2-1繼電保護(hù)介紹.ppt

1、繼電保護(hù)介紹,故障的危害 繼電保護(hù)的任務(wù) 對繼電保護(hù)的基本要求 繼電保護(hù)裝置的組成,繼電保護(hù)的作用及基本特點,繼電保護(hù)裝置的功能可用一個等效的自動化開關(guān)來描述：,繼電保護(hù)裝置的功能,20世紀(jì)50年代機(jī)械/整流型電磁式保護(hù)裝置(特點：體積大、功耗大、動作慢) 20世紀(jì)6080年代晶體管繼電保護(hù)裝置(特點：體積小、功耗小、動作快) 20世紀(jì)80年代主要是CKF、CKJ系列集成電路保護(hù)(特點：體積更小、性能較好) 20世紀(jì)90年代主要是常規(guī)微機(jī)保護(hù)(特點：性能完善、可靠性高) 目前新一代數(shù)字化微機(jī)保護(hù)(特點：性能完善、可靠性高、節(jié)省成本等) 未來發(fā)展方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的未來趨勢是向計算機(jī)化，

2、網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展,繼電保護(hù)發(fā)展過程,定時限過電流保護(hù)的原理圖：,舉例1：整流型電磁式保護(hù)工作原理,舉例2-1：微機(jī)保護(hù)工作原理,舉例2-2：微機(jī)保護(hù)工作原理,光耦回路,當(dāng)開關(guān)量合上時，光耦發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，引腳為低電平。反之，當(dāng)開關(guān)量斷開，三級管截止，引腳為高電平。,舉例2-3：微機(jī)保護(hù)信號采集,過流保護(hù) RCS9611C復(fù)壓過流、零序過流 RCS941A四段零序方向過流保護(hù) 距離保護(hù) RCS902A縱聯(lián)距離 RCS941A三段相間和接地距離保護(hù) 線路縱聯(lián)保護(hù) RCS902A主保護(hù)：縱聯(lián)距離+零序+高頻信號 RCS931A主保護(hù)：分相電流差動和

3、零序電流差動+光纖采樣 主變差動保護(hù) RCS978差動速斷保護(hù)+比率差動保護(hù)：縱聯(lián)距離+零序 失靈保護(hù) RCS923過流保護(hù)+充電保護(hù)等 重合閘 備用電源自投 。,主要保護(hù)類型,學(xué)會看懂保護(hù)的邏輯圖,過流保護(hù),電流繼電器,無時限電流速斷保護(hù) （段電流保護(hù)） 作用：保護(hù)始端部分 要點：躲末端短路 靈敏度：電流電壓聯(lián)鎖速斷,限時電流速斷保護(hù) （段電流保護(hù)） 作用：保護(hù)本線全長 要點：與鄰線段配合 靈敏度：與鄰線 段配合,定時限過電流保護(hù) （段電流保護(hù)） 作用：后備保護(hù) 要點：考慮階梯時限特性近、遠(yuǎn)后備,三段式電流保護(hù) 工作原理 整定計算： 接線及接線方式,特點 段：無延時、靈敏度低 段：0.5s、

4、保護(hù)全長 段：靈敏度高、延時長,過流保護(hù)的時限特性：采用三階(及以上)梯式,保護(hù)1的段,保護(hù)1的段,保護(hù)1的段,過流保護(hù)的時限特性,單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)短路的電流電壓保護(hù) 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù) 大接地電流系統(tǒng)的零序保護(hù),基本原理-為什么帶方向 功率方向繼電器-動作方程、靈敏角等 接線方式-90接線、動作分析,零序分量的特點 零序電流過濾器 階段式零序電流保護(hù) 整定原則-動作電流、時間、靈敏度 分支系數(shù)、靈敏、時限特點,過流保護(hù)的要點,簡單3段式過流保護(hù),66kV及以下的線路保護(hù)通常以電流保護(hù)為主，作為相間短路的保護(hù)，一般配置兩段或三段，再根據(jù)實際情況考慮是否再增加方向元件或電壓元件。電流電壓保護(hù)

5、是最早發(fā)展的一種保護(hù)，原理簡單，其三段式階梯特性是以定量作為故障位置測量保護(hù)裝置的典型方式，反應(yīng)的電氣量是電力系統(tǒng)的基本電量，即反應(yīng)電流突然增大、母線電壓突然降低。因此，受系統(tǒng)運行方式的影響很大。,過流保護(hù)應(yīng)用范圍,110kV及以上電網(wǎng)中變壓器中性點直接接地，為大接地電流系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生接地故障時,通過變壓器接地點構(gòu)成短路通路, 系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序分量。110kV及以上的高壓線路通常以零序電流方向保護(hù)作為接地短路的保護(hù)，一般配置三段或四段。 運行經(jīng)驗表明,在中性點直接接地系統(tǒng)中,d(1)幾率占總故障率的70%90%，零序保護(hù)正確動作率達(dá)97%以上，該保護(hù)簡單可靠。,零序過流保護(hù)：,過流保護(hù)：,基本原

