注册电气工程师复习辅导

1、 注册电气工程师复习辅导注册电气工程师复习辅导 继电保护、安全自动装置及调度自动化继电保护、安全自动装置及调度自动化 华北电力设计院华北电力设计院 钟德明钟德明1 一电力系统继电保护一电力系统继电保护 1.1继电保护和安全自动装置：继电保护和安全自动装置： 当电力系统发生故障时，能及时发出告警或使断路器跳当电力系统发生故障时，能及时发出告警或使断路器跳闸，以终止故障的发展的一种自动化设备。闸，以终止故障的发展的一种自动化设备。 1)用于保护电力元件的成套装置一般统称继电保护装置；用于保护电力元件的成套装置一般统称继电保护装置；用于保护电力系统的一般统称安全自动装置。用于保护电力系统的一般统称安

2、全自动装置。 2)继电保护装置是保证系统中电力元件安全运行的基本装继电保护装置是保证系统中电力元件安全运行的基本装备，备，任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行。当电当电力元件发生故障时要求保护装置在最短时间、最小范围内力元件发生故障时要求保护装置在最短时间、最小范围内，按预先设定的方式，将故障设备从运行系统中断开。，按预先设定的方式，将故障设备从运行系统中断开。 3) 安全自动装置是防止电力系统失去稳定和避免发生大安全自动装置是防止电力系统失去稳定和避免发生大面积停电事故的自动装置。面积停电事故的自动装置。1 1.1.1电力系统对继电保护基本要求电力

3、系统对继电保护基本要求 1) 电力系统对继电保护的基本要求电力系统对继电保护的基本要求 按照规程规定：继电保护应满足按照规程规定：继电保护应满足四性四性要求：要求： 可靠性可靠性：指保护该动时动，不该动时不动。指保护该动时动，不该动时不动。 选择性选择性：首先有故障元件本身保护切除故障，当本身保护首先有故障元件本身保护切除故障，当本身保护或或 断路器拒动时才允许相邻元件的保护动作切除故障断路器拒动时才允许相邻元件的保护动作切除故障。 灵敏性灵敏性：保护装置具有的正确动作的裕度。以灵敏系数表保护装置具有的正确动作的裕度。以灵敏系数表 示。示。 快速性快速性：保护装置应尽快切除故障。提高系统稳定，

4、减轻保护装置应尽快切除故障。提高系统稳定，减轻 设备损坏程度，缩小故障波及范围。设备损坏程度，缩小故障波及范围。11.1.2.电网结构要求和安全稳定标准：电网结构要求和安全稳定标准：1.1.结构合理的电网应满足以下结构合理的电网应满足以下5 5条基本要求：条基本要求：1)1)适应系统发展和运行的灵活性适应系统发展和运行的灵活性2)2)电网中任何一元件无故障断开，系统应能保持稳定运行电网中任何一元件无故障断开，系统应能保持稳定运行3)3)满足规定的安全稳定标准：电力系统扰动分小和大两类。满足规定的安全稳定标准：电力系统扰动分小和大两类。 电力系统承受大扰动能力的三级稳定标准电力系统承受大扰动能力

5、的三级稳定标准。 第一级标准：在发生第一类故障（单一故障）扰动后，能第一级标准：在发生第一类故障（单一故障）扰动后，能保持系统稳定运行和电网正常供电。保持系统稳定运行和电网正常供电。 第二级标准：在发生第二类故障（单一严重故障，）扰动第二级标准：在发生第二类故障（单一严重故障，）扰动后，能保持系统稳定运行但允许损失部分负荷。后，能保持系统稳定运行但允许损失部分负荷。 第三级标准：在发生第三类故障（多重故障，）扰动后，第三级标准：在发生第三类故障（多重故障，）扰动后，当不能保持系统稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减当不能保持系统稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。少负荷损失。4)

6、4) 满足分层和分区要求。网架结构简明、层次清晰。满足分层和分区要求。网架结构简明、层次清晰。5) 5) 合理控制系统短路电流。合理控制系统短路电流。11.1.3.继电保护用电流互感器及电压互感器：继电保护用电流互感器及电压互感器：）保护用电流互感器：保护用电流互感器：P类、（类、（PR、PX）（正确限值规定为稳态（正确限值规定为稳态对称一次电流的复合误差）对称一次电流的复合误差） TPS类、低漏磁适应于对复归时间要求严格的断路器失灵保护类、低漏磁适应于对复归时间要求严格的断路器失灵保护 TPX类、类、TPY类、类、TPZ类。具有暂态特性的电流互感器。类。具有暂态特性的电流互感器。）330kV

7、及以上线路和及以上线路和300及以上发电机变压器组差动保护用及以上发电机变压器组差动保护用电流互感器宜选用电流互感器宜选用TPY。220kV及以下系统保护和及以下系统保护和100MW200MW发电机变压器组差动保护用电流互感器宜选用类、类或类发电机变压器组差动保护用电流互感器宜选用类、类或类。110kV及以下可用类。及以下可用类。 CT的接线要防止死区和的接线要防止死区和CT本身故障。本身故障。）互感器的安全接地。互感器的安全接地。，二次回路必须有且只能有一点接地。一般在，二次回路必须有且只能有一点接地。一般在CT端子箱。端子箱。几组并联几组并联CT也只能一点接地，在保护屏接地。（双断路器、母

8、线保也只能一点接地，在保护屏接地。（双断路器、母线保护、其他差动保护）护、其他差动保护），只允许一点接地，接地点在控制室，只允许一点接地，接地点在控制室，N600。二次中性线与开三角的中性线必须分开不能共用。二次中性线与开三角的中性线必须分开不能共用。11.1.4.电力系统（由各级电压等级组成的电网）。电力系统（由各级电压等级组成的电网）。 1) 电力系统的中性点接地方式：电力系统的中性点接地方式： 有效接地系统或称大电流接地系统、非有效接地系统或有效接地系统或称大电流接地系统、非有效接地系统或称小电流接地系统。称小电流接地系统。 目前我国目前我国220kV及以上电网均为直接接地方式，及以上电

