電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述課件

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)概述共一百零一頁前言(qin yn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分；在電力系統(tǒng)中起著重要的作用，他保證著電力系統(tǒng)在非正常運行狀態(tài)下的安全穩(wěn)定運行。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注入新的活力。繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢是向計算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化及保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化智能化發(fā)展。隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。從初期的8 位單CPU結(jié)構(gòu)問世，不到(b do)5年時間就發(fā)展到多CPU 結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大規(guī)模結(jié)構(gòu)。除了具備保護(hù)的基

2、本功能外，還具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能。共一百零一頁目錄(ml) 第一部分：電力(dinl)系統(tǒng)故障及異常 第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 第四部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向共一百零一頁第一(dy)部分：電力系統(tǒng)故障及異常1.1 電力系統(tǒng)故障的危害 電力系統(tǒng)在運行中可能發(fā)生各種故障和出現(xiàn)各種不正常運行狀態(tài)，最常見、同時也是最危險的故障是各種類型的短路。發(fā)生短路時將會產(chǎn)生以下后果： (1) 數(shù)值較大的短路電流通過故障點時，產(chǎn)生電弧，使故障設(shè)備損壞(snhui)或燒毀。 (2) 短路電流通過非故障元件時，使電氣設(shè)備的載流部分和絕緣材料

3、的溫度超過散熱條件的允許值而不斷升高，造成載流導(dǎo)體熔斷或加速絕緣老化和損壞，從而可能發(fā)展成為故障； (3) 故障時電力系統(tǒng)中，部分地區(qū)的電壓大大下降，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 (4) 破壞電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，從而使事故擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)瓦解。共一百零一頁第一部分：電力(dinl)系統(tǒng)故障及異常1.2 電力系統(tǒng)故障類型及幾率(j l) 電力系統(tǒng)中的短路包括三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。 不同類型短路發(fā)生的概率是不同的，不同類型短路電流的大小也不同，一般為額定電流的幾倍到幾十倍。 下表為2006年我國220kV電網(wǎng)輸電線路各種類型故

4、障發(fā)生的次數(shù)和百分比 故障類型 三相短路 兩相短路 兩相短路接地 單相接地短路 其他 故障次數(shù) 17 28 91 1319 32 故障百分比 1.14% 1.88% 6.12% 88.7% 2.16%共一百零一頁第一(dy)部分：電力系統(tǒng)故障及異常1.3 電力系統(tǒng)異常狀態(tài) 電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞時，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常工作狀態(tài)。 如：因負(fù)荷超過(chogu)供電設(shè)備的額定值引起的電流升高，稱過負(fù)荷，就是一種常見的不正常工作狀態(tài)。在過負(fù)荷時，電氣設(shè)備的載流部分和絕緣材料過度發(fā)熱，從而使絕緣加速老化，甚至損壞，引起故障。此外。系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)電機(jī)突

5、然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電壓，以及電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等，都屬于電力系統(tǒng)的不正常運行狀態(tài)。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用2.2 繼電保護(hù)的基本原理2.3 繼電保護(hù)的組成及分類 2.3.1：模擬型繼電保護(hù) 2.3.2：數(shù)字型的計算機(jī)繼電器保護(hù)2.4：對繼電保護(hù)裝置的要求(yoqi) 2.4.1 可靠性 2.4.2 選擇性 2.4.3 速動性 2.4.4 靈敏性2.5 繼電保護(hù)的發(fā)展簡史共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器

6、跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護(hù)裝置基本任務(wù)是：(1) 自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證(bozhng)其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運行。(2) 反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護(hù)的條件(如有無經(jīng)常值班人員)而動作于信號，以便值班員及時處理，或由裝置自動進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行就會引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。這種情況一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免暫短地運行波動造成不必要的動作跳閘和干擾而引起的誤動。(3) 繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置配合，在條件允

7、許時，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)由此可見，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運行的可靠性、安全穩(wěn)定性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電。因此，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分(z chn b fn)，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的必不可少的技術(shù)措施之一。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，如果沒有專門的繼電保護(hù)裝置，要想維持系統(tǒng)的正常運行是根本不可能的。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.2 繼電保護(hù)的基本原理為了完成上述的任務(wù)，繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保

8、護(hù)元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：（1）：電流增大。 短路時故障點與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流；這電流稱為(chn wi)故障電流 。電網(wǎng)正常運行時，輸電線路上流過正常的負(fù)荷電流，母線電壓約為額定電壓。當(dāng)輸電線路發(fā)生短路時，故障相電流增大。根據(jù)這一特征，構(gòu)成反應(yīng)故障時電流增大而動作的電流保護(hù)。（2）：電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越

9、靠近短路點，電壓越低。共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)（3）：電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60 85 ，而在保護(hù)反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180+( 6085)。（4）：測量(cling)阻抗發(fā)生變化。測量(cling)阻抗即測量(cling)點(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時，測量(cling)阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時，測量(cling)阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗(即保護(hù)安裝處至故障點間的阻抗) ，故障后測量(c

10、ling)阻抗顯著減小，而阻抗角增大。共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)（5）：不對稱(duchn)短路時，出現(xiàn)相序分量。如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量；單相接地時，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。因此利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。例如： a：據(jù)短路故障時電流的增大，可構(gòu)成過電流保護(hù)； b：據(jù)短路故障時電壓的降低，可構(gòu)成電壓保護(hù)； c：據(jù)短路故障時電流與電壓之間相角的變化，可構(gòu)成功率方向保護(hù)； d：據(jù)電壓與電流比值的變化，可構(gòu)成距離保護(hù)；共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù) e：

