继电保护基本原理及应用.ppt

1、继电继电保护培训课件保护培训课件继电继电保护培训大纲保护培训大纲n n1 1、继电保护的基本原理及应用、继电保护的基本原理及应用、继电保护的基本原理及应用、继电保护的基本原理及应用10kV10kV馈线保护馈线保护10kV10kV电容器保护电容器保护主变保护主变保护备自投及与主变保护的配合接口备自投及与主变保护的配合接口110kV/220kV110kV/220kV线路保护线路保护母差及失灵保护母差及失灵保护n n2 2、电压异常的判断处理、电压异常的判断处理、电压异常的判断处理、电压异常的判断处理n n3 3、软硬压板的对应关系、软硬压板的对应关系、软硬压板的对应关系、软硬压板的对应关系n n4

2、 4、旁代主变的保护调整、旁代主变的保护调整、旁代主变的保护调整、旁代主变的保护调整一、继一、继电电保护的基本原理及应用保护的基本原理及应用1、基本任务：被保护一次设备故障时，迅速将故障元件从系统中断开；一次设备不正常工作时，发出信号。2、基本要求：n n可靠性n n选择性n n快速性n n灵敏性3、继、继电电保护基本原理保护基本原理电压电压 u=u=U UmmSin(wt+Sin(wt+)电流电流 i=i=I ImmSin(wt+Sin(wt+)故障状态的识别：电流增大、电压降低、频率变化、功角故障状态的识别：电流增大、电压降低、频率变化、功角变化变化电气量组合判别：复压闭锁过流、复压闭锁方

3、向过流、有电气量组合判别：复压闭锁过流、复压闭锁方向过流、有流闭锁低电压、阻抗、功率、相序分量、工频变化量、电流闭锁低电压、阻抗、功率、相序分量、工频变化量、电流差动流差动10kV馈线保护馈线保护1 1、10kV10kV馈线常见故障及异常状态馈线常见故障及异常状态n n过负荷过负荷n n相间短路故障相间短路故障n n单相接地单相接地n n系统频率下降系统频率下降2、10kV馈线典型保护配置馈线典型保护配置n n三段式过电流保护三段式过电流保护（复压）（复压）/（方向）（方向）n n三相一次重合闸三相一次重合闸（重合闸启动方式：保护启动、不对应启动（重合闸启动方式：保护启动、不对应启动合闸加速保

4、护）合闸加速保护）n n过负荷（投信号过负荷（投信号/跳闸）跳闸）n n低周减载低周减载(滑差闭锁、无流闭锁滑差闭锁、无流闭锁)n n低压解列或低压减载低压解列或低压减载n n小电流接地告警及选线小电流接地告警及选线低周减载的原理低周减载的原理n n 电源负荷功率失衡的危害功率失衡的危害功率失衡的危害功率失衡的危害!压板对应压板对应n n定值清单n n压板配置电容器保护电容器保护1、电容器常见故障及异常状态n n相间短路故障n n系统过电压n n电容器内部熔丝熔断或品质因数改变n n集合电容油箱内部各种故障2、10kV电容器保护配置电容器保护配置n n过电流保护（作用：电容器至断路器之间发生短

5、路故障时动作，（作用：电容器至断路器之间发生短路故障时动作，切除故障）切除故障）n n过压保护（作用：防止系统电压过高造成电容器击穿或损坏）（作用：防止系统电压过高造成电容器击穿或损坏）n n欠压保护（作用：）（作用：）n n不平衡电流/不平衡电压保护（作用：）（作用：）n n非电量保护（作用：）（作用：）3、关于电容器保护应注意的问题、关于电容器保护应注意的问题n n欠压欠压保护时间整定原则保护时间整定原则n n电容器为什么没有过负荷保护和重合闸？电容器为什么没有过负荷保护和重合闸？n n不平衡电流不平衡电流/电压保护应用场合？电压保护应用场合？n n不平衡电流不平衡电流/电压保护动作后为什

6、么不能再对电容器送电电压保护动作后为什么不能再对电容器送电？n n为什么为什么10kV10kV单相接地时电容器不平衡电压保护不动作？单相接地时电容器不平衡电压保护不动作？l l定值清单定值清单l l压板配置压板配置变压器保护变压器保护变压器保护变压器保护1 1、变压器故障及不正常状态、变压器故障及不正常状态(1)(1)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地或绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的接地短路；经小电阻接地侧的接地短路；(2)(2)绕组的匝间短路；绕组的匝间短路；(3)(3)外部相间短路引起的过电流；外部相间短路引起的过电流；(4)(4)中性点直接接地或经小

