110KV线路保护培训课件-

110kV线路保护

包括电力系统故障分析、继电保护原理及设计、配置整定、运行维护及调试等技术。能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。CCC继电保护技术继电保护装置继电保护的概念继电保护的基本任务切除故障任务1自动、迅速、有选择性的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，保证无故障部分迅速恢复正常运行。任务2反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。反应状态继电保护装置的构成要点1输出信号输入信号测量部分逻辑部分执行部分测量从被保护对象输入的有关电气量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与给定的整定值进行比较，判断保护是否应该启动。根据测量部分输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行部分。根据逻辑部分输出的信号，完成保护装置的任务。如故障时动作于跳闸，不正常运行时发出信号，正常运行时不动作。

整定值继电保护装置的要求速动性指尽可能快地切除故障可靠性该动作时不拒动，不该动作时不误动灵敏性指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力选择性指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。要求电力系统中，为使系统安全、经济、合理运行，或者满足检修工作的要求，需要经常变更系统的运行方式，由此相应地引起了系统参数的变化。在设计变、配电站选择开关电器和确定继电保护装置整定值时，往往需要根据电力系统不同运行方式下的短路电流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电保护装置的灵敏度。最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。

最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。线路保护及重合闸一、电流保护无时限电流速断保护（Ι段）Ι段的作用：本线路的主保护。保护的范围：本线路的一部分短路特性分析：三相短路时d(3),流过保护安装处的短路电流Zd(

)↑→Id↓曲线max：系统最大运行方式下发生三相短路情况。曲线min：系统最小运行方式下发生两相短路情况。一、电流保护动作电流整定IIdz.1>I(3)d.B.maxIIdz.2>I(3)d.c.max

取：IIdz.1=KkI·I(3)d.B.maxIIdz.2=KkI·I(3)d.C.max

（可靠系数：KkI=1.2～1.3）无时限电流速断保护（Ι段）按躲开下条线路出口（始端）短路时流过本保护的最大短路电流整定（以保证选择性）一、电流保护无时限电流速断保护（Ι段）该保护不能保护本线路全长，故用保护范围来衡量：

max：最大保护范围.

min：最小保护范围.校验保护范围：（

min/L）·100%

15%～20%一、电流保护无时限电流速断保护（Ι段）电流速断保护的评价优点：动作迅速(主要优点),简单可靠缺点：不能保护本线路全长（主要缺点），

直接受系统运行方式的影响；受线路长度的影响。Ⅱ段的作用：本线路的主保护。保护的范围：本线路全长＋下一线路的一部分。动作电流的整定：与下条线路的电流I段配合。即：保护范围延伸到下条线路，但不超出下条线路电流I段保护范围的末端。动作电流要求躲开下条线路电流I段保护范围末端短路时流过本保护的最大短路电流，也就是要求大于下条线路电流I段整定值。IIIdz.1=KkII·IIdz.2=KkII·KkI·I(3)d.C.max可靠系数：KkII=1.1～1.2一、电流保护限时电流速断保护（Ⅱ段）一、电流保护限时电流速断保护（Ⅱ段）动作时限的配合：为保证本线路电流II段与下条线路电流I段的保护范围重叠区内短路时的动作选择性，动作时限按下式配合：（

t:0.35s～0.6s,一般取0.5s）

tII1=tI2+

t≈

t一、电流保护定时限过电流保护(Ⅲ段)Ⅲ段的作用：作为本线路的近后备，下一线路的远后备。保护的范围：本线路的全长和下一线路全长。动作电流的整定原则：按躲开流过保护的最大负荷电流来整定：IIIIdz>Ifh.max

实际整定原则：考虑到外部故障切除后，电压恢复时电动机的自启动过程中，保护要能可靠地返回，则要求：

IIIIh>Izq.max=Kzq·Ifh.max(电动机负荷自启动系数Kzq>1)

又：IIIIh=Kh·IIIIdz

（继电器返回系数Kh<1）

（可靠系数KkIII取：1.15～1.25）一、电流保护定时限过电流保护(Ⅲ段)按选择性要求确定过流保护动作时限为保证动作选择性，动作时限按“阶梯原则”整定:tIII1=Max{tIII2,tIII3,tIII4}+

t

对定时限过流保护，当故障越靠近电源端时，此时短路电流Id越大,但过流保护的

动作时限反而越长———缺点定时限过流保护一般作为后备保护，但在电网的终端可以作为主保护。定时限过流保护灵敏系数的校验（1）作为本线路主保护或近后备时，按本线路末端短路流过本保护的最小短路电流来校验：要求Klm

