葛洲坝继电保护介绍

1、葛洲坝电厂葛洲坝电厂继电保护系统介绍继电保护系统介绍内容介绍内容介绍一、概述一、概述二、主接线介绍二、主接线介绍三、发变组保护介绍三、发变组保护介绍四、线路保护介绍四、线路保护介绍五、安全自动装置介绍母线保护介绍五、安全自动装置介绍母线保护介绍六、继电保护检验六、继电保护检验1 1、什么是继电保护装置？、什么是继电保护装置？ 当电力系统中的电力元件当电力系统中的电力元件( (如发电机、线路等如发电机、线路等) )或电力或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需要有向运行值班人员及时发出警告信号，是直接向所要有向运行值班人员及时发出警告信号

2、，是直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施、用于保护实现这种自动化措施、用于保护电力元件电力元件的成套硬件的成套硬件设备，一般通称为设备，一般通称为继电保护装置继电保护装置；用于保护电力；用于保护电力系统系统的，则通称为电力系统的，则通称为电力系统安全自动装置安全自动装置。一、概述一、概述 2 2、继电保护的基本任务：、继电保护的基本任务：(1)(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，将故障元件当被保护的电力系统元件发生故障时，将故障元件及时从电力系统中及时从电力系统中断

3、开断开，使其损坏程度减少到最小，使其损坏程度减少到最小，保证无故障电力设备继续正常运行。保证无故障电力设备继续正常运行。(2)(2)反应电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工反应电气设备的不正常运行状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同作情况和设备运行维护条件的不同( (例如有无经常值班例如有无经常值班人员人员) )，发出，发出信号信号，以便值班人员进行处理。，以便值班人员进行处理。3 3、继电保护装置的基本要求：、继电保护装置的基本要求： 对电力系统继电保护的基本性能要求有对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选可靠性、选择性、快速性、灵敏性择性、快速性、灵敏性。这些要求之

4、间，有的相辅相。这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别成、有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。进行协调。（1 1）可靠性。包括安全性和可信赖性。安全性是指不应）可靠性。包括安全性和可信赖性。安全性是指不应该动作的故障不应误动；可信赖性是指应该动作的故该动作的故障不应误动；可信赖性是指应该动作的故障不应拒动。这是对继电保护的最基本要求。障不应拒动。这是对继电保护的最基本要求。（2 2）选择性。保护装置选择故障元件的能力。即只切除）选择性。保护装置选择故障元件的能力。即只切除故障设备或线路，终止故障或系统事故的发展，以保故障设备或线路，终止故障或系统

5、事故的发展，以保证无故障部分正常运行。证无故障部分正常运行。（3 3）快速性。指保护装置应以最快速度动作于断路器跳）快速性。指保护装置应以最快速度动作于断路器跳闸，以切除故障设备或线路，保证系统稳定。闸，以切除故障设备或线路，保证系统稳定。（4 4）灵敏性。指对其保护范围内发生最小故障和不正常）灵敏性。指对其保护范围内发生最小故障和不正常状态的反应能力。状态的反应能力。 继电保护越灵敏，越能可靠地反映要求动继电保护越灵敏，越能可靠地反映要求动作的故障或异常状态；但同时，也更易于在非作的故障或异常状态；但同时，也更易于在非要求动作的其他情况下产生误动作，因而与选要求动作的其他情况下产生误动作，因

6、而与选择性有矛盾，需要协调处理。择性有矛盾，需要协调处理。4 4、继电保护的发展历程、继电保护的发展历程 晶体管保护晶体管保护 集成保护集成保护 微机保护微机保护 微机保护微机保护优点优点：调试方便，配置灵活，原理先进，结构：调试方便，配置灵活，原理先进，结构 紧凑，可靠性高，可与后台系统进行数据交换。紧凑，可靠性高，可与后台系统进行数据交换。微机保护的发展：微机保护的发展：计算机本身的重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，计算机本身的重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，其可靠性和实用性大大提高；其可靠性和实用性大大提高；早在早在19651965年，就有人开始倡导用计算机构成保护，并开始

7、作年，就有人开始倡导用计算机构成保护，并开始作理论探索；理论探索；19691969年前后，第一台样机由美国西屋公司的年前后，第一台样机由美国西屋公司的RockefellerRockefeller教教授研制成功；授研制成功；19771977年，日本投入使用第一套微机保护装置；年，日本投入使用第一套微机保护装置；19841984年初，华北电力学院研制出我国第一套微机线路保护，年初，华北电力学院研制出我国第一套微机线路保护，并投入试运行；并投入试运行；目前，微机保护已开始进入发展成熟阶段。目前，微机保护已开始进入发展成熟阶段。微机保护的优缺点微机保护的优缺点优点：优点：1 1、程序有自适应性，修改定

8、值很方便、程序有自适应性，修改定值很方便 2 2、有自检能力、有自检能力 3 3、有可以存储的存储器，利于事故分析、有可以存储的存储器，利于事故分析 4 4、扩展性好、扩展性好 缺点：缺点：1 1、电磁兼容问题、电磁兼容问题 2 2、软硬件兼容问题、软硬件兼容问题 3 3、维护问题、维护问题 软硬件问题，维护人员很难软硬件问题，维护人员很难 掌握掌握5、继电保护的构成、继电保护的构成 一般情况而言，整套继电保护装置是由测量部分、逻一般情况而言，整套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的，其原理结构图如下。辑部分和执行部分组成的，其原理结构图如下。输入整定值输出信号测量部分逻辑部分执

