继保小结课件

1、XX风电场继电保护讲解人：李XX目录 什么是保护什么是保护个人小结，实际遇到的个人小结，实际遇到的情况及相关标准如：不情况及相关标准如：不能使用大功率无线设备能使用大功率无线设备 常见保护的故障及处理常见保护的故障及处理 主要保护的原理及主要保护的原理及作用作用 本风场所配置保护本风场所配置保护 保护的作用保护的作用什么是保护 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以也称继电保护。保护的作用 当电力系统发生故障或异常工作工况时，通过检测装置判断系统出故

2、障 ，在可能实现的最短时间内 和最小区域 内，通过控制相关的继电保护设备和控制装置，自动将故障设备从系统中完全安全的 切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。（灵敏性）（速动性）（选择性）（可靠性）保护分类继电保护可按以下继电保护可按以下4 4种方式分类：种方式分类：按被保护对象分类，有输电线保护和主设备保护(如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等保护)。按保护功能分类，有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、后备保护和辅助保护；后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保护、非全相运行保护等。按保护装置进行比较和运算处理的信

3、号量分类，有模拟式保护和数字式保护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型（运算放大器）保护装置，它们直接反映输入信号的连续模拟量，均属模拟式保护；采用微处理机和微型计算机的保护装置，它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量,这是数字式保护。按保护动作原理分类，有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、高频（载波）保护等。本风场的保护配置22万送出线路保护：1、差动保护；2、断路器失灵保护22万送出线路保护：距离保护，通过计算故障点的阻抗来判断故障距离22万送出线路保护：零序保护本风场的保护配置22万送出线路保护：1、差动保护；2、微机保护（微机保护

4、是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度，微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。 ）22万主变保护：1、差动保护11万主变保护：1、差动保护本风场的保护配置xx升压站保护：1、差动保护35kV集电线路保护：1、差动保护箱变保护：1、差动保护其他保护：1、差动保护横差保护双回线的横联差动保护的构成及动作过程双回线横联差动保护装置是由电流启动元件和功率方向元件组成，图15（a）中，功率方向继电器KPD1和KPD2的电流线圈与电流继电器KA串联接于双回线的电流差上。功率方向继电器KPD1与KPD2

5、加进同一电压（接母线电压互感器），但极性相反。在I1 I2（即同一回线上发生故障）时，左边的方向继电器KPD1的转矩为正，而右边的方向继电器KPD2的转矩为负；反之，在I2 I1 （即另一回线上发生故障）时，KPD2的转矩为正，KPD1的转矩为负。这样两回线路中任一回线路上发生故障时，电流继电器KA均启动保护装置，而两个功率方向继电器则用来判别故障线路。 正常及外部故障时，1=2、R =0 、保护不动作。 在线路L-1上K点故障时，12 ，所以R =1-2s，电流继电器KA1启动，功率方向继电器KPD1触点闭合，KPD2触点不闭合，保护动作跳开断路器QF1。在线路受端，流入继电器的电流R =1

6、+2 见图15（b），使电流继电器KA2、功率方向继电器KPD3动作，而KPD4不动作，从而使断路器QF3跳闸。同理在线路L-2上短路时，送端KA1、KPD2动作，受端KA2、KPD4动作，同时跳开断路器QF2、QF4。 为防止单回线运行时，横联差动保护在外部故障时误动作，保护的直流电源经双回线两个开关的常开辅助触点串联闭锁，只有当两个开关同时接入时，保护才作用。 方向横联差动保护的动作电流应大于穿越性故障时在差电流回路中引起的最大不平衡电流。低电压保护当线路线电压的最大相电压低于整定电压值时，低电压保护动作跳闸。为避免PT三相断线引起低电压误动，低电压保护具有电流闭锁功能，当三相电流的最大相

