继电保护与安全自动装置.ppt

继电保护与安全自动装置 一 继电保护的基本介绍二 继电保护的组成三 继电保护配置原则四 线路保护装置五 BP 2B母差保护装置六 RCS 978主变保护的保护原理及运行注意事项返回主菜单 主要内容 1 1继电保护的基本任务1 2故障时电气量的变化1 3继电保护的基本要求1 4继电保护的分类 一 继电保护的基本介绍 对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测 从而发出报警信号 或直接将故障部分隔离 切除的一种重要措施 2 当发生不正常工作情况时 能自动 及时地选择信号上传给运行人员进行处理 或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备 问题讨论 继电保护 1 当电力系统发生故障时 自动 迅速 有选择地将故障设备从电力系统中切除 保证系统其余部分迅速恢复正常运行 防止故障进一步扩大 继电保护基本任务 1 1继电保护的基本任务 1 2故障时电气量变化 电流增大出现差流出现序分量 零序 负序 电流 电压 电压降低 电流电压间相角发生变化 电流与电压比值发生变化 出现序分量 零序 负序 正序 负序 零序 三相短路故障和正常运行时 系统里面是正序 单相接地故障时候 系统有正序负序和零序分量 两相短路故障时候 系统有正序和负序分量 两相短路接地故障时 系统有正序负序和零序分量 1 3继电保护的基本要求 可靠性 快速性 灵敏性 保护范围内发生故障 保护装置可靠动作 而在任何不应动作的情况下 保护装置不应误动 保护装置应尽快将故障设备从系统中切除 目的是提高系统稳定性 减轻故障设备和线路的损坏程度 缩小故障波及范围 保护装置在其保护范围内发生故障或不正常运行时的反应能力 保护四性 选择性 保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除 使停电范围尽可能缩小 以保证系统中无故障部分继续运行 1 按照保护实现方式可分为 传统保护 微机保护 2 按照保护对象可分为线路保护 变压器保护 母线保护 发电机保护 电容器保护 电抗器保护等等 3 按保护原理可分为 过电流保护原理 阻抗 距离 保护原理 纵联保护原理 横联差动保护原理 瓦斯保护原理 四 保护装置分类的标准 1 4继电保护的分类 逻辑判断部分采用软件方式实现 传统保护 微机保护 方便可靠 易于实现复杂的保护原理 实现方式 比较 逻辑判断部分采用硬件方式实现 对于比较复杂原理的继电保护 难于实现 1 4 1按保护实现方式分类 微机保护装置基本构成框图 测量部分用于测量被保护元件的电流 电压 阻抗等 并同整定值进行比较来确定是否发生故障或不正常工作情况然后输出相应信号至逻辑部分 逻辑部分根据测量输入的信号进行逻辑判断 以确定应使断路器跳闸还是发出信号 并将此信号输入到执行部分 执行部分根据逻辑送来的信号去执行保护装置的任务 跳闸或发出信号 1 4 2按照被保护元件分类 1 线路保护 2 发电机保护 3 变压器保护 4 母线保护 5 电动机保护 1 4 3按照保护原理分类 1 过电流保护原理 2 阻抗 距离 保护原理 3 纵联保护原理 4 纵联差动保护原理 5 瓦斯保护原理 2 1高压电力系统中的继电保护2 2继电保护系统的组成 二 继电保护的组成 返回主菜单 控制 高压断路器 开关 继电保护装置 高压电力系统中 断开短路电流是通过高压开关和继电保护装置配合来完成的 变电站中的断路器 电缆沟 电气控制室 控制 2 1高压电力系统中的继电保护实例 电缆沟 电气控制室 二次系统示意图 二次系统示意图 保护柜示意图 保护柜端子排 操作箱 保护 光纤接口 二次系统示意图 TV TA 开关端子箱 操作机构 保护 保护 测控 监控后台 保护信息管理机 网络 二次电缆 开关站 保护室 2 2继电保护的组成 系统方框图 负 负 由六个部分组成 见上图 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 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 继电保护的组成 测量部分 电压互感器回路 220kV母差保护所用绕组比单元保护所用绕组距离母线远 是因为单元保护保护范围指向各单元 例如线路 而母差保护保护范围指向母线 这样 单元保护与母差保护范围拥有一个交集 一个共同保护范围 从而防止了电流互感器绕组间短路出现保护死区 电流互感器 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 继电保护的组成 保护装置 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 继电保护的组成 操作箱 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 继电保护的组成 跳合闸机构 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 继电保护的组成 二次回路 