设计院继电保护讲座实用教案

1、2021年12月6日1目 录1 保护(boh)配置目的2 保护(boh)配置要求3保护(boh)配置原则4 保护(boh)配置方式5 保护(boh)装置的配合6 保护(boh)动作时间级差配合7 保护(boh)动作灵敏度配合第1页/共63页第一页，共63页。2021年12月6日2目 录8 线路保护的基本原理9 纵联保护原理10 华东电网主要的纵联保护类型11 光纤保护通道(tngdo)12 载波保护通道(tngdo)13 线路保护跳闸逻辑举例第2页/共63页第二页，共63页。2021年12月6日3一一. 220kV/500kV. 220kV/500kV电网继电保护电网继电保护(j din bo

2、 h)(j din bo h)装置的配置原则装置的配置原则1 保护配置目的2 保护配置要求(yoqi)3 保护配置原则 第3页/共63页第三页，共63页。2021年12月6日41. 1. 保护保护(boh)(boh)配置目的配置目的1.1检测电网中发生的故障（相间(xingjin)短路、接地短路、断线）1.2检测其它异常运行情况 （过负荷、温度过高、压力过高） 第4页/共63页第四页，共63页。2021年12月6日51. 1. 保护配置保护配置(pizh)(pizh)目的目的1.3隔离故障，使受区域影响最小1.4使设备(shbi)免受过应力、免受损害1.5 维持整个电网的安全稳定运行 第5页/

3、共63页第五页，共63页。2021年12月6日62 2 保护保护(boh)(boh)配置要求配置要求 选择性选择性 可靠性可靠性 灵敏性灵敏性 速动性速动性第6页/共63页第六页，共63页。2021年12月6日72 2 保护配置保护配置(pizh)(pizh)要求要求 选择性切除故障元件或隔离故障区域，使故障影响的范围最小；准确反映所选择的保护区域，保证保护范围外部故障时可靠不动作(dngzu)；强调保护之间的配合，包括灵敏度配合与整定值配合第7页/共63页第七页，共63页。2021年12月6日82 2 保护保护(boh)(boh)配置要求配置要求可靠性-依赖性：该动时应能可靠动作，不能拒动；

4、强调保护装置的技术性能和质量，保护装置的配置合理；（原理简单明了,装置质量好,保护区有重叠)-安全性：不该动时绝不能动作，不应拒动;；强调保护装置的技术性能和质量；(有区分非故障扰动、防止(fngzh)误动的措施）第8页/共63页第八页，共63页。2021年12月6日92 2 保护配置保护配置(pizh)(pizh)要求要求 灵敏性保护对故障或不正常状态的反映能力；更定量、定性地强调保护的依赖性；（能适应系统的各种运行方式潮流、网络结构及接地点等不同方式，反映各种类型不同严重性的故障，保证保护内部起动(q dn)元件、闭锁元件、方向判别元件和选相元件之间的灵敏度配合）第9页/共63页第九页，共

5、63页。2021年12月6日102 2 保护保护(boh)(boh)配置要求配置要求 速动性切除故障元件快速，使故障影响的范围最小，维护(wih)系统稳定；强调速动保护正确动作（独立跳闸I段、纵联保护及通道、合于故障保护、极端严重情况下的速动保护正确动作）第10页/共63页第十页，共63页。2021年12月6日11华东电网华东电网500kV500kV保护保护(boh)(boh)配置配置 概况说明 线路保护(boh)类型及厂家 断路器保护(boh)类型及厂家 母线保护(boh)类型及厂家第11页/共63页第十一页，共63页。2021年12月6日12500kV500kV厂站保护厂站保护(boh)(

6、boh)配置举例配置举例第12页/共63页第十二页，共63页。2021年12月6日133.1 3.1 保护配置原则保护配置原则(yunz)500kV(yunz)500kV部分部分 更强调(qing dio)保护的依赖性与速动性，但也不能失掉安全性，同时满足其他配置要求； 两套全线速动的主保护 完善的后备保护- 三段式相间距离及接地距离- 反映高电阻接地故障的定时限/反时限零序方向过流保护第13页/共63页第十三页，共63页。2021年12月6日143.2 3.2 保护配置原则保护配置原则(yunz)220kV(yunz)220kV部分部分 也强调保护的依赖性但速动性与安全性要求比500kV低，