9、行部分6 6、继电保护的三种运行方式、继电保护的三种运行方式 调试状态：运行方式开关置于调试状态：运行方式开关置于“调试调试”位置，按位置，按RSTRST健，此状态为调试状态。此状态主要用于传动出口回健，此状态为调试状态。此状态主要用于传动出口回路、检验键盘和拨轮开关等，此时数据采集系统不工路、检验键盘和拨轮开关等，此时数据采集系统不工作。作。 运行状态：运行方式开关置于运行状态：运行方式开关置于“运行运行”位置，此状位置，此状态为运行状态，即保护投运时的状态。在此状态下，态为运行状态，即保护投运时的状态。在此状态下，数据采集系统正常工作。数据采集系统正常工作。 不对应状态：运行方式开关由不对

10、应状态：运行方式开关由“运行运行”位置打到位置打到“调调试试”装置，不按装置，不按RST键，此状态为不对应状态。在此键，此状态为不对应状态。在此状态下，数据采集系统能正常工作，但不能跳闸。状态下，数据采集系统能正常工作，但不能跳闸。 7 7、继电保护的分类、继电保护的分类 (1)、主保护主保护：是满足系统稳定和设备安全要求，能以：是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被保护设备和线路故障的保护。最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 (2)、后备保护后备保护：是主保护或断路器拒动时，用来切除：是主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护可分为远后备保护和近后备

11、保故障的保护。后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。护两种。 （a ）远后备保护：是当主保护或断路器拒动时，由相）远后备保护：是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 （b ）近后备保护：是当主保护拒动时，由本电力设备）近后备保护：是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。 (3)、辅助保护：辅助保护：是为补充主保护和后备保护的性能或是为补充主保护和后备保护的性能或当

12、主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。 (4)、异常运行保护：异常运行保护：是反应被保护电力设备或线路异是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。常运行状态的保护。8 8、电气一次设备和一次回路、电气一次设备和一次回路 一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路过程的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。输电线路、电力

13、电缆、电抗器、电动机等。 由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其他生产过程的电气回路称为一次回路或一次接线系其他生产过程的电气回路称为一次回路或一次接线系统。统。 9 9、电气二次设备和二次回路、电气二次设备和二次回路 二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。如熔断器、控制开关、指挥信号所需的低压电气设备。如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。继电器、控制电缆等。 由

14、二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。系统。 连接保护装置的二次回路有以下几种回路：连接保护装置的二次回路有以下几种回路：(1)从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到有关继电保护装置的二次回路。有关继电保护装置的二次回路。(2)从继电保护直流分路熔断丝开始到有关保护装置的二从继电保护直流分路熔断丝开始到有关保护装置的二次回路。次回路。(3) 从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。从保护装置到控制屏和

15、中央信号屏间的直流回路。(4)继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸回路。合闸回路。 二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。行。 例如若差动保护的二次回路接线有错误，则当变压例如若差动保护的二次回路接线有错误，则当变压器带负荷较大或发生穿越性相间短路时，就会发生误跳器带负荷较大或发生穿越性相间短路时，就会发生误跳闸；若线路保护接线有错误时，一旦系统发生故障，则闸；若线路保护接线有错误时，一旦系统发生故障，则可能会使断路器该跳闸的不跳闸，不该跳闸的却跳了可能会使断路器该跳闸的不跳闸

16、，不该跳闸的却跳了闸，造成设备损坏，系统瓦解；若测量回路有问题，影闸，造成设备损坏，系统瓦解；若测量回路有问题，影响计量，少收或多收用户的电费，同时也很难判定电能响计量，少收或多收用户的电费，同时也很难判定电能质量是否合格。质量是否合格。 为了便于安装、运行和维护，二次回路进行标号，采为了便于安装、运行和维护，二次回路进行标号，采用数字或数字与文字的组合，表明回路的性质和用途。用数字或数字与文字的组合，表明回路的性质和用途。一般用三位数字组成，需要标明回路的相别或某些主要一般用三位数字组成，需要标明回路的相别或某些主要特征时，可在数字标号的前面增注文字符号。电气设备特征时，可在数字标号的前面增

17、注文字符号。电气设备的触点、线圈、电阻、电容等元件所间隔的线段，视为的触点、线圈、电阻、电容等元件所间隔的线段，视为不同的线段，给予不同的编号。如：不同的线段，给予不同的编号。如：电流电流A521 B521 C521电压电压A601 N601 1010、停机、解列灭磁、解列、减出力、程序跳闸、停机、解列灭磁、解列、减出力、程序跳闸、信号的含义信号的含义 停机停机：断开发电机断路器、灭磁。对汽轮发电机还要：断开发电机断路器、灭磁。对汽轮发电机还要关闭主汽门；对水轮发电机还要关闭导水翼。关闭主汽门；对水轮发电机还要关闭导水翼。解列灭磁解列灭磁；断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。；断开发电机断路