11、據(jù)故障時被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化，可構(gòu)成差動保護(hù)； f：據(jù)不對稱短路故障時出現(xiàn)的電流電壓的相序分量，可構(gòu)成零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和負(fù)序功率方向保護(hù)； g：高頻保護(hù)則是利用高頻通道來傳遞線路兩端電流相位大小和短路功率方向信號的一種保護(hù)。 h：此外，除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護(hù)外，還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護(hù)。 如：超高壓輸電線路的行波保護(hù)電力變壓器的瓦斯保護(hù)及反應(yīng)電動機(jī)繞組溫度升高(shn o)的過負(fù)荷或過熱保護(hù)等共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.3 繼電保護(hù)的組成及分類繼電保護(hù)實際上是一種自動控制裝置。以控制過程信號的不同(b tn)，可分為模擬型和數(shù)字型兩大

12、類。2.3.1：模擬型繼電保護(hù) 是由若干個不同功能的繼電器組成或晶體管、集成電路等電子元件來實現(xiàn)的。模擬型繼電保護(hù)裝置的種類很多，一般而言，它們都由測量回路邏輯回路和執(zhí)行回路三個主要部分組成，其原理框圖如下圖所示。共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)測量回路的作用：是測量與被保護(hù)電氣設(shè)備或線路工作狀態(tài)有關(guān)的物理量的變化， 如電流、電壓等的變化，以確定電力系統(tǒng)是否發(fā)生了短路故障或出 現(xiàn)不正常運行情況；邏輯回路的作用：是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，根據(jù)測量回路的輸出信號，進(jìn)行邏輯判斷(pndun)，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動作，并向執(zhí)行元件發(fā)出相應(yīng)的信號；執(zhí)行回路的作用：是執(zhí)行邏輯回路的判斷，發(fā)出

13、切除故障的跳閘脈沖或指示不正常運行情況的信號。共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.3.2數(shù)字型的計算機(jī)繼電器保護(hù)是把被保護(hù)設(shè)備和線路輸入的模擬電氣量經(jīng)模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字量，利用計算機(jī)進(jìn)行處理和判斷。計算機(jī)由硬件部分和軟件部分組成，硬件部分主要采用微型計算機(jī)或微處理器來實現(xiàn)。微機(jī)保護(hù)的特點A. 易于獲得附加功能。B. 微機(jī)保護(hù)具有靈活性。C. 微機(jī)保護(hù)具有高可靠性。D. 維護(hù)調(diào)試方便。E. 保護(hù)性能得到很好改善。F. 良好的經(jīng)濟(jì)性（）：硬件部分如圖：所示微機(jī)繼電保護(hù)硬件部分原理框圖。(見下頁)人機(jī)接口部分的作用：是建立起微機(jī)保護(hù)與使用者之間的信息聯(lián)系，以便對裝置進(jìn)行人

14、工操作、調(diào)試和信息反饋。外部通信接口的作用是提供(tgng)計算機(jī)局域通信網(wǎng)絡(luò)以及遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)的信息通道。共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)微機(jī)(wi j)繼電保護(hù)硬件部分原理框圖共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電壓形成回路在微機(jī)保護(hù)中通常(tngchng)要求輸入信號為5V或10V的電壓信號，取決于所用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號。電壓變換常采用小型中間變換器來實現(xiàn)。電流變換器、電壓變換器和電抗變換器的原理圖分別如圖（a）、（b）和（C）所示，（d）是電抗變換器的原理結(jié)構(gòu)圖。共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)模擬低通濾

15、波器（ALF）濾波器是一種能使有用頻率信號通過，同時抑制無用頻率信號的電路。對微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)來說，在故障初瞬間，電壓、電流(dinli)中可能含有相當(dāng)高的頻率分量（例如2kHz以上），為防止頻率混疊，采樣頻率不得不取值很高，從而對硬件速度提出過高的要求。但實際上，在這種情況下可以在采樣前用一個低通模擬濾波器(ALF)將高頻分量濾掉，這樣就可以降低采樣頻率，降低對硬件速度的要求。模擬低通濾波器通常分為兩大類。一類是無源濾波器，由RLC元件構(gòu)成；另一類是有源濾波器，主要有RC元件與運算放大器構(gòu)成。目前，微機(jī)保護(hù)中，采樣頻率常采用600Hz（即每工頻周波采樣12個點）、800Hz等。共一百零一頁第二(

16、d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)采樣保持電路采樣就是將連續(xù)變化的模擬量通過采樣器加以離散化。其過程如圖 (a)(b)(c)所示。模擬量連續(xù)加于采樣器的輸入端，由采樣控制脈沖控制采樣器，使之周期性的短時開放(kifng)輸出離散脈沖。采樣脈沖寬度為TC，采樣脈沖周期為TS。采樣器的輸出是離散化了的模擬量。繼電保護(hù)算法是多輸入而且要求同時采樣，再依次順序送到公用的A/D轉(zhuǎn)換器中去的，微機(jī)保護(hù)中通常需要采樣保持電路共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)采樣保持(boch)過程示意圖共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MUX)在實際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被模數(shù)轉(zhuǎn)換的模

