继电保护课程设计讲稿含变压器保护Word文档格式.docx
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第一章继电保护课程设计的基本知识
第一节一般规定
（1）满足电力系统对继电保护的基本要求“四性”
（2）尽量简单：
输电线路保护：
电流保护—距离保护—高频保护—分相电流差动保护
变压器保护：
瓦斯保护和差动保护以及后备保护
（3）考虑具体的系统情况：
A系统参数，系统接线图
B故障发生概率
C系统稳定的裕度
D经济性
E国内外的设计经验
第二节保护的配置（主保护，后备保护和辅助保护）
线路保护：
1、主保护
（1）要求：
必须能够满足电力系统稳定及电力设备安全的要求，有选择性地切除故障设备
（2）通常的主保护有：
相间短路：
高频，纵差，距离和分相电流差动保护
接地保护：
分相差动，接地距离，零序电流保护和零序功率方向保护
2、后备保护
（1）定义：
主保护或者断路器拒动时，用以切除故障的保护，分近后备保护和远后备保护
（2）配置：
近后备保护：
要求高，可以采用高频距离保护，接地距离保护，零序电流保护，可以和高频通道配合完成
远后备保护：
要求低，距离III段保护或者零序电流保护III段
变压器保护
（1）主保护，瓦斯保护和差动保护
（2）后备保护：
复合电压启动的过电流保护和接地保护（零序电流保护）等
第三节对所设计的继电保护的基本要求
一、可靠性（不拒动，不误动）
提高可靠性的措施有：
1、原理设计要合理，尽量采用目前先进的，在使用的保护原理和保护装置
2、保护装置的逻辑环节尽量少，接线简单，辅助元件少，回路继电器串连触点和接插件数少
3、主保护必须双重化：
（1）原理不同（高频闭锁保护，相差高频保护，分相电流差动保护）
（2）原理相同，但是，生产厂家不同（南瑞，许继，南自，四方，各个厂家的侧重点不一样，根据自己的设计要求去寻找合适的厂家）
（3）采用不同型式的保护，如集成电路保护等静态保护或者微机保护
（4）断路器的跳闸线圈实现双重化以防止断路器控制回路失灵
（5）二次回路中，仪用互感器尽量独立使用，尤其是电流互感器，电压互感器可以不完全独立使用
（6）保护装置便于整定计算，调试和维护
二、选择性
1、定义：
仅仅将故障元件从系统中切除，尽量缩小停电范围。
2、主保护：
速断
3、后备保护：
相邻元件保护之间的配合必须满足，如果不满足，可以改进保护原理等
4、特殊情况下可以加速切除故障或者按照满足灵敏性要求来整定，抬高动作时限
三、灵敏性
反应故障的感知能力
2、灵敏度校验需要的注意点：
（1）计算短路电流的故障类型要考虑
单相，两相接地短路的零序电流的比较
相间保护：
三相短路、两相短路电流的比较
（2）确定被校验保护的最小运行方式
（3）经Yd11接线的变压器的三角形侧发生不对称短路时，对于不同接线的保护装置的灵敏系数是不同的
（4）两侧电源以及环形网络中保护的相继动作使得保护的灵敏度提高或者降低
（5）分支电路对灵敏度的影响
（6）负荷电流对灵敏度的影响-----一般情况下我们会忽略
四、速动性
1、定义-快速动作
2、快速动作的保护类型：
（1）电流速断保护0.1-0.25S
（2）距离保护0.04-0.15S
（3）线路纵差保护0.04-0.1S
（4）元件纵差保护0.04-0.1S
注意：
保护设计中，四性之间的关系如下：
最重要的是可靠性—保护装置的选择
关键是选择性—基本上可以满足
灵敏性要求尽量足够高—校验灵敏度
速动性达到必要的条件，目前的保护都可以满足速动性的要求！
他们之间是相互制约的：
电流保护—简单可靠，灵敏度不够
高频保护—速动，装置复杂；
分相差动保护--具有绝对的选择性，动作可靠，安装复杂
适合的才是最好的
第四节电力系统中性点接地的选择和系统运行方式的考虑
一、电力系统中性点接地选择
1、110kV系统，目前中性点基本上不直接接地
2、220kV及以上系统，中性点直接接地
3、中性点的接地与否与当前的绝缘水平有关
4、发电机的中性点不接地
5、接地系统发生接地短路时，零序电流的大小以及分布与中性点的接地数目和位置有关
6、变压器中性点的接地原则：
保证变压器中性点接地数目和位置不变或者尽量不变，以保证零序电流的保护范围稳定，且有足够的灵敏性系数
7、具体细则如下：
（1）低压侧无电源的终端变电所的变压器中性点一般不接地，这样的话可以提高线路首端零序保护的灵敏性系数；
如果装有单相自动重合闸，则需要考虑选相元件正确动作，则该变压器的中性点应该接地；
（2）单母线运行的发电厂和高压母线上有电源联络线的变电所，应该中性点接地，特殊情况下，如果有两台容量相同和绕组接线相同的变压器，则可将其中的一台变压器中性点接地；
如果有多台变压器，则可以考虑其中的两台变压器中性点接地；
（3）在多个电源的电网中，每个电源处至少有一台变压器中性点接地以防止出现弧光过电压；