18、器，灭磁，汽轮机甩负荷。解列解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。减出力减出力：将原动机出力减到给定值。：将原动机出力减到给定值。程序跳闸程序跳闸：对于汽轮发电机，首先关闭主汽门，待逆：对于汽轮发电机，首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁；对功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁；对于水轮发电机，首先将导水翼关到空载位置，再跳开于水轮发电机，首先将导水翼关到空载位置，再跳开发电机断路器并灭磁。发电机断路器并灭磁。信号信号：发出声光信号。：发出声光信号。二二 、 主接线介绍主接线介绍1 1、电厂概况、电厂概况19701970年年12

19、12月月3030日开工，边勘测，边设计，边施工。日开工，边勘测，边设计，边施工。19801980年年1212月月2424日葛洲坝电厂成立。日葛洲坝电厂成立。19811981年年1 1月截流，月截流，7 7月首台机组运行，月首台机组运行，19831983年年9 9月二江月二江7 7台机组全部发电。台机组全部发电。19861986年年6 6月大江首台机组运行，月大江首台机组运行，19881988年年1212月大江月大江1414台机台机组全部发电。组全部发电。总投资总投资48.4848.48亿元。亿元。葛洲坝电厂现装机葛洲坝电厂现装机2121台，共台，共291291万千瓦。二江万千瓦。二江7 7台机

20、组共台机组共102102万千瓦，大江万千瓦，大江1414台机组共台机组共188.8188.8万千瓦。万千瓦。其中其中1 1、2 2机为大机，机为大机，1717万千瓦；万千瓦；3 3、14 14 机经增容后机经增容后为为13.413.4万千瓦；万千瓦；4 42121机为小机，机为小机，12.512.5万千瓦。万千瓦。葛洲坝电厂多年平均发电量葛洲坝电厂多年平均发电量157157亿千瓦时。亿千瓦时。机组年利用小时为机组年利用小时为58005800小时小时/ /年（我国水电厂平均水平在年（我国水电厂平均水平在30003000小时小时/ /年左右，火电厂约年左右，火电厂约63006300小时小时/ /年

21、）年）2 2、主接线方式、主接线方式二江电厂：单元式接线方式，二江电厂：单元式接线方式，220KV220KV开关站采用双母线带开关站采用双母线带分段旁母运行方式。分段旁母运行方式。一机一变一线一机一变一线共共7 7台机台机8 8条出线，条出线，1 1个母联，个母联，2 2个旁路。个旁路。8 8条出线分别为：葛雁（小雁溪）条出线分别为：葛雁（小雁溪）线、葛陈（陈家冲）线、葛远（远安）线、葛坡（长线、葛陈（陈家冲）线、葛远（远安）线、葛坡（长坂坡）线、葛桔（桔城变）坂坡）线、葛桔（桔城变）I I、IIII回线、葛白（白家冲）回线、葛白（白家冲）I I、IIII回线。回线。大江电厂：扩大单元接线方式

22、，大江电厂：扩大单元接线方式，两机一变，两变一线两机一变，两变一线，共共4 4个扩大单元个扩大单元7 7台变压器台变压器1414台机组。台机组。500KV500KV开关站采用开关站采用3/23/2接线方式接线方式4 4条进线条进线6 6条出线，条出线，4 4条进线由大江厂房引条进线由大江厂房引入。入。3 3、主接线图、主接线图01.03付丽华01.0301.0301.03姚 静邹功胜 1、装置介绍、装置介绍 葛洲坝电厂大江、二江均采用的是能达公司跟华中科技葛洲坝电厂大江、二江均采用的是能达公司跟华中科技大学联合研制的大学联合研制的WYB系列微机型发电机、变压器保护装置。系列微机型发电机、变压器

23、保护装置。 由于二江电厂为单元式接线方式，由于二江电厂为单元式接线方式，一机一变一线一机一变一线，大江，大江电厂为扩大单元接线方式，电厂为扩大单元接线方式，两机一变，两变一线两机一变，两变一线，接线方式，接线方式不同，大江、二江在厂房保护配置上有所不同。二江电厂是不同，大江、二江在厂房保护配置上有所不同。二江电厂是将发电机、变压器保护配置于一块屏上；大江电厂则将发电将发电机、变压器保护配置于一块屏上；大江电厂则将发电机保护与变压器保护分开配置，发电机保护一块屏，变压器机保护与变压器保护分开配置，发电机保护一块屏，变压器保护两块屏。保护两块屏。三、发变组保护介绍三、发变组保护介绍 二江发变组保护

24、采用的是二江发变组保护采用的是WYB-01（011）型微）型微机发变组保护装置。装置设有机发变组保护装置。装置设有3个独立的功能子系统，个独立的功能子系统，1个管理机，个管理机，1个出口层，个出口层，1个操作箱。个操作箱。采用双重化配采用双重化配置，有两块盘柜，保护配置相同。安放于厂房内机置，有两块盘柜，保护配置相同。安放于厂房内机旁。（现情况介绍）旁。（现情况介绍）WYB系列微机型发电机、变压器保护装置系列微机型发电机、变压器保护装置的构成：的构成：1、管理机系统、管理机系统2、功能子系统（、功能子系统（15个，根据容量及类型定）个，根据容量及类型定）3、出口层（包括非电量保护）、出口层（包