9、网均为直接接地方式，66kV以以下采用不直接接地方式，有经电阻或消弧线圈接地。下采用不直接接地方式，有经电阻或消弧线圈接地。110kV大多是直接接地。大多是直接接地。 2)短路故障种类及特性短路故障种类及特性 三相短路、不对称短路（单相接地短路、两相短路、两相三相短路、不对称短路（单相接地短路、两相短路、两相接地短路）、一相断开。接地短路）、一相断开。 电力系统故障时电气量的变化电力系统故障时电气量的变化 a）在直接接地系统中，三相短路、）在直接接地系统中，三相短路、两相不接地短路：有正两相不接地短路：有正序分量、负序分量，无零序分量。序分量、负序分量，无零序分量。 b）只有单相或两相接地短路

10、故障时才产生零序电流。只有单相或两相接地短路故障时才产生零序电流。1 3)电力系统同步振荡与失步电力系统同步振荡与失步 电力系统稳定运行电力系统稳定运行 电力系统稳定包括；同步运行稳定、频率稳定、电压稳定。电力系统稳定包括；同步运行稳定、频率稳定、电压稳定。 电力系统发生扰动，如短路故障，保护切除故障线路，使发电力系统发生扰动，如短路故障，保护切除故障线路，使发电机功角变化，并列运行的机组之间相对角度发生摇摆。失去电机功角变化，并列运行的机组之间相对角度发生摇摆。失去同步运行稳定，引起系统振荡。使线路电流、电压大幅度地周同步运行稳定，引起系统振荡。使线路电流、电压大幅度地周期性波动。如果处理不

11、当可能导致系统瓦解，大面积停电。期性波动。如果处理不当可能导致系统瓦解，大面积停电。 4)电力系统振荡时电气量的变化电力系统振荡时电气量的变化a) a) 振荡或失步时振荡或失步时，各点电压和电流均做往复性摆动，（短路时电气，各点电压和电流均做往复性摆动，（短路时电气量是突变的）量是突变的） b) b) 振荡或失步时振荡或失步时 ，不同地点的电流和电压的相角可以有不同的，而，不同地点的电流和电压的相角可以有不同的，而短路时是相同的短路时是相同的 c) c) 振荡或失步不破坏三相的对称性，所有电气量是对称的，从保护振荡或失步不破坏三相的对称性，所有电气量是对称的，从保护原理上说反应负序、零序分量的

12、保护及电流差动保护在振荡时是不会原理上说反应负序、零序分量的保护及电流差动保护在振荡时是不会误动的。相间电流保护和某些距离保护会误动误动的。相间电流保护和某些距离保护会误动1 P1211.1.5.高压输电线路常用继电保护装置的应用。高压输电线路常用继电保护装置的应用。1.电流保护：电流保护： 电流保护的工作原理：以通过保护安装处的电流为作用量电流保护的工作原理：以通过保护安装处的电流为作用量的继电保护，的继电保护，有相电流保护和零序电流保护等有相电流保护和零序电流保护等。 t0.5s （过电流保护）（过电流保护） 零序电流保护：由于电力系统接地故障几率高，占总故障零序电流保护：由于电力系统接地

13、故障几率高，占总故障的的7090，因此接地保护十分重要，而零序电流保护除，因此接地保护十分重要，而零序电流保护除保护简单外，对高电阻接地故障有较好的保护能力。（保护简单外，对高电阻接地故障有较好的保护能力。（220kV要求要求100欧姆、欧姆、330kV150欧姆、欧姆、500kV300欧姆欧姆1 2. 距离保护（阻抗保护）距离保护（阻抗保护） 距离原理：距离原理：以测量线路阻抗为判据的保护装置。以测量线路阻抗为判据的保护装置。 距离保护的动作特性：有园特性、四边形、全阻抗形等。距离保护的动作特性：有园特性、四边形、全阻抗形等。前两种是具方向性，实际应用目前以四边形和园形较多。前两种是具方向性

14、，实际应用目前以四边形和园形较多。带方向性可作纵联保护的方向元件。带方向性可作纵联保护的方向元件。R1 距离保护的阶梯特性距离保护的阶梯特性 70-80% 距离保护最大的特点是：定值不受运行方式和负荷大小距离保护最大的特点是：定值不受运行方式和负荷大小的影响。的影响。 距离保护一般有三段或四段，一般都带方向性，也有第距离保护一般有三段或四段，一般都带方向性，也有第三、四段不带方向的。一段只能整定三、四段不带方向的。一段只能整定70-80%，不能保护，不能保护全线。二段作后备，三段作相邻线后备。全线。二段作后备，三段作相邻线后备。1 3. 线路纵联保护线路纵联保护： 线路故障时使两侧开关同时跳闸

15、的一种保护。以线路两线路故障时使两侧开关同时跳闸的一种保护。以线路两侧某种电量间的特定关系作为判据，要借助通道传输保护侧某种电量间的特定关系作为判据，要借助通道传输保护动作的判别量。动作的判别量。纵联保护能实现全线速动。纵联保护能实现全线速动。 a) 电流差动式纵联保护、比较同一时间线路各端的电流相电流差动式纵联保护、比较同一时间线路各端的电流相位或电流瞬时值：分位或电流瞬时值：分电流相位差动电流相位差动和和电流差动保护电流差动保护两类。两类。 （电流相位差动一般用专用收发讯机传送载波信号的，现（电流相位差动一般用专用收发讯机传送载波信号的，现在基本不用了）。在基本不用了）。 b)方向比较保护