7、电阻接地电力网中，外部接中性点直接接地或经小电阻接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；地短路引起的过电流及中性点过电压；(5)(5)过负荷；过负荷；(6)(6)过励磁；过励磁；(7)(7)中性点非直接接地侧的单相接地故障；中性点非直接接地侧的单相接地故障；(8)(8)油面降低或油位过高；油面降低或油位过高；(9)(9)变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障。主主变变保护配置保护配置1 1、主保护、主保护n n差动保护：比率差动、差动速断差动保护：比率差动、差动速断(躲励磁涌流方法：二次谐波制动、间断角闭锁、波躲励磁涌流方法：二次谐波制动、间

8、断角闭锁、波形对称识别技术形对称识别技术)n n非电量保护：本体轻重瓦斯、有载重瓦斯、压力非电量保护：本体轻重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放、冷控失电、油温高、油位高低等释放、冷控失电、油温高、油位高低等2 2、后备保护、后备保护高后备：高后备：中后备中后备低后备低后备变压器保护的配置示意图变压器保护的配置示意图变压器保护的配置示意图变压器保护的配置示意图G0低后备高后备差动非电量变压器纵差动保护基本原理变压器纵差动保护基本原理变压器纵差动保护基本原理变压器纵差动保护基本原理正常及区外故障时：i=0 区内故障：i=Ik 微机差动保护二次接线微机差动保护二次接线差动差动逻辑逻辑励磁涌流的产生n n在

9、变压器空载投入电源或外部故障切除后电压恢复过程中，会出现励磁涌流。在变压器空载投入电源或外部故障切除后电压恢复过程中，会出现励磁涌流。合闸时，变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱和，这时出现数值很合闸时，变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱和，这时出现数值很大的冲击励磁电流大的冲击励磁电流(可达可达5 51010倍的额定电流倍的额定电流)，通常称为励磁涌流。，通常称为励磁涌流。三相变压器励磁涌流三相变压器励磁涌流影响三相变压器励磁涌流波形特征的因素影响三相变压器励磁涌流波形特征的因素 电源电压大小和合闸初相角：电源电压大小和合闸初相角：系统等值阻杭大小和相角；系统等值阻杭大小和相角；变

10、压器三相绕组的接线方式相中性点接地方式；变压器三相绕组的接线方式相中性点接地方式；三相铁心结构型式三相铁心结构型式(三相三柱或五柱、单相变压器组三相三柱或五柱、单相变压器组)；铁心硅钢片组装工艺水平铁心硅钢片组装工艺水平(拼接残余气隙大小拼接残余气隙大小)；铁心材质铁心材质(磁化特性、磁滞特性、局部滋滞回环）；磁化特性、磁滞特性、局部滋滞回环）；合闸前铁心磁通大小合闸前铁心磁通大小(剩磁剩磁4r)4r)和方向：和方向：涌流经电流互感器的非线性传变，即互感器的饱和特性涌流经电流互感器的非线性传变，即互感器的饱和特性励磁涌流特点励磁涌流特点1.1.励磁涌流幅值大且衰减，含有非周期分量；励磁涌流幅值

11、大且衰减，含有非周期分量；中小型变压器励磁涌流大（可达中小型变压器励磁涌流大（可达1010倍以上），衰减快；倍以上），衰减快；大型变压器一般不超过大型变压器一般不超过4.54.5倍，衰减慢。如不采取相应措倍，衰减慢。如不采取相应措施，将导致差动保护误动作！施，将导致差动保护误动作！2.2.励磁涌流波形出现间断特性。（间断角闭锁原理）励磁涌流波形出现间断特性。（间断角闭锁原理）3.3.励磁涌流中含有明显的二次谐波和偶次谐波。（二次谐励磁涌流中含有明显的二次谐波和偶次谐波。（二次谐波制动原理）波制动原理）4.4.涌流偏于时间轴的一方，非对称性涌流。（波形识别技涌流偏于时间轴的一方，非对称性涌流。（