25、括非电量保护） 各系统层在电气结构上均相对独立，必须的各系统层在电气结构上均相对独立，必须的联接处均经光电隔离。联接处均经光电隔离。管理机的构成管理机的构成: 管理机主要由软驱插件、管理机主要由软驱插件、Bitbus网卡（主网卡（主视）、软驱卡、视）、软驱卡、LED液晶显示卡、液晶显示卡、CPU主板。主板。小键盘卡、开出板、开入板、告警插件、通讯小键盘卡、开出板、开入板、告警插件、通讯指示插件、信号插件及电源插件等组成。指示插件、信号插件及电源插件等组成。 同时还设有两个同时还设有两个RS232串行通讯口，串口串行通讯口，串口2为工控机系统与便携机联机，串口为工控机系统与便携机联机，串口1为成

26、套保为成套保护装置与护装置与RTU（或（或LCU）联机。）联机。 功能子系统的构成：功能子系统的构成：输入信号隔离和电压形成变换插件输入信号隔离和电压形成变换插件模拟滤波插件模拟滤波插件Bitbus网卡（从站）网卡（从站）A/D转换转换开入开出板开入开出板告警、信号、电源、跳闸插件告警、信号、电源、跳闸插件出口层的构成：出口层的构成：非电量保护插件非电量保护插件出口继电器出口继电器总信号复归及交直流电源切换总信号复归及交直流电源切换转子接地测量插件转子接地测量插件远程监控系统（待建）远程监控系统（待建）管理机层管理机层子子1系统系统子子2系统系统子子3系统系统出口层出口层断路器断路器系系统统结

27、结构构图图2 2、常见故障类型、常见故障类型（一）发电机可能发生的故障和不正常工作状态（一）发电机可能发生的故障和不正常工作状态 主要故障类型：主要故障类型： 定子绕组相间短路，定子绕组（同一相）匝间短路，定子绕组相间短路，定子绕组（同一相）匝间短路，定子绕组接地故障，转子一点、两点接地故障，转子定子绕组接地故障，转子一点、两点接地故障，转子回路低励或失去励磁电流。回路低励或失去励磁电流。 不正常工作状态：不正常工作状态： 过负荷，定子绕组过电流，定子绕组过电压，三相电过负荷，定子绕组过电流，定子绕组过电压，三相电流不对称，失步，过励磁等流不对称，失步，过励磁等（二）变压器可能发生的故障和不正

28、常工作状态（二）变压器可能发生的故障和不正常工作状态 主要故障类型主要故障类型: : 内部故障：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组内部故障：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障。过外壳发生的单相接地故障。 外部故障：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短外部故障：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地短路，引出线之间发生的相间故障。路，引出线之间发生的相间故障。（二）变压器可能发生的故障和不正常工作状态（二）变压器可能发生的故障和不正常工作状态 不正常工作状态不正常工作状态： 外部短

29、路或过负荷引起的过电流，油箱漏油造成的油外部短路或过负荷引起的过电流，油箱漏油造成的油面降低，变压器中性点电压升高，外加电压过高或频面降低，变压器中性点电压升高，外加电压过高或频率降低引起的过激磁等。率降低引起的过激磁等。3 3、对保护的要求、对保护的要求（一）发电机应装设的保护（一）发电机应装设的保护 (1(1）纵差保护纵差保护：反应发电机线圈及其引出线的相间短路。：反应发电机线圈及其引出线的相间短路。 (2(2）不对称保护不对称保护：用于反应定子绕组同一相或分支短路。：用于反应定子绕组同一相或分支短路。 （3 3）失磁保护失磁保护：反应发电机端测量阻抗，作为发电机全失磁：反应发电机端测量阻

30、抗，作为发电机全失磁或部分失磁保护，三个判据或部分失磁保护，三个判据 静稳阻抗判据静稳阻抗判据 ；无功方；无功方向判据向判据 ；变励磁电压判据。变励磁电压判据。 （4 4）过电压保护过电压保护：用于反应发电机突然甩掉负荷时引起定子：用于反应发电机突然甩掉负荷时引起定子绕组过电压。绕组过电压。 （5 5）低压过流保护低压过流保护：用于反应发电机外部短路引起的：用于反应发电机外部短路引起的过电流及负荷超过发电机额定容量引起的三相对称过过电流及负荷超过发电机额定容量引起的三相对称过负荷。负荷。 （6 6）负序过流保护负序过流保护：用于反应外部不对称短路或不对：用于反应外部不对称短路或不对称故障引起的

31、过电流及过负荷。称故障引起的过电流及过负荷。 （7 7）转子过流保护转子过流保护：用于反应励磁回路故障或强励时：用于反应励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷。间过长而引起的转子绕组过负荷。 （8 8）串并变过流保护串并变过流保护：用于反应励磁用串并变发生故：用于反应励磁用串并变发生故障引起的过电流。障引起的过电流。（二）变压器应装设的保护（二）变压器应装设的保护 （1 1）纵差保护纵差保护：用于防御变压器绕组和引出线多相短：用于防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路。及绕组匝间短路。 （

