繼電保護基本知識精品課件

1、繼電保護繼電保護基本知識一、基本概念1、繼電保護。繼電保護包括繼電保護技術(shù)和繼電保護裝置。 繼電保護技術(shù)：繼電保護技術(shù)是一個完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護原理及實現(xiàn)、繼電保護配置設(shè)計、繼電保護運行及維護等技術(shù)構(gòu)成。 繼電保護基本知識 繼電保護裝置：是完成繼電保護功能的核心，能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。2、電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài) 故障：指各種短路（d(3)、 d(2) 、d(1) 、d(1-1)）)和斷線（單相、兩相），其中最常見且最危險的是各種類型的短路。 不正常運行狀態(tài)：電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到

2、破壞，但沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài)。如：過負荷、過電壓、頻率降低等。 繼電保護基本知識3、主保護主保護是指滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求，有選擇地切除被保護設(shè)備和全線路故障的保護。例如線路的速斷保護、變壓器的差動保護等。 繼電保護基本知識4、后備保護 后備保護：指的是主保護或斷路器拒動時，切除故障設(shè)備或線路的保護。后備保護分為遠后備保護和近后備保護兩種方式。 遠后備保護：指當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護實現(xiàn)后備，切除故障。 近后備保護：指當本元件的主保護拒絕動作時，由本元件的同一安裝處的另一套保護實現(xiàn)后備作用 ，切除故障。繼電保護基本知識5、輔助保護 輔助保護是指為補充主保護和后備

3、保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設(shè)的簡單保護。繼電保護基本知識繼電保護基本知識繼電保護基本知識二、繼電保護裝置的組成 繼電保護裝置一般可以由三部分組成：即測量部分、比較部分和執(zhí)行部分。 測量部分的作用是測量被保護元件的工作狀態(tài)，迅速準確地反應(yīng)相應(yīng)的一個或幾個物理量的變化。 比較部分又稱為邏輯部分，它的作用是將測量部分所測得的物理量與一整定值進行比較，從而確定被保護元件是否發(fā)生了故障，以便決定保護裝置是否應(yīng)該動作。 執(zhí)行部分的作用是根據(jù)比較部分的動作命令，發(fā)出使斷路器跳閘和動作于信號的脈沖，以完成保護裝置的動作任務(wù)。繼電保護基本知識繼電保護基本知識三、繼電保護裝置的作用1、當被保護的電

4、力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。2、反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運行維護條件的不同(例如有無經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。一般情況下，反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護裝置容許帶一定的延時動作。繼電保護基本知識四、繼電保護裝置應(yīng)滿足的要求 一套完善的繼電保護裝置，通常應(yīng)具備以下四種技術(shù)性能選擇性速動性靈敏性可靠性繼電保護基本知識

5、1、選擇性 當電力系統(tǒng)某一元件發(fā)生故障時，電力系統(tǒng)中很大范圍內(nèi)的電氣量都將發(fā)生變化，因而，位于此范圍內(nèi)的繼電保護裝置都有可能動作，這樣勢必造成大范圍的停電。為了使電力系統(tǒng)的停電范圍盡可能地縮小，要求保護裝置只將發(fā)生故障的元件切除掉。保護裝置的這種有選擇的動作就稱為保護裝置的選擇性。繼電保護基本知識1、選擇性 選擇性的另一個含意是：當由于某種原因，距離短路點最近的保護裝置或斷路器拒絕動作時，相鄰元件的保護裝置應(yīng)起后備作用。保護裝置的這種后備作用是十分重要和必不可少的。繼電保護基本知識2、速動性 所謂速動性，就是要求繼電保護裝置能以最短的時間將故障元件從電網(wǎng)上切除。 繼電保護裝置快速切除故障元件有

6、以下優(yōu)點： (1)可以提高電力系統(tǒng)中發(fā)電機并聯(lián)遠行的穩(wěn)定性。繼電保護基本知識2、速動性 (2)可以減輕短路電流使電氣設(shè)備損壞的程度，并縮短用戶在低電壓狀態(tài)下的工作時間，從而使電動機容易自起動。 (3)可以防止故障的擴大，提高自動重合閘動作的成功率。由于短路點常產(chǎn)生很大的電弧，短路持續(xù)的時間愈長，燃弧的時間愈長，就有可能使設(shè)備絕緣壞，這樣，本來是臨時性的故障就可能變?yōu)橛谰眯缘墓收?。因此，快速切除故障，不但可以防止事故擴大，而且由于故障點絕緣損壞較小，自動重合閘的成功率就較高。 對于110一330kV的網(wǎng)絡(luò)為0.150.3秒； 對于35kV以下的網(wǎng)絡(luò)，一般為0.5一0.7秒。繼電保護基本知識3、靈

