继电保护整理

继保概念整理电力系统运行状态根据运动条件分为：正常运行状态、不正常运行状态、故障状态。不正常运行状态：电力系统中电力元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障。事故是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。继电保护装置是指安装在被保护元件上，反映被保护元件故障或不正常运行状态并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护装置基本任务：1自动迅速有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏并保证其他无故障元件迅速恢复正常运行2反映电气元件的不正常运行状态，根据运行维护条件（有无值班人员）而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不需要保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起误动作。3继电保护装置还可以和电力系统的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高了电力系统运行可靠性。继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统可靠性。继电保护的基本要求1.选择性。2.速动性。3.灵敏性。4.可靠性。选择性：指继电保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除非故障元件仍然继续运行，尽量缩小停电范围。速动性：快速地切除故障可以提高电力系统并列运行稳定性，减少用户在电压降低的情况下的工作时间，以及降低故障元件的损坏程度。灵敏性：指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。可靠性：指在其规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，不应拒动，而在其他不该保护不该动作的情况下，不应错误动作。电力系统主保护：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的保护。后备保护：当主保护因保护装置拒动，保护回路中其他环节损坏等原因不能快速切除故障时，迅速启动来切除故障的装置。近后备保护：当主保护拒动时，由本设备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近后备保护。远后备保护：当主保护拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。电力系统故障后工频电气量变化，电流增大，电压降低，电压与电流之间相位角发生变化、测量阻抗发生变化，出现负序和零序分量，电气元件流入和流出电流关系发生变化。继电保护装置的分类：机电型继电保护装置、静态型继电保护装置继电保护装置的构成：模拟型继电保护装置由测量部分，逻辑部分，执行部分组成互感器的作用是将一次回路的高电压和大电流变换为二次回路的标准低电压和小电流，便于测量仪表和保护装置，并使二次设备和高压部分隔离，且互感器二次侧接地，保证了设备和人身安全。电流互感器接线方式（电流保护的接线方式）：三相完全星形联结、两相不完全星形联结和两相电流差接线。电流互感器在工作时其二次侧不允许开路电压互感器在工作时其二次侧不允许短路（二次侧有一端必须接地，连接时，注意其端口极性）电流保护:1、 无时限电流速断保护：在满足可靠性和保证选择性的前提下，反应电流增大而瞬时动作的电流保护（为了保证选择性，一般情况下不能保护线路的一部分）又称为第1段电流保护（自适应无时限电流过断保护：根据电力系统运行方式和故障类型的变化，实时地改变保护装置的动作特性，或整定值。）2、 带时限电流速断保护：切除本线路无时限电流速断保护范围外的故障，同时也作为无时限电流速断保护的后备保护。又称为第II段电流保护。可保护线路全长，可做本级近后备保护。3、 定时限过电流保护（简称过电流保护），称为第三段电流保护，指其动作电流按躲过线路最大负荷电流整定，并以时限保证动作选择性，能保护全长，也能保护相邻线路全长，不仅可作本级线路近后备保护，还可作相邻线路远后备保护。电压电流联锁速断保护：用短路故障时电流增大和电压降低的两种特性，取得本线路故障保护的灵敏度和防止下一级线路故障时保护误动作。若过电流保护装置的灵敏度系数不能满足要求，可采用低电压启动的过电流保护装置，提高灵敏系数。反时限过电流保护装置动作时间与故障电流大小成反比。方向过电流保护：线路发生短路时，它们的功率方向都是从母线流向线路的，保证动作具有选择性。