32、2 2）瓦斯保护瓦斯保护：用于防御变压器油箱内部各种短路故：用于防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低。障和油面降低。 （3 3）过电流保护过电流保护：用于防御变压器外部相间短路并作：用于防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备。为瓦斯保护和差动保护的后备。 （4 4）零序电流保护零序电流保护：用于防御大接地电流系统中变压：用于防御大接地电流系统中变压器外部接地短路。器外部接地短路。四、线路保护四、线路保护目前，在葛洲坝电厂运用较多的，是北京四方公目前，在葛洲坝电厂运用较多的，是北京四方公司的司的CSL-100、CSC-100系列线路保护，以及南京系列线路保护，以及南京南瑞继保公

33、司的南瑞继保公司的LFP900、RCS902/931系列线系列线路保护。路保护。双重化配置的定义：双重化配置的定义：1 1。每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的。每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型的故障。所有类型的故障。2 2。两套保护之间没有任何电气联系，当一套保护退。两套保护之间没有任何电气联系，当一套保护退出时不应影响另一套保护的运行。出时不应影响另一套保护的运行。3 3。两套保护的电压回路取自电压互感器的不同二次。两套保护的电压回路取自电压互感器的不同二次绕组，电流回路应分别取自电流互感器相互独立绕组，电流回路应分别取自电流互感器相互独立的绕组。的绕组。4 4。每

34、套保护装置的直流电源独立。每套保护装置的直流电源独立。5 5。两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳闸。两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应。线圈分别一一对应。6 6。应配置两套独立的通信设备，两套通信设备。应配置两套独立的通信设备，两套通信设备应分别使用独立的电源。应分别使用独立的电源。7 7。与其他保护、设备的配合回路也应遵循相互。与其他保护、设备的配合回路也应遵循相互独立的原则。独立的原则。 在一般的情况下，发生短路之后，总是伴随有在一般的情况下，发生短路之后，总是伴随有电流电流的增大、的增大、电压电压的降低、线路始端测量的降低、线路始端测量阻抗阻抗的减的减小，以及电压与

35、电流之间小，以及电压与电流之间相位角相位角的变化。因此，利的变化。因此，利用正常运行与故障时这些基本参数的区别，便可以用正常运行与故障时这些基本参数的区别，便可以构成各种不同原理的继电保护。构成各种不同原理的继电保护。 例如：例如：反应于电流增大而动作的过电流保护反应于电流增大而动作的过电流保护反应于电压降低而动作的低电压保护反应于电压降低而动作的低电压保护反应于短路点到保护安装地点之间的距离而反应于短路点到保护安装地点之间的距离而动作的距离保护（或低阻抗保护）动作的距离保护（或低阻抗保护） 1. 应用范围应用范围 RCS931系列装置为由微机实现的数字式超系列装置为由微机实现的数字式超高压线

36、路成套快速保护装置，可用作高压线路成套快速保护装置，可用作220KV及以及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。上电压等级输电线路的主保护及后备保护。 RCS-931系列微机保护介绍：系列微机保护介绍： 2. 保护配置保护配置 RCS931系列保护包括以分相电流差动和零系列保护包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速距离元件构成的快速I段保护，由三段式相间和段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护。护。 RCS931系列保护有分相出口，配有自

37、动重系列保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合合、三相重合和综合 重合闸。重合闸。3 3、性能特征：、性能特征：动作速度快，线路近处故障跳闸时间小于动作速度快，线路近处故障跳闸时间小于10ms10ms，中段小于，中段小于15ms15ms，末端小于，末端小于25ms25ms主保护采用积分算法，强调快速性；后备保主保护采用积分算法，强调快速性；后备保护采用傅式算法，强调准确性护采用傅式算法，强调准确性先进可靠的振荡闭锁功能，保证距离保护在先进可靠的振荡闭锁功能，保证距离保护在系统振荡加区外故障时能可靠闭锁，而

38、在振系统振荡加区外故障时能可靠闭锁，而在振荡加区内故障时能可靠切除故障荡加区内故障时能可靠切除故障抗干扰能力强，滤波效果好抗干扰能力强，滤波效果好 4.4.保护程序结构保护程序结构 主程序采样程序故障计算程序正常运行程序起动？NY 主程序主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。正常运行

39、程序或故障计算程序。 硬件自检内容包括硬件自检内容包括RAM、E2PROM、跳闸出口三、跳闸出口三极管等。极管等。 正常运行程序正常运行程序中进行采样值自动零漂调整、及中进行采样值自动零漂调整、及运行状态检查，运行状态检查包括交流电压断线、运行状态检查，运行状态检查包括交流电压断线、检查开关位置状态、变化量制动电压形成、重合检查开关位置状态、变化量制动电压形成、重合闸充电、通道检查、准备手合判别等。闸充电、通道检查、准备手合判别等。 不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人

40、员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。装置闭锁，保护退出。 故障计算程序中故障计算程序中进行各种保护的算法计算，跳进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告及波形的整闸逻辑判断以及事件报告、故障报告及波形的整理。理。 微机保护硬件系统通常包括五个部分微机保护硬件系统通常包括五个部分 数据处理单元，主要指数字信号处理器数据处理单元，主要指数字信号处理器DSP； 数据采集单元，包括低通滤波、数据采集单元，包括低通滤波、A/D变换器等变换器等 数字量输入输出接口，包括外部开入接口、光数字量输入输出接口，包括外部开

