繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)解析ppt

1、繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)解析ppt一、繼電保護(hù)四性1、可靠性。 在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其他該保護(hù)裝置不應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作，即“不誤動(dòng)不拒動(dòng)”。 可靠性主要取決于保護(hù)裝置本身的質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)水平 。一般來(lái)說(shuō)，保護(hù)的原理完善，裝置組成元件的質(zhì)量越高、接線越簡(jiǎn)單、模擬式保護(hù)回路中繼電器的接點(diǎn)數(shù)量越少，保護(hù)裝置的工作越可靠。比如過(guò)流保護(hù)，如果加入復(fù)壓閉鎖條件，則會(huì)增加電壓測(cè)量、比較、邏輯判斷回路，保護(hù)的復(fù)雜性提高，無(wú)論哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)使保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)可能。因此，對(duì)于保護(hù)整定而言，在元件保護(hù)要求滿足的前提下，保護(hù)越簡(jiǎn)單越可靠

2、。 在電源比較豐富、各系統(tǒng)之間和電源與負(fù)荷之間聯(lián)系很緊密時(shí)，保護(hù)裝置誤動(dòng)，會(huì)切除一部分負(fù)荷，但此時(shí)很可能備自投裝置動(dòng)作很快能恢復(fù)供電，此時(shí)則考慮寧愿誤動(dòng)而不要拒動(dòng)，以保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)穩(wěn)定為主。反正，當(dāng)電源少、各系統(tǒng)之間和電源與負(fù)荷之間聯(lián)系比較薄弱情況下，則以保證供電可靠性為主要任務(wù)，此種情況下提高保護(hù)裝置不誤動(dòng)的可靠性比提高其不拒動(dòng)的可靠性更為重要。2、選擇性 電力系統(tǒng)中有故障時(shí)，應(yīng)由距故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。 一般情況下遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作切除故障時(shí)將使停電范圍擴(kuò)大，在復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中，當(dāng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備保護(hù)在技

3、術(shù)上有難度（主要是靈敏系數(shù)不滿足要求）時(shí)，應(yīng)采用近后備保護(hù)。為此，在每一元件上應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的主保護(hù)和后備保護(hù)，并裝設(shè)必要的斷路器失靈保護(hù)。由于這種后備作用是在主保護(hù)安裝處實(shí)現(xiàn)，因此稱為近后備保護(hù)。 相比較而言，遠(yuǎn)后備的性能是比較完善的，它對(duì)相鄰元件的保護(hù)裝置、斷路器、二次回路和直流電源所引起的拒絕動(dòng)作，均能起到后備作用，同時(shí)其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。 因此，在電壓較低的線路上應(yīng)優(yōu)先采用這種方式，只有當(dāng)遠(yuǎn)后備不能滿足靈敏度和速動(dòng)性時(shí)，才考慮采用近后備的方式。主保護(hù)和后備保護(hù)的概念。 1、主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備或線路故障的保護(hù)。 2、后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒

4、動(dòng)時(shí)用來(lái)切除故障的保護(hù)，又分為遠(yuǎn)后備和近后備。 （1）遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。 （2）近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。 3、輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。超高壓（220kV及以上），雙重化原則，近后備+斷路器失靈。高壓（220kV以下），主、備獨(dú)立，遠(yuǎn)后備。用圖例說(shuō)明選擇性： 選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量縮小停電范圍。 例： 當(dāng)d1短

5、路時(shí)，保護(hù)1、2動(dòng)跳1DL、2DL，有選擇性 當(dāng)d2短路時(shí)，保護(hù)5、6動(dòng)跳5DL、6DL，有選擇性 當(dāng)d3短路時(shí)，保護(hù)7、8動(dòng)跳7DL、8DL，有選擇性 若保護(hù)7拒動(dòng)或7DL拒動(dòng)，保護(hù)5動(dòng)跳5DL（有選擇性） 若保護(hù)7和7DL正確動(dòng)作于跳閘，保護(hù)5動(dòng)跳5DL，則越級(jí)跳閘（非選擇性） 3、速動(dòng)性 速動(dòng)性就是當(dāng)元件發(fā)生故障時(shí)，該元件保護(hù)裝置要迅速反應(yīng)并動(dòng)作于跳閘，將故障隔離。 快速地切除故障可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低情況下工作時(shí)間以及縮小故障元件的損壞程度。但動(dòng)作迅速而同時(shí)又能滿足選擇性要求的保護(hù)裝置，一般都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴。比如光纖差動(dòng)保護(hù)可是實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)保護(hù)，但