（4）降压变压器的中压侧和低压侧有电源时，中性点必须接地，如果电源容量少，零序保护不可能动作时，则可以不接地，但是要采取过电压保护措施；
（5）为便于线路接地保护的配合，在低压侧无电源的区域变电所中，部分变压器的中性点接地；
（6）接在分支线路上的变压器，低压侧虽无电源，但变压器并联运行时，变压器中性点应该接地；
（7）部分绝缘的变压器或者自耦变压器，中性点必须接地。
二、对于系统运行方式的考虑
分最大，最小和正常运行方式
1、最大运行方式
根据系统运行情况，投入发电机容量最多，变压器中性点接地数目最多的方式。
A．对于单侧电源的辐射性网络：
（1）发电机投入容量最多
（2）系统所有线路和选定的接地中性点均投入
（3）接地保护：
接地点数目最多
B．双侧电源和多测电源的环形网络中的线路：
（1）发电机容量最大
（2）环形网络开环运行，开环点在该线路相邻的下一条线路上，如保护CD线路的C侧的保护，BD线路断开的方式；
同样，对于CD线路的D侧保护，则断开AC线路，流过保护的电流为最大
2、最小运行方式
根据系统运行情况，投入发电机容量最少，变压器中性点接地数目最少的方式。
C．对于单侧电源的辐射性网络：
（1）发电机投入容量最小
（2）双回线单回线运行
（3）接地保护：
接地点数目最少
D．双侧电源和多测电源的环形网络中的线路：
（1）发电机容量最小
（2）环形网络闭环运行，停运线路背后可能的机组和线路
接地点数目最小
3、正常运行方式：
一年中比较常见的运行方式
4、中性点直接接地系统中，变压器中性点接地原则
（1）发电厂及变电所低压侧有电源的变压器，中性点均应该接地运行以防止出现不接地系统过频过电压状态；
（2）自耦变压器和有绝缘要求的变压器，中性点必须接地运行；
（3）防止操作过电压，可以考虑临时接地。
第五节电力系统振荡的考虑
1、回忆一下振荡的特点：
（1）对称
（2）电流电压缓慢变化，且呈现周期性
（3）测量阻抗缓慢变化
故障特点：
（1）有不对称分量出现
（2）变化快
（3）变化快
2、振荡闭锁方法：
（二）传统方法简述
1、利用序分量（负序或者零序）或者序分量的增量元件启动振荡闭锁装置来区分短路和稳定破坏引起的振荡。
2、大圆套小圆的方法（就是测量阻抗变化速度的方法）：
振荡时，测量阻抗是慢慢变化的，从满足Z3过渡到满足Z2，再到Z1的状态，而发生短路故障时，Z1,Z2是同时启动的，可以利用该差别构成振荡闭锁回路以及短路故障的保护启动回路。
回路方法如下：
3、的方法
1、以LFP-941A为例的振荡闭锁
第六节分支线路对线路保护的影响
助增电流的影响
助增电流：
外汲电流
第七节仪用互感器的讨论
一、电压互感器
1、PT变比选择
PT二次回路的额定电压为线电压：
100V
所以，变压器的变比为：
220kV/100V
2、PT二次回路断线
加装断线监视及闭锁装置
二、电流互感器
1、CT的选择以及CT特性校验
根据额定电流与保护装置可用额定电流来确定CT的变比
CT变比见下面的表格，主要包含以下几种变比：
200,300,400.500,600,750,1000,1200,1500,2000,2500,3000。
。
4000/5
2、CT的误差及其影响
满足10%的误差曲线，一般都满足
3、热稳定的校验
电流互感器的热稳定能力通常以1S允许通过一次额定电流的倍数表示，为热稳定倍数
其中，为短路发热的假想时间，
，为次暂态短路电流周期分量有效值，为稳态短路电流有效值
是短路时间，，为保护动作时间；
为断路器固有分闸时间，取0.1-0.25S
考虑到简化计算，可以取次暂态短路电流等于稳态短路电流。
另外，目前新生产的电流互感器，厂家不再给出热稳定倍数，而是给出短时热电流，见下表。
所以，热稳定的校验比较简单，可以按照下面的方程式来校验：
，在这个校验中，是指所计算的最大稳态短路电流，此时取保护安装处出口短路电流来校验。
4、动稳定的校验
电流互感器通常以允许通过一次额定电流最大值（）的倍数，也称为动稳定倍数，表示其内部的动稳定能力，校验如下：
动稳定倍数，目前一般采用动稳定电流来表示，见下表。
实际的校验方法如下：
，---短路电流冲击值；
可以按照2倍的三相短路电流来求取，三相短路电流是指所计算的最大稳态短路电流，取保护安装处出口短路电流来校验。
型号
设备最高电压
额定一次电流最大
额定二次电流
短时热电流
动稳定电流
厂家
LVB（T）-220
252kV
4000A
1A或5A
63kA/3s
160kA
江苏思源
LVQB-220
LB7-220
2000A
50kA/3s
125kA
LVQB-220W2
1250A
顺特电气
LDGDZB-220
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