保护原理及整定.ppt

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保护原理及整定,用户培训,2008年9月,继电保护概念及作用,1.继电保护包括继电保护技术和继电保护装置,继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。

继电保护装置是完成继电保护功能的核心。

继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

2.电力系统的故障和不正常运行状态：

（三相交流系统）故障：

各种短路（d（3）、d

（2）、d

（1）、d（1-1）））和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种类型的短路。

其后果：

I增加危害故障设备和非故障设备；U降低影响用户正常工作；破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统震荡，瓦解）I2（I0）旋转电机产生附加发热,继电保护概念及作用,*不正常运行状态：

电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。

如：

过负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。

3继电保护的作用：

故障和不正常运行状态事故不可能完全避免且传播很快（光速）要求：

几十毫秒内切除故障人（），继电保护装置（）任务：

被形象的比喻为“静静的哨兵”,继电保护的原理、构成及分类,为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态-找差别：

特征。

I增加故障点与电源间过电流保护U降低低电压保护arg（U/I）相位变化：

方向元件采用90度接线方式方向保护Z=U/I阻抗变化阻抗保护电流差动保护I2、I0序分量保护等。

另非电气量：

瓦斯保护，过热保护等原则上说：

只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。

1.基本原理,继电保护的原理、构成及分类,2.构成以过电流保护为例：

正常运行：

Ir=IfLJ不动,故障时：

Ir=IdIdzLJ动SJ动（延时）XJ动信号TQ动跳闸,继电保护的原理、构成及分类,一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。

测量元件作用：

测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。

逻辑元件作用：

根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。

逻辑回路有：

或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。

继电保护的原理、构成及分类,执行元件：

作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。

如：

故障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。

3.分类：

几种方法如下：

a.按被保护的对象分类：

输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；b.按保护原理分类：

电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；c.按保护所反应故障类型分类：

相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；d.按继电保护装置的实现技术分类：

机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；,继电保护的原理、构成及分类,e.按保护所起的作用分类：

主保护、后备保护、辅助保护等；,主保护：

满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。

后备保护：

主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。

又分为远后备保护和近后备保护两种。

远后备保护：

当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。

近后备保护：

当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。

辅助保护：

为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。

继电保护的基本要求,对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：

选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

即保护四性。

（一）选择性：

选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。

例：

当d1短路时，保护1、2动跳1DL、2DL，有选择性当d2短路时，保护5、6动跳5DL、6DL，有选择性当d3短路时，保护7、8动跳7DL、8DL，有选择性若保护7拒动或7DL拒动，保护5动跳5DL（有选择性）若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动跳5DL，则越级跳闸（非选择性）,继电保护的基本要求,

（二）速动性：

快速切除故障。

1提高系统稳定性；2减少用户在低电压下的动作时间；3减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。

t故障切除时间；tbh-保护动作时间；tDL-断路器动作时间；一般的快速保护动作时间为0.060.12s，最快的可达0.010.04s。

一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.06s。

（三）灵敏性：

指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。

满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。

继电保护的基本要求,通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm。

对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）,对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）,其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。

继电保护的基本要求,（四）可靠性：

指发生了属于它改动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不改动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。

影响可靠性有内在的和外在的因素：

内在的：

装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等；外在的：

运行维护水平、调试是否正确、正确安装上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。

线路保护,线路保护型号：

a.DMP311b.DMP312c.DMP313d.DMP314e.DMP315f.DMP316g.DMP317h.DMP319,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,1.保护功能,a.三相（或两相）式三段电流保护（速断、限时电流速断、过流），（带后加速、低压闭锁、方向保护）b.三相一次重合闸（不对应启动、保护启动、检无压）c.低频减载（带欠流闭锁，滑差闭锁）d.零序方向保护e.低压减载（带加速功能）f.过负荷告警g.PT、CT断线、线路PT断线报警h.三段式零序过流保护（零序过流保护）i.三段相间距离保护j.检同期k.母线绝缘监视l.线路差动保护,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,2.保护逻辑原理,速断保护,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,DMP315,三段零序过流（DMP312）,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,Tset：

后加速整定时间Tset+200MS：

后加速开放时间，从跳位变成合位时计时T：

故障发生时间，从跳位变成合位时计时，必须在加速开放时间内。

后加速的启动：

a.重合于故障；b.手合于故障。

后加速,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,三相一次重合闸,过负荷告警,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,低频减载,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,低压减载,Uqs：

低压启动定值，（du/dt）s1：

低压滑差闭锁值（du/dt）s2：

低压加速滑差值，（du/dt）s3：

电压恢复滑差闭锁值Tvs1：

低压减载动作时间，Tvs2：

低压减载加速动作时间Uset2：

恢复电压值，Ubs：

低压闭锁值,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,零序功率方向保护,PT断线告警,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,CT断线告警,母线绝缘监视（DMP313）,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,检同期,线路无压，直接开放手合出口；线路有压，在允许检同期延时时间内，满足同期的条件，开放手合或者自动重合闸出口。

在检同期合闸时，系统电压与待并网线路电压的相角差与开关固有合闸时间t、导前角定值zd、频差dF、频差滑差ddF、合闸过程中的相差减少量P关系如下：

线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,3.整定,一、电流速断保护（第段）：

对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。

1、短路电流的计算：

图中：

1最大运行方式下d（3）2最小运行方式下d

（2）3保护1第一段动作电流,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,可见，Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关最大运行方式：

对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。

（Zs.min）最小运行方式：

对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。

（Zs.max）2、整定值计算及灵敏性校验为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定,保护装置的动作电流：

能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次测参数表示。

（IdZ）,在图中为直线3，与曲线1、2分别交于a、b点可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长灵敏性：

用保护范围的大小来衡量lmax、lmin一般用lmin来校验、要求：

（1520）,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,二、限时电流速断保护（第段）要求任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性在满足要求的前提下，力求动作时限最小。

因动作带有延时，故称限时电流速断保护。

2.整定值的计算和灵敏性校验为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第段的保护范围。

即整定值与相邻线路第段配合。

动作电流：

动作时间：

灵敏性：

要求：

1.31.5,线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,若灵敏性不满足要求，与相邻线路第段配合。

此时：

动作电流：

动作时间：

三、定时限过电流保护（第段）作用：

作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。

其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。

整定值的计算和灵敏性校验：

1）、动作电流：

躲最大负荷电流

（1）,在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。

线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数KZq,式中：

显然，应按

（2）式计算动作电流，且由

（2）式可见，Kh越大，IdZ越小，Klm越大。

因此，为了提高灵敏系数，要求有较高的返回系数。

（过电流继电器的返回系数为0.850.9）,

（2）,2）动作时间在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第段的测量元件均可能动作。

例如：

下图中d1短路时，保护14都可能起动。

为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。

线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）,即,注：

当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的配合,3）灵敏性近后备：

Id1.min本线路末端短路时的短路电流,Id2min相邻线路末端短路时的短路电流,远后备：

线路保护（DMP311/312/313/314/3