16、：比较线路两侧电气量的方向为判据的纵方向比较保护：比较线路两侧电气量的方向为判据的纵联保护。（用功率方向元件或阻抗方向元件）联保护。（用功率方向元件或阻抗方向元件）。 方向比较保护有欠范围和超范围两种。方向比较保护有欠范围和超范围两种。 纵联方向比较保护有闭锁式、允许式。纵联方向比较保护有闭锁式、允许式。1 4. 纵联电流差动保护：纵联电流差动保护： 以线路两端电流瞬时值的和为动作判据。（母线流向线以线路两端电流瞬时值的和为动作判据。（母线流向线路为正方向，线路流向母线为反方向）。路为正方向，线路流向母线为反方向）。 由于比较两侧电流的瞬时值，由于比较两侧电流的瞬时值，所以对通道要求很高所以对

17、通道要求很高，只有只有导引线和光纤通道能实现电流差动保护。导引线和光纤通道能实现电流差动保护。 保护定值只需躲外部故障时的不平衡电流，所以保护定值只需躲外部故障时的不平衡电流，所以有较高的有较高的灵敏度。灵敏度。 纵联电流差动保护，有综合式和分相式两种。分相式纵纵联电流差动保护，有综合式和分相式两种。分相式纵联电流差动保护的特点：本身有选相功能、可实现单相重联电流差动保护的特点：本身有选相功能、可实现单相重合闸、同塔双回线还可实现按相重合闸。合闸、同塔双回线还可实现按相重合闸。15. 高频闭锁方向保护：高频闭锁方向保护： 保护以比较线路两侧功率方向为判据，区内故障，两侧正保护以比较线路两侧功率

18、方向为判据，区内故障，两侧正方向功率元件均动作，跳闸。方向功率元件均动作，跳闸。区外故障，一侧正向元件动区外故障，一侧正向元件动作，另一侧反向元件动作，后者向对侧发闭锁信号，使两作，另一侧反向元件动作，后者向对侧发闭锁信号，使两侧保护均不动作。侧保护均不动作。 发闭锁信号发闭锁信号 传送的闭锁信号与故障电气量无关，故对通道要求不高。传送的闭锁信号与故障电气量无关，故对通道要求不高。且且闭锁信号是在非故障线路发送，所以可靠性高闭锁信号是在非故障线路发送，所以可靠性高。 这里的这里的高频高频是以前用载波通道的习惯叫法。是以前用载波通道的习惯叫法。11.2电力系统继电保护的配置电力系统继电保护的配置

19、1.2.1.对继电保护配置的基本要求对继电保护配置的基本要求 1) 电力系统中所有线路、母线等电力设备都不允许在无继电保护状电力系统中所有线路、母线等电力设备都不允许在无继电保护状态下运行，继电保护必须符合技术规程要求、符合四性的要求。态下运行，继电保护必须符合技术规程要求、符合四性的要求。2）在确定电网结构、厂站主接线和运行方式时必须与继电保护和安）在确定电网结构、厂站主接线和运行方式时必须与继电保护和安自配置统一考虑，合理安排。自配置统一考虑，合理安排。3)保护装置对各种故障要正确动作，切除故障时间要能保证系统稳保护装置对各种故障要正确动作，切除故障时间要能保证系统稳定。（如定。（如220

20、kV以上线路保护整组动作时间：近端以上线路保护整组动作时间：近端20ms，远端，远端30ms）。）。 4)保护装置能适应重合闸的要求。保护装置能适应重合闸的要求。 单相故障跳闸后，健全相再故障单相故障跳闸后，健全相再故障应能快速跳开三相。应能快速跳开三相。5) 系统发生振荡时保护装置不应误动。系统发生振荡时保护装置不应误动。等等 1 1.2.2影响电网继电保护配置的主要因素。影响电网继电保护配置的主要因素。1)1)电网电压等级，电网电压等级，不同电压等级对保护四性要求不同。不同电压等级对保护四性要求不同。2)2)中心点接地方式，中心点接地方式，影响接地保护的配置，影响接地保护的配置，3)3)电

21、网结构形式：电网结构形式：环、串、环、串、T T（分支）（分支）4)4)选择性切除故障时间的要求。选择性切除故障时间的要求。按实际情况允许切除故按实际情况允许切除故障的最长时间，如障的最长时间，如500kV500kV线路要求主保护近端故障线路要求主保护近端故障 20ms，远端故障，远端故障30ms。5)5)故障类型及概率、故障类型及概率、（介绍单相接地短路和瞬时故障）（介绍单相接地短路和瞬时故障）6)6)事故教训及经验、事故教训及经验、（提出反事故措施）（提出反事故措施） 等。等。11.2.3主保护、后备保护、辅助保护。主保护、后备保护、辅助保护。 1) 主保护主保护：在电力系统中，能满足系统

22、稳定和设备安全要：在电力系统中，能满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除故障的保护装置求，能以最快速度有选择地切除故障的保护装置 2)后备保护：后备保护：主保护动作失败或断路器拒动时起作用的保主保护动作失败或断路器拒动时起作用的保护，具有相对选择性。护，具有相对选择性。分远后备和近后备。分远后备和近后备。 远后备：对相邻线路故障有一定灵敏度，可作为相邻线远后备：对相邻线路故障有一定灵敏度，可作为相邻线路主保护的后备保护。路主保护的后备保护。 近后备：依靠线路本侧另一套保护起后备作用，或断路近后备：依靠线路本侧另一套保护起后备作用，或断路器失灵保护。器失灵保护。 220kV及以上采

23、用近后备、及以上采用近后备、110kV及以下采用远后备。及以下采用远后备。 3) 辅助保护辅助保护（补充主、后备保护性能或主、后备保护退出（补充主、后备保护性能或主、后备保护退出时的简单保护）时的简单保护）11.2.4电网继电保护配置原则电网继电保护配置原则 1110kV线路保护：线路保护： 双侧电源如符合下列之一，应装设一套全线速动保护双侧电源如符合下列之一，应装设一套全线速动保护 1)系统电网要求必要时；（延时段动作有稳定问题）系统电网要求必要时；（延时段动作有稳定问题） 2)三相短路，使发电厂厂用母线电压低于允许三相短路，使发电厂厂用母线电压低于允许60以下；以下； 3)如采用全线速动保