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 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 继电保护的组成 控制部分 保护装置动作是不是继电保护动作时间 不是 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 1主保护与后备保护3 2继电保护配置3 3保护范围返回主菜单 三 继电保护配置 3 1 1什么是主保护 在保护动作上不与其它保护配合 特点 能以最短的时限 有选择地切除被保护设备和全线路故障的保护 如差动保护 高频保护等 3 1主保护与后备保护 线路的主保护分类 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 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 1 2什么是后备保护 在动作过程中 必须与其它保护进行配合的保护 指主保护或断路器拒动时 用以切除故障的保护装置 如距离保护 零序保护 过流保护等 后备保护不仅可以对本线路或设备的主保护起后备作用 而且对相邻线路也可以起后备作用 后备保护分远后备保护和近后备保护两类 远后备保护的构成 远后备是指本元件的主保护或断路器拒动时 由相邻电力设备或线路的保护实现后备 近后备保护 近后备是指主保护拒绝动作时 由本设备或线路的另一套保护实现的后备 当断路器拒绝动作时 可由该元件的保护或断路器失灵保护断开同一连接母线的断路器 以切除故障 3 1 3辅助保护 什么是辅助保护 作为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护 例如电流速断通常就可作为这类性质的保护 还有一种异常运行保护 是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护 如过负荷保护 发电机的过电压保护 3 2继电保护配置什么是继电保护配置 针对不同设备运行特点对保护元件进行合理的设置 保证设备故障及不正常运行方式时 能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 过流保护当线路中故障电流达到电流继电器的动作值时 电流继电器动作按保护装置选择性的要求 有选择性的切断故障线路 电流保护I段 动作电流较大 动作时间较短电流保护II段 动作电流较小 动作时间较长 距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置 其动作和选择性取决于本地测量参数 阻抗 电抗 方向 与设定的被保护区段参数的比较结果 而阻抗 电抗又与输电线的距离成正比 故名距离保护 距离保护是主要用于输电线的保护 一般是三段式或四段式 第一段保护线路的70 80 第二段保护余下的10 20 并作相邻母线的后备保护 第三段带方向或不带方向 有的还设有不带方向的第四段 作本线及相邻线段的后备保护 接地距离与相间距离 零序保护在大短路电流接地系统中发生接地故障后 就有零序电流 零序电压和零序功率出现 利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置 零序一段 躲过下一段线路出口处接地短路时的最大零序电流 躲开断路器三相触头不同期合闸时候所出现的最大零序电流 两者比较取最大 零序二段 与下一段线路的一段配合 躲过下段线路的第一段保护范围末端接地短路时 通过本保护装置的最大零序电流 零序三段 与下一段线路的三段配合 躲开下一段线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流 两者比较取最大 主要在于采用的电气量不同 接地距离保护是测量阻抗的变化 而零序保护利用的是接地故障时产生的零序电流分量 两者从保护的配合上来看 都是属于阶段式的保护 在不发生单相接地时 零序电流分量是不会出现的 所以零序电流保护具有较高的灵敏性 但在配合时 零序II段的灵敏性可能不满足要求 这时可采用接地距离保护 这也就是说接地零序保护的灵敏性较高 所以保护的配备上 一般距离保护作主保护 电流保护都是作为后备保护的 即在线路发生故障时 首先距离保护动作 零序保护作为后备可能动作 零序保护与接地距离保护的区别 3 2 1220KV线路保护配置 主保护 双高频保护 纵联差动保护 高频保护 纵联电流差动保护 根据接线方式 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 2 2110KV线路保护配置 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 远后备保护 由主变的过流保护用为110KV后备保护 3 2 3主变保护配置原则主保护 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 主变后备保护 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 