41、入接口、光隔插件、出口跳闸插件、信号插件等隔插件、出口跳闸插件、信号插件等 通信接口，包括通信插件、人机对话模块、打通信接口，包括通信插件、人机对话模块、打印等印等 电源插件电源插件装置总起动元件装置总起动元件 电流变化量起动电流变化量起动 ：相间电流的半波积分：相间电流的半波积分最大值大于固定门槛值与浮动门槛值的最大值大于固定门槛值与浮动门槛值的1.25倍之和，则工频变化量元件启动，倍之和，则工频变化量元件启动，该元件动作后展宽该元件动作后展宽7秒，去开放出口继秒，去开放出口继电器正电源。电器正电源。1. 零序过流元件起动：当外接和自产零序零序过流元件起动：当外接和自产零序电流均大于整定值时

42、，该元件动作并展电流均大于整定值时，该元件动作并展宽宽7秒，去开放出口继电器正电源。秒，去开放出口继电器正电源。保护起动元件：保护起动元件：与总起动元件相比，增加了一个电流变与总起动元件相比，增加了一个电流变化量低定值起动元件，用于起动闭锁式化量低定值起动元件，用于起动闭锁式方向保护的发信。方向保护的发信。电流变化量低定值起动元件动作仍进入电流变化量低定值起动元件动作仍进入正常运行程序，当电流变化量高定值起正常运行程序，当电流变化量高定值起动元件或零序过流元件动作进入故障测动元件或零序过流元件动作进入故障测量程序。量程序。闭锁式纵联保护原理图闭锁式纵联保护原理图保护起动收信=1008ms&am

43、p;00&00零序反方向元件零序正方向元件零序方向过流元件变化量正方向元件投纵联零序保护投纵联变化量保护投纵联零序保护=100&00任一相跳闸00&0=100150=1000其他保护动作0150三相TWJ均为1三相无流&00=100发信M2M3M9M10M8M7M11M12M13M15=100三相跳闸固定M16&00M170M14020&008msM50纵联保护出口=1000任一相跳闸M6&00&00&00M4M14变化量反方向元件投纵联变化量保护 收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要

44、条件，这样的高频信号是闭锁信号。在使用闭锁信件，这样的高频信号是闭锁信号。在使用闭锁信号时，一般都采用相号时，一般都采用相-地耦合的高频通道。需要地耦合的高频通道。需要指出的是虽然收发信机接在一相输电线路与大地指出的是虽然收发信机接在一相输电线路与大地之间，但由于相与相之间和相与地之间是有分布之间，但由于相与相之间和相与地之间是有分布电容的，所以实际上是三相输电线路和部分大地电容的，所以实际上是三相输电线路和部分大地都是参与高频电流的传输的。都是参与高频电流的传输的。保护发出跳闸命令条件保护发出跳闸命令条件 ： 起动元件动作起动元件动作 正方向元件动作，反方向元件不动作正方向元件动作，反方向元

45、件不动作保护装置收不到闭锁信号。保护装置收不到闭锁信号。 FF保护发闭锁信号条件：保护发闭锁信号条件：起动元件动作起动元件动作保护停信条件：保护停信条件：收信超过收信超过8ms正方向元件动作，正方向元件动作， 反方向元件不动作。反方向元件不动作。FF 为什么要先收到为什么要先收到8ms高频信号后才能停信？高频信号后才能停信？ 假如没有假如没有8ms延时的话会出现什么问题？在下图中发生延时的话会出现什么问题？在下图中发生短路后，短路后，M侧高定值起动元件起动。侧高定值起动元件起动。M侧判断反方向元件侧判断反方向元件不动，正方向元件动作以后就立即停信，此时对侧不动，正方向元件动作以后就立即停信，此

46、时对侧N侧发侧发的闭锁信号还可能未到达的闭锁信号还可能未到达M侧，尤其是在侧，尤其是在N侧是远方起信侧是远方起信的情况下。所以的情况下。所以M侧保护匆忙停信后由于收信机收不到信侧保护匆忙停信后由于收信机收不到信号将造成保护误动。号将造成保护误动。 位置停信：位置停信：如果起动元件起动后如果起动元件起动后，又收到了任一相跳闸位置继电，又收到了任一相跳闸位置继电器动作的信号并确认该相无电流时立即停信。这种停信器动作的信号并确认该相无电流时立即停信。这种停信称作称作位置停信位置停信。 在起动元件起动后本断路器又单相或三相跳闸了，这在起动元件起动后本断路器又单相或三相跳闸了，这说明本线路上发生了短路本

47、侧保护动作跳闸了，所以采说明本线路上发生了短路本侧保护动作跳闸了，所以采取马上停信措施后有利于对侧纵联方向保护跳闸。取马上停信措施后有利于对侧纵联方向保护跳闸。 在纵联距离保护中采用一相跳闸位置继电器动作的信在纵联距离保护中采用一相跳闸位置继电器动作的信号并确认该相无电流时立即停信还能解决在近一侧发生号并确认该相无电流时立即停信还能解决在近一侧发生单相高阻接地时单相高阻接地时由于另一侧阻抗继电器不动使纵联距离由于另一侧阻抗继电器不动使纵联距离拒动问题。此时近故障点一侧其它保护动作跳开故障相拒动问题。此时近故障点一侧其它保护动作跳开故障相后并停信，远离故障点一侧的阻抗继电器动作后纵联距后并停信，