7、敏性 繼電保護裝置的靈敏性(也稱為靈敏度)，是指在保護范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)時，保護裝置的反應(yīng)能力。 保護裝置靈敏與否，受電力系統(tǒng)運行方式的影響較大，通常在保護裝置的整定計算中，只考慮系統(tǒng)運行方式的兩種極端情況即最大運行方式和最小運行方式。 繼電保護基本知識3、靈敏性 最大運行方式就是供電系統(tǒng)中的發(fā)電機、并聯(lián)線路、變壓器等都投入時，系統(tǒng)等值阻抗最小，短路電流最大的運行方式。 最小運行方式就是供電系統(tǒng)中的發(fā)電機、并聯(lián)線路、變壓器等投入最少，系統(tǒng)等值阻抗最大，短路電流最小的一種運行方式。 繼電保護基本知識4、可靠性 保護裝置的可靠性是指被保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，保護裝置動作的可靠程度。 可靠

8、性有兩個含義： （1）、在保護裝置應(yīng)該動作的情況下，不因保護裝置本身的某種原因而拒絕動作(即拒動)； （2）在保護裝置不應(yīng)該動作的情況下，不因保護裝置本身的某種原因而動作(即誤動)。繼電保護基本知識4、可靠性 保護裝置不可靠的主要原因：安裝和調(diào)試質(zhì)量不高，運行維護不當，繼電器或其它元件質(zhì)量不高，以及設(shè)計計算錯誤等。為了提高保護裝置的可靠性，必須注意以下幾點 （1）提高保護裝置安裝和調(diào)試的質(zhì)量，加強日常的維護管理； （2）保護裝置應(yīng)盡可能地簡化，采用的繼電器及串聯(lián)的接點應(yīng)盡可能少； （3）正確選定繼電保護的整定值。 （4）保護裝置應(yīng)當采用質(zhì)量高、動作可靠的繼電器和元件。電流互感器1、電流互感器的

9、極性。 在使用電流互感器時一定要注意其同名端極性的問題，否則可能會導(dǎo)致繼電器發(fā)生誤動作或不動作。尤其是穿心式電流互感器，從表面看兩側(cè)差別不大，如不仔細辨別輸入輸出端，就非常容易將互感器穿反，導(dǎo)致其二次側(cè)發(fā)生誤判。 電流互感器1、電流互感器的極性。 在進行電流保護裝置的實際接線和分析其接線方式時，應(yīng)正確標注電流互感器的極性和電流的正方向。電流互感器的極性應(yīng)按減極性原則標注；即當一、二次側(cè)繞組中，同時由同極性端子遇入電流時，它們在鐵芯中產(chǎn)生的磁通的方向相同。電流互感器 電流互感器一、二次側(cè)電流的正方向可以任意選取，但在繼電保護中，一般部是選取一次側(cè)和二次側(cè)繞組中電流的正方向相反，如圖 (b)中，選

10、取一次側(cè)電流從L1流向L2為正，而選取二次側(cè)電流從K2流向K1為正。電流保護 電流互感器的同名端常用的測定方法 。 直流法：接線如圖所示。在電流互感的一次線圈（或二次線圈）上，通過按鈕開關(guān)S接入的干電池E。按下S時，若直流電流表或直流電壓表指針正偏，則1、3端子或2、4端子是同名端；S斷開指針反偏時，1、3端子或2、4端子是同名端。直流法測定極性，簡便易行，結(jié)果準確，是現(xiàn)場是常用的一種方法。 電流保護 電流保護 2、電流互感器的接線形式 電流互感器的接線形式指的是電流互感器與測量儀表或保護繼電器之間的連接形式。 三相完全星形接線 兩相不完全星形接線 電流保護 （1）三相三完全星形接線可以準確反

11、映三相中每一相的真實電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護線路的三相短路、兩相短路和單相接地短路。 （2）兩相兩繼電器不完全星形接線可以準確反映兩相的真實電流。該接線方式應(yīng)用在610kV中性點不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護線路的三相短路、兩相短路。電流互感器 （3）兩相三完全星形接線中流入第三個繼電器的電流是 。 該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護線路的三相短路、兩相短路。 兩相三完全星形接線電流保護 （4）兩相接差動式接線 該接線特點是U、W相電流互感器接成電流差式，通過繼電器的電流是U、W相電流互感器二次側(cè)電流差。 該接線方式應(yīng)用在6 兩相差接線 10kV中性點不接地的小電流接地