2 435KV 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 2 5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 110kV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 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 3保护范围3 3 1影响保护范围的因素 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 保护范围 装置原理影响保护范围 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 保护范围 整定值影响保护范围 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 保护范围 CT的安装位置影响保护范围 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 保护范围 CT接线方式影响保护范围 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 保护范围 运行方式影响保护范围 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 3 2线路保护范围 线路保护范围图 不包括本线路开关 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 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 3 3主变保护范围示意图 取开关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 保护范围 主变保护范围示意图 取套管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 保护范围 主变保护范围 取旁路开关CT 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 保护范围 主变后备保护范围示意图 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 主变后备保护动作分析 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 母差保护范围示意图 3 3 4保护范围 母差保护范围 母差保护的动作后果分析跳开本母线上所有开关 闭锁线路重合闸装置 再次重合将加剧绝缘的损坏 事故扩大 使高频保护停信 如果某个开关拒动 应保证线路对侧的高频保护跳开开关 切断电源 开关失灵保护是线路保护的后备保护 跳闸范围同母差保护范围一样 动作条件 开关确在合闸位置 本设备保护确已动作 失灵元件已动作 但未返回 复合电压已动作 以上四个条件均满足后 经500ms后 跳开本母线上的所有开关 问题 为什么开关转冷备用时 应该解除母差上相关出口压板 与失灵保护有关 开关转冷备用时 可能满足失灵保护的条件 开关在合位 保护动作 仍有故障电流 如图所示 该220kV线路发生B相发生单相永久性故障 此时 由于211开关A相故障 不能正常分闸 保护如何动作 失灵是否能启动 220kV线路重合闸方式为单重 211开关失灵保护投入 1 当220kV系统B相线路发生故障时 两侧线路 211 221 保护启动 B相跳闸 随后211 221开关B相重合一次 重合不成功跳开两侧三相开关 此时211开关A相故障 不能跳闸 2 不会启动失灵保护 因为虽然A相开关拒分 但当211开关的B C相和221开关的A B C相跳开后 两侧不存在故障电流 所以两侧保护返回 不启动失灵保护 安规规定停电先拉线路侧刀闸 送电先合母线侧刀闸 为什么 根据本节保护范围做出分析 都是为了在发生误操作时 缩小事故范围 1 停电时 可能出现的误操作有 断路器尚未断开电源 先拉刀闸 造成带负荷拉刀闸 另一种情况是 断路器虽已断开 但电工人员操作刀闸时 因走错间隔而错误地断开不应停电的设备 当断路器尚未断开电源时 误拉刀闸有两种情况 一种情况是先拉母线侧刀闸 弧光短路在断路器内 将造成母线短路 另一种情况是先线路侧刀闸 弧光短路点在断路器外 断路器的保护装置动作跳闸 能切除故障 缩小了事故范围 所以停电先拉线路侧刀闸 2 送电时 如果断路器误在合闸位置上 便去合刀闸 有以下两种情况 若先合线路侧刀闸 后合母线侧刀闸 等于用母线侧刀闸带负荷往线路送电 一旦发生弧光短路 便造成母线故障 人为地扩大了事故 若先合母线侧刀闸 后合线路侧刀闸 等于用线路侧刀闸带负荷往线路送电 一旦发生弧光短路 断路器的保护装置动作跳闸 可以切除故障 缩小了事故的范围 所以送电时先合母线侧刀闸 4 110kV线路保护装置4 2110kV线路保护装置4 3220kV线路保护装置4 