7、同时也要满足其他配置要求； 配置原则同500kV，但要求特别能适应短线路，要求有零序过流保护- 以前要求配置4段式零序过流保护- 现在强调配置两段，不推荐后备三段，简化(jinhu)保护整定及各段之间的配合第14页/共63页第十四页，共63页。2021年12月6日154.1 4.1 保护配置方式保护配置方式(fngsh)500kV(fngsh)500kV部分部分两套双重(shungchng)化的保护：。全线速动的主保护（纵联保护）。三段式相间及接地距离保护。定时限/反时限零序方向过流。每一套保护取用独立CT、PT及直流电源，保护所用的通道也独立。分别跳断路器的一组跳圈第15页/共63页第十五页

8、，共63页。2021年12月6日164.2 4.2 保护配置方式保护配置方式(fngsh)(fngsh)220kV220kV部分部分同500kV，两套保护完全双重化：。一般配置两段零序过流保护，但不作(b zu)硬性要求； 强调主保护（纵联保护）的功能特性。对双母线接线，重合闸、母线电压选择、断路器防跳及跳闸自保持、断路器失灵起动装置放在线路保护柜内，但不双重化；。其他同500kV部分第16页/共63页第十六页，共63页。2021年12月6日17二二. 220kV/500kV. 220kV/500kV电网电网(dinwng)(dinwng)各级继电保护装置的配合各级继电保护装置的配合 强调速动

9、保护 独立跳闸I段、纵联保护、合于故障保护、极端严重情况下的速动保护； 近后备保护断路器失灵(shlng)保护及死区保护； 阶段式后备保护（远后备）II、III、IV段及反时限配合的远后备；第17页/共63页第十七页，共63页。2021年12月6日186.6.保护保护(boh)(boh)动作时间级差配合动作时间级差配合第18页/共63页第十八页，共63页。2021年12月6日196.6.保护动作保护动作(dngzu)(dngzu)时间级差配合时间级差配合第19页/共63页第十九页，共63页。2021年12月6日206.6.保护动作保护动作(dngzu)(dngzu)时间级差配合时间级差配合第2

10、0页/共63页第二十页，共63页。2021年12月6日216.6.保护动作时间保护动作时间(shjin)(shjin)级差配合级差配合第21页/共63页第二十一页，共63页。2021年12月6日226.6.保护保护(boh)(boh)动作时间级差配合动作时间级差配合第22页/共63页第二十二页，共63页。2021年12月6日236.6.保护动作时间保护动作时间(shjin)(shjin)级差配合级差配合第23页/共63页第二十三页，共63页。2021年12月6日246.6.保护动作时间保护动作时间(shjin)(shjin)级差配合级差配合第24页/共63页第二十四页，共63页。2021年12

11、月6日256.6.保护保护(boh)(boh)动作时间级差配合动作时间级差配合第25页/共63页第二十五页，共63页。2021年12月6日266.6.保护保护(boh)(boh)动作时间级差配合动作时间级差配合第26页/共63页第二十六页，共63页。2021年12月6日276.6.保护动作保护动作(dngzu)(dngzu)时间级差配合时间级差配合第27页/共63页第二十七页，共63页。2021年12月6日28220kV/500kV220kV/500kV保护装置的动作保护装置的动作(dngzu)(dngzu)时序时序1 各保护(boh)对象的主保护(boh)动作（如线路主保护(boh)、主变主

12、保护(boh)、母差保护(boh)）线路保护(boh)包括独立跳闸1段及纵联保护(boh)动作2 反时限保护(boh)或无选择性的速断动作 严重故障、特殊情况下3 近后备保护(boh)动作4 远后备按级差选择性动作5 最末一段或最灵敏一段按最大时间无选择性动作，以确保故障切除第28页/共63页第二十八页，共63页。2021年12月6日297. 7. 保护动作保护动作(dngzu)(dngzu)灵敏度配合灵敏度配合 一般1段保护线路的85%； （以防止发生暂态超越） 一 般 2 段 保 护 至 相 邻 线 路 的 距 离(jl)1段； 一 般 3 段 保 护 至 相 邻 线 路 的 距 离(jl

13、)2段； （如果灵敏度不够，可与相邻线路的同一段配合，2段、3段至少应保护本线路的全长）；第29页/共63页第二十九页，共63页。2021年12月6日307. 7. 保护动作保护动作(dngzu)(dngzu)灵敏度配合灵敏度配合在同一(tngy)保护装置中，起动、闭锁、方向判别和选相等辅助元件的动作灵敏度应大于所控制的测量、判别主要元件的动作灵敏度；纵联保护在本线末端有足够的灵敏度；相间故障最末一段，应按躲最大负荷电流选取；接地故障最末一段，能反映300欧电阻。第30页/共63页第三十页，共63页。2021年12月6日31三三.220kV/500kV.220kV/500kV电网继电保护装置电