6、價(jià)格肯定比單純的過(guò)流保護(hù)、距離保護(hù)要昂貴得多。 因此，在一些情況下，允許保護(hù)裝置帶有一定的延時(shí)切除故障。對(duì)繼電保護(hù)速動(dòng)性的要求，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的接線以及被保護(hù)元件的具體情況來(lái)確定。 故障切除的總時(shí)間等于保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間之和。 4、靈敏性： 對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生任何故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能敏銳感覺(jué)、正確反應(yīng)。 通常，保護(hù)裝置的靈敏性用靈敏系數(shù)來(lái)衡量，并表示為Klm。 對(duì)反應(yīng)于數(shù)值上升而動(dòng)作的過(guò)量保護(hù)（如過(guò)電流保護(hù)） 對(duì)反應(yīng)于數(shù)值下降而動(dòng)作的欠量保護(hù)（如低電壓保護(hù)） 其中故障參數(shù)的最小、最大計(jì)算值是根據(jù)實(shí)

7、際可能的最不利運(yùn)行方式、故障類型和短路點(diǎn)來(lái)計(jì)算的。 重點(diǎn)講解靈敏性！ 上述四個(gè)基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，也是貫穿全課程的一個(gè)基本線索。在它們之間既有統(tǒng)一的一面，又有在一定條件下矛盾的一面。 繼電保護(hù)的四性在整定計(jì)算中非常重要，在制定保護(hù)系統(tǒng)方案中常常很難同時(shí)滿足四個(gè)基本要求，整定計(jì)算工作很重要的一部分就是對(duì)四性進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。 (1)可靠性與選擇性、靈敏性、速動(dòng)性存在矛盾。例如保護(hù)裝置的環(huán)節(jié)越少、回路越簡(jiǎn)單可靠性越高，但簡(jiǎn)單的保護(hù)很難滿足選擇性、快速性、靈敏性的要求。 (2)選擇性與靈敏性存在矛盾。例如，對(duì)于電流保護(hù)，提高整定值可以保證選擇性，降低整定值才能保證靈敏性，尤其是大、小方

8、式相差較大時(shí)，很難同時(shí)滿足二者的要求。 (3)選擇性與速動(dòng)性存在矛盾。時(shí)間越長(zhǎng)越容易保證選擇性，但無(wú)法滿足速動(dòng)性的要求。 對(duì)于四性的矛盾，要具體分析電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行合理的取舍，具體原則如下： a.地區(qū)電網(wǎng)服從主系統(tǒng)電網(wǎng)； b.下一級(jí)電網(wǎng)服從上一級(jí)電網(wǎng)； c.局部問(wèn)題自行消化； d.盡可能照顧地區(qū)電網(wǎng)和下一級(jí)電網(wǎng)的需要； 二、保護(hù)整定中的大、小方式1、大方式 在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最大，對(duì)繼電保護(hù)而言稱為最大運(yùn)行方式。此時(shí)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小。2、小方式 在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最小，對(duì)繼電保護(hù)而言稱為最小運(yùn)行方式。此時(shí)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗

9、最大。 繼電保護(hù)整定計(jì)算中所用大、小方式的“大”和“小”是相對(duì)于短路電流的大小而言，和短路電流的大、小一致。 取最大運(yùn)行方式下三相短路和最小方式下兩相短路，經(jīng)計(jì)算后可以繪制出流經(jīng)保護(hù)安裝處的短路電流隨短路點(diǎn)距離變化的兩條曲線。在系統(tǒng)所有的運(yùn)行方式下，在相同地點(diǎn)發(fā)生不同類型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流都介于這兩個(gè)短路電流之間。 繼電保護(hù)裝置具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)成。 2、 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是： (1) 電流增大。 短路時(shí)

10、故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至幾倍額定電流。 (2) 電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。 流過(guò)保護(hù)安裝處短路電流的大小與以下因素緊密相關(guān)： 1、電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化； 2、電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)的變化； 3、不同的短路類型； 4、隨短路點(diǎn)等值電源的距離變化，短路電流連續(xù)變化，越遠(yuǎn)電流越小，并且在本線路末端和下級(jí)線路出口短路，電流沒(méi)有差別。 以上特點(diǎn)，都是構(gòu)成完善的電流保護(hù)時(shí)必須考慮的問(wèn)題。三、35千伏線路保護(hù)1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（過(guò)流I段、電流I段） 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，按躲線末最

