繼電保護(hù)分類

繼電保護(hù)分類

1.1過(guò)流保護(hù)

配置：

一、電流速斷保護(hù)（第I段）：

對(duì)于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。

為了保護(hù)的選擇性，動(dòng)作電流按躲過(guò)本線路末端短路時(shí)的最大短

路短路整定。

僅靠動(dòng)作電流值來(lái)保證其選擇性

能無(wú)延時(shí)地保護(hù)本線路的一部分（不是一個(gè)完整的電流保護(hù)）。

二、限時(shí)電流速斷保護(hù)（第II段）

任何情況下能保護(hù)線路全長(zhǎng)，并具有足夠的靈敏性。在滿足要求

前一條的前提下，力求動(dòng)作時(shí)限最小。

因動(dòng)作帶有延時(shí),故稱限時(shí)電流速斷保護(hù)。

限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長(zhǎng)

依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性

與第I段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第I段的近后備保

護(hù)。

三、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（第m段）

作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。

其起動(dòng)電流按躲最大負(fù)荷電流來(lái)整定的保護(hù)稱為過(guò)電流保護(hù)，此

保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長(zhǎng)，且能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)。

第m段的idz比第I、口段的idz小得多，其靈敏度比第I、n

段更高；

在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都互相配合時(shí)，才能

保證選擇性；

保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長(zhǎng)；

電網(wǎng)末端第m段的動(dòng)作時(shí)間可以是保護(hù)中所有元件的固有動(dòng)作

時(shí)間之和（可瞬時(shí)動(dòng)作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級(jí)線路保

護(hù)亦可簡(jiǎn)化（I+ni或in）,越接近電源，tin越長(zhǎng),應(yīng)設(shè)三段

式保護(hù)。

1.2電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)具有很好的快速性，但當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大時(shí),

保護(hù)范圍可能很小，甚至沒(méi)有保護(hù)區(qū)。為了在不增加保護(hù)動(dòng)作時(shí)

限的條件下增長(zhǎng)保護(hù)范圍,可以再加一個(gè)低電壓聯(lián)鎖邏輯。

簡(jiǎn)而言之，在故障情況下，電流增大，同時(shí)電壓降低，必須電流

大于電流定值，而電壓小于電壓定值時(shí)，還可以出口跳閘。

此外，還有復(fù)合電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)，復(fù)合電壓由低電壓元件與負(fù)

序電壓元件構(gòu)成。

1.3方向性電流保護(hù)

雙電源多電源和環(huán)形電網(wǎng)供電更可靠，但卻帶來(lái)新問(wèn)題。背側(cè)與

區(qū)內(nèi)短路電流不易區(qū)分。沒(méi)有選擇性。

原因分析：反方向故障時(shí)對(duì)側(cè)電源提供的短路電流引起誤動(dòng)。

解決辦法：加裝方向元件——功率方向繼電器。僅當(dāng)它和電流測(cè)

量元件均動(dòng)作時(shí)才啟動(dòng)邏輯元件。這樣雙側(cè)電源系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)變

成針對(duì)兩個(gè)單側(cè)電源子系統(tǒng)。

電流規(guī)定方向：從母電流向線路為正。

電流本身無(wú)法判定方向，需要一個(gè)基準(zhǔn)——電壓。

因此，利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就

可以判別發(fā)生故障的方向。

死區(qū)：當(dāng)正方向出口短路時(shí)，電壓降到很低，甚至為零。這樣功

率方向判據(jù)中的方向公式最終結(jié)果為0,沒(méi)有方向，這種情況稱

之為死區(qū)。消除辦法：加電壓記憶回路。

1.4線路的接地保護(hù)

大接地電流系統(tǒng)：系統(tǒng)中主變壓器中性點(diǎn)直接接地在此系統(tǒng)中，

當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，通過(guò)變壓器接地點(diǎn)構(gòu)成短路通路，使故障相

流過(guò)很大的短路電流。

noKV及以上電網(wǎng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

60KV及以下電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地或不直接接地（小接地電流系

統(tǒng)）

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，單相接地故障幾率占

總故障率的70%-90%。所以如何正確設(shè)置接地故障的保護(hù)是

該系統(tǒng)的中心問(wèn)題之一。而在該系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障，系統(tǒng)