4自动重合闸装置返回主菜单 四 线路保护装置 4 1 10kV线路保护配置 4 1 110kV线路上主要设备A 馈线B 电容器C 电抗器 4 1 210kV线路故障类型及保护配置10kV系统属中性点非直接接地的电网 其主要故障类型有 各种形式的相间短路 不同地点的两点接地短路及单相接地 对于相间短路 要求保护动作于跳闸 对于单相接地 由于短路电流小 同时线电压仍对称 对用户无大的影响 可以继续运行 动作于发信 不同电网要求不一致 单相接地时的电流 电压 接地相电压降低 等于零 其他两相升高 3倍 系统中出现零序电压且处处相等 非故障线路首端的零序电流为本线路对地电容电流之和 故障线路首端的零序电流为所有非故障线路对地电容电流之和 UA UB UC UB UC 相间短路保护的配置相间短路通常力求简单 通常采用三段式或两段式电流保护 单相接地保护通常设有零序电流保护 接于线路出线电缆的零序CT上 动作于信号 有些地区动作于跳闸 4 1 3电容器组保护限时电流速断保护通常按电容器组额定电流的3 5倍整定 带0 1 0 2秒延时 防止电容器组投入时误动 过电流保护按电容器组额定电流的1 5 2倍整定 时限一般为0 4 1 0秒 过压保护按电容器组额定电压的1 1倍整定 防止过电压损坏电容器组 失压保护 低电压保护 当供电电压消失时 电容器组失去电源开始放电 其上电压逐渐降低 若残余电压未放电到0 1倍额定电压就恢复供电 则电容器组上将承受高于1 1倍额定电压的合闸过电压 导致电容器组的损坏 不平衡保护不平衡保护主要是反映形成电容器本体内部故障多台电容器单体熔丝熔断导致三相电压不平衡 4 1 4并联电抗器应装设如下保护装置 1 低电压保护 2 过电压保护 3 过电流保护 4 瞬时过电流保护 5 不平衡保护 4 1 510kV线路后备保护当开关拒动 保护拒动时 什么保护动作 主变低压侧后备保护动作后切除什么开关 主变低压侧开关思考 属于近后备还是远后备 4 2 1常见的110kV线路保护LFP 941A RCS 941A NSR 201 DFP 201微机线路保护距离保护采用阻抗圆特性 具有三段式距离保护 三段式接地距离保护 四段式零序电流保护 重合闸 双回线相继速动 不对称故障相继速动等功能 PSL 621C CSL 160B DF3220微机线路保护距离保护采用四边形特性 具有三段式距离保护 三段式接地距离保护 四段式零序电流保护 重合闸 双回线相继速动 不对称故障相继速动等功能 4 2110kV线路保护 不对称相继速动保护不对称故障时 利用近故障侧切除后负荷电流的消失 可以实现不对称故障时相继跳闸 在不对称相继速动功能投入的前提下 不对称相继速动需满足两个条件 距离II段元件动作 负荷电流先是三相均有流 随后任一相无流 双回线相继速动保护双回线相继速动保护仅在保护启动后的300ms内投入 如图 两条线路中的 段距离元件先启动然后又返回时 向另一回线路输出一个加速信号 加速其 段距离元件动作跳闸 双回线 段距离相继动作的判据为 1 本线 段阻抗启动 2 故障开始未收到加速信号 其后又收到同侧另一回线路来的加速信号 3 本线 段阻抗在满足 2 条件后经一个短延时仍不返回 目前常用的220KV线路保护有 南京南瑞的RCS 早期为LFP 系列 如RCS902 RCS901 RCS931 北京四方的CSC系列 如CSC101 CSL103 国电南自的PSL系列 如PSL602 PSL603等 220KV线路保护一般由两套不同原理的保护构成两个保护屏 如一屏配RCS931电流差动保护 RCS 923另一屏配PSL602GM高频距离保护 GXC 01 光纤 或一屏配PSL603GC电流差动保护另一屏RCS901高频距离保护 RCS 923 LFX912 4 3220kV线路保护 220kV线路主要采用纵联电流差动保护 高频相差保护 高频方向保护 高频距离保护 高频远方跳闸保护作为区内故障的主保护 采用两套不同原理的高频保护或纵联电流差动作为互为后备的方式 同时采用多段式距离保护构成相间故障的近后备方式 采用带或不带方向元件的多段式零序电流保护或多段式接地距离保护构成接地故障的近后备方式 采用失灵保护作为断路器拒动时的近后备保护 高频保护利用两侧保护继电器反映本侧电气量 利用通道将继电器对故障方向判别的结果传送到对侧 每侧保护根据两侧保护继电器的动作经过逻辑判断区分是区内还是区外故障 这类保护是间接比较线路两侧的电气量 在通道中传送的是逻辑信号 比如RCS901 RCS902保护 判别方向元件不同 RCS901用的是方向高频和零序高频 RCS902用的是距离高频和零序高频 根据工作方式不同一般分为允许式和闭锁式 一 高频闭锁方向保护以输电线路本身作为载流通道 比较线路两端的功率方向 二 相差动高频保护以输电线路本身作为载流通道 比较线路两端的电流相位 高频通道 阻止高频电流外流 以免产生不必要的损耗和造成对其他高频通道的干扰 但不影响工频电流的传输 阻高频 通工频 二 耦合电容器的作用将发信机发出的高频电流送至高压输电线路 并使对端送来的高频电流进入收信机 一 阻波器的作用 与耦合电容器一起构成一个带通滤波器 并进行阻抗匹配 