7、低于0.2A时闭锁该保护， 其动作方程为： Umax0.2A tt_UUUmax为线电压的最大相电压；UU为低电压整定值；Imax为三相电流中最大电流值；t为系统电压小于低电压保护定值的时间；t_UU为低电压保护的整定延时。低电压保护动作逻辑 一、过电压保护 过电压概述 直接雷击过电压保护 操作过电压 过电压保护设备14过电压概述 1、定义及危害 电力系统运行中，出现危及电气设备绝缘的电压称为过电压。 过电压对电力系统的安全运行有极大危害 如：雷击造成人员伤亡 造成电力线路或电力设备绝缘击穿损坏 由于电气设备运行操作不当引起的内部过电压也会引起电气设备绝缘击穿损坏，造成电力系统的极大破坏 15

8、过电压概述 2、过电压分类 直接雷击过电压 雷电过电压 雷电反击过电压 感应雷过电压过电压 雷电侵入波过电压 工频过电压 内部过电压 谐振过电压 操作过电压 16内部过电压 工频过电压：工频过电压：（火电厂甩负荷但是频率依旧是50Hz） 谐振过电压：谐振过电压：（我们的集电线路为容性，变压器为感性，容性感性一叠加 便形成了谐振过电压） 谐振：谐振：系统进行操作或发生故障时。电感电容形成一种振荡回路，自由震荡频率等于外加强迫频率时发生谐振。是一种周期或准周期的运行状态。 操作过电压：操作过电压：工频过电压工频过电压工频过电压工频过电压（power frequency overvoltage）系统

9、中在操作或接地故障时发生的频率等于工频（50 Hz）或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。当系统操作、接地跳闸后的数百毫秒之内，由于发电机中磁链不可能突变，发电机自动电压调节器的惯性作用，使发电机电动势保持不变，这段时间内的工频过电压称为暂时工频过电压。随着时间的增加，发电机自动电压调节器产生作用，使发电机电动势有所下降并趋于稳定，这时的工频过电压称为稳态工频过电压。产生工频过电压的主要原因是：空载长线路的电容效应，不对称接地引起的正序、负序和零序电压分量作用，系统突然甩负荷使发电机加速旋转等。限制工频过电压应针对具体情况采取专门的措施，常用的方法有：采用并联电抗器补偿空载长线的电容效应，

10、选择合理的系统中性点运行方式，对发电机进行快速电压调整控制等等。 18电力系统限制工频过电压的措施电力系统限制工频过电压的措施 1、利用并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应；2、利用静止无功补偿器SVC补偿空载线路电容效应；3、变压器中性点直接接地可降低由于不对称接地故障引起的工频电压升高；4、发电机配置性能良好的励磁调节器或调压装置,使发电机突然甩负荷时能抑制容性电流对发电机的助磁电枢反应,从而防止过电压的产生和发展。5、发电机配置反应灵敏的调速系统,使得突然甩负荷时能有效限制发电机转速上升造成的工频过电压。 19谐振过电压 电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振

11、荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的过电压。 20谐振过电压分类 (1) 线性谐振过电压 谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。 (2) 铁磁谐振过电压 谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振。 (3) 参数谐振过电压 由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd Xq间周期变化)和系

12、统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。21断线铁磁谐振过电压 是泛指由于导线的开断（可能伴随断线处有一侧接地），开关的不同期合闸及熔断器的一相或两相熔断而引起的铁磁谐振过电压。只要电网的电源侧或负荷侧中有一侧中性点不接地，在断线时经常出现谐振和中性点电位偏移，造成负载变压器相序反倾、绕组电流剧增和绕组两端、导线对地的过电压等限制谐振过电压的主要措施 (1) 提高开关动作的同期性 由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。 (2) 在并联高压电抗