11、大短路電流整定，動(dòng)作時(shí)間一般按0s整定。 Iset.aKkIk.b.max Kk為可靠系數(shù)，一般1.3. Ik.b.max 為最大方式下線路末端三相短路電流。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)僅保護(hù)線路的一部分，不深入到其他線路，定值具有天然選擇性。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)校核被保護(hù)線路出口短路的靈敏系數(shù)，在常見(jiàn)運(yùn)行大方式下，三相短路的靈敏系數(shù)不小于1即可投運(yùn)。 需要指出的是，在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式差異較大的情況下，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)在最小方式下可能沒(méi)有保護(hù)范圍。在短線路中，甚至還可能出現(xiàn)大方式下也沒(méi)有保護(hù)范圍。這體現(xiàn)了電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較大，局限性較強(qiáng)。 三、35千伏線路保護(hù)1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（

12、過(guò)流I段、電流I段） 當(dāng)線路為終端線路，帶下級(jí)35千伏變電站時(shí)，瞬時(shí)速斷保護(hù)可按躲過(guò)下級(jí)主變低壓側(cè)整定。 同時(shí)還要注意瞬時(shí)電流速斷保護(hù)因延時(shí)為0s或短延時(shí)，當(dāng)下級(jí)主變?nèi)萘枯^大時(shí)，可能躲不過(guò)下級(jí)主變?nèi)妷撼潆姇r(shí)的勵(lì)磁涌流，因此要校核是否能躲過(guò)下級(jí)主變涌流，一般大方式下短路電流較大，可以躲過(guò)下級(jí)主變涌流。 2、限時(shí)電流速斷保護(hù) 限時(shí)電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路全長(zhǎng)，按保線末有規(guī)定靈敏系數(shù)整定。 Iset.aIk.b.minKlm Klm為靈敏系數(shù)，20公里以下線路不小于1.5，20公里至50公里線路不小于1.4,50公里以上線路不小于1.3。 Ik.b.max 為最小方式下線路末端兩相短路電流。 限時(shí)電

13、流速斷保護(hù)應(yīng)該與下級(jí)線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合，不能伸出下級(jí)線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)范圍。時(shí)間比瞬時(shí)電流速斷保護(hù)多出一個(gè)級(jí)差取0.3s.如果保護(hù)范圍不伸出下級(jí)線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)范圍，則本級(jí)限時(shí)電流速斷保護(hù)不考慮與下級(jí)限時(shí)電流速斷保護(hù)時(shí)間相配合。 當(dāng)限時(shí)電流速斷保護(hù)伸出下級(jí)線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)時(shí)，則限時(shí)電流速斷保護(hù)時(shí)間需與下級(jí)限時(shí)電流速斷保護(hù)配合，比下級(jí)限時(shí)電流速斷保護(hù)時(shí)間多一個(gè)級(jí)差，兩級(jí)限時(shí)電流速斷保護(hù)定值也要嚴(yán)密配合。 2、限時(shí)電流速斷保護(hù) 限時(shí)電流速斷保護(hù)要求保線末靈敏度，這個(gè)靈敏度要求往往與不伸出下級(jí)線路瞬時(shí)速斷范圍、躲下級(jí)變電站主變變低的選擇性要求相沖突。 因縣域電網(wǎng)往往以35千伏電網(wǎng)作為主

14、網(wǎng)架，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，電源比較單一，系統(tǒng)聯(lián)系不緊密，線路串帶現(xiàn)象普遍，如果繼電保護(hù)的選擇性得不到保證發(fā)生越級(jí)跳閘，將會(huì)造成較大停電范圍，造成不良社會(huì)影響。此時(shí)，繼電保護(hù)的選擇性顯得尤為重要。 因此，當(dāng)35千伏線路限時(shí)速斷保護(hù)按保線末靈敏度整定與躲主變低壓側(cè)相沖突時(shí)，如果下級(jí)主變負(fù)荷不屬于重要負(fù)荷（如一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷），則按保線末靈敏度整定，選擇性靠下級(jí)保護(hù)可靠動(dòng)作保證。 如果下級(jí)負(fù)荷為重要負(fù)荷，則以躲下級(jí)主變低壓側(cè)變低為準(zhǔn)，以保證良好的選擇性，當(dāng)線末發(fā)生故障時(shí)，靠本級(jí)后備保護(hù)過(guò)電流保護(hù)來(lái)切除故障。但要在備注中明確說(shuō)明，限時(shí)速斷保護(hù)對(duì)線末沒(méi)有足夠靈敏度。 3、過(guò)電流保護(hù) 過(guò)電流保護(hù)按躲線路最大負(fù)荷電