12、系統(tǒng)中，保護線路的三相短路、兩相短路、小容量電動機保護、小容量變壓器保護。電流保護 （5）單相接線 在三相負荷平衡時，可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測量電路。單相接線 電流保護 在電流保護的整定計算中，還常常用到接線系數(shù)，所謂接線系數(shù)就是指繼電器電流If與電流互感器的二次電流I2之比，即電流保護3、電流速斷保護 電流速斷保護：對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時動作電流保護，稱為電流速斷保護。 為了保護的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定。保護范圍一般為本線路全長的85%。當系統(tǒng)為最大運行方式時，保護范圍最大；當系統(tǒng)為最小運行方式時，保護范圍最小。例：見圖電流保護4、限時電

13、流速斷保護 限時電流速斷保護：任何情況下能保護線路全長，并具有足夠的靈敏性，并力求動作時限最小。因動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護。 為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護范圍不超出下一條線路第段的保護范圍。即整定值與相鄰線路第段配合。 電流保護5、定時限過電流保護 定時限過電流保護：作為本線路主保護的近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。其起動電流按躲最大負荷電流來整定的保護稱為過電流保護。此保護不僅能保護本線路全長，且能保護相鄰線路的全長。電流保護 上述電流速斷保護、限時電流速斷保護、過電流保護保護范圍為不同3個不同區(qū)段，故稱為三段式電流保護。三段式第段電流速斷保護；第段限時電流速斷

14、保護；第段過電流保護。其中電流速斷保護、限時電流速斷保護一般為主保護，過電流保護一般為后備保護。電流保護6、反時限過電流保護 反時限過電流保護：是動作時限與被保護線路中電流大小有關(guān)的一種保護，當電流大時，保護的動作時限短，而電流小時動作時限長。電流保護7、方向電流保護 方向電流保護：利用流經(jīng)保護裝置的短路功率的方向來確認保護裝置是否應(yīng)該動作的保護。電壓保護1、低電壓保護 低電壓保護:反映電壓降低而動作的保護稱為低電壓保護。 PT一二次斷線會使低電壓保護誤動作。為了防止低電壓保護誤動作，通常低電壓保護都具有斷線閉鎖功能。電壓保護2、過電壓保護 低電壓保護:反映電壓升高而動作的保護稱為過電壓保護。

15、 過電壓保護一般用在電容器回路上和發(fā)電機回路上。非電量保護 非電量保護：使用開關(guān)量實現(xiàn)的保護，如瓦斯保護、溫度保護，稱為非電量保護。 瓦斯保護：利用故障時產(chǎn)生的強烈的油氣流來動作的保護裝置，稱之為瓦斯保護裝置。 瓦斯保護能靈敏地反應(yīng)油箱內(nèi)的各種形式故障。這是其它類型的保護裝置所達不到的。例如繞組的匝間短路，其短路電流只在繞組的極少匝數(shù)的線圈內(nèi)環(huán)流，反應(yīng)在變壓器外部電路的電流變化很小，尚不足以使變壓器的差動保護或電流保護動作。另外，象變壓器漏油等故障，其它保護也不能反應(yīng)，但瓦斯保護均能靈敏反應(yīng)。因此，瓦斯保護是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)故障雖有效的一種保護裝置?？v差保護1、線路縱差保護 縱差保護：就是用某

16、種通訊通道將輸電線兩端的保護縱向連接起來，將兩端的電氣量傳送到對端，將兩端的電氣量進行比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是范圍外的保護。靈敏度高，可以保護線路全長?？v差保護2、變壓器縱聯(lián)差動保護 變壓器差動保護：縱聯(lián)差動保護是反應(yīng)被保護變壓器各端流入和流出電流的差的保護。 電氣設(shè)備保護配置1、變壓器 主要配置的保護有：重瓦斯、輕瓦斯、差動、速斷、過電流、過負荷、零序電流保護、溫度、壓力釋放等。2、饋線：縱差、速斷、時限速斷、過電流、接地等。3、電動機：縱差、速斷、過電流、接地、低電壓等。電氣設(shè)備保護配置4、電容器：速斷、過電流、接地、低電壓、過電壓、不平衡電流保護等。5、發(fā)電機：縱差、100%定

