第12章 继电保护、安全自动装置及调度(山东电力院发输变电讲义)

1、第12章 继电保护、安全自动装置及调度,线路、母线和断路器继电保护的原理、配置及整定计算 设备继主电保护的配置、整定计算及设备选择 安全自动装置的原理和配置 电力系统调度自动化的功能及配置 远动、电量计费的功能及配置,12.1 线路、母线和断路器继电保护的原理、配置及整定计算,12.1.1 电力系统继电保护原理,电力系统对继电保护的基本要求 合理的电网结构应满足的基本要求 电流互感器及电压互感器的特征及接线要求 电力系统在不同状态下电磁和机电变化规律 高压输电线路常用继电保护装置的工作原理及应用,继电保护配置和构成方案设计要求 3110kV电力网线路保护配置原则 220500kV电力网线路保护

2、配置原则 母线保护构成原理及应用 断路器失灵保护,12.1.2 电力系统继电保护配置,12.1.3 电力系统继电保护整定计算,继电保护整定计算的基本原则 继电保护整定的一般规定 3110kV电力网线路保护的整定计算 220500kV电网线路保护整定计算,12.2 主设备继电保护的配置、整定计算及设备选择,12.2.1 主设备继电保护的配置要求,一般规定 主设备继电保护配置,12.2.2 发电机保护,对下列故障及异常运行方式，装设相应的保护装置 1.定子绕组相间短路； 2.定子绕组接地； 3.定子绕组匝间短路； 4.发电机外部相间短路； 5.定子绕组过电压； 6.定子绕组过负荷； 7.转子表层(

3、负序)过负荷；,8.励磁绕组过负荷； 9.励磁回路一点及二点接地； 10.励磁电流异常下降或消失； 11.定子铁芯过励磁； 12.发电机逆功率； 13.低频； 14.失步； 15.其他故障和异常运行。,12.2.3 发电机保护,发电机各项保护装置，根据故障和异常运行方式的性质，按规定分别动作于： 1.停机：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。 2.解列灭磁：断开发电机断路器，灭磁，汽轮机甩负荷。 3.解列：断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。 4.减出力：将原动机出力减到给定值。,5.缩小故障影响范围：例如双母线系统断开母线联络断路器等。 6.程序跳闸

4、：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。 信号：发出声光信号。,12.2.4 发电机保护,发电机的主保护 发电机定子绕组接地保护 发电机定子绕组匝间短路保护 发电机外部短路和后备保护 发电机定子过电压保护 发电机定子绕组过负荷保护 发电机转子表层过负荷保护 发电机励磁绕组过负荷保护,12.2.5 发电机保护,发电机励磁回路接地保护（一点接地保护、两点接地保护） 失磁保护 发电机过励磁保护 逆功率保护 低频保护 发电机失步保护 解列保护 发电机意外加电压保护和断路器闪络保护,12.2.6

5、电力变压器保护,对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应按本条的规定装设相应的保护装置 绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路； 绕组的匝间短路； 外部相间短路引起的过电流； 中性点直接接地电力网中、外部接地短路引起的过电流及中性点过电压； 过负荷； 过励磁； 油面降低； 变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障。,12.2.7 并联电抗器保护,并联电抗器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护 线圈的单相接地和匝间短路及其引出线的相间短路和单相接地短路； 油面降低； 温度升高和冷却系统故障； 过负荷。,12.2.8 异步电动机保护,电压为3kV以上的异步电动机，对下列故障

6、及异常运行方式，应装设相应的保护 定子绕组相间短路； 定子绕组单相接地； 定子绕组过负荷； 定子绕组低电压； 相电流不平衡。,12.2.9 主设备继电保护整定计算,发电机比率制动式纵差保护 发电机单元件横差保护 发电机纵向零序过电压保护 发电机定时限复合电压启动的过电流保护 变压器纵差保护综述 纵差保护整定计算内容 纵差保护的整定计算 变压器过电流保护 变压器低电压启动的过电流保护 变压器复合电压启动的过电流保护 发电机变压器组保护的整定计算概述,12.3 安全自动装置的原理和配置,12.3.1 自动重合闸,自动重合闸的作用与分类 自动重合闸装置的基本要求 自动重合闸装置的动作时限要求 自动重

7、合闸的配置方式与应用,12.3.2 电力系统安全稳定控制,为保证在系统故障及大扰动下的安全稳定运行，应依据电力系统安全稳定导则的规 定，在电力系统中根据电网结构、运行特点及实际条件配置安全稳定控制设备 设计和配置系统安全稳定控制设备的要求 对安全稳定控制的主要技术要求 为提高电力系统安全稳定水平，系统安全稳定控制设备应在系统故障及大扰动下实现的功能 为防止功角暂态稳定破坏，根据系统具体情况应采用的控制措施,12.3.3 电力系统安全稳定控制,为防止系统频率异常危及系统稳定，在频率异常时应采取的措施 为防止系统电压严重异常，在电压异常时应采取的措施 为限止设备严重过负荷，宜装设直接反应电气设备电

8、流升高的设备过负荷控制装置。装置可按定时限或反时限特性整定，作用于发电机减率或切机，也可作用于减负荷或解列系统,12.3.4 自动低频低压减载,自动低频减载装置配置整定的基本要求 电力系统中应装设具有下列特点的自动低频减载装置 应装设其他自动减载装置的情况 低电压减载应反应于电压降低及其持续时间,12.3.5 安全自动装置的配置,紧急控制的主要目的 发电端控制手段 负荷端的控制手段 网络中的控制手段,12.3.6 自动投入,自动投入的配置 对自动投入的要求 有关自动投入的其他要求,12.3.7 电力系统故障动态记录技术准则,电力系统故障动态记录的主要任务 电力系统故障动态记录的基本要求 故障动

9、态记录的故障动态量,12.3.8 发电机励磁系统自动装置,自动调节励磁 自动调节励磁装置的功能 自动灭磁 装设自动灭磁装置的规定和要求,12.3.9 同步装置,发电厂、变电所同期操作的断路器 发电厂中应按规定装设的同期装置 准同期装置 自同期装置,12.4 电力系统调度自动化的功能及配置,12.4.1 调度自动化的基本功能,数据采集与安全监控(SCADA) 自动发电控制和经济调度控制(AGC/EDC) 电力系统高级应用功能(PAS) 调度员培训仿真(DTS),12.4.2 调度自动化系统的配置原则,对于直接影响系统运行的关键设施，要按照多重化冗余系统的原则进行配置，即按多机 主/备运行方式的备用，通常采用热备用 为使系统共享软件、硬件资源，为便于人员培训、设备维修和备品供应，在同一大区网或省网的各级调度所中装备的主要调度自动化设施，例如计算机及相应的工作站、服务器，需尽量统一或相兼容，并留有扩充的余地 调度端与远动终端、上下级调度间的通信规约及协议应符合部颁标准或国际规约 必须采用可靠性高的各项配套设施,12.4.3 远动终端的主要功能,远动终端可分为与SCADAEMS配套的常用RTU：与DMS配套