN = 變壓器高壓側額定電流因此 I>> 只對高壓側故障起作用II>: 動作值低壓側故障,該限值應大于所有低壓側饋線額定電流之和

12、折合到高壓側的值.t = 300ms + 所有饋線的最大時延供配電303842857，發(fā)變群165724105xxUMZ開關失靈保護- 應用電能方向TRIPbreaker failt2&CB I>t2= t CB + t BFdrop off + t safety= 150 - 250msBF function供配電303842857，發(fā)變群165724105TRIP over current prot.I>&t1OC function保護- 功能方向時限l 方向時限l 故障判據:l 選擇性判據:方向+時間供配電303842857，發(fā)變群165724105保護保護-

13、 功能方向時限IL1跳閘UL1快速段 (I>>):有方向無方向后備段 (I>):供配電303842857，發(fā)變群165724105Direction&tI>tI>>保護- 應用方向時限電能方向作為并行線路主保護O/C1t = 300mst = 300msDevices動作DeviceDevice閉鎖 (“反”方向)瞬間跳閘t = 0mst = 0msO/C4O/C3Device返回Device300 ms后跳閘t = 0msO/C供配電303842857，發(fā)變群165724105xxxxxO/C21234123保護- 應用方向時限電能方向作為并行線路

14、主保護t = 300mst = 300ms動作1Devices閉鎖 (“反”方向)DevicesDevicet = 0msO/Ct = 0msO/C瞬間跳閘返回Devicest = 0msO/C供配電303842857，發(fā)變群165724105xxxxxO/CO/C543215435221保護- 應用方向時限t = 600mst = 0mst = 300mst = 300mst = 0mst = 600ms動作Devices作為雙端供電線路主保護瞬間跳閘Device返回Devices600ms后跳閘Device供配電303842857，發(fā)變群16572410516426421O/CO/CO/C

15、O/C65432O/CO/C1保護- 應用方向時限t = 600mst = 0mst = 300mst = 300mst = 0mst = 600ms動作Devices300ms后跳閘作為雙端供電線路主保護Devices返回Devices供配電303842857，發(fā)變群16572410561436431O/CO/C6543O/CO/CO/CO/C21方向比較-介紹方向比較-另一種保護概念供配電303842857，發(fā)變群165724105方向比較-介紹HV infeed20kV20kV400V20kV20kV400V400V400V20kV400V供配電303842857，發(fā)變群16572410

16、5方向比較-原理TRIPTRIPESESABI>I>&&Data linkt1t1感應”不起作用的方向”發(fā)出”不起作用的方向”信號S收到”不起作用的方向”信號 -> 閉鎖EI>啟動時間段”感應” 起作用的方向”時延供配電303842857，發(fā)變群165724105t1方向比較-應用對雙端供電網絡B-C段發(fā)生故障ABCDI>,t I>,t I>,t I>,tR 1.1I>,t I>,t I>,t I>,tR 2.1I>,t I>,t I>,t I>,tR 2.2I>,t I>

17、;,t I>,t I>,tR 3.1I>,t I>,t I>,t I>,tR 3.2I>,t I>,tI>,t I>,tR 1.2R 1.1 前向, R 1.2反向 è R 1.2 閉鎖 R 1.1R 3.1反向 , R 3.2前向è R 3.1閉鎖 R 3.2R 2.1前向, R 2.2前向è 快速跳閘 t1 (100ms)供配電303842857，發(fā)變群165724105方向比較-應用對單端供電網絡C-D段發(fā)生故障ABCDI>,t I>,t I>,t I>,tR 1.1I>

18、;,t I>,t I>,t I>,tR 2.1I>,t I>,t I>,t I>,tR 3.2I>,t I>,tI>,t I>,tR 1.2I>,t I>,t I>,t I>,tR 2.2I>,t I>,t I>,t I>,tR 3.1R 1.1前向, R 1.2反向 è R 1.2閉鎖 R 1.1R 2.1前向, R 2.2反向 è R 2.2閉鎖 R 2.1R 3.1前向, R 3.2 不動作è快速跳閘 in t1 (100ms),因未收到閉鎖信號