17、子接地、過電流、過負荷、轉(zhuǎn)子一點接地、轉(zhuǎn)子兩點接地、失磁保護、低頻、超頻保護、低電壓、過電壓定子接地保護等。備用電源自動投入裝置 備用電源自動投入裝置:簡稱“BZT”；就是當工作電源因故障被斷開后，備用電源能自動投入，使工廠不致于因停電而停產(chǎn)。備用電源自動投入裝置應(yīng)滿足哪些要求?備用電源自動投入裝置應(yīng)滿足的要求1、只有在正常工作電源跳閘后方能自動投入備用電源；2、備用電源自投裝置只應(yīng)動作一次； 3、當備用電源無電時，自投裝置不應(yīng)動作；4、當電壓互感器的保險絲熔斷時，自投裝置不應(yīng)誤動作。事故判斷和處理舉例1、一條6KV饋線跳閘的分析、判斷和處理；2、變電所一段母線失電的分析、判斷和處理；3、二次

18、回路端子排常用接線端子有哪些類型？端子排的種類有一般端子、試驗端子、連接端子、特殊端子和終端端子。1、一般端子供進出線接線之用。一個端子一般只允許接一根導(dǎo)線，導(dǎo)線截面一般不超過6mm2。特殊情況下，個別端子允許最多接兩根導(dǎo)線。2、試驗端子 試驗端子用在交流二次電流回路中，可用來串接電流測量儀表，保證在切換過程中該回路不致開路。3、連接端子 連接端子的絕緣座兩側(cè)間隔中間有缺口，用于端子之間需要連接的場合。4、特殊端子在試驗端子上拆除左右兩片連接片，則成為特殊端子，它用于需要經(jīng)常斷開的回路中。5、終端端子 作為固定端子排之用，無導(dǎo)電片。控制屏上的紅綠指示燈各有什么用途？紅燈亮反映斷路器處于合閘位置

19、，同時監(jiān)視跳閘回路的完整性。綠燈亮反映斷路器處于分閘位置，同時監(jiān)視合閘回路的完整性。為什么紅綠指示燈要串聯(lián)電阻？紅綠指示燈串聯(lián)電阻的目的是防止燈座處發(fā)生短路時造成開關(guān)誤動作。什么叫繼電保護防跳裝置? 斷路器電動合閘時，當合閘到有故障的線路上時，繼電保護裝置將動作，使斷路器自動跳閘。此時如果操作人員仍將控制開關(guān)的手柄放在合閘位置，則斷路器將再合閘，這種跳、合閘現(xiàn)象的多次重復(fù)便是所謂“跳躍”。斷路器發(fā)生多次跳躍的后果一方面將造成斷路器遮斷容量下降，甚至引起斷路器的損壞；另一方面將使一次系統(tǒng)受到嚴重影響。因此，在設(shè)計斷路器的控制回路時，應(yīng)該采取一定的措施以防止出現(xiàn)斷路器跳躍現(xiàn)象，稱為“防跳”。實現(xiàn)這

20、種措施的電路稱為防跳裝置。繼電保護防跳裝置有哪幾種構(gòu)成方式?各有什么特點?構(gòu)成方式及其特點： 常用的防跳裝置有機械式的和電氣式兩種，其構(gòu)成原則相同，即在同時有合閘和跳閘命令出現(xiàn)時，應(yīng)保證跳閘。在回路設(shè)計中，應(yīng)保證在這種情況下，將合閘命令解除或?qū)⑺哺臑樘l命令。機械防跳裝置。主要是利用電磁操動機構(gòu)中的自由脫扣機構(gòu)構(gòu)成。當斷路器合閘到故障線路上時，則由于繼電保護裝置在合閘鐵芯尚未落下時即已動作，斷路器跳閘，并使自由脫扣機構(gòu)中的鉸接點處于死點位置之上，而呈現(xiàn)脫扣狀態(tài)，這時即使控制開關(guān)仍處于“合閘”位置，合閘線圈回路仍保持暢通，也不會使斷路器再次合閘。在CD2型電磁操動機構(gòu)中，就裝有這種機械防跳裝置。電氣防跳裝置常用的有利用跳閘線圈輔助觸點構(gòu)成防跳裝置，或利用防跳閉鎖繼電器構(gòu)成防跳裝置兩種方式。利用跳閘線圈輔助觸點構(gòu)成防跳裝置的原理如下：當斷路器合閘到故障線路上時，繼電保護動作，斷路器自動跳閘，并使串接在合閘回路中的跳閘線圈的常閉輔助觸點打開，從而斷開了合閘回路的電源。這時即使控制開關(guān)仍在合閘位置，合閘線圈中仍無電流流過，不會造成斷路器跳躍。這時的跳閘線圈依靠本身的自保持回路，從控制開關(guān)的合閘觸點獲得保持電流，以保證斷路器穩(wěn)定在跳閘狀態(tài)。若斷路器操動機構(gòu)本身沒有機械防跳裝置，而跳