电力系统继电保护配置原则

1、.电力系统继电保护配置原理一、概述电力系统是由发电、输电、变电站、配电和电力的所有方面(主要设备)组成的有机整体，包括相应的通信、继电保护(包括安全自动设备)、调度自动化等设备(次要设备)。电源系统的安全操作意味着所有运行的电源设备必须在不超过其允许的电流、电压、频率和时间限制(强调适宜性)的范围内工作。不安全的结果可能会损坏电源设备，导致大规模停电。2003年8月14日下午，美国纽约、底特律、克利夫兰、加拿大多伦多和渥太华等城市发生了停电事故。事故原因俄亥俄州阿克伦市第一能源公司的两条高压线中，有一条在树枝生长，触线后跳闸，另一条在安全自动装置失灵后跳闸第二条线路，最终导致各子电网的电力流量

2、无法平衡，最终系统解体。为了确保电源安全可靠地运行，必须配置安全可靠的继电保护装置和安全自动装置。中继保护可以从名称上看出，发生系统故障时及时隔离故障点，保护设备的同时，确保电源系统安全可靠地继续运行。二、基本要求继电保护配置应满足电网结构和工厂站主接线的要求，并考虑电网和工厂站工作方式的灵活性。配置的继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏度和速度要求。1)根据受保护对象的故障特征进行配置。继电保护装置是一种自动装置，它提取保护对象指示其状态的故障量，确定保护对象是否存在错误或异常情况，并采取相应措施。用于确定继电保护状态的错误数量取决于保护对象，并取决于电源系统周边条件。使用最常见的工频电

3、量，最基本的是通过电源组件的电流和通过该组件的总线的电压和电源、序列相量、阻抗、频率等其他量，构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护和差动保护等。2)根据受保护对象的电压等级和重要性。不同的电压级别对网格的保护配置要求不同。高压电网由于系统稳定性需要更多的故障消除时间，因此经常强调主保护功能，稀释备份保护。220kV以上的设备需要配置两套主保护。主保护是指设备发生故障时，没有延迟跳闸，同时还考虑断路器故障保护。对于电压等级较低的系统，当故障设备本身的保护装置不能正常工作时，相邻设备的保护装置可以使用延迟跳闸的远程备份方法。3)以安全可靠性为前提，最大限度地简化二次电路。继电保护系统是由继电

4、保护装置和二次回路组成的有机整体，不可缺少。二次回路虽然不是主体，但在保障电力生产安全、确保继电保护装置正确运行方面，具有重要作用。但是，由于复杂的二次回路，保护设备可能无法正确识别系统的实际运行状态，并且无法正常工作。因此，选择保护装置是最大限度地简化布线(如果可能)。4)相邻设备保护装置死区的问题应注意电源系统的每个组件都配置了自己的保护装置，以避免留下死区。设计时要合理分配的变流器绕组必须有两个装置的保护范围交叉。同时，对于断路器和电流互感器之间的故障，必须考虑死区保护。三、线路保护输电线路在整个电网中分布最广，自然环境也比较差，因此，输电线路是电力系统中故障概率最高的组件。输电线路故障

5、很多是由雷击、雷暴、鸟害等自然因素引起的。线路的故障类型主要包括单相接地故障、二相接地故障、相位故障和三相故障。不同的电压等级具有不同的传输线保护配置。35kV以下电压等级系统往往是未接地的系统，线路保护需要配置阶段过电流保护。过流保护的系统运行方式比较大，因此某些短线的保护也需要分步距离保护。110kV线路保护需要一级相位过电流保护和零序保护，或一级相位和接地距离保护，由反映电阻接地的零序保护补充。110kV以下线路的保护是通过远程备份实现的，如果该线路的瞬时段保护不起作用，则相邻线路的延迟段将删除该保护。根据系统稳定性要求，部分110kV双面电源线也配置了端对端保护(全线速保护)。为了确保

6、功能的独立性，110kV线路保护装置和测控装置完全独立。220kV以上的线路保护具有两个不同的原理，几乎使用备份方法进行端对端保护和完全备份保护。全线速保护主要指高频距离保护、高频零序保护、高频突变方向保护和光纤差动保护。备份保护包括3段和接地距离，4段零序方向过电流保护。此外，220kV线路保护还包括三相不匹配保护。输电线路故障大部分是瞬时的，安装自动重合闸可以大大提高电源的可靠性。选择性重合闸的方法应根据系统的结构和运行稳定性要求、电力设备容量合理选择。满足三相重合闸简单三相重合闸系统实际要求的线路可以用作三相重合闸。单相接地时，使用三相隔离开关不能保证系统稳定性，或者对本地系统断电或严重