24、护，不仅能改善本线路保护性能，且能如采用全线速动保护，不仅能改善本线路保护性能，且能改善整个电网保护性能。改善整个电网保护性能。 一般一般110kV线路只在电源侧装设一套保护装置线路只在电源侧装设一套保护装置 110kV的后备保护宜采用远后备。的后备保护宜采用远后备。 110kV线路单侧电源可配置阶段式相电流和零序电流保护，线路单侧电源可配置阶段式相电流和零序电流保护，如不能满足要求可装设阶段式相间距离和接地距离，并配有一如不能满足要求可装设阶段式相间距离和接地距离，并配有一段零序电流保护，切除经电阻接地短路故障，段零序电流保护，切除经电阻接地短路故障， 双侧电源线路：可装设阶段式相间距离和接

25、地距离，并配有双侧电源线路：可装设阶段式相间距离和接地距离，并配有一段零序电流保护，切除经电阻接地短路故障。一段零序电流保护，切除经电阻接地短路故障。1 2220kV线路保护线路保护 加强主保护，简化后备保护的基本配置原则。加强主保护，简化后备保护的基本配置原则。 加强主保护加强主保护:全线速动保护双重化，全线速动保护双重化，功能完整（对各种故功能完整（对各种故障均能快速切除），由于障均能快速切除），由于220kV及以上线路采用分相操作及以上线路采用分相操作，可实现单相重合闸，因此保护装置必须具备，可实现单相重合闸，因此保护装置必须具备选相功能选相功能。 简化后备保护：主保护双重化配置，每套主

26、保护还应带简化后备保护：主保护双重化配置，每套主保护还应带有相间和接地距离保护、有相间和接地距离保护、零序电流保护（主要为切除不大零序电流保护（主要为切除不大于于100欧姆电阻内的接地故障）欧姆电阻内的接地故障）作为后备保护。作为后备保护。 220kV以上线路采用近后备方式以上线路采用近后备方式 两套主保护互为近后备，两套主保护互为近后备，线路第线路第II段保护是全线速动保段保护是全线速动保护的近后备保护。护的近后备保护。 第第III段保护是本线路的延时近后备保护，同时也是相邻段保护是本线路的延时近后备保护，同时也是相邻线路的远后备保护。线路的远后备保护。1 220kV线路保护线路保护（2）对

27、两套主保护的要求：）对两套主保护的要求：a) 两套主保护接线要求完全独立：电流、电压、直流的接线要求独立两套主保护接线要求完全独立：电流、电压、直流的接线要求独立；通道；通道 独立、；两套主保护均能快速切除全线各种故障、独立、；两套主保护均能快速切除全线各种故障、b)具有选相功能；具有全线速动保护，整组动作时间：近端具有选相功能；具有全线速动保护，整组动作时间：近端20ms，远端，远端30ms。（不包括通道时间）。（不包括通道时间）。c) 在旁路带路时，至少保留一套全线速动保护。在旁路带路时，至少保留一套全线速动保护。 微机保护装置用于旁路或其他定值需要经常改变时，宜设置多套定微机保护装置用于

28、旁路或其他定值需要经常改变时，宜设置多套定值，一般不少于值，一般不少于8套。套。 d）全线速动保护对具有光纤通道的线路应优先采用光纤电流差动保）全线速动保护对具有光纤通道的线路应优先采用光纤电流差动保护，中长线路再配以接地和相间的后备保护。护，中长线路再配以接地和相间的后备保护。（3）接地故障的后备：）接地故障的后备：对对220kV线路接地短路故障：宜装设阶段式接地线路接地短路故障：宜装设阶段式接地距离和零序电流保护。对接地电阻不大于距离和零序电流保护。对接地电阻不大于100欧姆的接地故障应能可欧姆的接地故障应能可靠切除。靠切除。（4） 相间短路的后备：相间短路的后备：宜装设阶段式相间距离保护

29、。宜装设阶段式相间距离保护。1 3330-500kV线路保护：线路保护： 3.1 对保护装置的技术性能要满足超高压电网的特殊问题：对保护装置的技术性能要满足超高压电网的特殊问题： 输电功率大，电网稳定问题严重；采用分裂导线；长线路重负荷输电功率大，电网稳定问题严重；采用分裂导线；长线路重负荷，二次电流小；同杆双回线；时间常数大；线路分布电容电流大；短，二次电流小；同杆双回线；时间常数大；线路分布电容电流大；短路电流的直流分量；带气隙路电流的直流分量；带气隙CT；长线通道的衰耗；串补、直流，交；长线通道的衰耗；串补、直流，交流混网。等因素。流混网。等因素。 3.2 330-500kV线路，应按以

30、下原则配置主保护线路，应按以下原则配置主保护 a) 应配置两套完整、独立的全线速动的主保护应配置两套完整、独立的全线速动的主保护（包括（包括220kV保护的保护的要求。要求。 b)主保护实现双重化配置主保护实现双重化配置（两套保护在组屏、交、直流回路、控制（两套保护在组屏、交、直流回路、控制电缆、保护通道、跳闸线圈、组屏方式、等均相互独立）电缆、保护通道、跳闸线圈、组屏方式、等均相互独立） 接地电阻在不大于以下值时，保护有尽可能强的选相能力，能正接地电阻在不大于以下值时，保护有尽可能强的选相能力，能正确动作。确动作。330kV线路不大于线路不大于150欧姆，欧姆，500kV线路不大于线路不大于

