繼電保護基礎知識解析ppt

1、繼電保護基礎知識解析ppt一、繼電保護四性1、可靠性。 在該保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應該動作的故障時，它不應該拒絕動作，而在任何其他該保護裝置不應該動作的情況下，則不應該誤動作，即“不誤動不拒動”。 可靠性主要取決于保護裝置本身的質(zhì)量和運行維護水平 。一般來說，保護的原理完善，裝置組成元件的質(zhì)量越高、接線越簡單、模擬式保護回路中繼電器的接點數(shù)量越少，保護裝置的工作越可靠。比如過流保護，如果加入復壓閉鎖條件，則會增加電壓測量、比較、邏輯判斷回路，保護的復雜性提高，無論哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會使保護裝置出現(xiàn)誤動和拒動可能。因此，對于保護整定而言，在元件保護要求滿足的前提下，保護越簡單越可靠

2、。 在電源比較豐富、各系統(tǒng)之間和電源與負荷之間聯(lián)系很緊密時，保護裝置誤動，會切除一部分負荷，但此時很可能備自投裝置動作很快能恢復供電，此時則考慮寧愿誤動而不要拒動，以保護設備和系統(tǒng)穩(wěn)定為主。反正，當電源少、各系統(tǒng)之間和電源與負荷之間聯(lián)系比較薄弱情況下，則以保證供電可靠性為主要任務，此種情況下提高保護裝置不誤動的可靠性比提高其不拒動的可靠性更為重要。2、選擇性 電力系統(tǒng)中有故障時，應由距故障點最近的保護裝置動作，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。 一般情況下遠后備保護動作切除故障時將使停電范圍擴大，在復雜的高壓電網(wǎng)中，當實現(xiàn)遠后備保護在技

3、術上有難度（主要是靈敏系數(shù)不滿足要求）時，應采用近后備保護。為此，在每一元件上應裝設單獨的主保護和后備保護，并裝設必要的斷路器失靈保護。由于這種后備作用是在主保護安裝處實現(xiàn)，因此稱為近后備保護。 相比較而言，遠后備的性能是比較完善的，它對相鄰元件的保護裝置、斷路器、二次回路和直流電源所引起的拒絕動作，均能起到后備作用，同時其實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟。 因此，在電壓較低的線路上應優(yōu)先采用這種方式，只有當遠后備不能滿足靈敏度和速動性時，才考慮采用近后備的方式。主保護和后備保護的概念。 1、主保護：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備或線路故障的保護。 2、后備保護：主保護或斷路器拒

4、動時用來切除故障的保護，又分為遠后備和近后備。 （1）遠后備保護：當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。 （2）近后備保護：當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現(xiàn)后備的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)后備保護。 3、輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護。超高壓（220kV及以上），雙重化原則，近后備+斷路器失靈。高壓（220kV以下），主、備獨立，遠后備。用圖例說明選擇性： 選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍。 例： 當d1短

5、路時，保護1、2動跳1DL、2DL，有選擇性 當d2短路時，保護5、6動跳5DL、6DL，有選擇性 當d3短路時，保護7、8動跳7DL、8DL，有選擇性 若保護7拒動或7DL拒動，保護5動跳5DL（有選擇性） 若保護7和7DL正確動作于跳閘，保護5動跳5DL，則越級跳閘（非選擇性） 3、速動性 速動性就是當元件發(fā)生故障時，該元件保護裝置要迅速反應并動作于跳閘，將故障隔離。 快速地切除故障可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低情況下工作時間以及縮小故障元件的損壞程度。但動作迅速而同時又能滿足選擇性要求的保護裝置，一般都結構復雜，價格比較昂貴。比如光纖差動保護可是實現(xiàn)全線速動保護，但

6、價格肯定比單純的過流保護、距離保護要昂貴得多。 因此，在一些情況下，允許保護裝置帶有一定的延時切除故障。對繼電保護速動性的要求，應根據(jù)電力系統(tǒng)的接線以及被保護元件的具體情況來確定。 故障切除的總時間等于保護裝置和斷路器動作時間之和。 4、靈敏性： 對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生任何故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能敏銳感覺、正確反應。 通常，保護裝置的靈敏性用靈敏系數(shù)來衡量，并表示為Klm。 對反應于數(shù)值上升而動作的過量保護（如過電流保護） 對反應于數(shù)值下降而動作的欠量保護（如低電壓保護） 其中故障參數(shù)的最小、最大計算值是根據(jù)實

