继电保护基本知识

继电保护基本知识目录二、继电保护装置一、继电保护概况三、继电保护原理四、保护调试流程一、继电保护概况1、一、二次设备概述2、继电保护与电力系统稳定3、继电保护专业介绍一、继电保护概况1.1一次设备与电气主接线

一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电容器等。

变电站内与继电保护直接相关的一次设备是电流互感器、电压互感器和断路器。一、继电保护概况1.1一次设备与电气主接线电气主接线主要是指为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。220kV及以上变电站常用的接线方式为双母线（分段）、3/2接线。继电保护的配置、动作行为与主接线方式密切相关。一、继电保护概况1.1一次设备与电气主接线双母线（分段）接线的特点：一条出线对应一个开关，开关和流变之间有死区；母线比线路重要（线路单相PT、母线三相PT），母线保护采用电压闭锁，线路保护所需母线电压需切换；母线故障需发信跳对侧线路开关。一、继电保护概况一、继电保护概况一、继电保护概况一、继电保护概况1.2二次设备二次设备是指对一次设备进行控制、保护、监视和测量的设备。如测量仪表、继电器、操作开关、按钮、自动控制设备、计算机、信号设备、控制电缆以及提供这些设备能源的一些供电装置。变电站常用的二次系统有继电保护系统、计算机监控系统、调度自动化系统、电能计量系统、通信系统、直流系统。一、继电保护概况1.2二次设备直流电源直流回路控制回路信号回路交流回路测控自动装置计量保护一、继电保护概况​​2.1电力系统运行的目标​​：稳定运行、连续供电！《电力系统安全稳定导则》将电力系统的运行状态划分为正常、警戒、紧急、极端紧急、崩溃、恢复五种。为避免电力系统的崩溃制定了三级安全稳定标准：

第一级标准：单一故障，保持稳定；

第二级标准：单一严重故障，保持稳定，允许损失负荷；

第三级标准：多重严重故障，防止崩溃，负荷损失最小。2.2继电保护的重要性与三级标准相对应，保障电网安全稳定的“三道防线”：第一道防线：高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护；第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置；第三道防线：失步解列与频率、电压控制。继电保护对稳定运行的作用首当其冲，快速保护和重合闸缩短故障切除时间，提高稳定极限。全球著名大停电事故都与继电保护有直接的关系。继电保护工作者责任重大！一、继电保护概况一、继电保护概况3.1继电保护基础

继电保护：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。一、继电保护概况3.1继电保护基础电力系统继电保护的基本任务是：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，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号。继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

一、继电保护概况3.1继电保护基础电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

电流增大

电压降低

电流与电压之间的相位角改变

测量阻抗发生变化

不对称短路时，出现相序分量

此外，还有反应非工频电气量的保护（行波）利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。

一、继电保护概况3.1继电保护基础继电保护应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分组成。继电保护工作回路包括：将通过一次设备的电流、电压线性地转变为适合继电保护使用的电流、电压，如电流、电压互感器及其与保护装置连接的电缆等；断路器跳闸线圈及与保护装置出口间的连接电缆，指示保护动作情况的信号设备；保护装置及跳闸、信号回路设备的工作电源等。一、继电保护概况3.1继电保护基础继电保护可按以下4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。​​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。​​按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类​​：有模拟式保护和数字式保护。​​按保护动作原理分类​​：有电流、电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、纵联保护等。一、继电保护概况3.2继电保护岗位工作工作部门：调控中心二次管理、检修公司二次检修、变电运维、（设计院、电科院、送变电、制造厂等）知识密集、技能水平要求高、人才密集，理论和实践并重，需要大量的投入和高度的工作责任心！保护装置构成软件