31、300欧姆。欧姆。 c) 双重化主保护都具有完善的后备保护时，可不再另设后备保护，双重化主保护都具有完善的后备保护时，可不再另设后备保护，如其中一套主保护不具有完善的后备保护，必须再设一套完整、独立如其中一套主保护不具有完善的后备保护，必须再设一套完整、独立的后备保护。的后备保护。 d) 设过电压保护。设过电压保护。 e) 如有串补等，保护必须满足一次接线要求如有串补等，保护必须满足一次接线要求13330-500kV线路保护：线路保护： 3.3 330-500kV线路应按以下要求配置后备保护线路应按以下要求配置后备保护 1)采用近后备方式采用近后备方式 2)后备保护能反应各种故障类型后备保护能

32、反应各种故障类型 3) 在接地电阻不大于下列数值时能正确动作跳闸：在接地电阻不大于下列数值时能正确动作跳闸： 330kV线路：线路：150欧姆欧姆 （220kV线路：线路：100欧姆）欧姆） 500kV线路：线路：300欧姆欧姆 4)为快速切除中长线路出口故障，在保护配置中宜有专门反应为快速切除中长线路出口故障，在保护配置中宜有专门反应近端故障的辅助保护功能近端故障的辅助保护功能 3.4宜选用分相电流差动保护宜选用分相电流差动保护 能全线速动、跨线故障有选择性、能实现按相重合闸等能全线速动、跨线故障有选择性、能实现按相重合闸等 3.5暂态稳定计算的故障切除时间暂态稳定计算的故障切除时间（根据（

33、根据“电力系统设计技术规程电力系统设计技术规程”） 暂态稳定计算的故障切除时间应与继电保护动作时间和断路器全断暂态稳定计算的故障切除时间应与继电保护动作时间和断路器全断开时间相适应：对开时间相适应：对220kV及以上电压的系统近故障点采用及以上电压的系统近故障点采用0.1s，远故，远故障点采用障点采用0.10.15s；对；对500kV系统若暂态稳定要求时，可采用快速系统若暂态稳定要求时，可采用快速继电保护和快速断路器时近故障点可采用继电保护和快速断路器时近故障点可采用0.08s。1 3.6一个半接线保护的特点（一个半接线保护的特点（330-500kV变电所主要方式）变电所主要方式） 1.保护装

34、置按线路单元装设，重合闸和失灵保护按断路器保护装置按线路单元装设，重合闸和失灵保护按断路器为单元装设。为单元装设。 2.母线保护的重要性降低，所以母线保护不设电压闭锁，母线保护的重要性降低，所以母线保护不设电压闭锁， 3.母线保护动作不能跳对侧断路器。母线保护动作不能跳对侧断路器。 4.要配置短引线保护要配置短引线保护（有线路刀闸）（有线路刀闸） 。 5.失灵保护动作应跳对侧断路器。失灵保护动作应跳对侧断路器。11.3母线保护和断路器失灵保护母线保护和断路器失灵保护 1.3.1 对母线保护的要求：对母线保护的要求： 1)220-500kV母线，应装设快速有选择地切除故障的母线保护。母线，应装设

35、快速有选择地切除故障的母线保护。 2)区内各种故障应正确动作，区外故障不应区内各种故障应正确动作，区外故障不应CT饱和而误动。饱和而误动。 3) 能自动适应双母线接线，倒闸切换过程不应误动，双母线接线能自动适应双母线接线，倒闸切换过程不应误动，双母线接线应能有选择性切除故障。应能有选择性切除故障。 4) 母线保护应设电压闭锁。（一个半接线母线不设电压闭锁）母线保护应设电压闭锁。（一个半接线母线不设电压闭锁） 关于电压闭锁接点的接线：非微机型母线保护装置要在出口回关于电压闭锁接点的接线：非微机型母线保护装置要在出口回路一一对应闭锁接线。路一一对应闭锁接线。微机型母线保护：可在装置启动出口继微机型

36、母线保护：可在装置启动出口继电器的逻辑中设置电压闭锁电器的逻辑中设置电压闭锁 5) 应允许使用不同变比的应允许使用不同变比的CT。 6)母线保护动作对有纵联保护的线路应采取措施使对端断路器快母线保护动作对有纵联保护的线路应采取措施使对端断路器快速跳闸。但一个半接线的母线保护动作不能跳远端断路器。速跳闸。但一个半接线的母线保护动作不能跳远端断路器。 7)母线保护仅跳三相，且应闭锁各元件的重合闸。母线保护仅跳三相，且应闭锁各元件的重合闸。1 1.3.2母线保护配置母线保护配置 1) 110kV及以下母线，配置一套母线保护，如对端保护能快速及以下母线，配置一套母线保护，如对端保护能快速切除或后备保护

37、切除稳定允许也可不设母线保护。切除或后备保护切除稳定允许也可不设母线保护。 2)重要的重要的220kV母线应配置双套母线保护母线应配置双套母线保护 3)一个半断路器接线，每组母线配置一个半断路器接线，每组母线配置2套母线保护。套母线保护。 4)330-500kV母线配置双套母线保护。母线配置双套母线保护。 1.3.3母线保护其他要求母线保护其他要求 1).500kV母线保护在区外故障穿越电流为母线保护在区外故障穿越电流为30倍一次额定电流倍一次额定电流时不应误动时不应误动 2). 500kV母线保护整组动作时间，母线保护整组动作时间，2In下不大于下不大于20ms 3)旁路带路的要求：可留一套

38、纵联保护。旁路带路的要求：可留一套纵联保护。 4)母线保护要适应各种运行方式，有可靠的电压切换回路。母线保护要适应各种运行方式，有可靠的电压切换回路。1 1.3.4断路器失灵保护断路器失灵保护 1. 作用；作用；属于近后备保护、属于近后备保护、死区保护（断路器与互感器之间故障）。死区保护（断路器与互感器之间故障）。 2. 失灵保护的判据：失灵保护的判据： 保护动作有电流（线路或设备能瞬时复归的出保护动作有电流（线路或设备能瞬时复归的出口继电器动作后不复归有电流。口继电器动作后不复归有电流。 3. 220kV以上为分相操作的断路器，失灵保护仅考虑单相拒动。以上为分相操作的断路器，失灵保护仅考虑单