中會(huì)出現(xiàn)零序分量，而正常運(yùn)行時(shí)無(wú)零序分量。故可利用零序分

量構(gòu)成接地短路的保護(hù)。我公司產(chǎn)品中變壓器后備保護(hù)中就使用

了零序過(guò)流保護(hù)元件。

小接地電流系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過(guò)消弧線圈和高阻抗接地的

三相系統(tǒng)，稱為〃小電流接地系統(tǒng)〃。

在小接地電流系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流很

小，且三相電壓仍保持對(duì)稱，對(duì)負(fù)荷供電沒(méi)有影響，因此，一般

都允許再繼續(xù)運(yùn)行1-2小時(shí)而不必立即跳閘。但是單相接地后,

非故障相對(duì)地電壓升高1.732倍，會(huì)危害絕緣。為防止故障進(jìn)一

步擴(kuò)大，要求繼電保護(hù)裝置能有選擇地發(fā)出信號(hào)，以使運(yùn)行人員

及時(shí)處理。

我公司的保護(hù)產(chǎn)品中，套管零序功率方向保護(hù)(IFPO)即為小接

地系統(tǒng)的選線功能。

1.5自動(dòng)重合閘

1.5.1.自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用

自動(dòng)重合閘裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的

一種自動(dòng)裝置。

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路大多數(shù)故障是瞬時(shí)性的，如：

(1)雷擊過(guò)電壓引起絕緣子表面閃絡(luò)。

(2)大風(fēng)時(shí)的短時(shí)碰線。

(3)通過(guò)鳥類身體(或樹枝)放電。

此時(shí)，若保護(hù)動(dòng)——＞熄弧——＞故障消除——＞合斷路器——

恢復(fù)供電。

自動(dòng)重合閘的作用：

(1)對(duì)暫時(shí)性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠

性。

(2)對(duì)兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而提

高線路的輸送容量。

(3)可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘。

但是啟動(dòng)重合閘本身不能判斷故障是瞬時(shí)性的，還是永久性的。

所以若重合于永久性故障時(shí)，其不利影響：

(1)使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊；

(2)使斷路器的工作條件惡化(因?yàn)樵诙虝r(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次切斷

短路電流)。

據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)重合閘成功率60-90%，經(jīng)濟(jì)效益很高，

所以在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

1.5.2.對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求

(1)動(dòng)作迅速。一般0.5秒~1.5秒。

(2)不允許任意多次重合，即動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如

一次或兩次(最多四次)o

(3)動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。

(4)手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合(手動(dòng)操作或遙控操作)。

(5)手動(dòng)合閘于故障線路不重合(多屬于永久性故障)。

1.5.3.三相自動(dòng)重合閘

(-)單側(cè)電源線路的三相一次重合閘：

當(dāng)線路上故障(單相接地短路、相間短路)——>保護(hù)動(dòng)作跳開

三相——>重合閘起動(dòng)—>合三相：故障是瞬時(shí)性的,重合成

功；故障是永久性的，保護(hù)再次跳開三相，不再重合。

(二)兩側(cè)電源線路三相一次重合閘：

L應(yīng)考慮的兩個(gè)問(wèn)題：

(1)時(shí)間的配合：考慮兩側(cè)保護(hù)可能以不同的延時(shí)跳閘，此時(shí)

須保證兩側(cè)均跳閘后，故障點(diǎn)有足夠的去游離時(shí)間。

(2)同期問(wèn)題：重合時(shí)兩側(cè)系統(tǒng)是否同期的問(wèn)題以及是否允許

非同期合閘的問(wèn)題。

在兩側(cè)的斷路器上，除裝有單側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘外，在一

側(cè)(M側(cè))裝有低電壓繼電器，用以檢查線路上有無(wú)電壓(檢

無(wú)壓側(cè)），在另一側(cè)（N根！J）裝有同期檢定繼電器，進(jìn)行同期檢

定（檢同期側(cè)）。

1）工作過(guò)程：

當(dāng)線路短路時(shí)，兩側(cè)DL斷開，線路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電

器動(dòng)作，經(jīng)自動(dòng)重合閘重合。a.重合成功，N側(cè)同步檢定繼電

器在兩側(cè)電源符合同步條件后再進(jìn)行重合，恢復(fù)正常供電；b、

重合不成功，保護(hù)再次動(dòng)作，跳開M側(cè)DL不再重合，N側(cè)不

重合。

2）兩點(diǎn)說(shuō)明：

a、有上述分析可見(jiàn)，M側(cè)DL如重合于永久性故障,就將連續(xù)

兩次切斷短路電流，所以工作條件比N側(cè)惡劣，為此，通常兩

側(cè)都裝設(shè)低電壓繼電器和同步檢定繼電器，利用連結(jié)片定期切換

其工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。

b、在正常工作情況下，由于某種原因（保護(hù)誤動(dòng)、誤碰跳閘機(jī)

構(gòu)等）使檢無(wú)壓側(cè)（M根U）誤跳閘時(shí)，因線路上仍有電壓，無(wú)

法進(jìn)行重合（缺陷），為此，在檢無(wú)壓側(cè)也同時(shí)投入同步檢定繼

電器，使兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作。這樣，在上述情況下，同步檢定

繼電器工作，可將誤跳閘的DL重新合閘。

注：在使用同步檢定的T則，絕對(duì)不允許同時(shí)投入無(wú)壓檢定繼電

器。

1.5.4.重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則

1、單側(cè)電源線路的三相重合閘：

原則上越短越好，但應(yīng)力爭(zhēng)重合成功，保證：

(1)故障點(diǎn)電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；

(2)斷路器觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)

備好重合于永久性故障時(shí)能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸,

如果采用保護(hù)裝置起動(dòng)方式,還應(yīng)加上DL跳閘時(shí)間。

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用0.5到1秒左右。

2、兩側(cè)電源線路的三相重合閘：

除上述要求外，還須考慮時(shí)間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先

跳，對(duì)側(cè)后跳。

1.5.5.自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合

兩者關(guān)系極為密切，保護(hù)可利用重合閘提供的便利條件，加速切

除故障，一般有如下兩種配合方式：

L重合閘前加速保護(hù)(簡(jiǎn)稱〃前加速〃)