48、远离故障点一侧的阻抗继电器动作后纵联距离保护就能跳闸。离保护就能跳闸。 母线保护动作停信母线保护动作停信： 在保护装置的后端子上有在保护装置的后端子上有其它保护动作其它保护动作的开关量输的开关量输入端子。该开关量接点来自于母线保护动作后的接点。在母入端子。该开关量接点来自于母线保护动作后的接点。在母线保护动作后该接点闭合，纵联方向保护得知母线保护动作线保护动作后该接点闭合，纵联方向保护得知母线保护动作后立即停信是为了在断路器与电流互感器之间发生短路时让后立即停信是为了在断路器与电流互感器之间发生短路时让纵联保护能立即动作切除故障。纵联保护能立即动作切除故障。FMSERETATAN12图2-7

49、故障发生在断路器与TA之间采用母线保护动作停信措施的另一个作用采用母线保护动作停信措施的另一个作用是，如果在母线上发生短路，母线保护动作但是，如果在母线上发生短路，母线保护动作但断路器拒跳，母线保护动作后停信后可以让对断路器拒跳，母线保护动作后停信后可以让对侧纵联保护跳闸。侧纵联保护跳闸。 需要指出，在需要指出，在3/2接线方式中，母线保护动接线方式中，母线保护动作是不停信的。对断路器与电流互感器之间的作是不停信的。对断路器与电流互感器之间的短路靠断路器失灵保护动作停信让对侧纵联保短路靠断路器失灵保护动作停信让对侧纵联保护动作。护动作。本装置后备保护动作停信本装置后备保护动作停信 ：现在输电线

50、路保护都做成成套的保护装置。现在输电线路保护都做成成套的保护装置。一条线路的主保护、后备保护都做在一套保护一条线路的主保护、后备保护都做在一套保护装置内。本装置内任意一种保护发跳闸命令时装置内。本装置内任意一种保护发跳闸命令时本装置自己当然是知道的，在发跳闸命令同时本装置自己当然是知道的，在发跳闸命令同时立即停信有利于对侧跳闸。保护装置发三相跳立即停信有利于对侧跳闸。保护装置发三相跳闸命令停信直至跳闸命令返还后还继续停信闸命令停信直至跳闸命令返还后还继续停信150ms，保护装置发单相跳闸命令时只停信，保护装置发单相跳闸命令时只停信150ms，这段时间保证让对侧可靠跳闸。，这段时间保证让对侧可靠

51、跳闸。 通道试验：通道试验：对闭锁式通道，正常运行时需进行通道信对闭锁式通道，正常运行时需进行通道信号交换，由人工在保护屏上按下号交换，由人工在保护屏上按下“通道试通道试验验”按钮，本侧发信，收信按钮，本侧发信，收信200ms后停止后停止发信，收对侧信号达发信，收对侧信号达5s后本侧再次发信，后本侧再次发信，10s后停止发信。后停止发信。在通道试验过程中，若保护装置起动，则在通道试验过程中，若保护装置起动，则结束本次通道试验。结束本次通道试验。重合闸重合闸 电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的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，永久性故障不到故障都是瞬时性的，永久性故

52、障不到10，故障，故障切除后，电弧将自动熄灭，短路处的绝缘可以恢切除后，电弧将自动熄灭，短路处的绝缘可以恢复。因此，自动将断路器重合，可以提高供电可复。因此，自动将断路器重合，可以提高供电可靠性，减少停电损失，并提高电力系统的暂态稳靠性，减少停电损失，并提高电力系统的暂态稳定水平，增大高压线路的送电容量。定水平，增大高压线路的送电容量。 若重合于永久性故障时，保护装置立即不带延若重合于永久性故障时，保护装置立即不带延时、无选择性断开断路器以防故障扩大，这种重时、无选择性断开断路器以防故障扩大，这种重合方式，称为重合闸后加速。合方式，称为重合闸后加速。自动重合闸装置应符合下列基本要求：自动重合闸

53、装置应符合下列基本要求： a.自动重合闸装置可由保护起动和自动重合闸装置可由保护起动和/或断路器控制或断路器控制状态与位置不对应起动；状态与位置不对应起动； b.用控制开关或通过遥控装置将断路器断开，或用控制开关或通过遥控装置将断路器断开，或将断路器投于故障线路上并随即由保护将其断开将断路器投于故障线路上并随即由保护将其断开时，自动重合闸装置均不应动作；时，自动重合闸装置均不应动作； c.在任何情况下在任何情况下(包括装置本身的元件损坏，以及包括装置本身的元件损坏，以及重合闸输出触点的粘住重合闸输出触点的粘住)，自动重合闸装置的动，自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定作次数应符合预先的规定