7、際可能的最不利運行方式、故障類型和短路點來計算的。 重點講解靈敏性！ 上述四個基本要求是分析研究繼電保護性能的基礎，也是貫穿全課程的一個基本線索。在它們之間既有統(tǒng)一的一面，又有在一定條件下矛盾的一面。 繼電保護的四性在整定計算中非常重要，在制定保護系統(tǒng)方案中常常很難同時滿足四個基本要求，整定計算工作很重要的一部分就是對四性進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。 (1)可靠性與選擇性、靈敏性、速動性存在矛盾。例如保護裝置的環(huán)節(jié)越少、回路越簡單可靠性越高，但簡單的保護很難滿足選擇性、快速性、靈敏性的要求。 (2)選擇性與靈敏性存在矛盾。例如，對于電流保護，提高整定值可以保證選擇性，降低整定值才能保證靈敏性，尤其是大、小方

8、式相差較大時，很難同時滿足二者的要求。 (3)選擇性與速動性存在矛盾。時間越長越容易保證選擇性，但無法滿足速動性的要求。 對于四性的矛盾，要具體分析電網(wǎng)的實際情況進行合理的取舍，具體原則如下： a.地區(qū)電網(wǎng)服從主系統(tǒng)電網(wǎng)； b.下一級電網(wǎng)服從上一級電網(wǎng)； c.局部問題自行消化； d.盡可能照顧地區(qū)電網(wǎng)和下一級電網(wǎng)的需要； 二、保護整定中的大、小方式1、大方式 在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流最大，對繼電保護而言稱為最大運行方式。此時對應的系統(tǒng)等值阻抗最小。2、小方式 在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流最小，對繼電保護而言稱為最小運行方式。此時對應的系統(tǒng)等值阻抗

9、最大。 繼電保護整定計算中所用大、小方式的“大”和“小”是相對于短路電流的大小而言，和短路電流的大、小一致。 取最大運行方式下三相短路和最小方式下兩相短路，經(jīng)計算后可以繪制出流經(jīng)保護安裝處的短路電流隨短路點距離變化的兩條曲線。在系統(tǒng)所有的運行方式下，在相同地點發(fā)生不同類型的短路時流過保護安裝處的電流都介于這兩個短路電流之間。 繼電保護裝置具有正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護裝置要實現(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來構成。 2、 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

10、故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至幾倍額定電流。 (2) 電壓降低。當發(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，且越靠近短路點，電壓越低。 流過保護安裝處短路電流的大小與以下因素緊密相關： 1、電力系統(tǒng)運行方式的變化； 2、電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)的變化； 3、不同的短路類型； 4、隨短路點等值電源的距離變化，短路電流連續(xù)變化，越遠電流越小，并且在本線路末端和下級線路出口短路，電流沒有差別。 以上特點，都是構成完善的電流保護時必須考慮的問題。三、35千伏線路保護1、瞬時電流速斷保護（過流I段、電流I段） 瞬時電流速斷保護不能保護線路全長，按躲線末最

11、大短路電流整定，動作時間一般按0s整定。 Iset.aKkIk.b.max Kk為可靠系數(shù)，一般1.3. Ik.b.max 為最大方式下線路末端三相短路電流。 瞬時電流速斷保護僅保護線路的一部分，不深入到其他線路，定值具有天然選擇性。瞬時電流速斷保護應校核被保護線路出口短路的靈敏系數(shù)，在常見運行大方式下，三相短路的靈敏系數(shù)不小于1即可投運。 需要指出的是，在系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式差異較大的情況下，瞬時電流速斷保護在最小方式下可能沒有保護范圍。在短線路中，甚至還可能出現(xiàn)大方式下也沒有保護范圍。這體現(xiàn)了電流保護受系統(tǒng)運行方式影響較大，局限性較強。 三、35千伏線路保護1、瞬時電流速斷保護（

12、過流I段、電流I段） 當線路為終端線路，帶下級35千伏變電站時，瞬時速斷保護可按躲過下級主變低壓側整定。 同時還要注意瞬時電流速斷保護因延時為0s或短延時，當下級主變?nèi)萘枯^大時，可能躲不過下級主變?nèi)妷撼潆姇r的勵磁涌流，因此要校核是否能躲過下級主變涌流，一般大方式下短路電流較大，可以躲過下級主變涌流。 2、限時電流速斷保護 限時電流速斷保護能保護線路全長，按保線末有規(guī)定靈敏系數(shù)整定。 Iset.aIk.b.minKlm Klm為靈敏系數(shù)，20公里以下線路不小于1.5，20公里至50公里線路不小于1.4,50公里以上線路不小于1.3。 Ik.b.max 為最小方式下線路末端兩相短路電流。 限時電