14、网继电保护装置(zhungzh)(zhungzh)的动作原理的动作原理1 线路保护的基本原理2 纵联保护原理3 华东电网(dinwng)主要的纵联保护类型4 光纤保护通道5 载波保护通道6 线路保护跳闸逻辑举例第31页/共63页第三十一页，共63页。2021年12月6日328. 8. 线路线路(xinl)(xinl)保护的基本原理保护的基本原理四种四种(s zhn)(s zhn)主要保护类型：主要保护类型：区段保护区段保护方向保护方向保护纵联保护纵联保护附加保护附加保护第32页/共63页第三十二页，共63页。2021年12月6日33区段区段(q dun)(q dun)保护保护 一般1段为独立跳

15、闸段； 其他段主要(zhyo)作为后备保护功能； 要求保护各段之间相互配合； 主要(zhyo)有下列保护类型：距离16段，零序方向过流14段，负序方向过流14段，相过流14段，相间过流14段，反时限零序（方向）过流，反时限负序（方向）过流及反时限相及相间过流；第33页/共63页第三十三页，共63页。2021年12月6日34区段区段(q dun)(q dun)保护保护第4段常设为反向段；闭锁式保护中一定(ydng)要有反向段；允许式保护中不作要求；最末2段常用于振荡闭锁检测；第34页/共63页第三十四页，共63页。2021年12月6日35方向方向(fngxing)(fngxing)保护保护 与区

16、段保护的主要区别是没有保护区段的概念，仅有明确的正方向或反方向判别； 正方向保护一般能检则正方向上较大范围的所有故障，反方向保护一般检测相邻(xin ln)全线路上的所有故障，正、反方向保护之间应相互配合； 方向保护不能独立作用于跳闸； 保护类型有：零序方向、负序方向、功率方向、工频变化量方向；第35页/共63页第三十五页，共63页。2021年12月6日36 附加附加(fji)(fji)保护保护1. 合于故障保护2. 振荡闭锁3. 功率倒向4. PT或CT断线5. 负荷(fh)入侵6. 保护选相第36页/共63页第三十六页，共63页。2021年12月6日37合于故障合于故障(gzhng)(gz

17、hng)保护保护 手合或重合于故障保护 保护没有方向性（如无方向的距离保护、电流保护）或无选择性（如距离2段、3段）； 保护不带有延时； 仅在手合或重合时投入(tur)，正常后退出； 断路器的合分时间由断路器考虑；第37页/共63页第三十七页，共63页。2021年12月6日38振荡振荡(zhndng)(zhndng)闭锁闭锁 通常只用于距离保护，不投失步跳闸保护，考虑振荡周期0.5s的振荡 对更快的振荡，由于保护无法同故障（对称故障）区分，可能会误动；但系统的振荡周期一般总是大于0.5s; 一般1段保护能躲过振荡中心，故不经振荡闭锁； 距离III段动作(dngzu)时间一般大于振荡周期，故不需

18、要闭锁； 当系统最大振荡周期为1.5s及以下时，动作(dngzu)时间大于0.5s的1段、动作(dngzu)时间大于1s的2段和动作(dngzu)时间大于1.5s的3段，均可不经振荡闭锁；第38页/共63页第三十八页，共63页。2021年12月6日39功率功率(gngl)(gngl)倒向倒向 主要针对于双回线发生的功率倒向： 由于两侧的正反方向保护灵敏度不同，与通道的配合也可能存在差异，会引起保护误动，跳双回线； 在闭锁式与允许式中均使用，加时延保证(bozhng)保护正确判别； 牺牲从反方向故障发展为正方向故障的保护出口时间； 电流差动保护不需要该回路；第39页/共63页第三十九页，共63页

19、。2021年12月6日40PTPT或或CTCT断线断线(dun xin)(dun xin) PT断线时闭锁： 距离保护； 利用电压的方向保护（如零序方向、功率方向）； CT断线时： 不闭锁电流(dinli)差动保护，但发告警信号； （对母差保护一般要进行闭锁）第40页/共63页第四十页，共63页。2021年12月6日419. 9. 纵联保护纵联保护(boh)(boh)原理原理 线路保护中作为主保护，借助通道构成故障(gzhng)方向的确定判别，构成全线范围内快速动作； 根据保护的原理，主要有下列类型：高频距离、高频方向、分相电流差动、零序差动、综合差动（正序+负序/零序）、电流相差（现已不用）