54、(如一次重合闸只应动如一次重合闸只应动作一次作一次)； d.自动重合闸装置动作后，应能经整定的时间后自动重合闸装置动作后，应能经整定的时间后自动复归；自动复归； e.自动重合闸装置，应能在重合闸后加速继电保自动重合闸装置，应能在重合闸后加速继电保护的动作。必要时，可在重合闸前加速继电保护护的动作。必要时，可在重合闸前加速继电保护动作；动作； f.自动重合闸装置应具有接收外来闭锁信号的功自动重合闸装置应具有接收外来闭锁信号的功能。能。 TWJATWJBTWJC=1M1外部单跳固定外部单跳固定本保护单跳固定本保护单跳固定=1M2不对应起动重合闸不对应起动重合闸=1M3仅任一相无流仅任一相无流外部三

55、跳固定外部三跳固定本保护三跳固定本保护三跳固定=1M2TWJATWJBTWJC=1M20装置未起动装置未起动合闸压力闭锁合闸压力闭锁重合闸退出重合闸退出闭锁重合闸放电闭锁重合闸放电200ms=1M21=1M22&M4=1M23&t &M5单重时间单重时间重合闸重合闸单相重合闸逻辑框图单相重合闸逻辑框图五、安全自动装置五、安全自动装置定义：定义： 电力系统安全自动装置，是指在电力网中发生电力系统安全自动装置，是指在电力网中发生故障或出现异常运行时，为确保电网安全与稳定运故障或出现异常运行时，为确保电网安全与稳定运行，起控制作用的自动装置。行，起控制作用的自动装置。作用：作

56、用：1、防止系统稳定破坏或事故扩大，造成大面积停电。、防止系统稳定破坏或事故扩大，造成大面积停电。2、防止对重要用户的供电长时间中断、防止对重要用户的供电长时间中断 。 1 1、系统稳定装置：、系统稳定装置： 二江安稳控制系统由两套完全相同的二江安稳控制系统由两套完全相同的CSS-100BECSS-100BE数字稳控装置、一台一体化工控数字稳控装置、一台一体化工控机、三台收讯机、一台发讯机组成。机、三台收讯机、一台发讯机组成。CSSM-2000 通信管理系统通信管理系统省调省调网调网调监控系统监控系统1 CSS-100BE开入开入开出开出打印打印信号信号开入开入信号信号开出开出YTS-600荆

57、门荆门YTS-600远安远安YTS-600周家岭周家岭YTF-500周家岭周家岭2 CSS-100BE跳闸令跳闸令跳闸令跳闸令光纤光纤光纤光纤二江稳控系统管理机需收集：二江稳控系统管理机需收集：1）来自监控系统的表示葛洲坝电厂系统工）来自监控系统的表示葛洲坝电厂系统工况的实时数据；况的实时数据；2）来自省调稳控管理系统的表示系统工况）来自省调稳控管理系统的表示系统工况的实时数据；的实时数据；3）来自省调、网调稳控管理系统的命令；）来自省调、网调稳控管理系统的命令；4）来自稳控装置的数据。）来自稳控装置的数据。三种故障起动方式：三种故障起动方式： 相电流差突变量起动相电流差突变量起动 功率突变量

58、起动功率突变量起动1. 过电流起动过电流起动 相电流差变化量大于定值，连续相电流差变化量大于定值，连续35次次则装置起动；则装置起动； 功率突变量满足起动定值，连续功率突变量满足起动定值，连续35次次则装置起动；则装置起动； 相电流大于起动定值且经过一定延时后相电流大于起动定值且经过一定延时后装置起动。装置起动。装置设置了两种运行方式：智能方式和人工装置设置了两种运行方式：智能方式和人工方式，目前，由于技术条件的限制，该套装方式，目前，由于技术条件的限制，该套装置仅工作在人工方式下。置仅工作在人工方式下。在人工方式下，不进行功率判别及模拟量计在人工方式下，不进行功率判别及模拟量计算，按预先设定

59、的各种切机信号对应的切机算，按预先设定的各种切机信号对应的切机量进行切机。量进行切机。 当系统发生故障或有切机信号输入时，当系统发生故障或有切机信号输入时，稳控装置根据当前二江出线的潮流情况，稳控装置根据当前二江出线的潮流情况，二江电厂的系统联接方式，二江电厂以外二江电厂的系统联接方式，二江电厂以外系统的运行状态，决定二江电厂的切机、系统的运行状态，决定二江电厂的切机、切负荷措施。切负荷措施。2、故障录波装置、故障录波装置 为了分析电力系统事故和安全自动装为了分析电力系统事故和安全自动装置在事故过程中的动作情况，以及为迅速置在事故过程中的动作情况，以及为迅速判定线路故障点的位置，在主要发电厂、判定线路故障点的位置，在主要发电厂、220kV及以上变电所和及以上变电所和110kV重要变电所重要变电所应装设专用故障记录装置。应装设专用故障记录装置。ZH-2故障录波装置功能：故障录波装置功能：不定长动态录波和故障测距，测距精度优于不定长动态录波和故障测距，测距精度优于2记录系统发生大扰动时的时刻：精确到毫秒记录系统发生大扰动时的时刻：精确到毫秒记录系统发生大扰动前后各输入量（电流、电记录系统发生大扰动前后各输入量（电流、电压、高频、开关状态等）的变化过程压、高频、开关状态等）的变化过程实时监测、显示电压、电流波形及系统有功、实时监测、显示电压、电流波形