13、器中性点加装小电抗，用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。 (3) 破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。 系统发生谐振时，在谐振电压和工频电压的作用下，PT铁芯磁密迅速饱和，激磁电流迅速增大，会使PT绕组严重过热而损坏(同一系统中所有PT均受到威胁)，甚至引起母线故障造成大面积停电。因此对发生谐振时，如何快速消除谐振是保证设备安全运行的关键。产生条件、特点和危害 在中性点不接地电力系统中，由于电磁式电压互感器（TV）激磁特性的非线性，当电压发生波动使网络中电抗接近容抗时，便产生谐振过电压。特别是遇有激磁特性不好（易饱和）的TV及系统发生单相对地闪络或接地时，更容易引

14、发谐振过电压。轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。 发生谐振的处理 1、 基波或高频谐振的处理： 1) 有运行电容器时，切除运行电容器;没有运行电容器时，投入一组电容器; 2) 以上措施无法消谐时，切除该母线所有电容器，向调度申请切除部分馈线，最好是先切长线路。 2、 分频谐振的处理： 1) 切除该母线所有电容器; 2) 谐振仍无法消除时，向调度申请切除该母线上的线路，直至谐振消除; 3) 若所有线路全部切除后仍无法消谐，向调度申请切除变低开关，将母线停电; 4) 恢复母线及线路送电操作过电压 由线路故

15、障、空载线路投切、隔离开关操作空载母线、操作空载变压器或其它原因在系统中引起的相对地或相间瞬态过电压；其波形具有缓波前、持续时间短、单极性或振荡、强衰减电压特性。利用高性能避雷器可以使操作过电压限制在较低水平。 操作过电压产生原因 A.空载线路合闸和重合闸； B.空载变压器和并联电抗器分闸； C.线路非对称故障分闸和振荡解列； D.空载线路分闸。 线路合闸和重合闸过电压对电网设备绝缘配合有重要影响，应采用有合闸电阻的断路器对该过电压加以限制。避雷器可作为变电所电气设备操作过电压的后备保护装置，该避雷器同时是变电所的雷电过电压的保护装置。 设计时对A、C 类过电压，应结合电网条件加以预测。 操作

16、过电压注意事项 限制操作过电压的措施有；选用灭弧能力强的高压开关；提高开关动作的同期性；开关断口加装并联电阻；采用性能良好的避雷器，如氧化锌避雷器；使电网的中性点直接接地运行 u雷电放电由带电荷的雷云引起u大多数的放电发生在雷云之间不危险u少数的放电发生在雷云和大地之间危险u理解以下几点：雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放被击物体的电位取决于雷电流和被击物体阻抗的乘积从电源性质看，相当于一个电流源的作用过程汤逊放电、流注理论3、雷电过电压1、雷击输电线路的方式雷电过电压直接雷击过电压 雷云直接对电器设备或电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷电流流通路径的阻抗上产生冲击电压，引起过

17、电压。雷电反击过电压 雷云对电力架空线路的杆塔顶部或其顶部的避雷器放电，这时雷电流经杆塔入地。在杆塔阻抗和接地装置阻抗上存在电压降，杆塔顶部出现高电位，这个高电位作用于线路的导线绝缘子上，如果电压足够高可能产生击穿，对导线放电。 雷电过电压感应雷电过电压 在电气设备（如架空电力线路）的附近不远处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束缚电荷，形成雷电过电压。束缚电荷转为自由电荷，自由电荷向导线两侧流动而造成过电压。雷电侵入波 因直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅速流动的电荷称为雷电进行波。 雷电进行波对其前进道路上的电气设备构成威胁，因此也称为雷电侵

18、入波。 雷击输电线路的后果u发生短路接地故障发生短路接地故障u雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造成停电事故成停电事故二、直接雷击过电压保护 为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针或避雷线。 避雷针（线）的保护范围可以通过模拟试验并结合运行经验来确定。 通常，保护范围是指具有0.1%左右雷击概率的空间。单根避雷针的保护范围 hx水平面的保护半径rx按下式计算： 当hxh/2时,rx=(h-hx)p 当hxh/2时, rx=(1.5h-2hx)p式中： hx 被保护物的高度； ha避雷针的有效高度； p高度影响系数（h30m,p=1; 30h120m,p= )5.