选择性快速性灵敏性（保护范围）可靠性无时限依靠动作电流的整定无人为延时容易达不到要求较高（采用最简单的继电器，数量少，接线简单）有时限同时依靠选择动作电流和动作时间延时0.5s容易达不到要求过电流依靠选择动作时间动作时限较长，特别是靠近电源的保护较高。但当长距离、重负荷时夜不能满足方向过电流保护装置三个主要元件：启动元件、方向元件，时间元件助增电流：由于分支电路相当于一个电源，是故障线路电流增大汲出电流：由于并联支路有电流存在，使故障线路短路电流减小电网中发生接地故障时，将出现零序电压和零序电流，以此作为判断依据，可构成专用的接地保护，称为零序保护。无时限零序电流速断保护（1段）带时限零序电流速断保护（2段）零序过电流保护（3段）零序方向电流保护中性点不接地电网中发生单相接地，电网各处故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高为电网电压，电网中出现零序电压，大小等于电网正常时的相电压，故障线路的零序功率与非故障线路零序功率方向相反。中性点不接地电网中的接地保护：绝缘监视装置、零序电流保护、零序功率方向保护零序电流保护和相间电流保护相比的优点：灵敏性高，延时时间短，受系统运行方式影响小，震荡、短路时过负荷等不正常运行情况时，零序电流不会误动作，结构，工作原理简单零序电流缺点：距离保护是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定保护动作时限的一种保护装置。测量距离实际上是测量阻抗。距离保护三段动作范围的阶梯时限特性。由启动回路，测量回路，逻辑回路。三段式距离保护与三段式电流保护主要差别：（1）测量元件是阻抗元件，而不是电流元件（2）增加了两个闭锁元件（3）整套保护装置中有启动元件，可以提高保护可靠性阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，用于测量故障点到保护安装处之间的阻抗。方向阻抗继电器电力系统发生震荡和短路时主要区别：（1）震荡时电流和各点电压幅值作周期性变化，变化速度慢，短路时电流突然增大，电压突然降低，变化速度快。（2） 震荡时三相对称，系统中没有负序分量出现，短路时会出现负序分量（3） 震荡时，任一点电流和电压之间相位关系随之改变，短路时，电流电压相位角是不变的（4） 震荡时，测量阻抗的电阻分量变化较大，变化率决定于震荡周期，短路时，电阻变化率远小于震荡时的电阻变化率。自适应距离保护：距离保护可在多电源复杂网络中保证有选择性动作距离保护保护第1段是瞬时动作，但只能保护全长80%--85%，尚有15%--20%的线路保护范围内的短路靠0.5s时限的距离保护第2段来切除。灵敏性高，1段不受系统运行方式改变的影响。II段受影响小。可靠性较低距离保护目前应用较多的是保护电网的相间短路。一般纵联差动保护所利用的通道类型分为：1导引线的纵联保护（纵联差动保护）2电力线载波纵联差动保护（高频保护）3微波纵联差动保护（微波保护）4光纤纵联差动保护（光纤保护）。由于线路两端的电流互感器的励磁特性不完全相同，流入到继电器的电流称为不平衡电流。凡是引起励磁电流增大的各种因素，都是使不平衡电流增大的原因。减小暂态过程中不平衡电流方法：1在差动回路中嵌入具有快速饱和特性的中间变流器2在差动回路中串入电阻，该电阻可减少留人差动继电器的不平衡电流并加速衰减（效果不明显）。影响输电线导引线纵差保护正确动作的因素：1电流互感器的误差和不平衡电流；2导引线的阻抗和分布电容；3导引线故障和感应过电压。横联方向差动保护是利用功率方向元件判断故障线路，既可用于电源侧，也可用于受电测。电流平衡保护是利用两回路电流大小判断故障线路，只用于电源侧。横联差动方向保护的相继动作区和死区死去长度不超过全线长度的10%。横联差动保护优点：快速地、有选择性地切除平行线路上的故障；接线简单缺点：在相继动作区内发生短路故障时，切除故障的时间将延长一倍，造成感应型功率方向继电器的保护有死区，双回线中有一回线停止运行时，保护要退出工作。平行线路的电流平衡保护是横差保护的另一种形式。电源侧:受电测：电流平衡保护优点：只有相继动作区没有死区，在保护装置附近发生短路时，两回路中流过的短路电流相差最大，保护装置最灵敏。缺点：只能应用于单电源线路有源一侧的双回线路上，不能用在单电源供电平行线路受电测。