39、相拒动。 4.失灵保护动作时间：一般整定失灵保护动作时间：一般整定0.35s，对失灵保护的判别元件的动作，对失灵保护的判别元件的动作时间和返回时间均不应大于时间和返回时间均不应大于20ms 5.失灵保护的动作，双母，可先跳开母联，也可同时跳开。变压器还失灵保护的动作，双母，可先跳开母联，也可同时跳开。变压器还要跳开低压电源。要跳开低压电源。 6.失灵保护的闭锁：单、双母线设电压闭锁；发电机、变压器、电抗失灵保护的闭锁：单、双母线设电压闭锁；发电机、变压器、电抗器的断路器因采取措施或不设闭锁；一个半接线，不设闭锁。器的断路器因采取措施或不设闭锁；一个半接线，不设闭锁。 7.一个半接线，失灵保护动

40、作还应跳开对端断路器一个半接线，失灵保护动作还应跳开对端断路器 8.变压器非电气量保护动作不启动失灵保护。变压器非电气量保护动作不启动失灵保护。1.3.5母线保护与失灵保护共组一个装置。母线保护与失灵保护共组一个装置。 可以共用电流回路、出口跳闸回路、电压切换与闭锁回路，可省去可以共用电流回路、出口跳闸回路、电压切换与闭锁回路，可省去各线路的失灵启动回路。简化二次回路。各线路的失灵启动回路。简化二次回路。1 1.4远方跳闸保护远方跳闸保护 1.4.1需要传送远方跳闸命令的保护：需要传送远方跳闸命令的保护： 1) 一个半接线失灵保护动作。一个半接线失灵保护动作。2)高压侧无断路器的并联电抗器保护

41、动作（见上图）。高压侧无断路器的并联电抗器保护动作（见上图）。1远方跳闸保护远方跳闸保护 3)线路过电压保护动作。线路过电压保护动作。 4)线路变压器组的变压器保护动作。线路变压器组的变压器保护动作。 5)串补线路电容器保护动作，且电容器旁路断路器拒动等串补线路电容器保护动作，且电容器旁路断路器拒动等11.4.2 远方跳闸保护的要求远方跳闸保护的要求 1)通道，一般采用线路保护通道，通道，一般采用线路保护通道， 2)为了可靠，对非数字通道执行端应设故障判别元件为了可靠，对非数字通道执行端应设故障判别元件 3)对采用近后备方式的远方跳闸保护应双重化对采用近后备方式的远方跳闸保护应双重化 4)出口

42、跳闸回路要独立于线路保护的出口回路出口跳闸回路要独立于线路保护的出口回路 5)闭锁重合闸。闭锁重合闸。11.5 继电保护的整定计算继电保护的整定计算1. 整定计算的一般规定整定计算的一般规定1)逐级配合；逐级配合；A上下级配合，在灵敏度与动作时间上均相互配合以保上下级配合，在灵敏度与动作时间上均相互配合以保证故障时能有选择的动作证故障时能有选择的动作B 相邻线保护之间一般主保护和主保护配合后备与后备配合，相邻线保护之间一般主保护和主保护配合后备与后备配合，C按阶段配合，相间保护与相间保护配合，接地保护与接地保护配合按阶段配合，相间保护与相间保护配合，接地保护与接地保护配合。2. 整定计算时，短

43、路电流计算原则：整定计算时，短路电流计算原则： 不计发电机、变压器、线路等阻抗参数的电阻部分。不计发电机、变压器、线路等阻抗参数的电阻部分。 发电机的正序阻抗可采用发电机的正序阻抗可采用t0时的初舜值时的初舜值Xd”的饱和值。的饱和值。 不考虑短路电流的衰减，及强励作用。不考虑短路电流的衰减，及强励作用。 不计算故障点的电阻和接地电阻不计算故障点的电阻和接地电阻 不计线路的电容电流和负荷电流的影响。不计线路的电容电流和负荷电流的影响。 不计短路暂态短路中的非周期分量不计短路暂态短路中的非周期分量 1 继电保护的整定计算继电保护的整定计算 3.整定计算时整定计算时 变压器中性点接地运行方式的安排

44、，应尽量保持变压器中性点接地运行方式的安排，应尽量保持 变电所零序变电所零序阻抗基本不变。阻抗基本不变。 保证各种运行方式下零序电流和电压分布大致不变，使使接保证各种运行方式下零序电流和电压分布大致不变，使使接地保护具有必要的灵敏度和可靠性。地保护具有必要的灵敏度和可靠性。 所以在同一厂站实行部分变压器直接接地，部分变压器不接所以在同一厂站实行部分变压器直接接地，部分变压器不接地。检修时可改接接地变压器。地。检修时可改接接地变压器。 如果变电所有如果变电所有2台及以上台及以上110kV或或220kV变压器，一般只将一变压器，一般只将一台变压器中心点接地运行台变压器中心点接地运行 对有对有3台及

45、以上台及以上110kV或或220kV变压器的双母线运行的发电厂变压器的双母线运行的发电厂，一般正常按，一般正常按2台变压器中心点直接接地运行，把台变压器中心点直接接地运行，把2台变压器分台变压器分别接在两段母线上。别接在两段母线上。1继电保护的整定计算继电保护的整定计算 4.整定计算常用系数：整定计算常用系数： 可靠系数：电流保护可靠系数：电流保护K1、距离保护、距离保护K1； 返回系数：返回系数：Kf返回量返回量/动作量，过量动作继电器动作量，过量动作继电器Kf1，欠量动作继电器，欠量动作继电器Kf111.6关于继电保护四统一设计关于继电保护四统一设计 高压线路继电保护装置的统一设计工作（四