四 高频电缆的作用高频电缆是高频收发信机或载波机和结合滤波器的连接线 高频电缆又称为同轴电缆 它有内 外两个导体 芯线是内导体 外皮 铅皮或铜丝网 是外导体 高频电缆有很好的抗干扰能力 三 结合滤波器的作用 高频通道的工作方式 1 故障时发信 允许式 正常时无高频电流 故障时有高频电流2 长期发信 闭锁式 正常时有高频电流 故障时高频电流消失 高频信号的性质 1 闭锁信号 收不到该信号是保护跳闸的必要条件 2 允许信号 收到该信号是保护跳闸的必要条件 3 跳闸信号 收到该信号是保护跳闸的充分必要的条件 高频闭锁方向保护工作原理 一 准备本侧保护功率为正时发信机停信 为负时发信机发闭锁信号 二 保护动作的条件1 保护启动2 本侧收信机没有收到闭锁信号 三 原理介绍 答 闭锁式高频保护动作跳闸的条件为 低定值启动元件启动发信 高定值启动元件动作 正向元件动作停信 收不到对侧闭锁信号 图中k点故障 3 4侧保护启动发信正向元件动作停信 且无闭锁信号 于是跳闸 2 5感受到反向故障发信 闭锁两侧保护 不跳闸 1 6正方向元件动作 收到对侧闭锁信号 不跳闸 闭锁式高频向保护动作跳闸的条件是什么 可以单侧解除高频保护吗 闭锁式 不行 可能导致单侧投入侧高频保护误动作 如图220kV系统 当母线故障发生在断路器和电流互感器之间时 两侧变电站均配置母差保护和闭锁式高频保护 请问两侧保护如何动作 母差保护停信 本侧母差保护动作 跳开本侧开关 本侧线路保护不会动作 区外故障 但故障点依然存在 依靠母线保护出口继电器动作停止本线路高频保护发信 对侧保护启动后收不到闭锁信号 高频动作 断路器跳闸切除故障 纵联电流差动保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧 每侧保护根据对两侧电流的幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故障 这类保护反映的是两侧的电气量 类似于差动保护 因此也叫纵联电流差动保护 安全自动装置 1 输电线路自动重合闸装置 2 备用电源自动投入装置 3 自动按频率 低压减负荷装置和频率自动调节装置 什么是自动重合闸 将因故跳开后的断路器按需要自动重新投入的一种自动装置 4 4安全自动装置 四 先收讯后停讯的原则 为什么使用重合闸装置 电力系统运行经验表明 架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的 永久性故障一般不到10 因此 在由继电保护动作切除短路故障之后 电弧将自动熄灭 绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复 1 在下列情况下 重合闸不应动作 1 由值班人员手动跳闸或通过遥控装置跳闸时 2 手动合闸 由于线路上有故障 而随即被保护跳闸时 2 除上述两种情况外 当断路器由继电保护动作或其它原因跳闸后 重合闸均应动作 使断路器重新合上 3 自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定 如一次重合闸就只应实现重合一次 不允许第二次重合 4 自动重合闸在动作以后 一般应能自动复归 准备好下一次故障跳闸的再重合 对重合闸的几个要求 5 应能和继电保护配合实现前加速或后加速故障的切除 6 在双侧电源的线路上实现重合闸时 应考虑合闸时两侧电源间的同期问题 即能实现无压检定和同期检定 7 当断路器处于不正常状态 如气压或液压过低等 而不允许实现重合闸时 应自动地将自动重合闸闭锁 8 自动重合闸宜采用控制开关位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸 重合闸启动方式 重合闸有保护启动或断路器位置不对应启动 重合闸方式有检同期方式 检无压方式和不检方式 一侧检同期 一侧检无压 检无压侧应该同时投入检同期 为什么 防止开关偷跳 重合闸后加速 重合闸前加速 后加速 线路发生故障时 保护装置有选择地将故障线路切除 与此同时重合闸动作 重合一次 若重合于永久性故障时 保护装置立即以不带时限 无选择地动作再次断开断路器 前加速 当线路上发生故障时 靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作于跳闸 而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作 重合闸动作方式 单相故障单跳单合 多相故障三跳不重合 单重方式 保护的电压 电流取自哪里 电流 开关CT 电压 母线PT线路PT的作用 1 用于手动检同期 检无压合闸用2 用于重合闸检同期 检无压用3 用于备自投及其他自动装置 220千伏重合闸投入方式 不同厂家的保护两套重合闸均投相同重合闸方式位置合闸出口压板投入与本站旁路保护相同配置的一套 另一套重合出口压板退出 若一套保护 或高频保护 停役或其重合闸停役时 则应投入另一套保护重合出口压板 同厂家的两套保护重合出口压板均投入 无旁路开关配置的两套保护重合出口压板正常运行时优先级顺序如下 投电流差动保护的合闸出口压板 