13、流速斷保護應該與下級線路的瞬時電流速斷保護配合，不能伸出下級線路的瞬時速斷保護范圍。時間比瞬時電流速斷保護多出一個級差取0.3s.如果保護范圍不伸出下級線路的瞬時速斷保護范圍，則本級限時電流速斷保護不考慮與下級限時電流速斷保護時間相配合。 當限時電流速斷保護伸出下級線路瞬時電流速斷保護時，則限時電流速斷保護時間需與下級限時電流速斷保護配合，比下級限時電流速斷保護時間多一個級差，兩級限時電流速斷保護定值也要嚴密配合。 2、限時電流速斷保護 限時電流速斷保護要求保線末靈敏度，這個靈敏度要求往往與不伸出下級線路瞬時速斷范圍、躲下級變電站主變變低的選擇性要求相沖突。 因縣域電網(wǎng)往往以35千伏電網(wǎng)作為主

14、網(wǎng)架，網(wǎng)架結構薄弱，電源比較單一，系統(tǒng)聯(lián)系不緊密，線路串帶現(xiàn)象普遍，如果繼電保護的選擇性得不到保證發(fā)生越級跳閘，將會造成較大停電范圍，造成不良社會影響。此時，繼電保護的選擇性顯得尤為重要。 因此，當35千伏線路限時速斷保護按保線末靈敏度整定與躲主變低壓側相沖突時，如果下級主變負荷不屬于重要負荷（如一級、二級負荷），則按保線末靈敏度整定，選擇性靠下級保護可靠動作保證。 如果下級負荷為重要負荷，則以躲下級主變低壓側變低為準，以保證良好的選擇性，當線末發(fā)生故障時，靠本級后備保護過電流保護來切除故障。但要在備注中明確說明，限時速斷保護對線末沒有足夠靈敏度。 3、過電流保護 過電流保護按躲線路最大負荷電

15、流整定，最大負荷電流的計算按調(diào)度方式部門提供的事故過負荷、負荷自啟動電流等。在受線路輸送能力限制的情況下，也可按輸電線路所允許的最大負荷電流整定。 可靠系數(shù)取1.31.5. 過電流保護作為本級線路后備保護和下級線路的遠后備保護，在本線路末端故障時要求靈敏系數(shù)不小于1.5，在相鄰線路末端故障時力爭靈敏系數(shù)不小于1.2。 過電流保護定值與時間也要逐級嚴密配合。 當按躲最大負荷電流整定的過電流值不能保證規(guī)定的靈敏系數(shù)時，應按保證規(guī)定的靈敏系數(shù)整定。因為110千伏及以下電網(wǎng)采用遠后備對下一級線路進行保護，如果下級保護拒動時，本級保護應該動作，這是保護電網(wǎng)設備的一道重要防線。此時可能會限制線路的帶負荷能

16、力，在定值單中應明確說明。也可以選擇加電壓閉鎖元件進行閉鎖過電流保護，當正常運行負荷值大于定值時，用電壓元件閉鎖防止過電流保護誤動。 四、35千伏主變保護 主保護：非電量保護（輕瓦斯、重瓦斯、壓力釋放等）、縱差保護（差動速斷和比率差動保護）。 后備保護：復壓閉鎖過流保護。 高后備復壓閉鎖過流保護，按躲變壓器高壓側額定電流整定，一般去1.2/0.9倍額定電流，并與低壓側有1.1倍配合系數(shù)。并校核對主變低壓側母線短路有1.5倍靈敏系數(shù)。 時間按與上級線路過電流保護時間配合。高壓側復壓取高、低壓側母線PT電壓并用。 低后備復壓閉鎖過流保護，按躲變壓器低壓側額定電流整定，一般去1.2/0.9倍額定電流

17、。 時間按與主變高壓側復壓閉鎖過電流保護時間配合。低壓側復壓取低壓側母線PT。 如果時間裕度不夠，可以高、低后備時間取一樣，以便給主變低壓側出線留出足夠時間。 五、10千伏饋線保護 瞬時電流速斷保護退出。 限時速斷保護按保線末有靈敏度整定。時間取0.5s或0.3s。如果上級35千伏限時速斷保護范圍伸出了主變本級母線，則要求本線路限時速斷 保護定值及時間與上級35千伏線路相配合。 如果線路長度太長，造成保線末靈敏度的限時速斷保護定值太小，以至于不能躲過負荷電流時，應調(diào)整電網(wǎng)運行方式，加裝線路分段開關及保護或者采取電壓閉鎖元件等。 過電流保護按躲本線路最大負荷電流整定，可靠系數(shù)取。過電流保護時間按與上級主變低后備跳低分段時間配合整定。 要求配網(wǎng)線路下級環(huán)網(wǎng)柜、分接箱及配電站保護與本級