《继电保护装置教程》PPT课件.ppt

继电保护教程 保护装置原理及运行注意事项 主要内容 1 传统保护与微机保护装置的区别2 变电站继电保护的组成3 继电保护配置原则 1 传统保护装置与微机保护装置的区别 1 1保护装置分类的标准 以逻辑判断部分是采用硬件方式实现 还是采用软件方式实现采用硬件方式的是传统保护采用软件方式的是微机保护 1 传统保护装置与微机保护装置的区别 1 2传统保护装置类型 电磁型保护装置晶体管型保护装置集成电路型保护装置 1 传统保护装置与微机保护装置的区别 1 3传统保护装置如何实现逻辑判断由元件 电磁元件 电子元件和集成块 按一定原理 搭建 对于比较复杂的继电保护原理 是比较难于实现 如阻抗继电器的保护范围 1 传统保护装置与微机保护装置的区别 1 4微机保护装置的如何实现逻辑判断由软件完成的 方便可靠 不存在由于元件的损坏而造成的保护误动或拒动 易于实现复杂的保护原理 2 变电站继电保护的组成 概念 2 1 什么是继电保护 继电保护是一个对电力系统中各种设备进行监控的系统 不是由一个元件或一套装置构成 继电保护系统与衣服一样 例 衣服的组成 袖子 领子 前片 后片只是衣服的一部分 如果衣服的所有部分都有 也不能成为一件衣服 必须用线按一规律进行缝纫 才能成为一件完整 有用的衣服 2 变电站继电保护的组成 系统说明 2 2 继电保护系统的组成 由六个部分组成 见下图 第一部分 测量部分 第二部分 保护装置 不同原理 第三部分 单或三相操作箱 第四部分 跳合闸机构 第五部分 控制部分 包括直流部分 第六部分 二次回路 2 变电站继电保护的组成 系统方框图 继电保护系统组成图 负 2 变电站继电保护的组成 测量部分 2 2 1第一部分测量回路组成和作用 组成 电压互感器 电流互感器和二次回路 作用 将高电压和大电流变为低电压和小电流 同时也起到隔离作用 防止高电压和大电流对人身和设备的伤害 电流互感器的极性是非常重要 极性决定了保护判断方向的正确性 同时也决定了差电流的值 和电流的值 保护动作值 2 变电站继电保护的组成 保护装置 2 2 2 第二部分 保护装置 组成 第一个装置里都包括了各种与设备相关 并能反应该设备大部分故障的保护元件 根据不同设备 配置不同原理的保护装置 例 线路保护装置 RCS 902有 三段式接地距离继电器 三段式相间距离继电器 相电流元件 重合闸继电器 四段零序电流保护等可见 每一个装置里都包含有很多不同原理的元件 有点象搭积木一样的 元件只是一个小部分 只有合理的选择和搭建 才能保证装置能正确动作 2 变电站继电保护的组成 操作箱 2 2 3第三部分 单 或三相 操作箱 中间继电器箱 作用 将保护装置发出的命令通过中间继电器来扩大过流能力 同时也完成与重合闸等的配合 正确完成保护装置发出的指令 本设备保护或其它保护 它是二次设备与一次设备的分界点 2 变电站继电保护的组成 跳合闸机构 2 2 4第四部分 跳合闸机构在断路器装置里 作用 完成将断开断路器 将故障设备从系统中隔离 保证系统的安全 跳合闸机构 保证开关正确的分 断 包括二个方面 电气部分和机械部分 任何跳合闸机构都有固定的跳闸时间 2 变电站继电保护的组成 二次回路 2 2 5第五部分 二次回路作用 将各部分正确连接的线路组成 包括回路中的导线 屏上的端子排 保护屏上的压板等 2 变电站继电保护的组成 控制部分 2 2 6第六部分 控制部分作用 根据规则 对继电保护的各部分进行控制 使各部分有效的结合 完成继电保护功能 如断路器的控制 自动操作和手动操作的控制 动作后是发信号还是跳闸等 2 变电站继电保护的组成 控制部分 组成 二次回路 中间继电器和直流回路 直流回路在变电站是非常重要的 可以说没有直流 变电站是不能正常运行的 直流系统的正常运行 是变电站安全运行的保障 断路器的操作需要直流 保护装置需要直流 中控系统同样也离不开直流 控制回路能保证当保护正确判断故障后 断路器能在最短时间内 