双差动保护优先南瑞900系列保护 另一套保护重合出口压板退出 投入南瑞900系列保护合闸出口压板 投入其他厂家保护合闸出口压板 线路另一套重合出口压板退出 某站110kV线路故障 LFP 941A型保护装置动作 重合不成功 后加速动作跳闸 该线路检修后 在恢复送电时 运行人员一合上直流操作电源 重合闸动作 开关由分变合 试分析其原因 原因分析 由于LFP 941装置没有控制回路断线闭锁重合闸功能 且在开关后加速跳闸后 运行人员没有在测控屏将开关控制把手进行对位 合后KKJ始终保持 在断开控制电源时 TWJ继电器常开接点返回 保护装置进行重合闸充电 在控制电源重新合上 TWJ继电器常开接点接通 不对应启动重合闸 将开关合上 练习 110kV及以下供电系统中 通常采用辐射型的供电方式 在这些系统接线方式中 为提高对用户供电的可靠性 可采用备用电源自动投入装置 简称BZT装置 使系统自动装置与继电保护装置相结合 这是一种提高对用户不间断供电的经济而有效的重要技术措施之一 备自投装置 方式一 1 进线运行 2 进线热备用 充电条件 a 段母线有压 2 进线线路有压 可投退 b 1DL 3DL在合位 2DL在分位 经延时后完成充电 放电条件 a 2 进线线路无压 b 2DL合上 c 手跳1DL或3DL d 其他外部闭锁信号 动作过程 充电完成后 若 母均无压 2 进线线路Ux2有压 I1无流 延时跳开1DL 确认1DL跳开后合2DL开关 方式二 1 进线热备用 2 进线运行 类似方式一 方式三 四 两段母线分列运行 桥开关热备用 充电条件 a 段母线有压 b 1DL 2DL在合位 3DL在分位 经延时后完成充电 放电条件 a 段母线均无压 b 3DL合上 c 手跳1DL或2DL d 其他外部闭锁信号 方式三动作过程 充电完成后 若 母无压 进线I1无流 母有压 延时跳开1DL 确认1DL跳开后合3DL开关 方式四动作过程 充电完成后 若 母无压 进线I2无流 母有压 延时跳开2DL 确认2DL跳开后合3DL开关 110kV桥开关备自投方式 方式一 二 两段母线分列运行 分段开关热备用 充电条件 a 段母线有压 b 1DL 2DL在合位 3DL在分位 经延时后完成充电 放电条件 a 段母线均无压 b 3DL合上 c 手跳1DL或2DL d 其他外部闭锁信号 方式一动作过程 充电完成后 若 母无压 进线I1无流 母有压 延时跳开1DL 确认1DL跳开后合3DL开关 方式二动作过程 充电完成后 若 母无压 进线I2无流 母有压 延时跳开2DL 确认2DL跳开后合3DL开关 调控员值班的一天 此时10kVI段母线B相电压降低接近零 两相上升为线电压 此时为B相完全接地故障 汇报相关调度 使用拉路法 即逐一拉开各条线路 直至确认故障线路 在某日值班时 发出 10kVI段母线接地 1主变10kV侧电压异常 查看10kVI段母线电压为 A相10 1kV B相0 2kV C10 1kV相 请问此时为什么故障 如何处理 在使用了拉路法以后 确认接地线路为611线路 调度员如何处理 10kV及35kV不接地系统允许接地运行2个小时 2个小时后仍然接地必须停运 否则对电缆产生危害 1个小时后 611线路跳闸 为什么 可能有什么原因 只有相间故障才可能跳闸 可能是单相接地发展为相间故障 在611开关跳闸后 母线失地信号消失 过了10分钟 又发出发出 10kVI段母线接地 1主变10kV侧电压异常 信号 查看10kVI段母线电压为 A相0kV B相6 2kV C相6 2kV 请问此时为什么故障 如何处理 此时为熔丝熔断 需更换熔丝 现场运维人员申请更换熔丝 请根据此时运行方式 下达调度指令 更换熔丝时 10kV 1电容器组跳闸 为什么 动作正确吗 为低电压保护动作跳闸随后 10kV备自投保护动作 跳开 1主变66A开关 合上母联66M开关 该保护动作正确吗 1 继电保护有哪些功能 本次值班中 哪些是继电保护动作于发信 哪些动作于跳闸 2 10kV备自投装置动作条件是 3 10kV保护装置如何配置 小结 返回主菜单 五 BP 2B母差保护 1 应用范围适用于500kV及以下电压等级单母线 单母分段 双母线 双母分段以及3 2接线在内的各种主接线方式 BP 2B母差保护装置5 1 装置原理 2 保护配置母线差动保护 母联充电保护 母联过流保护 母联失灵 或死区 保护 以及断路器失灵保护出口等功能 3 工作原理3 1保护范围差动保护动作原理双母线接线方式为例 母差保护范围示意图 A 大差比率差动的组成作用 原理 判断母线范围内是否有故障并作为起动元件 大多数情况下不受运行方式的控制 正常时 流入与流出的电流是相等的 即I 0故障时 流入与流出的电流是不相等的 即I 0 大差比率差动原理及电流接线图 保护将母线上所有连接元件的电流采样值输入差动保护判据 构成大差 大差的电流为各出线电流之和 即I I I I I I I B 小差比率差动作用 受当时的运行方式控制 具有选择性 判断故障段 母小差电流I I I I I母联 母小差电流I I I I I母联正常时I 0I 0当I 0说明 段母线有故障 如果I 0说明 段母线有故障 小差比率差动原理及电流接线图 