46、统一内容）：高压线路继电保护装置的统一设计工作（四统一内容）： 统一技术标准；统一技术标准； 统一原理接线；统一原理接线； 统一符号；统一符号； 统一端子排布置。统一端子排布置。 原综合重合闸装置的统一设计技术性能要求中的五个接线端子原综合重合闸装置的统一设计技术性能要求中的五个接线端子 N 端：接本线非全相运行不会误动的保护；端：接本线非全相运行不会误动的保护； M端：接本线非全相运行会误动而邻线非全相运行不会误动的端：接本线非全相运行会误动而邻线非全相运行不会误动的保护；保护； P端：接邻线非全相运行会误动的保护；端：接邻线非全相运行会误动的保护； Q端：接三跳允许重合闸的保护（现在在操作

47、箱内）；端：接三跳允许重合闸的保护（现在在操作箱内）； R端：接三跳后不允许重合闸的保护（现在在操作箱内）端：接三跳后不允许重合闸的保护（现在在操作箱内） 。1二、安全自动装置二、安全自动装置 2.1安全自动装置的一般规定安全自动装置的一般规定 1.在电力系统发生故障时，防止系统紧急破坏或事故扩大，造在电力系统发生故障时，防止系统紧急破坏或事故扩大，造成大面积停电，对重要用户供电常时间中断，实施紧急控制。成大面积停电，对重要用户供电常时间中断，实施紧急控制。 2自动装置有：重合闸、备自投、自动切负荷、低频低压减载、自动装置有：重合闸、备自投、自动切负荷、低频低压减载、自动解列、失步解列等等。自

48、动解列、失步解列等等。 3.安全自动装置同样要满足四性要求。安全自动装置同样要满足四性要求。 电力系统暂态稳定：电力系统暂态稳定：电力系统受到大扰动后，各同步电机保持电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定状态的能力，通常指同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定状态的能力，通常指保持一或二个振荡周期不失步的功角稳定。保持一或二个振荡周期不失步的功角稳定。1 2.1.1安稳的配置原则安稳的配置原则 电网结构合理、电力设施完善、配置完善的继电保护和适当的安稳控制措电网结构合理、电力设施完善、配置完善的继电保护和适当的安稳控制措施，组成完整的防御系统，施，组成完整的防御

49、系统，通常分为三道防线：通常分为三道防线：1.正常状态及受第一类大扰动正常状态及受第一类大扰动，应有一次系统设施、继电保护、及安稳控制，应有一次系统设施、继电保护、及安稳控制组成第一道防线。系统组成第一道防线。系统防御性控制防御性控制包括：发电机功率预防性控制、发电机励包括：发电机功率预防性控制、发电机励磁附加控制、并联和串联电容补偿控制、高压直流（磁附加控制、并联和串联电容补偿控制、高压直流（HVDC）功率调制。）功率调制。2.紧急状态下的安稳控制紧急状态下的安稳控制：受第二类大扰动，：受第二类大扰动，应有防止破坏和参数严重越限应有防止破坏和参数严重越限的紧急控制的紧急控制。实现的第二道防线

50、。包括发电机汽轮机快速控制汽门、发电。实现的第二道防线。包括发电机汽轮机快速控制汽门、发电机励磁紧急控制、动态电阻制动、并联和串联电容器强行补偿、机励磁紧急控制、动态电阻制动、并联和串联电容器强行补偿、HVDC功率功率紧急调制和集中切负荷。紧急调制和集中切负荷。3.极端紧急状态下的安稳控制极端紧急状态下的安稳控制：受第三类大扰动，：受第三类大扰动，应配备防止事故扩大避免应配备防止事故扩大避免系统崩溃的紧急控制系统崩溃的紧急控制。如系统解列、再同步、频率和电压紧急控制，同时避。如系统解列、再同步、频率和电压紧急控制，同时避免线路和机组保护在振荡时误动，防止线路和机组连锁跳闸。实现安稳的第免线路和

51、机组保护在振荡时误动，防止线路和机组连锁跳闸。实现安稳的第三道防线。三道防线。 当系统受扰动后，功率过剩频率上升的一侧：发电机减出力、切除部分发当系统受扰动后，功率过剩频率上升的一侧：发电机减出力、切除部分发电机、短时投入电气制动等电机、短时投入电气制动等 当系统受扰动后，功率缺额频率下降的一侧：发电机快速加出力、切除部当系统受扰动后，功率缺额频率下降的一侧：发电机快速加出力、切除部分负荷、快速启动备用机组、调相改发电等分负荷、快速启动备用机组、调相改发电等 在系统振荡时继电保护不应该误动在系统振荡时继电保护不应该误动。 12.2自动重合闸；自动重合闸；2.2.1基本要求：基本要求： 1) 由

52、保护和不对应启动。由保护和不对应启动。 2)手动切断路器，不能动。手动切断路器，不能动。 3)动作次数（一次重合）。动作次数（一次重合）。 4) 能定时自动复归能定时自动复归 5) 后加速，前加速。后加速，前加速。 6)能接受外部闭锁。能接受外部闭锁。2.2.2重合闸动作时限要求重合闸动作时限要求 1)单电源三重单电源三重: 灭弧时间、机构准备好再动作、灭弧时间、机构准备好再动作、 2)双侧电源，三重及单重：两侧保护线路切除故障双侧电源，三重及单重：两侧保护线路切除故障 、潜供电、潜供电流对灭弧时间的影响。流对灭弧时间的影响。 3)系统稳定要求。系统稳定要求。1 2.2.3重合闸重合闸.配置方

53、式配置方式1)110kV及以下：及以下： 单电源：三相一次重合闸单电源：三相一次重合闸，（特殊可采用二次），（特殊可采用二次） 双电源：并列运行的电厂或系统有双电源：并列运行的电厂或系统有4条以上联系的线路或条以上联系的线路或3条紧密的线路可条紧密的线路可采用不检同期三重。采用不检同期三重。 并列运行的电厂或系统有并列运行的电厂或系统有2条联系的线路或条联系的线路或3条联系不紧密的线路可采条联系不紧密的线路可采 用用同期鉴定或无压鉴定的三重。同期鉴定或无压鉴定的三重。 双电源单回线路：将一侧电源解列，另一侧检无压。双电源单回线路：将一侧电源解列，另一侧检无压。 水电厂可采用自同步重合闸。水电厂