硬件1数据采集系统（模拟量输入系统）2数据处理系统（CPU）3开关量输入/输出系统4人机接口（MMI）5通信6电源一、继电保护概况微机保护的硬件构成框图一、继电保护概况目录二、继电保护装置一、继电保护概况三、继电保护原理四、保护调试流程二、继电保护装置2.1保护配置（500kV线路保护配置）（1）每回500kV线路应按近后备原则配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护。每套保护均具有完整的后备保护。（2）每回500kV线路应配置双套远方跳闸保护。断路器失灵保护、过电压保护和不设独立电抗器断路器的500kV高压并联电抗器保护动作均应起动远跳。（3）根据系统工频过电压的要求，对可能产生过电压的500kV线路应配置双套过电压保护。过电压保护均使用远跳保护装置中的过电压功能，过电压保护起动远跳可选择不经断路器开、闭状态控制。（4）线路主保护、后备保护应起动断路器失灵。二、继电保护装置1.1保护配置（500kV线路保护配置）（5）双重化配置的线路主保护、后备保护、过电压保护、远方跳闸保护的交流电压回路、电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路、起动远跳和远方信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联系。（6）双重化配置的线路保护每套保护只作用于断路器的一组跳闸线圈。2.1保护配置（500kV线路保护组屏）​​组屏原则​​（1）每回500kV线路配置2面保护屏，双重化配置的双套保护分别安装在2面保护屏内。每面保护屏包含1套线路主、后备保护装置，1套过电压保护及远跳保护装置。（2）主保护宜与后备保护一体，当主保护装置不含完整后备保护功能时，需配置单独的后备保护装置，但由主保护厂家负责组屏。​​组屏方案​​（1）线路保护屏1：线路保护1+（过电压及远跳保护1）；（2）线路保护屏2：线路保护2+（过电压及远跳保护2）.二、继电保护装置二、继电保护装置1.1线路保护配置（500kV线路保护屏）电流差动RCS-931GM故障启动及远方跳闸RCS-925G纵联距离WXH-802A故障启动及远方跳闸WGQ-871A二、继电保护装置2.1保护配置（500kV断路器保护配置）（1）一个半断路器接线的500kV断路器保护按断路器单元配置，每台断路器配置一面断路器保护屏。（2）当出线设有隔离开关时，应配置双套短引线保护。（3）重合闸沟三跳回路在断路器保护中实现。（4）断路器三相不一致保护应由断路器本体机构完成。（5）断路器的跳、合闸压力闭锁和压力异常闭锁操作均由断路器本体机构实现，分相操作箱仅保留重合闸压力闭锁回路。（6）断路器防跳功能应由断路器本体机构完成。二、继电保护装置2.1保护配置（500kV断路器保护组屏）（1）一个半接线的500kV断路器保护按断路器单元配置，每台断路器配置1面断路器保护屏。（2）对于线路用的两台断路器，断路器保护屏包含1套断路器失灵保护及重合闸装置、1套分相操作箱或断路器操作继电器。（3）对于变压器边断路器，断路器保护屏包含1套断路器失灵保护装置、1套分相操作箱或断路器操作继电器。二、继电保护装置1.1保护配置（500kV断路器保护屏）GLK862A断路器保护分相操作箱​​1.1线路保护配置（220kV线路保护配置）​​（1）每回220kV线路应配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护，每套保护均具有完整的后备保护。（2）每一套220kV线路保护均应含重合闸功能，两套重合闸均应采用一对一启动和断路器控制状态与位置不对应启动方式，不采用两套重合闸相互启动和相互闭锁方式。重合闸可实现单重、三重、禁止和停用方式。（3）线路主保护、后备保护均应启动断路器失灵保护。（4）双重化配置的线路主保护、后备保护的交流电压回路、电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路、信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联系。（5）双重化配置的线路保护每套保护只作用于断路器的一组跳闸线圈。二、继电保护装置二、继电保护装置1.1线路保护配置（220kV线路保护组屏）组屏原则

每回220kV线路配置2面保护屏，双重化配置的双套保护分别安装在2面保护屏内。每面保护屏包含1套线路主、后备保护及重合闸装置、1台分相操作箱、1台电压切换箱组屏方案（1）线路保护屏1：线路保护、重合闸1＋电压切换装置1＋分相操作箱1；（2）线路保护屏2：线路保护、重合闸2＋电压切换装置2（＋分相操作箱2）。

若采用电力载波闭锁式纵联保护，则屏内还需配置1台收发信机；如果采用光纤距离（方向）保护，若光纤距离（方向）保护无自带数字接口，则屏内还需配置1台保护数字接口装置。二、继电保护装置1.1线路保护配置（220kV线路保护屏）电流差动RCS-931GM分相操作箱纵联距离WXH-802A分相操作箱变压器保护柜（南瑞继保RCS-978）操作箱电量保护装置非电量保护装置打印机压板变压器保护柜(许继WBH-801A)打印机压板操作箱电量保护装置非电量保护装置变压器保护柜目录二、继电保护装置一、继电保护概况三、继电保护原理四、保护调试流程三、继电保护原理1.1分相电流差动保护

在MN线路外部K2点发生短路故障时，MN线路两侧流过同一电流，两电流向量和为零.在MN线路内部K1点发生故障时，两侧电流向量和为故障电流，说明线路内部发生了故障。MNK1K2三、继电保护原理1.1分相电流差动保护差动电流为：制动电流为：差流元件基本动作方程：

{

三、继电保护原理1.2高频保护故障线路：两侧F+均动作，两侧F-均不动作。非故障线路：两侧中至少有一侧（近故障点一侧）F+不动，F-动作。EsMTATA1ER23NTA4PTAF+：√F-：×F+：×F-：√F+：√F-：×F+：√F-：×三、继电保护原理1.3距离保护基本原理：Z=U/I。反映短路点到保护安装处的距离。依据测量阻抗的不同，保护能区分出正向内部、正向区外或反向故障。变压器纵差保护的构成原理J高压侧低压侧2、内部故障结论：内部故障时，只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。简化的现场案例