17、擬量可能是幾路或十幾路，利用多路開關(guān)MUX 輪流切換各被測量與A/D轉(zhuǎn)換電路(dinl)的通路，達(dá)到分時轉(zhuǎn)換的目的。在微機(jī)保護(hù)中，各個通道的模擬電壓是在同一瞬間采樣并保持記憶的，在保持期間各路被采樣的模擬電壓依次取出并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，但微機(jī)所得到的仍可認(rèn)為是同一時刻的信息（忽略保持期間的極小衰減），這樣按保護(hù)算法由微機(jī)計算得出正確結(jié)果。 共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的任務(wù)是將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便計算機(jī)進(jìn)行處理(chl)、存儲、控制和顯示。A/D轉(zhuǎn)換器主要有以下各種類型。逐位比較（逐位逼近）型、積分

18、型以及計數(shù)型、并行比較型、電壓頻率（即V/F）型等。共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)計算機(jī)主系統(tǒng)(xtng)微機(jī)保護(hù)的計算機(jī)主系統(tǒng)有中央處理器（CPU）、只讀存儲器EPROM電擦除可編程只讀存儲器EEPROM、隨機(jī)存取存儲器RAM、定時器等。CPU執(zhí)行控制及運算功能。EPROM主要存儲編寫好的程序，包括監(jiān)控、繼電保護(hù)功能程序等。EEPROM可存放保護(hù)定值，可通過面板上的小鍵盤設(shè)定或修改保護(hù)定值。RAM作為采樣數(shù)據(jù)及運算過程中數(shù)據(jù)的暫存器。定時器用以記數(shù)、產(chǎn)生采樣脈沖和實時鐘等。CPU主系統(tǒng)的常見外設(shè)，如小鍵盤、液晶顯示器和打印機(jī)等用于實現(xiàn)人機(jī)對話。共一百零一頁第二部分(b fe

19、n)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)開關(guān)量輸入、輸出系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)所采集的信息通常(tngchng)可分為模擬量和開關(guān)量。無論何種類型的信息，在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部都是以二進(jìn)制的形式存放在存儲器中。斷路器和隔離開關(guān)、繼電器的接點、按鈕和普通的開關(guān)、刀閘等都具有分、合兩種工作狀態(tài)，可以用0、1表示，因此，對它們的工作狀態(tài)的輸入和控制命令的輸出都可以表示為數(shù)字量的輸入和輸出。開關(guān)量輸入有兩類：a.可以與CPU主系統(tǒng)使用共同電源，無需電氣隔離的開關(guān)量輸入。b.與CPU主系統(tǒng)使用不同電源，需要電氣隔離的開關(guān)量輸入。如斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點，繼電器觸點等。共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)開關(guān)量輸入(shr)

20、回路接線圖共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)開關(guān)量輸出主要包括保護(hù)的跳閘出口以及本地(bnd)和中央信號輸出等。開關(guān)量輸出回路接線圖共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)（）：軟件部分：是根據(jù)保護(hù)的工作原理和動作要求編制的計算程序，不同原理的保護(hù)計算程序不同。微機(jī)保護(hù)的計算程序是根據(jù)保護(hù)工作原理的數(shù)學(xué)模型即數(shù)學(xué)表達(dá)式來編制的。這種數(shù)學(xué)模型稱為計算機(jī)繼電保護(hù)的算法。通過不同的算法便可以實現(xiàn)各種保護(hù)功能。各種類型保護(hù)的計算機(jī)硬件和外圍設(shè)備可以是通用的，只要計算程序不同，就可以得到不同原理的保護(hù)，而且計算機(jī)可以根據(jù)系統(tǒng)運行方式的改變自動改變動作的整定值，使保

21、護(hù)具有更大的靈活性。保護(hù)用計算機(jī)有自診斷能力，不斷地檢查和診斷保護(hù)本身的故障，并及時進(jìn)行處理(chl)，大大地提高了保護(hù)裝置的可靠性，并能實現(xiàn)快速動作的要求。共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)微機(jī)保護(hù)的軟件系統(tǒng)配置軟件分為(fn wi)：接口軟件和保護(hù)軟件。接口軟件是指人機(jī)接口部分的軟件，其程序可分為監(jiān)控程序和運行程序。調(diào)試方式下執(zhí)行監(jiān)控程序，運行方式下執(zhí)行運行程序。 監(jiān)控程序主要就是鍵盤命令處理程序，是為接口插件及各CPU保護(hù)插件進(jìn)行調(diào)節(jié)和整定而設(shè)置的程序。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)保護(hù)軟件：主程序和中斷服務(wù)程序。 主程序通常(tngchng)有三個基

22、本模塊：初始化和自檢循環(huán)模塊、保護(hù)邏輯判斷模塊和跳閘處理模塊。保護(hù)邏輯判斷和跳閘處理總稱為故障處理模塊。保護(hù)邏輯判斷模塊就隨不同的保護(hù)裝置而相差甚遠(yuǎn)。共一百零一頁保護(hù)軟件的工作(gngzu)方式三種狀態(tài)運行(ynxng)調(diào)試不對應(yīng)狀態(tài)將方式開關(guān)或顯示器菜單選擇為“運行”執(zhí)行相應(yīng)保護(hù)主程序和中斷服務(wù)程序。第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁選擇(xunz)調(diào)試復(fù)位CPU后工作在調(diào)試狀態(tài)。選擇(xunz)調(diào)試但不復(fù)位CPU，并且接口插件工作在運行狀態(tài)稱為：不對應(yīng)狀態(tài)第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁中斷(zhngdun)服務(wù)程序中斷(zhngdun)的作用暫時停止原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)為外部設(shè)備服務(wù)，