保护将每一段母线上所有连接元件及母联CT的电流采样值输入差动保护判据 构成小差 保护逻辑框图 大差只作为起动条件之一 各段母线的小差比率差动元件既是区内故障判别元件 也是故障母线选择元件 BP 2B母差保护装置 装置原理5 2母差动作逻辑 当母线上的连接元件倒闸过程中 两条母线刀闸相连时 母线互联 装置自动转入 母线互联方式 非选择方式 不进行故障母线的选择 一旦发生故障同时切除两段母线 BP 2B母差保护装置 装置原理5 2母差动作逻辑 母联失灵保护 死区故障保护实现逻辑框图 BP 2B母差保护装置 装置原理5 3母联 分段 失灵 死区保护 失灵 死区保护动作的前提条件 母联开关只有作为联络开关 即在运行状态时 才起动母联失灵保护 起动母联失灵保护的是 母差保护和母联充电保护 BP 2B母差保护装置 装置原理5 3母联 分段 失灵 死区保护 何为死区故障死区故障 母线并列运行当故障发生在母联开关与母联CT之间时 断路器侧母线段跳闸出口无法切除该故障 而母联CT的小差元件不会动作 这种情况称之为死区故障 BP 2B母差保护装置 装置原理5 4母联 分段 失灵 死区保护 I II 母小差电流I 电流 电流 电流 I母联 母小差电流I 电流 电流 电流 I母联封母联CT的意义 根据一定的条件 当到达 整定 时间值时 将母联电流除去 这时 母小差电流I 电流 电流 电流 0 母小差电流I 电流 电流 电流 0 BP 2B母差保护装置 装置原理5 5母联 分段 失灵 死区保护 如果将母联CT不接入 封闭 则I 0 相当于故障状态 I 0装置反应 段母线有故障 而大差因有故障没有返回 则母差保护将别一段母线上的元件也全跳开 BP 2B母差保护装置 装置原理5 6母联 分段 失灵 死区保护 充电保护起动的三个条件 母联 分段 充电保护压板投入 其中一段母线已失压 且母联 分段 开关已断开 母联电流从无到有 以上三个条件必须同时满足 BP 2B母差保护装置 装置原理5 7母联 分段 充电保护 充电保护逻辑框图 BP 2B母差保护装置 装置原理5 8母联 分段 充电保护 可以作为母线解列保护 也可作为线路 变压器 的临时应急保护 母联 分段 过流保护压板投入并达到整定值后 经可整延时跳开母联开关 不经复合电压闭锁 BP 2B母差保护装置 装置原理5 9 母联 分段 过流保护 差电流大于TA断线定值 延时9秒发TA断线告警信号 同时闭锁母差保护 电流回路正常后 0 9秒自动恢复正常运行 BP 2B母差保护装置 装置原理5 10电流回路断线闭锁 不会影响保护对区内 区外故障的判别 只是会失去对故障母线的判别 只需转入母线互联 单母方式 母联 分段 电流回路正常后 需手动复归恢复正常运行 BP 2B母差保护装置 装置原理5 10电流回路断线闭锁 母联CT断线 某一段非空母线失去电压 延时9秒发TV断线告警信号 除了该段母线的复合电压元件将一直动作外 对保护没有其他影响 BP 2B母差保护装置 装置原理5 11电压回路断线告警 与失灵起动装置配合方式当母线所连的某断路器失灵时 由该线路或元件的失灵起动装置提供一个失灵起动接点给本装置 BP 2B母差保护装置 装置原理5 12继路器失灵保护出口 母联保护装置动作于母联断路器失灵的逻辑 BP 2B母差保护装置 装置原理5 12继路器失灵保护出口 失灵的电压闭锁元件是以低电压 线电压 负序电压和3倍零序电压构成的复合电压元件 其定值很高 低 当线路末端故障时仍能反应 BP 2B母差保护装置 装置原理5 12失灵电压闭锁元件 装置告警信号灯的作用 1 装置告警信号灯的作用 1 装置告警信号灯的作用 小结 母线电流差动保护由母线各连接元件电流回路相量和构成 用于切除母线的各类故障 主要特点 1 差动回路是由一个母线大差动和各段母线小差动所组成的 2 大差动是指除母联开关和分段开关以外的母线上所有其余支路电流相量和所构成的差动回路 3 某段母线小差动是指与该段母线相连接的各支路电流相量和构成的差动回路 其中包括了与该段母线相关联的母联开关和分段开关 4 母线上所有元件极性相同 母联CT极性同I母或II母线 不同厂家要求不一样 上元件极性一致 5 大差动判别是否有母线故障 小差动判别故障母线是哪一段 6 母线分列运行时 大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值 7 母线互联运行 小差比率差动元件自动退出 保护不进行故障母线的选择 一旦发生故障同时切除两段母线 母线差动保护 主要由三个分相差动元件构成 同时在保护中还设置有启动元件 复合电压闭锁元件 TA二次回路断线闭锁元件及TA饱和检测元件等 双母线或单母线分段一相母差保护的逻辑框图如下图所示 由图可以看出 当小差元件 大差元件及启动元件同时动作时 母差保护出口继电器才动作 此外 只有复合电压元件也动作时 保护才能去跳各断路器 如果TA饱和鉴定元件鉴定出差流越限是由于TA饱和造成时 立即将母差保护出口短暂闭锁 为提高母差保护的动作可靠性 设置有专用的启动元件 只有在启动元件启动之后 母差保护才能动作 不同型号母差保护 采用的启动元件有差异 通常采用的启动元件有 电压工频变化量元件 