1.3～1.5（2）作为远后备时（相邻线路的后备），按相邻线路末端短路流过本保护的最小短路电流来校验：要求Klm

1.2一、电流保护定时限过电流保护(Ⅲ段)一、电流保护定时限过电流保护(Ⅲ段)（3）要求各保护之间Klm互相配合对同一故障点，越靠近故障点的保护，其Klm要求越大Klm.1<

Klm.2<

Klm.3<

Klm.4<…即要求：IIIIdz.1>IIIIdz.2>IIIIdz.3>…(单侧电源辐射网，此条件自然满足)电流III段：由动作时限的配合来保证动作的选择性，动作电流按躲开负荷电流整定，其值较小，灵敏度较高，然而动作时限较长，且越靠近电源短路，动作时限反而越长，一般作为后备保护，但是在电网终端可作为主保护。阶段式电流保护的应用及评价电流I段：由动作电流的整定来保证动作选择性，按躲开某点的短路电流整定，动作迅速（无时限），但不能保护本线路全长，作为主保护的一部分。电流II段：由动作电流整定与时限配合来保证动作选择性，动作电流按躲开某点的短路电流整定，能保护本线路全长，动作时限较小，作为主保护的另一部分（电流I段的补充）。一、电流保护三段式零序电流保护组成包括，零序电流I段，即瞬时零序电流速断保护；零序电流II段，即限时零序电流保护；零序电流III段，即零序过电流保护。图中3-13中、、分别为零序电流I段、零序电流II段、零序电流III段测量元件，反应输入零序电流;、分别为零序电流II段、III段时间元件，建立保护的动作延时；保护通过或门使断路器跳闸。三、接地保护阶段式零序电流保护三、接地保护瞬时零序电流速断保护（零序电流I段）零序电流I段为无延时动作，因此，为了保证选择性，保护范围不能超过本线路的末端母线，只能保护本线路的一部分，其动作电流、保护范围与接地短路零序电流的关系如图所示，图中是保护线路末端母线接地短路时流过保护的最大零序电流。计算时按系统最大运行方式，并需要考虑短路类型，计算单相接地短路和两相接地短路的零序电流，取最大者。三、接地保护限时零序电流速断保护(零序电流II段)零序电流II段需要与相邻线路的零序电流I段配合，一般有0.5S的动作延时。需要指出的是，在整定零序电流II段动作时间时，为了保证范围不超过相邻线路的零序电流I段的保护范围，必须考虑分支电路的影响。分支电路对流过保护的零序电流的影响，以及与动作电流、保护范围的关系如图所示。图中和分别为保护I零序电流I段动作电流；和分别为保护1零序电流I段保护范围和零序I段动作范围；为保护2零序电流段保护范围。显然，由于变压器T2中性点接地，构成零序分支电路，当k点发生接地短路时，流过保护1（线路L1）与流过保护2（线路L2）的零序电流不相等，即，所以在保护1零序电流II段与保护2零序电流I段配合时，不可忽略电流I段，不可忽略这一影响。三、接地保护零序过电流保护（零序电流III段）零序过电流保护作为线路接地故障时的近后备和远后备保护，应该在系统正常运行和相间短路时不动作。系统正常运行时三相对称，3I0=0；相间短路时，短路电流只含有正序分量和负序分量，同样有3I0=0,根据零序电流的测量方法，此时流入电流元件的电流只是不平衡电流。因此，零序电流III段的动作电流只需躲过最大不平衡电流即可，一般数值不大，保护的灵敏度较高。零序过电流保护的动作时限是按照阶梯时限原则整定。如图所示，图中分别为保护1、保护2、保护3零序过电流保护的动作时限。同时图中画出相应的反应相间短路的定时限过电流保护动作时限，可见，同一处的零序过电流保护动作时限小于相间过电流保护时限。在图中，为保证零序过电流保护的选择性，保护1、2、3之间的零序动作电流，还应满足灵敏度配合要求，即。（一）、距离保护的优点：保护范围不受或少受运行方式的影响（二）、阻抗元件：能正确测量故障点到保护安装处距离的元件。（三）、何谓距离保护：由阻抗元件构成的保护。（四）、名词解释：１、测量阻抗Zj——加在阻抗元件上的电压与电流之比uj/Ij。２、整定阻抗Zz——使阻抗元件动作的最大阻抗。３、动作阻抗Zdz——落在圆周上的测量阻抗。12D12D四、距离保护反应映故障点至保护安装处之间的距离（阻抗），并根据距离的远近（阻抗的大小）而确定动作时间的一种保护装置。