23、并在服務(wù)完成后自動返回原程序的執(zhí)行過程。采用中斷目的提高CPU的工作效率，提高實時數(shù)據(jù)的處理時效。第二部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁人機(jī)對話(duhu)方式常用鍵盤方式：鍵盤中斷服務(wù)程序來實現(xiàn)。有的保護(hù)采用查詢方式。第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁微機(jī)保護(hù)(boh)的算法微機(jī)保護(hù)是用數(shù)學(xué)運算方法實現(xiàn)故障量的測量、分析和判斷的。而運算的基礎(chǔ)是若干個離散(lsn)的、量化了的數(shù)字采樣序列。算法：尋找適當(dāng)?shù)碾x散運算方法，使運算結(jié)果的精確度能滿足工程要求。微機(jī)保護(hù)根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運算和判斷，以實現(xiàn)各種繼電保護(hù)的功能的方法稱為算法。第二部分：電力系統(tǒng)

24、繼電保護(hù)共一百零一頁算法分類根據(jù)輸入電氣量的若干點采樣值通過數(shù)學(xué)式或方程式計算出保護(hù)所反映的量值，然后與給定值進(jìn)行比較；直接模仿模擬型保護(hù)的實現(xiàn)方法，根據(jù)動作方程來判斷是否在動作區(qū)內(nèi)，而不計算出具體的數(shù)值。第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁分析算法評價(pngji)方法標(biāo)準(zhǔn)是精度和速度。速度：算法所要求的數(shù)據(jù)窗長度（或稱采樣點數(shù)）、算法運算工作量。計算精度：則往往要利用更多的采樣點和進(jìn)行更多的計算量。第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁2.4：對繼電保護(hù)裝置的要求繼電保護(hù)裝置為了(wi le)完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本

25、要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù)，應(yīng)同時滿足四個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護(hù)裝置，這四個基本要求中有些要求如速動性可以降低。 第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.4.1 可靠性可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護(hù)最根本的要求。所謂安全性是要求繼電保護(hù)在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。所謂信賴性是要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時可靠動作，即不拒動。繼電保護(hù)正確的調(diào)試、整定、運行及維護(hù)，都是影響保護(hù)的可靠性的重要因素 。繼電保護(hù)的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害。然而

26、，提高(t go)不誤動的安全措施與提高(t go)不拒動的信賴性措施往往是矛盾的。由于不同的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，電力元件在電力系統(tǒng)中的位置不同，誤動和拒動的危害程度不同，因而提高(t go)安全性和信賴性的側(cè)重點在不同的情況下有所不同。目前，要求每回220kV 及以上輸電線路都裝設(shè)兩套工作原理不同、工作回路完全獨立的快速保護(hù)，采取各自獨立跳閘的方式，提高(t go)不拒動的信賴性。而對于母線保護(hù)，由于它的誤動將會給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重后果，因此更強(qiáng)調(diào)不誤動的安全性，一般是以兩套保護(hù)出口觸點串聯(lián)后啟動跳閘回路的方式。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.4.2 選擇性所謂選擇性就是

27、指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，確保非故障設(shè)備的正常運行。當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。如圖： 所示單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)(wnglu)中有選擇性動作的說明圖，共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)2.4.3 速動性所謂速動性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。在高壓電網(wǎng)中，維持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性往往成為繼電保護(hù)快速性的決定性因素，故障切除愈快，暫態(tài)穩(wěn)定極限(維持故障切除后系統(tǒng)的穩(wěn)定性所允許

28、的故障前輸送功率)愈高，愈能發(fā)揮電網(wǎng)的輸電效能；電網(wǎng)的穩(wěn)定性愈好。故障切除時間包括保護(hù)裝置和斷路器動作時間，一般快速保護(hù)的動作時間為0.04s0.08s，最快的可達(dá)0.01s0.04s，一般斷路器的跳閘時間為0.06s0.15s，最快的可達(dá)0.02s0.06s。但應(yīng)指出，要求保護(hù)切除故障達(dá)到最小時間并不是在任何情況下都是合理的，故障必須根據(jù)技術(shù)條件來確定。實際上，對不同電壓等級和不同結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)，切除故障的最小時間有不同的要求。例如，對于35kV60kV 配電網(wǎng)絡(luò)，一般為0.5s0.7s；110kV330kV高壓電網(wǎng)，約為0.15s0.3s；500kV及以上超高壓電網(wǎng)，約為0.1s0.12s。目

29、前國產(chǎn)的繼電保護(hù)裝置，在一般情況下，完全可以滿足上述(shngsh)電網(wǎng)對快速切除故障的要求。對于反應(yīng)不正常運行情況的繼電保護(hù)裝置，一般不要求快速動作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.4.4 靈敏性靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。能滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反應(yīng)動作，即要求不但在系統(tǒng)最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可

30、靠動作。以上四個基本要求是保護(hù)設(shè)計、保護(hù)配置、保護(hù)定值計算和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評價繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾(modn)。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)線路的繼電保護(hù)(j din bo h)原理與技術(shù)共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)線路的分類在電力系統(tǒng)中，線路包括高壓、超高壓及特高壓的輸電線路和中低壓的配電(pi din)線路，從繼電保護(hù)的角度出發(fā)，主要分為以下三類： 1. 666kV的中低壓配電線路； 2. 110kV的輸配電線路； 3.