电流工频变化量元件及差流越限元件 母线的某一出线元件故障时 其TA可能产生饱和 其二次电流大大减少 严重饱和时TA二次电流等于零 为防止区外故障时由于TA饱和母差保护误动 在保护中设置TA饱和鉴别元件为防止保护出口继电器误动或其他原因误跳断路器 通常采用复合电压闭锁元件 只有当母差保护差动元件及复合电压闭锁元件均动作之后 才能作用于去跳各路断路器 当低电压元件 零序过电压元件及负序电压元件中只要有一个或一个以上的元件动作 立即开放母差保护跳各路开关的回路 闭锁方式 为防止差动元件出口继电器误动或人员误碰出口回路造成的误跳断路器 复合电压闭锁元件采用出口接点的闭锁方式 即复合电压闭锁元件各对出口接点 分别串联在差动元件出口继电器的各出口接点回路中 跳母联或分段断路器的回路可不串复合电压元件的输出接点 刀闸位置异常 信号出现 经检查发现母差保护屏上某线路刀闸位置与一次设备实际位置不对应时 1 请用母差保护基本原理分析发生母差区内故障和区外故障时母差保护动作 2 微机型母差保护对上述情况一般采取何种防范措施 3 发现上述情况应如何处理 练习 1 如果刀闸位置和实际位置不对应时 母差保护的I II母小差均有差流 大差没有差流 当发生区外故障时 虽然I II段小差 I II母复合电压均动作 但大差不动作 所以 母差保护不会动作 但发生区内故障时 I II段小差 I II母复合电压及大差均动作 两段母线同时跳闸 2 微机型母差保护在运行过程中 若由于隔离开关辅助接点出错等原因造成小差出现不平衡 保护装置将发 识别错误 信号 此时 两小差依据原运行方式字进行计算 同时按原运行方式字发选择性的出口跳闸命令 3 运行人员发现母差保护屏上刀闸位置与一次设备实际位置不对应时 运行人员应立即母差保护屏上的强制开关指定相应的刀闸位置状态 确保母差保护正常运行 并立即上报缺陷等待处理 变压器的故障和不正常工作状态 1 绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的接地短路 2 绕组的匝间短路 3 外部相间短路引起的过电流 4 中性点直接接地或经小电阻接地电力网中 外部接地短路引起的过电流及中性点过电压 5 过负荷 6 过励磁 7 中性点非直接接地侧的单相接地故障 8 油面降低 9 变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障 返回主菜单 实践证明 故障中以油箱内绕组的故障较多 尤其是匝间短路 绕组故障产生的电弧 会烧坏绕组的绝缘及铁芯 引起绝缘材料和变压器油的强烈气化 从而导致油箱的爆炸 其次 引出线的接地和相间故障也是常常发生的 最常见的变压器不正常工作状态是过电流 即工作电流大于额定电流 产生过电流的原因很多 主要有外部短路故障切除时间长 并联工作变压器被断开 电动机的自起动 自动投入负荷 系统振荡等 另外 还有变压器油箱漏油造成的油面降低和油箱出现气体等 对于变压器本身和各侧引线 套管的故障 为了限制故障扩大 通常采用电流速断 差动及重瓦斯保护 快速将变压器的电源切断 对于与变压器连接的母线或接于此母线的引出线路故障 而其相应保护不能切除故障时 应通过较短时限的过电流保护 将与故障有连系的变压器的断路器断开 以停止故障电流流过变压器 过负荷引起的过电流 一般是短时的 如电动机自起动 电气火车和起重机引起的过负荷冲击等 对于较长时间的过负荷 如断开并联运行的变压器 运行人员有充足的时间处理 可切除不重要的用户或过负荷的变压器 因此不必装设断开变压器的保护 而仅装设过负荷信号 提请运行人员采取相应措施即可 对于变压器内部产生的轻微瓦斯和油面降低 应利用瓦斯继电器轻瓦斯动作触点给出信号 而对于变压器本体温度过高 应利用温度继电器触点给出报警信号 一 RCS 978系列变压器保护的适用范围 220KV及以上电压等级 需要提供双套主保护 双套后备保护的各种接线方式的变压器 返回主菜单 二 RCS 978装置的保护配置 主保护 稳态比率差动 差动速断 工频变化量比率差动 零序比率差 分侧比率差动 后备保护 复合电压闭锁方向过流 零序方向过流 零序过压 间隙零序过流 异常告警功能 过负荷报警 起动冷却器 过载闭锁有载调压 零序电压报警 公共绕组零序电流报警 差流异常报警 零序电流异常报警 差动回路TA断线 TA异常报警和TV异常报警 RCS 978主变保护 三 各种型号的适用范围 RCS 978E 三圈或自耦变 低压侧双分支 最大接线方式 RCS 978H 220KV侧1个半开关接线或桥接线 中 低压侧双分支 后备保护可用单独TA RCS 978主变保护 四 RCS 978装置的保护配置图 非电量保护瓦斯保护分为本体瓦斯保护 有载调压瓦斯保护 本体轻瓦斯保护动作发信 本体重瓦斯保护动作跳闸 0秒跳开主变各侧开关 压力释放 油温高 冷却器全停一般动作于发信 差动保护差动保护反应各侧开关CT电流和 保护范围为各侧开关CT往主变方向的范围 动作后0秒跳开主变各侧开关 瓦斯保护能反应主变油箱内部故障 包括绕组匝间短路 差动保护反应各侧开关CT以内的范围 但不能反应绕组匝间短路 比率差动保护原理由于变压器变比 联接组别的影响 变压器运行时 各