20、、能量比较； 根据使用通道的方式，对高频距离、高频方向又分为：允许式、闭锁式、混合式、直跳式； 根据保护发信段的范围不同允许式又分为：欠范围、超范围； 根据使用通道的方式又分为：专用、复用第41页/共63页第四十一页，共63页。2021年12月6日42差动保护差动保护(boh)(boh)1.原理|IA+IA|1/2(|IA|+|IA|)2.优点(yudin)：不需要引入电压，不受PT断线、振荡闭锁的影响，受接地电阻的影响也较小，不需对正反方向出口故障作特殊处理，能适应串补线路，能识别跨线故障；3.缺点：对通道的要求较高，要求传送信息量多，需采用数字通道；受CT饱和影响；要对长线路充电电流作特殊

21、处理；要求两侧装置时钟保持同步，需对时钟、传输时延作特殊处理；第42页/共63页第四十二页，共63页。2021年12月6日43高频保护高频保护(boh)(boh)原理原理允许式：就地保护动作收到对侧信号(xnho) 对欠范围允许式，由于可能会发生两侧相继跳闸，为保证可靠跳闸，一侧动作后，需延长发信；因对故障的范围有明确的选择性区分，延长发信不会引起误动对超范围允许式，在一侧动作后，因对故障的范围无明确的选择性区分，故不能延长发信，否则在发生区外故障转换时会引起误动。第43页/共63页第四十三页，共63页。2021年12月6日44高频保护高频保护(boh)(boh)原理原理允许式：就地保护动作收

22、到对侧信号 在发生相间故障时，由于信号会通过电力线短路掉，以致传送不到对侧，两侧(lin c)不能进行跳闸，为此需有Unblock解除闭锁回路。正常时载波机发监频信号，就地保护正方向动作后停发监频信号，转为发跳频信号，如在约35ms的时间内仍收不到跳闸信号，载波机就给本侧的保护发出一个Unblock解除闭锁信号，相当于接收到了对侧的跳频信号，于是去进行跳闸。第44页/共63页第四十四页，共63页。2021年12月6日45高频高频(o pn)(o pn)保护原理保护原理允许式：就地保护动作收到对侧信号 Unblock解除(jich)闭锁信号在监频信号消失后，如在约35ms的时间内仍收不到跳频信号

23、即发出该Unblock信号，但在约150ms后即撤掉该信号，以免区外故障发生误动；如在在约150ms后，仍在发该信号，且保护没有发生跳闸，认为载波机故障，转为发通道故障信号。第45页/共63页第四十五页，共63页。2021年12月6日46高频高频(o pn)(o pn)保护原理保护原理闭锁式：就地保护动作收不到任一侧信号 对闭锁式，为防止两侧保护起动判别有差异，在收到对侧信号后，将该信号延长约10ms（称为配合时间），以等待(dngdi)本侧的保护反映，并且防止在闭锁信号中断的情况下发生误动。第46页/共63页第四十六页，共63页。2021年12月6日47 保保 护护 发发 信及出口信及出口(

24、ch ku) (ch ku) 回回 路路 允许式中保护发信有：欠范围（允许式中保护发信有：欠范围（1段）及段）及超范围（超范围（2段或段或3段）两种；段）两种； 闭锁式中保护起讯由故障检测闭锁式中保护起讯由故障检测(jin c)元件起起动及收到对侧发信后起讯；反元件起起动及收到对侧发信后起讯；反方向元件动作继续发信；方向元件动作继续发信； 就地正方向元件（出口元件）：允许中就地正方向元件（出口元件）：允许中采用采用2段或段或3段，正方向保护，不能用段，正方向保护，不能用1段；闭锁式也采用段；闭锁式也采用2段或段或3段，正方向保段，正方向保护，不能用护，不能用1段；段；第47页/共63页第四十七