31、220kV及以上電壓等級的高壓輸電線路。共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)這三種類型線路的繼電保護(hù)在原理上和構(gòu)成上有很大的差異(chy)：1. 666kV的中低壓配電線路一般為單電源、輻射狀的小電流接地系統(tǒng)線路，故障形式只有三相故障和兩相故障兩種形式（ABC三相故障或AB、BC、CA兩相故障）。保護(hù)一般為電流電壓保護(hù)，特殊情況下為方向性電流電壓保護(hù)、距離保護(hù)或縱聯(lián)保護(hù)。主要問題是速斷保護(hù)區(qū)短，線路大部分的故障需要經(jīng)過延時切除。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配電線路(xinl)的繼電保護(hù)帶來的危害： （1）設(shè)備燒毀的程度嚴(yán)重； （2）引發(fā)電壓穩(wěn)定

32、性問題； （3）電壓跌落持續(xù)時間長； （4）重合閘成功率低等。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)解決問題的思路： （1）微機(jī)保護(hù)采用后，簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠不再是電流電壓保護(hù)的獨特優(yōu)點； （2）配電系統(tǒng)全面推廣應(yīng)用距離保護(hù)；（技術(shù)上沒有困難，不增加復(fù)雜程度，除應(yīng)該考慮TV斷線閉鎖外，基本沒有負(fù)面影響） （2）縱聯(lián)保護(hù)原理應(yīng)用于配電線路保護(hù)。（主要考慮用低成本的通信手段傳輸繼電保護(hù)的信息，可用的手段包括：導(dǎo)引(do yn)線、復(fù)用光纖、無線電臺、移動通信、無線寬帶技術(shù) 等）共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)2.110kV輸配電線路的繼電保護(hù)110kV的輸

33、配電線路一般為大電流接地系統(tǒng)的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)，部分線路末端可能接有小的分散電源；故障的形式包括：三相故障、兩相故障、兩相接(xin ji)地故障、單相接(xin ji)地故障共有不同相別的十種故障類型；采用的保護(hù)一般為三段式相間距離保護(hù)、三段式接地距離保護(hù)、多段式（方向）零序電流保護(hù)；共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.110kV輸配電線路的繼電保護(hù)末端帶有分散電源時，或線路接于較為重要的母線時，可采用縱聯(lián)保護(hù)。該電壓等級(dngj)線路的繼電保護(hù)原理和技術(shù)都比較成熟，性能基本滿足要求。主要問題成套保護(hù)后，只有原理上的后備保護(hù)，沒有設(shè)備上的近后備保護(hù)。集成式后備保護(hù)的概念

34、：全站共用一套后備保護(hù)共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)3.220kV及以上輸電線路的繼電保護(hù)220kV及以上電壓等級的輸電線路一般(ybn)按雙側(cè)具有電源考慮，所接電網(wǎng)為大電流接地系統(tǒng)，斷路器一般(ybn)采用分相操作，通常采用綜合重合閘方式；故障的形式包括：三相故障、兩相故障、兩相接地故障、單相接地故障共有不同相別的十種故障類型，同時要考慮非全相運行的問題、同桿并架雙回線的跨線故障問題等；共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)220kV及以上電壓等級輸電線路在電力系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的地位，對其繼電保護(hù)有較高的要求，微機(jī)保護(hù)后，線路保護(hù)一般均設(shè)計為成套

35、保護(hù)，即一套保護(hù)完成所有的主保護(hù)和原理上的后備保護(hù)功能，為了實現(xiàn)設(shè)備上的后備，通常(tngchng)采用雙重化配置或多重化配置。共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)每套保護(hù)的配置方式一般為： （1）主保護(hù)：能夠全線速切的縱聯(lián)差動或縱聯(lián)比較式保護(hù)、快速跳閘(tio zh)的獨立段保護(hù)（如工頻變化量距離保護(hù)等） （2）后備保護(hù)：三段式相間距離保護(hù)、三段式接地距離保護(hù)、多段式（方向）零序電流保護(hù)； （3）綜合重合閘。簡單介紹距離保護(hù)共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)距離保護(hù)是通過反映故障點到保護(hù)安裝處的距離而動作的繼電保護(hù)裝置，通常應(yīng)用于110k

36、V及以上電壓等級的輸電線路，其原理也可以應(yīng)用于35kV及以下電壓等級的配電線路；構(gòu)成距離保護(hù)的核心就是測量故障點到保護(hù)安裝處的距離，并與一個事先(shxin)整定的距離相比較，測量距離小于整定距離時保護(hù)動作；測量故障距離的方法包括阻抗法、行波法和雷達(dá)法，其中應(yīng)用最多的是阻抗法，此處重點介紹阻抗法（測量阻抗與整定阻抗的比較）。共一百零一頁第二部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)測量(cling)阻抗定義為保護(hù)安裝處測量(cling)電壓與測量(cling)電流之比：共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)正常運行時， 近似為額定( dng)電壓， 為負(fù)荷電流， 為負(fù)荷阻抗。負(fù)荷

37、阻抗的量值較大，其阻抗角為數(shù)值較小的功率因數(shù)角（一般功率因數(shù)為不低于0.9，對應(yīng)的阻抗角不大于25.80），阻抗性質(zhì)以阻性為主，如下圖中的 所示。共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)發(fā)生金屬性短路時， 降低， 增大， 變?yōu)槎搪伏c與保護(hù)安裝處之間短路阻抗(zkng) ，對于具有均勻分布參數(shù)的輸電線路來說， 與短路距離 成線性正比關(guān)系，即：共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)KZk1 Lset k2Lk1Lk2 G k3Lk3 G QFQFMN負(fù)荷阻抗與短路阻抗RjXZ LZk2Zk1ZsetZk3共一百零一頁第二部分(b fen)：電力