54、可采用自同步重合闸。2) 220-500kVa) 单电源，满足一定条件可采用三重，要检同期。单电源，满足一定条件可采用三重，要检同期。b)不符合以上条件，采用单相重合闸。不符合以上条件，采用单相重合闸。c)330-500kV一般采用单相重合闸。一般采用单相重合闸。d) 330-500kV 同塔双回线，可能发生跨线故障，为提高系统稳定年采用按同塔双回线，可能发生跨线故障，为提高系统稳定年采用按相重合闸。相重合闸。e)单重应考虑：单重应考虑：非全相时应有防止保护误动的措施。非全相时应有防止保护误动的措施。长时非全相，应有断开三相措施。长时非全相，应有断开三相措施。f)重合闸应按断路器配置。重合闸应

55、按断路器配置。g)电厂出口应有措施防止机组重合于永久故障。电厂出口应有措施防止机组重合于永久故障。12.3、暂态稳定控制、暂态稳定控制 根据电网的实际情况配置防止暂态稳定破坏的控制装置根据电网的实际情况配置防止暂态稳定破坏的控制装置 1) 对系统要进行安全稳定计算，根据计算结果确定是否需要装设、确定控制对系统要进行安全稳定计算，根据计算结果确定是否需要装设、确定控制方案和策略。控制策略可离线计算，有条件可用在线校核并更新策略方案和策略。控制策略可离线计算，有条件可用在线校核并更新策略 。 2) 根据实际需要配置，优先采用就地判据的分散式装置，或多个厂站通道联根据实际需要配置，优先采用就地判据的

56、分散式装置，或多个厂站通道联系，组成分布式区域控制系统，避免采用庞大复杂的控制系统。系，组成分布式区域控制系统，避免采用庞大复杂的控制系统。 3) 装置要采用模块化结构，便于发展装置要采用模块化结构，便于发展 。2.4.2 主要技术性能要求主要技术性能要求1.系统出现扰动时，如出现不对称分量、线路电流、电压或功率突变应能可系统出现扰动时，如出现不对称分量、线路电流、电压或功率突变应能可靠启动。靠启动。 2.装置宜由接入的电气量正确判别本厂站的线路、主变、或机组的运行状态装置宜由接入的电气量正确判别本厂站的线路、主变、或机组的运行状态。3.防止暂态稳定破坏的措施：防止暂态稳定破坏的措施： 功率过

57、剩，采用发电机快速减出力，切除部分发电机，投动态电阻制动。功率过剩，采用发电机快速减出力，切除部分发电机，投动态电阻制动。 功率短缺，采用发电机快速加出力，采用切除部分负荷，功率短缺，采用发电机快速加出力，采用切除部分负荷，(含抽水工况的含抽水工况的蓄能机蓄能机) 励磁紧急控制、串、并联电容强补、切除并联电抗器、励磁紧急控制、串、并联电容强补、切除并联电抗器、 HVDC紧急调制。紧急调制。 预定局部电网解列，保持主网稳定。预定局部电网解列，保持主网稳定。4.需双重化配置。需双重化配置。12.4频率和电压异常紧急控制频率和电压异常紧急控制 1.电力系统中应装设限制频率降低的控制装置，在出现扰动失

58、去部分电电力系统中应装设限制频率降低的控制装置，在出现扰动失去部分电源引起频率降低时，将频率降低控制在短时允许范围内。源引起频率降低时，将频率降低控制在短时允许范围内。 1)低频减负荷是限制频率降低的基本措施，断开容量根据实际功率缺低频减负荷是限制频率降低的基本措施，断开容量根据实际功率缺额确定。低频减负荷的类型：额确定。低频减负荷的类型： a）快速动作的基本段，延时不超过快速动作的基本段，延时不超过0.2s，最高一级动作频率一般，最高一级动作频率一般不超过不超过49.2Hz。 b）延时较长的后备段可按时段分若干级，最小动作时间为延时较长的后备段可按时段分若干级，最小动作时间为10-15s，级

59、差不宜小于，级差不宜小于10s 2.为限制频率降低有条件可改变抽水蓄能机组工况和启动备用电源等，为限制频率降低有条件可改变抽水蓄能机组工况和启动备用电源等，其动作频率可为其动作频率可为49.5Hz 根据电力系统自动低频减负荷技术规定：根据电力系统自动低频减负荷技术规定：1）为了保证火电厂继续安全运行，应限制频率低于）为了保证火电厂继续安全运行，应限制频率低于47.0Hz的时间不的时间不超过超过0.5s，以避免事故进一步恶化。，以避免事故进一步恶化。2) 自动低频减负荷装置动作后，应使运行系统稳定频率恢复到不低于自动低频减负荷装置动作后，应使运行系统稳定频率恢复到不低于49.5Hz水平。水平。3

60、) 因负荷过切引起系统频率过调，其最大值不应超过因负荷过切引起系统频率过调，其最大值不应超过51Hz。1 频率和电压异常紧急控制频率和电压异常紧急控制 3.防止系统出现扰动后引起无功欠缺，电压过分下降，可能出防止系统出现扰动后引起无功欠缺，电压过分下降，可能出现电压崩溃，应装设自动限制电压降低的紧急控制装置。现电压崩溃，应装设自动限制电压降低的紧急控制装置。 1)装置作用于增发无功，或减少无功需求。装置作用于增发无功，或减少无功需求。 2)低电压减负荷控制是重要措施。低电压减负荷控制是重要措施。 3)也要考虑在故障清除后防止电压升高的措施。根据线路工频也要考虑在故障清除后防止电压升高的措施。根