19、供配電303842857，發(fā)變群165724105方向比較-應用“反閉鎖”的原理1出線保護啟動并在50 ms內閉鎖進線保護Blocking2T = 50ms t = xxms電能方向2進線保護在50 ms內發(fā)出跳閘信號,因無出線保護動作并閉鎖進線保護+start.startstartM1供配電303842857，發(fā)變群165724105O/CO/CO/CO/C方向比較-應用方向比較與反閉鎖的結合母線閉鎖母線環(huán)網柜環(huán)網柜TRIPTRIPESES光纖光纖I>I>&&二進制信號二進制信號t1t1I>t3I>t3母線故障快速跳閘(t3 app. 50ms)&am

20、p;&TRIPTRIP出線屏出線屏I>t4I>t4&&供配電303842857，發(fā)變群165724105方向比較-應用在環(huán)網B-C段發(fā)生故障ABCDI>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 1.1I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 1.2I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 2.1I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 2.2I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 3.1I>,t1

21、 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 3.2R1.1 R1.2 R2.1 R2.2 R3.1 R3.2 R4 R5 R6正向,但被R1.2閉鎖反向,閉鎖R1.1正向,閉鎖母線保護,并跳閘正向, ,并跳閘反向,閉鎖R3.2正向,但被R3.1閉鎖無反應無反應無反應R4R5R6供配電303842857，發(fā)變群165724105I>,tI>,tI>,t方向比較-應用在母線B的出線段發(fā)生故障ABCDI>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 1.1I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 1.2I>

22、,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 2.1I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 2.2I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 3.1I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 3.2R1.1 R1.2 R3.1 R3.2 R4 R5 R6正向,但被R1.2閉鎖反向,閉鎖R1.1反向,閉鎖R3.2正向,但被R3.1閉鎖無反應無反應閉鎖母線保護,并跳閘R4R5R6供配電303842857，發(fā)變群165724105I>,tI>,tI>,t方向比較-應用在母

23、線B發(fā)生故障ABCDI>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 1.1I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 2.1I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 2.2I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 3.2I>,t1 I>,t2 I>,t3 I>,t4R 1.2R 3.1R1.1 R1.2 R2.1 R2.2 R3.1 R3.2 R4 R5 R6正向,但被R1.2閉鎖反

24、向,閉鎖R1.1,由母線保護段動作跳閘反向,閉鎖R2.2,由母線保護段動作跳閘正向,但被R2.1閉鎖反向,閉鎖R3.2正向,但被R3.1閉鎖無反應無反應無反應R4R5R6供配電303842857，發(fā)變群165724105I>,tI>,tI>,t過壓/欠壓過壓U >UNU <欠壓供配電303842857，發(fā)變群165724105差動保護裝置的測量原理I1I5I2I4I3Kirchhoff law:= 0I1+ I2 + I3 + I4 + I5電流方向定義: 電流入線路為正,出線路為負.供配電303842857，發(fā)變群165724105差動保護線路負荷狀態(tài)Istar

25、t - Iend = 0DI = 0è故障狀態(tài)Istart - Iend ¹ 0DI ¹ 0è母線IA負荷狀態(tài)SI = 0IA + IB + IC = 0èCIA故障狀態(tài)IA + IB + IC ¹ 0SI ¹ 0è供配電303842857，發(fā)變群165724105IBICIBIl 跳檻:IDiff>>2.5. 4 IC舉例:I 1 = 5 0 0 A , I 2= - 3 0 0 A ,I N , C T= 5 0 0 A , I C = 5 0 Al差動保護的跳閘跳檻I D i f f > = 2 , 5 I C / I N , C T = 0 . 2 5 lIDiff/IN,CT= 500 A /500 A + (-300 A / 500A) = 1.0 - 0.6 = 0.4