25、页，共63页。2021年12月6日48高频高频(o pn)(o pn)保护原理保护原理不管是允许式还是闭锁式当保护线路上的电流发生倒向时，为防止该线路上保护由于两侧保护反映时间不同而引起误动，需要有功率倒向回路(hul)，防止在发生区外故障转换时保护误动。当保护先判为区外故障然后判为区内故障时，如两侧保护满足通道检测的条件，则需要等待一个时间，才能出口。但在发生区外转区内故障时会延长动作时间。第48页/共63页第四十八页，共63页。2021年12月6日49允许式与闭锁允许式与闭锁(b su)(b su)式的区别式的区别 允许式 闭锁(b su)式 原理 就地正方向保护动作（出口跳闸条件）收到对

26、侧信号 收不到任一侧信号 动作顺序： 正常 发监频 不发信号 故障开始 起讯 本侧判为正向 停监频， 本侧停信 功率提升 可继续接收 发跳频 对侧发信 对侧判为正向 本侧收信 对侧停信 动作出口 YES YES 第49页/共63页第四十九页，共63页。2021年12月6日50允许式与闭锁允许式与闭锁(b su)(b su)式的区别式的区别 允许式 闭锁式优缺点 快速 相对较慢 两侧使用两个频段 使用一个频段 PLC接口 只能(zh nn)使用相间耦合 可使用相地耦合 要求有UNBLOCK 无要求 要求有弱馈回音回路 无要求 载波机故障不易误动 易误动(正常无监视） 光纤接口 较好 通常不使用,

27、误码易误动第50页/共63页第五十页，共63页。2021年12月6日51线路两侧线路两侧(lin c)保护之间的配合保护之间的配合 如采用电流差动保护，由于要求两侧的保护采样或故障检测判断时刻严格如采用电流差动保护，由于要求两侧的保护采样或故障检测判断时刻严格同步，计算判别处理、同步，计算判别处理、CT饱和处理、测量饱和处理、测量(cling)传输时延及处理、误传输时延及处理、误码检测处理等也求一致，故两侧保护只能采用同一种类型；但当今保护对码检测处理等也求一致，故两侧保护只能采用同一种类型；但当今保护对CT变比要求可以在一定范围内不相同；变比要求可以在一定范围内不相同； 闭锁式中保护如有反方

28、向保护灵敏度配合的问题，一般也要求两侧的保护闭锁式中保护如有反方向保护灵敏度配合的问题，一般也要求两侧的保护类型一致；类型一致； 允许式保护如采用距离原理，可以不要求两侧保护类型不相同；但对方向允许式保护如采用距离原理，可以不要求两侧保护类型不相同；但对方向保护，如也有正、反方向保护的配合问题，也最好能一致，以便于配合；保护，如也有正、反方向保护的配合问题，也最好能一致，以便于配合；第51页/共63页第五十一页，共63页。2021年12月6日5210. 10. 华东华东(Hudng)(Hudng)电网主要的纵电网主要的纵联保护类型联保护类型1 差动保护（ABB的REL561/REL551，AL

29、STOM的P540、LFCB，GE的L90，南瑞的LFP931A）。2 高 频 ( o p n ) 距 离 保 护 （ A B B 的REL521/REL531，SEL的SEL-321，GE的TLS、DLP、ALPS，南瑞的LFP-902A，国电南自的WXB-11C、四方的CSL-101A）。第52页/共63页第五十二页，共63页。2021年12月6日5310. 10. 华东电网主要的纵联保护华东电网主要的纵联保护(boh)(boh)类型类型3 高频方向保护（GE的SLP/SLCN、PLS，现已不用(byng)，南瑞的LFP901A、国电南自的WXB-15C、四方的CSL-101A按方式2运行

30、）。4 其 他 类 型 的 保 护 原 理 现 在 不 用(byng)。第53页/共63页第五十三页，共63页。2021年12月6日54保护(boh)所使用的通道差动保护除江都-扬州线使用微波外，其余均使用光纤通道；高频距离、高频方向通常使用载波通道，但有光纤通道时均推荐使用光纤通道，一般使用允许式方案；使用光纤通道时，要外加接口装置，进行(jnxng)光/电转换，数据编码/解码；第54页/共63页第五十四页，共63页。2021年12月6日5511. 光纤保护光纤保护(boh)通道通道11.1 专用方式 保护输出光信号经尾纤直接上光缆(30km) 保护经过光放后再经尾纤上光缆或经尾纤直接上光缆，采用中继站放大（120km) 保护输出光纤经光电转换(zhunhun)装置（5km)变成电信号至PCM(10m)，再经过小光端机上专用光纤（专用纤，方式为PCM复用）11.2 复用方式 保护输出光纤经光电转换(zhunhun)装置（5km)变成电信号至PCM(