19、5h两支等高避雷针避雷线v架设避雷线：引导雷电向避雷线放电，通架设避雷线：引导雷电向避雷线放电，通过杆塔和接地装置将雷电流引入大地，从过杆塔和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击而使被保护物体免遭雷击v防止直接雷击导线防止直接雷击导线v分流减少经杆塔入地电流，降低塔顶电位分流减少经杆塔入地电流，降低塔顶电位v降低感应过电压降低感应过电压v110kV以上应全线架设避雷以上应全线架设避雷线线v风场采用架空方式的集电线路风场采用架空方式的集电线路三、雷电侵入波防护 为了防止感应雷过电压和雷电侵入波对变电所设备绝缘造成击穿损坏，应采取措施减少近区雷击闪络，避免出现过分强烈的感应雷过电压，

20、并要合理配置避雷器，使雷电侵入波通过阀型避雷器对地放电，将能量泄放掉，这样就不致对电气设备的绝缘造成威胁。四、避雷器u避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的一种电器设备压的一种电器设备u避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上是一种放电器，并联连接避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上是一种放电器，并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，限制了过电压的发展，从而保护了其他电气设备免遭击穿损先放电，限制了过电压的发展，

21、从而保护了其他电气设备免遭击穿损坏坏避雷器的基本要求： 避雷器与电气设备的伏秒特性配合图金属氧化物避雷器 工作原理： 它具有非线性伏安特性，在过电压时呈低电阻，从而限制避雷器上的残压，对被保护设备起保护作用。而在正常工频电压下呈高电阻。正常运行时，金属氧化物避雷器工作在正常工频电压下，避雷器的金属氧化物电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当出现雷电过电压或内部过电压时，电压超过启动值后，阀片呈低阻状态，泄放电流，避雷器两端维持较低的残压，以保护电气设备不受过电压损坏。ZnO阀片的非线性阀片的非线性UI 特性特性有一金属氧化物避雷器，型号为：HY5WS217/50，H-合成橡胶外绝缘金属氧化物避雷器

22、型号含义华能湖南XX风电场所含保护 一、110kV送出线路； 1、光纤差动保护； 2、距离保护（ I段）； 3、零序过流IV保护； 4、重合闸检同期 5、相过流保护（PT断线时投入） 注：零序过流段、段、段退出，低频减载、低压减载退出，过负荷退出。相过流保护退出。重合闸退出差动保护 一、类别 线路差动保护、变压器差动保护、电动机差动保护、光纤差动保护、母线差动保护、主变差动保护、发电机差动保护（纵联）差动保护原理接线图纵差保护特点：1、灵敏度高；2、保护范围稳定；3、可实现全线速动；4、不能作为相邻元件的后备保护光纤差动保护 一、利用电流差动保护原理进行的相关保护；风场侧电流互感器电网侧电流互

23、感器通讯通道差动保护原理接线图现场详解：零序保护国内某风场光纤差动保护指瑕P2P1P2P1P2P1P1P2本场接线1接线2思考：从图一看出我们的光纤差动保护不符合要求，但实际上我们的保护又能够正确的动作，为什么？图一是怎么变成图二的？变化的要求是什么？解 析：一次极性反了，就将二次的接线反接一下；实际效果便由图一变成图二。变化要求：只改外部线，不改装置线。国内某风场光纤差动保护指瑕P2P1P2P1S2S1S1S2本场接线1本场接线2S2S1S1S2P2P1P1P2二次线反接等效于零序I II III IV保护之间的关系 零序保护的I段是按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的最大零序电流整定的，它不能保护线路全长。零序保护的II段是与保护安装处相邻线路零序保护的I段相配合整定的，它不仅能保护本线路全长，而且可以延伸至相邻线路。零序保护的III段与相邻线路的II段相配合，是I、II段的后备