测量阻抗：ZJ>Zdz

保护不动作ZJ<Zdz

保护动作四、距离保护三段式距离保护基本配置原则I段：ZIdz.1=KIk·ZAB

；ZIdz.2=KIk·ZBC

（KIk取0.8～0.85）

tI≈0s)II段：ZIIdz.1=KIIk·(ZAB+ZIdz.2(KIIk取0.8)tII1=tI2+Δt≈0.5sIII段：ZIIIdz<Zfh.min

tIII按阶梯原则配合四、距离保护四、距离保护距离保护的时限特性1、距离Ι段：（1）保护范围：本线路的80%----85%（2）时限特性：保护的固有动作时间2、距离Ⅱ段：（2）时限特性：ｔ１

Ⅱ

＝ｔ２Ι

＋△ｔ=0.5s3、距离Ⅲ段：（1）保护范围：本线路的全长和下一线路全长（2）时限特性：阶梯形时限特性（与下一线路Ⅲ段配合）（1）保护范围：本线路全长+下一线路的30%---40%五、纵差保护纵差保护整定计算1）按躲过区外短路故障时的最大不平衡电流整定2）按躲过电流互感器断线条件整定3）灵敏度计算灵敏系数按单侧电源供电情况下被保护线路末端短路时流过保护安装处的最小短路电流校验。动作值取上述两式较大值。五、纵差保护输电线路纵联保护两侧信息的交换输电线路纵联保护的工作需要两端信息，两端保护要通过通信设备和通信通道快速地进行信息传递。随着信道设备和通信技术的发展，继电保护交换两端信息的设备和技术也在发展变化，输电线路保护目前常用的通信方式分为：导引线通信、电力载波通信、微波通信、光纤通信等。1导引线通信4光纤通信3微波通信2电力载波通信五、纵差保护输电线路纵联保护两侧信息的交换---光纤通道六、重合闸瞬时性故障：在线路被继电保护迅速断开后，电弧即行熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体也被电弧烧掉而消失，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能恢复正常的供电，因此称这类故障为“瞬时性故障”。永久性故障：在线路被断开以后，故障仍然存在，这时即使再合上电源，由于故障仍然存在，线路还要被继电保护再次断开，因而就不能恢复正常的供电。此类故障称为“永久性故障”。六、重合闸分类无论何种故障，三相跳开，三相重合。瞬时性故障重合成功，永久性故障三相跳开，不再重合。三相一次自动重合闸单相接地故障时，跳开故障相，重合故障相，瞬时性故障重合成功，永久性故障三相跳开不再重合。单相一次自动重合闸多相故障，三相跳开三相重合，瞬时性故障重合成功；永久性故障，三跳不重。单相接地故障，瞬时性故障重合成功，永久性故障，单相跳开跳不再重合。综合重合闸六、重合闸基本要求（1）在下列情况下，重合闸不应动作：①、由值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时；②、手动投入断路器，由于线路上有故障，而随即被继电保护将其断开时。因为在这种情况下，故障是属于永久性的，它可能是由于检修质量不合格、隐患未消除或者保安的接地线忘记拆除等原因所产生，因此再重合一次也不可能成功。（2）除上述条件外，当断路器由继电保护动作或其它原

因而跳闸后，重合闸均应动作，使断路器重新合闸。（3）为了能够满足第（1）、（2）项所提出的要求，应优先采用由控制开关的位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸，即当控制开关在合闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下，使重合闸起，这样就可以保证不论是任何原因使断路器跳闸以，都可以进行一次重合。当用手动操作控制开关使断路器跳闸以后，控制开关与断路器的位置仍然是对应的。因此，重合闸就不会起动。六、重合闸基本要求（4）自动重合闸装置的动作次数应符合预