6、理 阻抗繼電器 整定計算,定義 時限特性（與電流保護(hù)相似） 組成元件-啟動、測量、邏輯、其他,啟動阻抗（整定阻抗）-注意段 時限 靈敏度（反應(yīng)測量量降低動作）,作用 動作特性-全阻抗、方向阻抗、偏移特性 啟動條件方程-幅值比較、相位比較；應(yīng)用 測量阻抗、啟動阻抗、整定阻抗,距離保護(hù)的要點,距離保護(hù)的概念 反應(yīng)的是保護(hù)安裝處至故障點的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而 確定動作時限的一種保護(hù)裝置 測量保護(hù)安裝處至故障的距離，實際上是測量二者之間的阻 抗大小，故距離保護(hù)又稱為阻抗保護(hù) 距離保護(hù)有保護(hù)范圍，短路發(fā)生在保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)動作， 否則不動作，該保護(hù)范圍用整定阻抗來定義 正常時保護(hù)安裝處的測量阻抗如右

7、圖公式所示，其中： 測量電壓 測量電流測量阻抗,距離保護(hù)的工作原理,發(fā)生故障時保護(hù)安裝處的測量阻抗右圖公式所示： 在短路后： 保護(hù)安裝處母線電壓降低 流過保護(hù)安裝處的電流增大 距離保護(hù)比單一物理量的電流保護(hù)靈敏度高 距離保護(hù)原理: 距離保護(hù)是用整定阻抗與被保護(hù)線路的測量阻抗比較， 當(dāng)短路點在保護(hù)范圍以外時，即時繼電器不動，當(dāng)短路點在保護(hù)范圍以內(nèi)，即時繼電器動作，距離保護(hù)又稱低阻抗保護(hù),110kV及以上的高壓線路通常以距離保護(hù)作為相間短路的保護(hù)，一般配置三段。距離保護(hù)是以反應(yīng)從故障點到保護(hù)安裝處之間阻抗大?。ň嚯x大?。┑摹＞嚯x保護(hù)的三段式階梯特性也是以定量測量判斷故障位置，但因其判斷故障位置的量

8、是非電氣量距離，因而其保護(hù)區(qū)不受系統(tǒng)運行方式的影響。,距離保護(hù)的應(yīng)用范圍,距離保護(hù)：,基本原理 縱聯(lián)保護(hù)分類,問題提出（高頻和光纖差動保護(hù)能解決什么問題？） 電流差動保護(hù) 高頻通道組成-阻波器、結(jié)合電容器、連接濾波器、收發(fā)信機(jī) 高頻通道的工作方式-故障時發(fā)信、長期發(fā)信 高頻信號-閉鎖信號、允許信號、跳閘信號 光纖通道,縱聯(lián)方向保護(hù)（由載波通道和方向保護(hù)元件構(gòu)成 閉鎖式和允許式） 縱聯(lián)距離保護(hù)（由專用載波通道和三（四）段式 相間和接地距離保護(hù)構(gòu)成，而 且采用閉鎖式的形式較多。） 光纖縱聯(lián)差動保護(hù)（光纖電流差動作為220kV及 以上電壓等級的線路主保護(hù)）,縱聯(lián)保護(hù)的要點,收不到高頻信號是保護(hù)動作于

9、跳閘的必要條件，這樣的高頻信號是閉鎖信號。在使用閉鎖信號時，一般都采用相-地耦合的高頻通道。需要指出的是雖然收發(fā)信機(jī)接在一相輸電線路與大地之間，但由于相與相之間和相與地之間是有分布電容的，所以實際上是三相輸電線路和部分大地都是參與高頻電流的傳輸?shù)摹?閉鎖式縱聯(lián)保護(hù),允許信號的縱聯(lián)保護(hù)在500kV線路中應(yīng)用較多,允許式縱聯(lián)保護(hù),光纖縱聯(lián)保護(hù),分相電流差動繼電器 1. 工頻變化量差動繼電器 2. 穩(wěn)態(tài)量差動繼電器 3. 零序差動繼電器,采用光纖通道按相傳送兩側(cè)電流量，本身具有選相能力，不受系統(tǒng)振蕩影響，在非全相運行中有選擇地快速動作，不受TV斷線影響。 由于帶有制動特性，可防止區(qū)外故障誤動，不受失