12、波形识别技术）术）涌流涌流比率差动制动曲线比率差动制动曲线折线型比率制动由启动电流、拐点电流、制动比率斜率等构成三折线用于提高大电流式抗饱和能力差差动动/瓦斯保护范围瓦斯保护范围n n差动保护：主变各侧差动CT范围内各种短路故障；n n（比率差动保护主要防止区外短路时误动作；差动速断保（比率差动保护主要防止区外短路时误动作；差动速断保护主要防止大短路电流作用下带谐波制动的差动保护拒动。护主要防止大短路电流作用下带谐波制动的差动保护拒动。）n n瓦斯保护：主变油箱内部各种短路或其他故障；两者各有所长，相互补充。主保护压板投退主保护压板投退n n跳闸矩阵跳闸矩阵n n定值清单定值清单n n压板配置

13、压板配置9 98 87 76 65 54 43 32 21 10 0出口出口 Iojx2Iojx2 Iojx1Iojx1U02U02U01U01L03L03L02L02L01L01GL3GL3GL2GL2GL1GL1CK1CK10 00 00 01 10 01 10 00 00 01 1CK2CK2CK3CK3CK4CK4主变高后备主变高后备n n3（4）段式复压(方向)闭锁过流保护n n直接接地(方向)零序过流n n不接地保护：间隙零序过流、零序过压保护n n过负荷保护：过负荷启动风冷、过负荷闭锁调压、过负荷发信号复压闭锁的复压闭锁的作用作用n n复合电压起动（闭锁）的过电流保护复合电压起动

14、（闭锁）的过电流保护 （负序电压升高）（负序电压升高）（负序电压升高）（负序电压升高）或或或或 （线电压降低）（线电压降低）（线电压降低）（线电压降低）=复合电压开放复合电压开放复合电压开放复合电压开放 作作为为变变压压器器短短路路故故障障的的后后备备保保护护应应主主要要作作为为相相邻邻元元件件及及变变压压器器内内部部故故障障的的后后备备保保护护。常常常常因因灵灵敏敏度度不不足足而而增增加加复复合合电电压压闭闭锁锁回回路路。在在不不对对称称性性故故障障时时，出出现现负负序序电电压压以以及及在在对对称称性性故故障障保保护护安安装装处处三三相相电电压压低低于于某某一一值值时时，才才可可开开放放过过

15、电电流流保保护护，这这样样使使复复合合电电压压闭闭锁锁过过流流的的电电流流定定值值大大大大下下降，也就提高了灵敏度降，也就提高了灵敏度。复压过流逻辑框图复压过流逻辑框图n n跳闸矩阵跳闸矩阵高后备：高后备：CK1 CK1 跳高压侧进线，跳高压侧进线，低后备：低后备：CK1CK1跳高压侧进线，跳高压侧进线，并闭锁内桥并闭锁内桥BZT/BZT/进线重合闸；进线重合闸；并闭锁内桥并闭锁内桥BZT/BZT/进线重合闸；进线重合闸；CK2 CK2 跳中压侧；跳中压侧；CK2 CK2 跳中压侧；跳中压侧；CK3 CK3 跳低压侧；跳低压侧；CK3 CK3 跳低压侧并闭锁跳低压侧并闭锁10kV10kV分段分

16、段BZTBZT；CK4 CK4 跳内桥开关；跳内桥开关；CK4 CK4 跳跳10kV10kV分段开关。分段开关。9 98 87 76 65 54 43 32 21 10 0出口出口 Iojx2Iojx2 Iojx1Iojx1U02U02U01U01L03L03L02L02L01L01GL3GL3GL2GL2GL1GL1CK1CK10 00 00 01 10 01 10 00 00 01 1CK2CK2CK3CK3CK4CK4主变后备保护应注意的问题主变后备保护应注意的问题n n零序过压保护在何种情况下动作？110kV110kV以上系统退化为不接地系统，发生单相接地故以上系统退化为不接地系统，发生单相接地故障时。障时。110kV110kV以上系统发生接地故障，且故障点距系统中直以上系统发生接地故障，且故障点距系统中直接接地的主变中性点距离很远时。接接地的主变中性点距离很远时。n n定值清单n n运行中压板的投退问题主变后备保护配合：主变后备保护配合：主变后备保护配合：主变后备保护配合：10kV I段10kV II段18118213090190293010kV出线保护高后备低后备变电站变电