只在線路首端安裝重合閘。故障時(shí)先無(wú)選擇地跳閘，再由重合閘

重合，若成功，恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動(dòng)作。

優(yōu)點(diǎn)：快速切出故障，設(shè)備少。

缺點(diǎn)：永久性故障，再次切除故障的時(shí)間可能很長(zhǎng)；裝ZCH的

DL動(dòng)作次數(shù)多,若DL拒動(dòng)，將擴(kuò)大停電范圍。

主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。

2、重合閘后加速保護(hù)（簡(jiǎn)稱〃后加速〃）

每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH。

第一次故障時(shí)，保護(hù)按有選擇性的方式動(dòng)作跳閘，若是永久性故

障，重合后則加速保護(hù)動(dòng)作，切除故障。

優(yōu)點(diǎn)：第一次跳閘時(shí)有選擇性的，再次切除故障的時(shí)間加快，有

利于系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

缺點(diǎn)：第一次動(dòng)作時(shí)間可能時(shí)限稍長(zhǎng)。

應(yīng)用于35KV以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中。

1.5.6.與低周低壓減載的配合

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生有功功率缺額引起系統(tǒng)頻率大幅度下降時(shí)，按頻

率下降的不同程度自動(dòng)斷開相應(yīng)的非重要負(fù)荷，阻止頻率下降,

并且頻率迅速恢復(fù)到某期望值，這種安全自動(dòng)裝置稱為自動(dòng)低周

（或彳氐頻）減載裝置。

由于低周減載是屬于線路的不正常運(yùn)行狀態(tài)，不需要重合閘，故

低周減載動(dòng)作后，應(yīng)去閉鎖重合閘。

1.6電壓并列

電壓并列是一種控制PT（電壓互感器）的自動(dòng)裝置。

電壓并列主要應(yīng)用于單母線分段情況下。兩段母線上各有一臺(tái)

PT,正常運(yùn)行時(shí)兩PT各自給保護(hù)及測(cè)量裝置提供二次電壓,當(dāng)

其中一臺(tái)PT檢修時(shí)，本段母線上的保護(hù)測(cè)量裝置不能失壓，這

時(shí)便采用了電壓并列的方式。將分段開關(guān)合上，此時(shí)兩段母線上

PT的測(cè)量電壓均相同，這時(shí)，把兩段電壓并列，其中一臺(tái)PT

退出運(yùn)行，由工作PT提供兩段母線上的保護(hù)及測(cè)量裝置所需的

二次電壓。

此外，對(duì)于雙母線接線中，還需要一種電壓切換的自動(dòng)裝置。在

雙母線接線中，兩根母線上都有PT,而斷路器只能掛在一根母

線上，該斷路器上的保護(hù)、測(cè)量回路所需的電壓也必須接入相應(yīng)

PT的量。電壓切換就是把相應(yīng)PT的電壓切入裝置的一種裝置。

它利用斷路器刀閘的輔助接點(diǎn)，對(duì)兩路電壓進(jìn)行切換。

1.7備用電源自投

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，為滿足電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及可靠供電，常采用備

用電源自動(dòng)投入裝置。備自投裝置使系統(tǒng)自動(dòng)裝置與繼電保護(hù)裝

置相結(jié)合，是一種對(duì)用戶提供不間斷供電的經(jīng)濟(jì)而又有效的技術(shù)

措施。

一次系統(tǒng)的運(yùn)行方式可能會(huì)根據(jù)需要而變動(dòng)。為了自適應(yīng)一次系

統(tǒng)，備自投也有多種運(yùn)行方式，但基本上都遵循以下的總則：

1.工作母線失壓（非PT斷線造成）；

2.跳開與原工作電源相連接的斷路器，以免備用電源合閘于故

障；

3.檢查備用電源是否合格，如滿足要求則合上工作母線與備用

電源相連的斷路器。

4.備自投只動(dòng)作一次。

備自投適用的常見(jiàn)主接線方式

圖中，UX1和UX2表示進(jìn)線的任一相電壓；IX1和1X2表示進(jìn)

線任一相電流；UI、UII為一段母線和二段母線電壓。1DL、2DL、

3DL為系統(tǒng)中的斷路器。

在這種接線方式下，共有三種可能的運(yùn)行方式，從而也就有三種

備自投方式。以下分別詳細(xì)說(shuō)明。

第一種運(yùn)行方式:

3DL處于斷開位置，I、n段母線分裂運(yùn)行，分別由進(jìn)線1、進(jìn)線

2供電。在這種運(yùn)行方式下，如果進(jìn)線1故障，導(dǎo)致I段母線失

壓，此時(shí)備自投裝置應(yīng)能自動(dòng)斷開運(yùn)行斷路器1DL,然后再投入

分段開關(guān)3DL,使母線I恢復(fù)供電。反之亦然。

第二種運(yùn)行方式：

1DL與3DL處于合閘位置，2D