高频保护是在线路纵差保护原理的基础上，利用现代通信中的高频通信技术，在线路上输送载波信号的高频通道来代替导引线，构成高频保护。不反映被保护线路范围以外的的故障，在定值选择上无需与相邻线路配合，可快速动作无需延时，因此不能作为相邻线路后备保护。高频保护按工作原理分为：方向高频保护，电流相位差高频保护。高频通道分为（1）载波通道（频率50〜300KHz）（2）微波通道（频率2000MHz或6000〜8000MHz）（3）光纤通道（包括光发送器，光纤，光接收器）输电线路载波通道的衰耗是指载波信号通过载波设备时信号的衰耗。高频通道工作方式：经常无高频电流（故障时发信），经常有高频电流（长期发信）按传送的信号性质分为：闭锁信号，允许信号，跳闸信号。无闭锁信号是保护跳闸的必要条件。有允许信号是保护跳闸的必要条件。跳闸信号是保护跳闸的充分条件。高频闭锁方向保护是以高频通道经常无电流而在外部故障时发出闭锁信号的方式来构成的，并规定线路两端功率从母线流向线路时为正方向，从线路流回母线时为负方向。在外部故障时，由靠近故障点一端保护的发信机发出闭锁信号，由两端收信机接收后将保护闭锁的情况，成为高频闭锁方向保护。负序功率高频闭锁方向保护能反映各种短路故障。高频闭锁方向保护只能作为本线路的全线快速保护，不能作为变电站母线和下一级线路的后备保护。高频闭锁距离保护装置既能在内部故障时快速地切除被保护范围内的任一点故障，又能在外部故障时，作为下一级线路和变电站母线的后备保护。零序电流方向保护对接地故障反应灵敏，延时短，零序功率方向元件无死区，电压互感器二次回路短线不会误动作，接线简单，可靠，系统振荡时不会误动作，所以不需要采取防止振荡闭锁措施，实现用高频闭锁方案时距离保护更方便。电流相差差动高频保护是根据直接比较线路两端电流相位而确定保护是否动作的原理构成的。相差高频保护的优点：不反应系统振荡，在非全相运行时不会误动作，工作状态不受电压回路影响。相差高频保护的缺点：受负载电流影响，在线路较长、保护范围内部故障时，相差高频保护有可能工作在相继动作状态，增加切除故障时间，不能作为相邻线路的后备保护。微波保护：以微波通道传输线路两端电流相位，并比较两端电流相位动作的输电线路纵差保护。可划分为：方向微波保护，距离微波保护，相差微波保护。自动重合闸的作用：1在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，大大地提高了供电的可靠性，减少了线路停电次数。2在有双侧电源高压输电线路上，采用重合闸，可以提高电力系统并列运行的稳定性，从而提高了传输容量。3在电力网设计过程中，装设自动重合闸装置，可暂缓架设双回线路以节约投资。4对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起到纠正的作用。自动重合闸的基本要求：（1）动作迅速（2） 下列情况下，自动重合闸装置不应动作：1由值班人员手动或通过遥控装置使断路器跳闸2手动合闸于故障线路，继电保护动作使断路器跳闸后3当断路器处于不正常状态（3） 重合闸装置的动作次数应该符合预先规定。（4） 动作后自动复位。（5） 用不对应原则启动（6） 与继电保护相配合三相重合闸：不论在输、配电线上发生单相短路还是相间短路时，继电保护装置均将线路三相断路器同时跳开，然后启动自动重合闸再同时合三相断路器的方式。（一般只允许重合闸动作一次，成为三相一次自动重合闸装置）单相重合闸：发生单相接地故障时，保护动作只断开故障相的断路器，然后进行单相重合。发生相间短路，一般只跳三相断路器，并不进行重合闸。综合重合闸：发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式工作，发生相间短路时，采用三相重合闸方式。直跳：线路上发生任何类型的故障时，保护通过重合闸装置的出口，断开三相，不再重合闸。自动重合闸前加速：当线路发生故障时，靠近电源侧的保护无选择性的瞬时动作于跳闸，而后重合闸来将断路器重新合上。如果故障消除，线路恢复工作；如果是永久性故障，则由后备保护有选择性切除。自动重合闸后加速：当线路发生故障时，保护装置有选择的将故障线路切除，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、无选择的再次断开断路器。一般多加一块中间继电器即可实现。潜供电流：是指当故障相线路被切除后，由于非故障相与故障相之间存在电容和电感，虽然短路电流被切断，但在故障点弧光通道中任有一定的电流通过。潜供电流大小与线路参数有关。电压越高、线路越长、负荷电流越大，则