并按一定的规则将故障切除 3 继电保护配置 变电站的保护配置 3 继电保护配置主保护 后备保护的概念及分类 主保护 3 1什么是主保护 在保护动作上不与其它保护配合 3 继电保护配置主保护 后备保护的概念及分类 主保护 3 2线路分类 线路的主保护从动作时间上划为两类 第一类 全线瞬时动作 纵联差动保护 在220KV及以上线路作为主保护 纵联差动保护包括三大类 以光纤为媒介的光纤保护以电力输电线为媒介的高频保护 以空气为媒介的微波保护 3 继电保护配置主保护 后备保护的概念及分类 主保护 第二类 线路分类 按阶梯时限特性动作的保护 具有阶梯时限特性的距离保护 零序电流保护等作主保护 一般适用于110KV及以下一些不太重要的线路 3 继电保护配置主保护 后备保护的概念及分类 后备保护 3 3什么是后备保护 在动作过程中 必须与其它保护进行配合的保护 3 继电保护配置主保护 后备保护的概念及分类 后备保护 3 4后备保护分远后备保护和近后备保护两类 3 4 1近后备保护的构成 每一元件具有独立的主保护与后备保护而不依靠相邻元件的保护来起后备作用 应用范围 一般用于220KV及以上电网 3 继电保护配置主保护 后备保护的概念及分类 后备保护 3 4 2远后备保护 构成 以相邻元件的保护特性对本元件内故障有一定灵敏系数 起后备作用 如相邻元件的距离 电流 电压 方向保护等 应用范围 一般用于110KV及以下电网 3 继电保护配置主保护 后备保护的概念及分类 辅助保护 2 5辅助保护 什么是辅助保护 在保护配置中 只起到闭锁和启动作用的保护 辅助保护 闭锁 启动等 与测量元件的关系 为了保证继电保护装置的灵敏性 在同一套保护装置中 闭锁 启动等辅助元件的动作灵敏度应大于所控制元件等主要元件的动作灵敏度 3 继电保护配置3 6继电保护动作时间与切除故障的时间的关系 保护装置动作不是继电保护动作时间 继电保护动作时间 保护装置判断故障时间 中间继电器动作时间 整定时间 跳闸机构固有动作时间 断路器灭弧时间 一般情况下 大约是100ms 3 继电保护配置3 7变电站保护配置 3 7 1什么是继电保护配置 针对不同设备的特点 将能反应设备故障及不正常运行方式的保护元件进行合理的设置 保证设备发生故障时 在规定的时间内将故障设备从系统中断开 保证系统的安全运行 3 继电保护配置3 7变电站保护配置 220KV线路 3 7 2220KV线路 主保护 双高频保护 一套为光纤通道 一套为电力线 对于超短线路双回线 采用分相差动保护 横差保护 近后备保护 距离三段保护 接地距离和相间距离 零序电流保护 失灵保护 重合闸 包括后加速 远后备保护 主变后备保护 相邻线路的三段保护 3 继电保护配置3 7变电站保护配置 110KV线路 3 7 3110KV线路 110KV线路无论是有源还是无源线路 通常采用主保护和远后备保护 主保护 距离 保护 接地距离 相间距离 零序方向电流 保护 近后备保护 距离 保护 零序方向电流 保护 重合闸 后加速 远后备保护 由主变的过流保护用为110KV后备保护 3 继电保护配置3 7变电站保护配置 主变 3 7 4主保护配置原则反应变压器油箱内部故障和油面降低 瓦斯保护 内部故障主要有 油 纸等绝缘材料 线圈的纵向故障 匝间短路 反应变压器绕组和引出线的相间短路 纵联差动保护纵联差动保护对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接短路以及绕组匝间也能起到保护作用 但灵敏度不高 零序差动保护 当纵联差动保护对单相接地短路灵敏度性不符合要求 增设零序差动保护 3 继电保护配置3 7变电站保护配置 主变 3 7 5后备保护原则后备保护设置原则 为了防止外部故障引起主变过负荷 所以 后备保护作为相邻元件的远后备保护 同时也作为变压器本身主保护的近后备保护 后备保护能保护电流互感器与断路器之间的故障 3 继电保护配置3 7变电站保护配置 