15、流整定，最大負(fù)荷電流的計(jì)算按調(diào)度方式部門(mén)提供的事故過(guò)負(fù)荷、負(fù)荷自啟動(dòng)電流等。在受線路輸送能力限制的情況下，也可按輸電線路所允許的最大負(fù)荷電流整定。 可靠系數(shù)取1.31.5. 過(guò)電流保護(hù)作為本級(jí)線路后備保護(hù)和下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，在本線路末端故障時(shí)要求靈敏系數(shù)不小于1.5，在相鄰線路末端故障時(shí)力爭(zhēng)靈敏系數(shù)不小于1.2。 過(guò)電流保護(hù)定值與時(shí)間也要逐級(jí)嚴(yán)密配合。 當(dāng)按躲最大負(fù)荷電流整定的過(guò)電流值不能保證規(guī)定的靈敏系數(shù)時(shí)，應(yīng)按保證規(guī)定的靈敏系數(shù)整定。因?yàn)?10千伏及以下電網(wǎng)采用遠(yuǎn)后備對(duì)下一級(jí)線路進(jìn)行保護(hù)，如果下級(jí)保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，本級(jí)保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作，這是保護(hù)電網(wǎng)設(shè)備的一道重要防線。此時(shí)可能會(huì)限制線路的帶負(fù)荷能

16、力，在定值單中應(yīng)明確說(shuō)明。也可以選擇加電壓閉鎖元件進(jìn)行閉鎖過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)正常運(yùn)行負(fù)荷值大于定值時(shí)，用電壓元件閉鎖防止過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)。 四、35千伏主變保護(hù) 主保護(hù)：非電量保護(hù)（輕瓦斯、重瓦斯、壓力釋放等）、縱差保護(hù)（差動(dòng)速斷和比率差動(dòng)保護(hù)）。 后備保護(hù)：復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)。 高后備復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，按躲變壓器高壓側(cè)額定電流整定，一般去1.2/0.9倍額定電流，并與低壓側(cè)有1.1倍配合系數(shù)。并校核對(duì)主變低壓側(cè)母線短路有1.5倍靈敏系數(shù)。 時(shí)間按與上級(jí)線路過(guò)電流保護(hù)時(shí)間配合。高壓側(cè)復(fù)壓取高、低壓側(cè)母線PT電壓并用。 低后備復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，按躲變壓器低壓側(cè)額定電流整定，一般去1.2/0.9倍額定電流

17、。 時(shí)間按與主變高壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)時(shí)間配合。低壓側(cè)復(fù)壓取低壓側(cè)母線PT。 如果時(shí)間裕度不夠，可以高、低后備時(shí)間取一樣，以便給主變低壓側(cè)出線留出足夠時(shí)間。 五、10千伏饋線保護(hù) 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)退出。 限時(shí)速斷保護(hù)按保線末有靈敏度整定。時(shí)間取0.5s或0.3s。如果上級(jí)35千伏限時(shí)速斷保護(hù)范圍伸出了主變本級(jí)母線，則要求本線路限時(shí)速斷 保護(hù)定值及時(shí)間與上級(jí)35千伏線路相配合。 如果線路長(zhǎng)度太長(zhǎng)，造成保線末靈敏度的限時(shí)速斷保護(hù)定值太小，以至于不能躲過(guò)負(fù)荷電流時(shí)，應(yīng)調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，加裝線路分段開(kāi)關(guān)及保護(hù)或者采取電壓閉鎖元件等。 過(guò)電流保護(hù)按躲本線路最大負(fù)荷電流整定，可靠系數(shù)取。過(guò)電流保護(hù)時(shí)間按與上級(jí)主變低后備跳低分段時(shí)間配合整定。 要求配網(wǎng)線路下級(jí)環(huán)網(wǎng)柜、分接箱及配電站保護(hù)與本級(jí)