38、系統(tǒng)繼電保護(hù)在理想情況下，在金屬性短路的時候，測量阻抗是與整定阻抗同方向的，在這種情況下，算出測量阻抗后直接與整定阻抗比較大小，就能夠判斷出故障的范圍。實際情況下，由于各種誤差因素的存在，以及過渡電阻的影響，測量阻抗可能與整定阻抗之間有一定的角度，這時用直接比較大小的方法就不行了。為了保證(bozhng)區(qū)內(nèi)故障的情況下保護(hù)可靠動作，區(qū)外故障時可靠不動作，一般將阻抗繼電器的動作范圍設(shè)定為一個包括整定阻抗對應(yīng)的線段在內(nèi)，但在整定阻抗方向上不超出整定阻抗的一個區(qū)域，最常用的區(qū)域有圓形區(qū)域和四邊形區(qū)域。 共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)圓形區(qū)域又包括方向(fngxing)特性圓、全阻

39、抗圓、偏移特性圓和上拋特性圓等幾種，如下圖|Zset/2|Zset/2ZsetRjXo圖3-7 方向阻抗特性圓ZmZsetRjXo圖3-8 全阻抗特性圓圖3-5 偏移阻抗特性圓Zset2Zset1RjXoZm圖3-9 上拋阻抗特性圓（Zset1Zset2）/2Zset2Zset1RjXoZm|Zset1Zset2|/2共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)下面以四方保護(hù)采用的四邊形特性為例討論在四邊形特性的情況下如何實現(xiàn)測量阻抗(zkng)與整定阻抗(zkng)的比較。XsetoRsetRjX1Zm234共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)設(shè)測

40、量阻抗 的實部為 ，虛部為 ，則上圖在第四象限部分的特性(txng)可以表示為： 第二象限部分的特性可以表示為：共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)而在第一象限部分的特性可以(ky)表示為： 上述三式綜合，得到：共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)式中：共一百零一頁第二(d r)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)若?。?則 共一百零一頁第二部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)則上述比較式變?yōu)椋?該式可以方便(fngbin)地在微處理機(jī)中實現(xiàn)。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 1： 一般規(guī)定 2：電力變壓器保護(hù)(boh) 3

41、：發(fā)電機(jī)保護(hù) 4：電力輸電線路保護(hù) 5：母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置一： 一般規(guī)定 1：電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運行保護(hù)裝置。電力設(shè)備和線路短路故障的保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時可再增設(shè)輔助保護(hù)。 1.1： 主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。 1.2： 后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動時，用以切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種方式。 （1）：遠(yuǎn)后備是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實現(xiàn)的后備。 （2）：近后備是當(dāng)主保護(hù)拒

42、動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實現(xiàn)后備的保護(hù)；是當(dāng)斷路器拒動時，由斷路器失靈保護(hù)來實現(xiàn)的后備保護(hù)。 （3）：輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運行而增設(shè)的簡單保護(hù)。 （4）：異常運行保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)電力設(shè)備或線路異常運行狀態(tài)的保護(hù)。 2：繼電保護(hù)裝置(zhungzh)的配置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 （變壓器保護(hù)）二：電力變壓器保護(hù) 1：對變壓器引出線、套管及內(nèi)部繞組(roz)匝間短路的短路故障，保護(hù)瞬時動作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。相應(yīng)裝設(shè)：變壓器差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。（

43、1）：對6.3MVA以下廠用工作變壓器和并列運行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時限大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 （2）：對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運行的變壓器、10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。 （3）：對高壓側(cè)電壓為330kV及以上變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)。 共一百零一頁第三(d sn)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）2：反映變壓器繞組的匝間短路的差動保護(hù)應(yīng)符合下列要求(yoqi)： （1）：應(yīng)能躲過勵磁涌流和外部短路產(chǎn)生

44、的不平衡電流。 （2）：應(yīng)在變壓器過勵磁時不誤動。 （3）：差動保護(hù)范圍應(yīng)包括變壓器套管及其引出線。如不能包括引出線時，應(yīng)采取快速切除故障的輔助措施。但在某些情況下，例如60kV或110kV電壓等級的終端變電所和分支變電所，以及具有旁路母線的電氣主接線，在變壓器斷路器退出工作由旁路斷路器代替時，縱聯(lián)差動保護(hù)亦可以利用變壓器套管內(nèi)的電流互感器，而對引出線可不再采取快速切除故障的輔助措施。 相鄰電力設(shè)備和線路的后備保護(hù)。主電源側(cè)的保護(hù)應(yīng)帶兩段時限，以較短的時限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器。當(dāng)上述方式不符合靈敏性要求時，可在所有各側(cè)均裝設(shè)保護(hù)，各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。共一百零一頁第三部分：

45、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) （變壓器保護(hù)）3：對由外部相間短路引起的變壓器過電流，保護(hù)動作后應(yīng)帶時限(shxin)動作于跳閘。相應(yīng)裝設(shè)：根據(jù)變壓器的容量、電壓等級、所處電網(wǎng)的位置，可選擇在變壓器某側(cè)（或各側(cè)）裝設(shè)過電流（或復(fù)壓閉鎖過流）保護(hù)。（1）：過電流保護(hù)：保護(hù)的整定值應(yīng)考慮事故時可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。 （2）： 復(fù)合電壓(包括負(fù)序電壓及線電壓)閉鎖過電流保護(hù)：宜用系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器或過電流保護(hù)不符合靈敏性要求時的變壓器。 （3）：當(dāng)過電流保護(hù)或復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護(hù)。 共一百零一頁第三(d sn)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）4：