30KV 10KV线路 3 7 635KV 10KV线路 根据35KV和10KV系统中性点不直接接地系统的特点 由于系统相对简单 保护采用主保护和远后备保护 3 继电保护配置3 8变电站保护配置 母线 3 8 1必须装设母线保护的设备 110KV及以上双母线 110KV及以上单母线 重要发电厂或110KV及以上重要变电所的35KV母线 3 继电保护配置3 8变电站保护配置 母线 3 8 2实例 110及以上母线 主保护 母差保护 后备保护 本站主变的后备保护和对侧的线路保护10KV母线 无主保护 由主变的后备保护对其进行保护 3 继电保护配置3 9保护范围 影响保护范围的因素 影响保护范围的因素与保护装置的原理有关与保护装置的整定值有关与保护装置所取CT的安装位置有关与保护装置所取CT接线方式有关与运行方式有关 3 继电保护配置3 9保护范围 装置原理影响保护范围 3 9 1与保护装置的原理有关 不同的保护原理 其保护范围是不同的 它也受到运行方式的影响 如主变零序电流保护 受主变中性点是否接地的制约 3 继电保护配置3 9保护范围 整定值影响保护范围 3 9 2与保护装置的整定值有关 不同的整定值 其范围也是不同的 如距离保护1段和2段的范围就不同 3 继电保护配置3 9保护范围 CT的安装位置影响保护范围 3 9 3与保护装置所取CT的安装位置有关 如主变纵差保护的CT 取开关CT和取套管CT保护范围就不同 3 继电保护配置3 9保护范围 CT接线方式影响保护范围 3 9 4与保护装置所取CT接线方式有关 一次与二次的极性有关 CT的极性接法 直接关系到保护方向的选择 如线路距离保护 当极性接反了 正方向不动 反方向动作 3 继电保护配置3 9保护范围 运行方式影响保护范围 3 9 5与运行方式有关 在大运行方式下计算的整定值 在小运行方式下 可能不动作 所以整定值要随着运行方式变化而不断调整 3 继电保护配置3 9 保护范围 线路保护范围 3 9 6举例 线路保护范围保护的正方向 从母线指向线路 从CT开始往线路方向 包括线路CT 线路刀闸 阻波器 阻波器的作用 它是并联在线路上 让高频通过 工频不能通过 常见故障是阻波器里的电容损坏 线路避雷器一直到第一级铁塔 3 继电保护配置3 9保护范围 线路保护范围 线路保护范围图 不包括本线路开关 3 继电保护配置3 9保护范围 主变保护范围 主保护保护范围瓦斯保护 主变本体 差动保护 三侧CT所包围的部分 差动保护范围分三种情况 第一种情况 取开关CT 第二种情况 取套管CT 第三种情况 取旁路CT 3 继电保护配置3 9保护范围 主变保护范围示意图 取开关CT 第一种情况 不包括旁路母线 检查的设备有变压器本体 三侧的避雷器 电压互感器 各设备的接线端头 出线瓷套管等 3 继电保护配置3 9保护范围 主变保护范围示意图 取套管CT 第二种情况 检查的设备有变压器本体 中低压侧的避雷器 中低压侧设备的接线端头 出线瓷套管 3 继电保护配置3 9保护范围 主变保护范围 取旁路开关CT 第三种情况 检查的设备有变压器本体 三侧的避雷器 各设备的接线端头 出线瓷套管检查旁路母线及旁路刀闸不检查主变3刀闸 3 继电保护配置3 9保护范围 主变后备保护范围示意图 后备保护的方向 均是指向相邻设备如 复合电压方向过流保护 具体设备 主变套管CT引线 避雷器 PT 3刀闸 主变本侧开关 1刀闸 母线 所有线路的1刀闸 所有线路的开关 所有线路的3刀闸直到出线至第一级铁塔为止 220kV母线 110kV母线 10kV母线 3 继电保护配置3 9保护范围 主变后备保护动作分析 5 3 3后备保护动作分析A 原因从上分析可以看出 引起主变后备保护动作的原因有四种 主变差动保护拒动 相邻元件开关拒动 相邻元件的保护拒动 保护本身误动 3 继电保护配置3 10保护范围 母差保护范围 3 10 1母差保护范围 母线设备 及本母线上所连接的出线开关直到开关CT 画图说明 母差保