10、壓影響，不反應(yīng)負(fù)荷電流，抗過渡電阻能力強(qiáng)。在短線路上使用，不需要電容電流補(bǔ)償功能。在同桿并架線路上應(yīng)用廣泛。,保護(hù)復(fù)用通道連接示意簡圖,縱聯(lián)保護(hù)的應(yīng)用范圍,220kV及以上的高壓、超高壓線路通常以縱聯(lián)保護(hù)達(dá)到全線瞬時切除故障的要求，再配置三段式相間距離保護(hù)、三段式接地距離保護(hù)及兩段零序電流保護(hù)作后備?？v聯(lián)保護(hù)依靠測量元件的定性測量判斷故障位置，借助于通道，將判別量傳送到各側(cè)，然后根據(jù)特定的關(guān)系，判定區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障性質(zhì)，以達(dá)到瞬時切除全線故障的目的。判別元件和通道是縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成的主要部分。,縱聯(lián)保護(hù)：,變壓器的故障、不正常運行狀態(tài),變壓器的保護(hù)方式,縱差動保護(hù),零序保護(hù),瓦斯保護(hù),保護(hù)原理、保護(hù)

11、范圍 TA接線-相位校正、變比-幅值校正 比率制動特性 穩(wěn)態(tài)不平衡電流 勵磁涌流（概念、特點） 保護(hù)原理框圖,后備保護(hù) 變壓器中性點直接接地-兩段式零序電流保護(hù)（配合、時限） 變壓器中性點可能接地可能不接地-零序電流、電壓保護(hù),特點、保護(hù)范圍 輕瓦斯-延時信號 重瓦斯-瞬時跳閘,變壓器差動保護(hù)的要點,變壓器差動保護(hù)接線,變壓器差動保護(hù)接線,變壓器差動保護(hù)動作區(qū),據(jù)統(tǒng)計，輸電線路上有以上的故障是瞬時性的故障如雷擊、鳥害等引起的故障。短路以后如果線路兩側(cè)的斷路器沒有跳閘，雖然引起故障的原因已消失，例如雷擊已過去、電擊以后的鳥也已掉下，但由于有電源往短路點提供短路電流，所以故障不會自動消失。等繼電保

12、護(hù)動作將輸電線路兩側(cè)的斷路器跳開后，由于沒有電源提供短路電流，電弧將熄滅。 原先由電弧使空氣電離造成的空氣中大量的正、負(fù)離子開始中和，這過程稱之為去游離。等到足夠的去游離時間后，空氣可以恢復(fù)絕緣水平。這時如果有一個自動裝置能將斷路器重新合閘就可以立即恢復(fù)正常運行，顯然這對保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行是十分有利的。,重合閘的作用,重合閘的啟動方式,絕大多數(shù)的情況都是先由保護(hù)動作發(fā)出過跳閘命令后才需要重合閘發(fā)合閘命令的，因此重合閘可由保護(hù)來起動。,保護(hù)啟動方式:,不對應(yīng)起動方式具體實現(xiàn)起來可以有多種形式，例如控制開關(guān)在合閘后狀態(tài)既可以用合閘后的KK接點來判斷，也可以用重合閘是否已充滿電的條件來衡量。前者很

13、容易理解，后者判別的原理是，只有原先在正常運行狀態(tài)且三相斷路器都在合閘位置時重合閘才能充滿電。在跳閘位置繼電器動作TWJ=1的條件中還可加入檢查線路無電流的條件以進(jìn)一步確認(rèn)提高可靠性，防止由于TWJ繼電器異常、接點粘連等使重合閘一直處于起動狀態(tài)。,位置不對應(yīng)起動:,重合閘時考慮的其他因素,微機(jī)保護(hù)的重合閘是在斷路器主觸頭斷開，并且判別線路無電流后才開始計重合閘的延時的，因為這才真正意味著本側(cè)斷路器已跳開了。所以重合閘的時間是從此時開始到重合閘裝置發(fā)出合閘脈沖之間的時間。,重合閘時間的考慮:,檢查線路無電壓側(cè)總是先重合的。因此該側(cè)有可能重合在故障線路上再次跳閘。所以該側(cè)斷路器有可能在短時間內(nèi)需切除兩次短路電流，工作條件相對惡劣。檢查同期側(cè)是在線路有壓且滿足同期條件后才重合的，所以肯定重合在完好的線路上，斷路器的工作條件相對好一些。為了均衡負(fù)擔(dān)，檢查線路無壓側(cè)和檢查同期側(cè)可定期倒換。但是如果是發(fā)電廠的出線，該側(cè)一般都定為檢查同期側(cè)。,檢無壓和檢同期:,手合故障線路