46、反映變壓器外部相間短路保護(hù)(boh)應(yīng)裝于變壓器下列各側(cè)，必須考慮能反應(yīng)電流互感器與斷路器之間的故障。 （1）：雙繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)，保護(hù)可帶一段或兩段時限，較短的時限用于縮小故障影響范圍（如：跳母聯(lián)開關(guān)的賄賂）；較長的時限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （2）：三繞組變壓器，應(yīng)裝于主電源側(cè)及主負(fù)荷側(cè)或三側(cè)（注意：其他各側(cè)保護(hù)可僅作本側(cè)相鄰電力設(shè)備和線路的后備保護(hù)）。主電源側(cè)的保護(hù)應(yīng)帶兩段時限，以較短的時限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器。當(dāng)上述方式不符合靈敏性要求時，可在所有各側(cè)均裝設(shè)保護(hù)，各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。共一百零一頁第三部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器

47、保護(hù)）5：變壓器的中性點直接接地運行，對外部單相接地引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。零序電流保護(hù)可由兩段組成。（1）：每段可各帶兩個時限，并均以較短的時限動作于縮小故障影響范圍，或動作于本側(cè)斷路器；以較長的時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （2）：雙繞組及三繞組變壓器的零序電流保護(hù)，應(yīng)接到中性點引出線上的電流互感器上，零序電流方向保護(hù)也可接入高、中壓側(cè)電流互感器的零序回路。若零序電流保護(hù)的靈敏性不符合要求，則可在中性點側(cè)增設(shè)零序電流保護(hù)。 6：變壓器的中性點經(jīng)間隙接地運行，裝設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電(fng din)電流的零序電流電壓保護(hù)。防止由于因外部單相接地引起變壓器過電壓而燒壞變壓器。

48、中性點直接接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓時，要求零序電流電壓保護(hù)經(jīng)0.30.5s時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）7：過負(fù)荷：防止變壓器長期過負(fù)荷運行。0.4MVA及以上變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨(dnd)運行，并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)各側(cè)過負(fù)荷的情況。 帶時限動作于信號。 在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時，過負(fù)荷保護(hù)也可采用動作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。 8：油面降低：裝設(shè)瓦斯保護(hù)用來反映變壓器油溫、油箱內(nèi)的氣體。0.8MVA及以上油

49、浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)：當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 （變壓器保護(hù)）瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體量的多少和油流速度而動作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。并且是變壓器鐵芯燒損的唯一(wi y)保護(hù)方式。由于短路點電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)

50、成瓦斯保護(hù)。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 氣體繼電器的安裝:安裝在油箱(yuxing)與油枕之間的連接管道上。為什么變壓器是斜著的？為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平面具有11.5的升高坡度，通往繼電器的連接管具有24的升高坡度。共一百零一頁第三部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置 （變壓器保護(hù)）氣體(qt)繼電器的安裝共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 （變壓器保護(hù)）瓦斯(w s)保護(hù)的接線：共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置（變壓器保護(hù)）電力(d

51、inl)變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)不平衡電流的產(chǎn)生原因減輕和消除方法1勵磁涌流的影響a.速飽和變流器；b.波形鑒別；c.二次諧波制動;d.互感器的接法和變比e.平衡線圈補(bǔ)償2變壓器兩側(cè)電流相位不同3計算變比與實際變比不同4兩側(cè)電流互感器型號不同5變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置(發(fā)電機(jī)保護(hù)）1: 發(fā)電機(jī)的故障類型、不正常運行狀態(tài)及其保護(hù)方式一、發(fā)電機(jī)故障和不正常運行狀態(tài)發(fā)電機(jī)的故障類型主要有：(1)定子繞組相間短路。(2)定子一相繞組內(nèi)的匝間短路。(3)定子繞組單相接地。(4)轉(zhuǎn)子繞組一點(y din)接地或兩點接地。 (5)轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁

52、電流異常下降或完全消失。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）發(fā)電機(jī)的不正常運行狀態(tài)主要有：(1)由于外部短路引起(ynq)的定子繞組過電流；(2)由于負(fù)荷超過發(fā)電機(jī)額定容量而引起的三相對稱過負(fù)荷；(3)由外部不對稱短路或不對稱負(fù)荷（如單相負(fù)荷、非全相運行等）而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流和過負(fù)荷；(4)由于突然甩負(fù)荷而引起的定子繞組過電壓；(5)由于勵磁回路故障或強(qiáng)勵時間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷；(6)由于汽輪機(jī)主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率等。 共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）2 發(fā)電機(jī)的縱差動保護(hù)縱差保

53、護(hù)作用(zuyng)：反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路，是發(fā)電機(jī)的主要保護(hù)。保護(hù)基本原理：比較發(fā)電機(jī)兩側(cè)的電流的大小和相位，它是反映發(fā)電機(jī)及其引出線的相間故障。發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)的構(gòu)成的兩側(cè)電流互感器同變比、同型號。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）正常運行及外部(wib)故障時：共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）保護(hù)區(qū)內(nèi)故障(gzhng)：共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）3 發(fā)電機(jī)匝間短路的橫差動保護(hù)在大容量發(fā)電機(jī)中，由于額定電流很大，其每相都是由

54、兩個或多個并聯(lián)的繞組組成(z chn)。在正常運行的時候，各繞組中的電動勢相等，流過相等的負(fù)荷電流。而當(dāng)任一繞組發(fā)生匝間短路時，繞組中的電動勢就不再相等，因而會出現(xiàn)因電動勢差而在各繞組間產(chǎn)生均衡電流。利用這個環(huán)流，可以實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)，即橫差動保護(hù)。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）目前廣泛應(yīng)用的接線方式如圖所示，這種接線方式只用一個互感器裝于發(fā)電機(jī)兩組星形中點的連線(lin xin)上，其本質(zhì)是把一半繞組的三相電流之和去與另一半繞組三相電流之和進(jìn)行比較。這種接線方式?jīng)]有由于互感器誤差所引起的不平衡電流，其起動電流比較小，靈敏度高，且接線