7、负载断电产生影响的线路，应使用单相或集成隔离开关。大型机组出口一般不使用三相重合闸。我省220kV线路基本使用单相重合闸，110kV线路使用三相重合闸。四、变压器保护电力变压器是电力系统中一种非常常见和重要的电气器具，如果发生故障，电力供应和电力系统运行会产生严重的后果。为了确保变压器的安全运行，根据变压器可能发生的故障，安装了敏感、快速、可靠、选择性的保护装置。变压器可能发生的故障包括：各绕组之间的相间短路；单相绕组部分线路匝间短路，单相绕组和铁心绝缘损坏引起的接地短路；簧片的相位短路；引线是通过外壳产生的单相接地短路和燃油箱和套管漏油实现的。变压器不能正常工作的情况是外部短路或过载引起的过

8、电流。变压器中性点电压上升或外部电压过高等。按照继电保护和安全自动装置技术规定，变压器通常构成以下保护：变压器油箱内部短路故障和油表面减少引起的气体保护、压力释放、油温度过高、冷却器完全停止等非电力保护；变压器绕组和引线多相短路、大电流接地系统侧绕组和引线单相接地短路和绕组匝间短路的端差保护或电流速度切断保护；变压器外部相间短路和气体保护和差动保护(电流速度保护)备用低压启动过流保护(或复合电压启动过流保护或负序过流保护)；大电流接地系统变压器外部接地短路零序电流保护；变压器对称过载保护；变压器过激磁过激磁保护。不同电压等级和容量的变压器配置不同，电压等级越高，变电站容量大的变压器配置就越复杂

9、。除非电源受到保护，否则需要两组在220kV以上电压下完全独立的差动保护和每侧备份保护。220kV侧备份保护包括0序列方向过流(第2阶段)和0方向过流、复合电压方向过流(1至2小时限制)和复合电压过流；间隙零序电流和电压保护110kV侧备份保护包括0序列方向过流(步骤2)和0序列过流。复合电压方向过流(1-2小时限制)和复合电压过流；间隙零序电流和电压保护35kV侧备份保护包括复合电压方向过电流(3小时限制)各侧设有过载保护、自动变压器、公用绕组过载保护等。五、公共汽车保护发电厂和变电站的总线是电力系统的重要组成部分。与其他电气设备一样，公共汽车和绝缘体也有绝缘老化、污染、闪电等引起的短路故障

10、，工作人员误操作造成的人为故障也可能发生，公共汽车故障的余波非常严重。总线出错将导致连接到故障总线的所有组件断电。此外，电力系统在枢纽变电站的总线上发生故障，可能会对系统造成稳定损失。通常，低压总线不是专用总线保护设备，而是电源的保护设备，可以消除总线故障。如果双总线同时运行或具有单总线段，则电源上的保护装置不能保证故障总线的选择性切断，因此通常会在EHV电网中安装特殊的总线保护装置。总线保护的基本配置包括：(1)总线差动保护(2)产妇充电保护(3)产妇过流保护(4)产妇失败和产妇死区保护(5)断路器故障保护我省暗联充电保护和暗联过流解释热保护另行配置，充电保护为常电流保护，安培过流解释热保护

11、为常电流和零过流保护。六、备用电源自投装置备用电源自动输入设备是保证电源可靠性的重要设备。电源通过从自己的投资设备中收集信息(如断路器位置、电压和电流)自动切断备份电源，例如电源失去了主电源。计算机型电源自投设备的工作方式基本上与计算机保护设备相同。备用电源主要用于110kV以下低压配电系统，主接线方式根据变电站、电站电力一次接线方式设计。一级布线方式、电源自投装置主要由低压总线分段开关、内部桥接开关、三种自投方式组成。七、其他安全自动装置继电保护装置运行后拆卸失败后，可能导致电源系统无功和有源不平衡以及电源设备过载运行。这可能导致系统稳定损坏或设备损坏。安全自动装置是旨在收集相关间隔的电压、电流和位置信息，分析电力系统是否存在影响安全稳定性的隐藏危险，并执行设备消除、卸载等预置策略，防止低频低压负荷切断、过载切断、振荡切断热、低阶段解决热等电力系统稳定性损失和大规模停电预防的自动装置。安全自动装置的基本工作原理与继电保