55、非常簡單。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置 (發(fā)電機(jī)保護(hù)）4 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)利用(lyng)零序電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)發(fā)電機(jī)100%定子繞組單相接地保護(hù)該保護(hù)保護(hù)一般由兩部分組成：一部分是零序電壓保護(hù)，保護(hù)定子繞組的85%以上；另一部分利用發(fā)電機(jī)三次諧波電壓構(gòu)成，它用來消除零序電壓保護(hù)的死區(qū)，從而實現(xiàn)保護(hù)100%定子繞組的接地保護(hù)。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置(pizh) (發(fā)電機(jī)保護(hù)）5 發(fā)電機(jī)的其他(qt)保護(hù)發(fā)電機(jī)的負(fù)序過電流保護(hù)：發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)：發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)：一般對大、中型機(jī)組都裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)裝置由

56、靈敏的功率繼電器構(gòu)成，帶時限動作于信號，經(jīng)長時限動作于解列。發(fā)電機(jī)的失步保護(hù)：用于反應(yīng)振蕩過程的專門的失步保護(hù)。 此外，應(yīng)用于發(fā)電機(jī)的保護(hù)還有發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)、非全相運行保護(hù)、過電壓保護(hù)等等。共一百零一頁第三部分(b fen)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置三：電力輸電線路保護(hù) 1：對330500kV線路，一般情況下實現(xiàn)主保護(hù)雙重化： （1）：設(shè)置兩套完整、獨立的全線速動主保護(hù)； （2）：兩套主保護(hù)的交流電流、電壓回路和直流電源彼此獨立； （3）：每一套主保護(hù)對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障(包括單相接地、相間短路、兩相接地、三相短路、非全相運行故障及轉(zhuǎn)移故障等)，均能無時限動作切除故障； （4）：每套主保

57、護(hù)應(yīng)有獨立選相功能，實現(xiàn)分相跳閘和三相跳閘； （5）：斷路器有兩組跳閘線圈，每套主保護(hù)分別起動一組跳閘線圈； （6）：兩套主保護(hù)分別使用獨立的遠(yuǎn)方信號(xnho)傳輸設(shè)備。 若保護(hù)采用專用收發(fā)信機(jī)，其中至少有一個通道完全獨立，另一個可與通信復(fù)用。如采用復(fù)用載波機(jī)，兩套主保護(hù)應(yīng)分別采用兩臺不同的載波機(jī)。共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的配置2：330500kV線路的后備保護(hù)應(yīng)按下列原則配置： （1）：線路保護(hù)采用近后備方式。 （2）：每條線路都應(yīng)配置能反應(yīng)線路各種類型故障的后備保護(hù)。當(dāng)雙重化的每套主保護(hù)都有完善的后備保護(hù)時，可不再另設(shè)后備保護(hù)。只要其中一套主保護(hù)無后

58、備，則應(yīng)再設(shè)一套完整的獨立的后備保護(hù)。 （3）：對相間短路，后備保護(hù)宜采用階段式距離保護(hù)。 （4）：對接地短路，應(yīng)裝設(shè)接地距離保護(hù)并輔以階段式或反時限(shxin)零序電流保護(hù)；對中長線路，若零序電流保護(hù)能滿足要求時，也可只裝設(shè)階段式零序電流保護(hù)。接地后備保護(hù)應(yīng)保證在接地電阻不大于300時，能可靠地有選擇性地切除故障。 共一百零一頁第三(d sn)部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置四：母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù) 1：對220500kV母線，應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇地切除故障的母線保護(hù)。應(yīng)裝設(shè)兩套母線保護(hù)。 母線保護(hù)保護(hù)動作，應(yīng)能快速而有選擇地斷開有故障的母線。2：斷路器失靈保護(hù) （1）：220KV及以上線路

59、裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)；其相電流判別元件的定值，應(yīng)在保證線路末端故障有足夠靈敏度的前提下，盡量(jnling)按大于負(fù)荷電流整定。 （2）：一般不考慮由變壓器保護(hù)起動斷路器失靈保護(hù)。如變壓器保護(hù)起動斷路器失靈保護(hù)時，也必須設(shè)有相電流元件，并不允許由瓦斯保護(hù)動作起動失靈保護(hù)。 共一百零一頁第三部分：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(j din bo h)的配置（3）：110KV及以上線路不裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)（4）：斷路器失靈保護(hù)動作時間，應(yīng)按下述原則整定： a：宜無時限再次動作于本斷路器跳閘； b：對雙母線(或分段(fn dun)單母線)接線，以較短時限(大于故障線路或電力設(shè)備跳閘時間及保護(hù)裝置返回時間之和)動作于

60、斷開母聯(lián)或分段(fn dun)斷路器； c：再經(jīng)一時限動作于斷開與拒動斷路器連接在同一母線上的所有有電源支路的斷路器。 d： 斷路器失靈保護(hù)動作時，應(yīng)對有關(guān)斷路器的自動重合閘裝置進(jìn)行閉鎖。共一百零一頁第四部分：電力系統(tǒng)(din l x tn)繼電保護(hù)的發(fā)展方向1 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀 電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。 在此期間，從20世紀(jì)70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護(hù)已開始(kish)研究。到80年代末集成電路保護(hù)已