电网调度继电保护实例解析ppt课件.ppt
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1、1,电网调度继电保护实例解析,2,解析思路,解,析,3,4,5,备自投双母带旁路接线的操作及其保护保护母差保护高频保护零序保护,6,1、如下接线图示的变电站,发生下述故障:10kV母线B相电压接地到零,调度员用试停线路的方法依次轮流断开所有10kV馈线均未查出接地线路。请指出可能是哪个范围的设备故障?,知识点链接:,中性点非直接接地系统中接到故障的保护,7,中性点非直接接地系统 单相接地的分析及其保护,1 中性点不接地系统单相接地的特点,三相线电压依然对称,8,G,1)零序网络由同级电压网络中元件的对地等值电容构成通路,与中性点直接接地中网络由接地的中性点构成通路有极大的不同,网络的零序阻抗很
2、大。 2)在发生单相接地时,相当于在故障点产生了一个其值与故障相故障前相电压大小相等,方向相反的零序电压,从而全系统会出现零序电压;,9,零序电流分析:,G,3)非故障元件上的零序电流为其本身对地电容电流,实际方向为母线流向线路;电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。4)故障元件上的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和,实际方向为线路流向母线。电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。,10,2 零序电流和零序功率方向保护,1)零序电流保护 故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流。 2)零序方向保护,sen =0r =90o,11,3 中性点经消弧线圈接地的系统单相接地的特点,补
3、偿作用: 完全补偿 欠补偿 过补偿,12,特点:全系统会出现零序电压,13,3 零序电压保护,“绝缘监视装置”,14,10kV母线B相电压接地到零,调度员用试停线路的方法依次轮流断开所有10kV馈线均未查出接地线路。,题目解析,主变低压线圈至10kV母线相连的设备。 10kV多条馈线同相接地。(3)10kV母线及其附属设备。,可能出现的故障:,15,16,2、110kV甲变电站的一次接线如图所示:1号、2号主变10kV侧并列运行,10kV出线L3、L5、L7、1号主变在10kV段母线运行;10kV出线L4、L6、2号主变在10kV段母线运行;10kV母联0DL开关合闸。 现在甲变电站值班员汇报
4、:1号主变10kV侧复压闭锁方向过流、段保护动作,跳开10kV母联0DL开关和1号主变10kV侧1DL开关。,如果值班调度员选择如下操作:断开甲变电站10kV段母线各出线开关,判明1号主变无故障后,试送甲变电站1号主变10kV侧1DL开关,送电正常。接着试送10kV段母线各出线, 当合上出线L5的5DL开关时,1号主变后备保护再次动作跳开10kV侧1DL开关。根据上述情况,可以判断最有可能的故障原因是什么?,17,变压器相间短路的后备保护(变压器的电流和电压保护),1 过电流保护,知识点链接1,后备保护的作用:防止外部故障引起的绕组过流;,并作相邻元件(母线或线路后备) ;变压器内部故障时主保
5、护后备,18,2)整定原则:,Krel =1.21.3 Kre =0.85 IL.max.p为可能出现的最大负荷电流:取负荷最大自起动电流(降压器) IL.max.p =Kss .IL.max Kss 1对于有n 台变压器并联运行时(考虑切除一台时出现的过负荷),19,动作时限:比负荷侧母线出线的后备保护时限高出t (阶梯性原则)灵敏度校验: (近后备、远后备),20,2 低电压起动的过电流保护,1)原理接线,21,2)整定原则:,电流元件:,电压元件:,UL.min为保护安装处母线的最低工作电压动作时限:比负荷侧母线出线的后备保护时限高出t (阶梯性原则),IN为变压器的额定电流,22,灵敏
6、度校验:近后备、远后备(1)电流元件:(2)电压元件,23,3 复合电压启动的过电流保护,1)原理接线,24,2)整定原则:,电流元件:,低电压元件:,IN为变压器的额定电流,UL.min为保护安装处母线的最低工作电压,负序电压元件:,U2.set = Krel . Uunb.max = 0.07UN,Uunb.max为正常运行方式下负序过滤器的最大不平衡电压,25,灵敏度校验:近后备、远后备1)电流元件:,动作时限:比负荷侧母线出线的后备保护时限高出t (阶梯性原则),2)低电压元件,3)负序电压元件,26,4 三绕组变压器相间后备保护的特点,1、单侧电源 2、多侧电源,电源侧和负荷侧各装一
7、套过流。,三侧分别装一套过流。可考虑方向性。,27,昆明电网运行方式中变压器后备保护整定方案,变压器后备保护一般设两套定值,均采用经复合电压闭锁。当运行方式变化时,需要进行保护定值的切换。,28,第一套定值仅适用在母线分段运行方式,中、低压侧复合电压闭锁方向过流保护的第一段用做中、低压侧母线快速保护,其电流定值应与本侧出线的相间电流速断配合,并按母线故障有足够灵敏度整定,动作时限0.3s直接跳主变压器对应侧断路器。当出线太短、需要与出线的限时电流速断配合时,其第一时限0.6s直接跳主变压器对应侧断路器。,第二段按躲变压器额定电流整定并考虑事故过负荷情况,动作时限与出线保护最长动作时间配合,直接
8、跳主变压器对应侧断路器。,29,第二套定值适用在母线并列运行方式,中、低压侧复合电压闭锁方向过流保护的第一段用做中、低压侧母线快速保护,其电流定值应与本侧出线的相间电流速断配合,并按母线故障有足够灵敏度整定,第一时限0.3s先跳母线分段断路器,第二时限0.6s再跳主变压器对应侧断路器。当出线太短、需要与出线的限时电流速断配合时,其第一时限0.6s先跳母线分段断路器,第二时限0.9s再跳主变压器对应侧断路器。,第二段按躲变压器额定电流整定并考虑事故过负荷情况,动作时限与出线保护最长动作时间配合,先跳母线分段断路器,再跳主变压器对应侧断路器。,30,现在甲变电站值班员汇报:1号主变10kV侧复压闭
9、锁方向过流、段保护动作,跳开10kV母联0DL开关和1号主变10kV侧1DL开关。 如果值班调度员选择如下操作:断开甲变电站10kV段母线各出线开关,判明1号主变无故障后,试送甲变电站1号主变10kV侧1DL开关,送电正常。接着试送10kV段母线各出线, 当合上出线L5的5DL开关时,1号主变后备保护再次动作跳开10kV侧1DL开关。,题目解析,10kV出线L5线路上发生故障,线路保护拒动(如检查L5线路保护有动作信号,则为L5开关机构拒动),越级跳1号主变10kV侧1DL开关。,最有可能的故障原因,31,电流速断保护(电流段),1、工作原理 IkIset 时,保护装置瞬时动作,三段式电流保护
10、,知识点链接 2,32,33,2、整定原则,(1)动作电流,保护装置:,继电器:,为TA变比;,接线系数,CT二次侧接线为Y,=1; 为D,=31/2,34,(3)灵敏度校验(保护范围),l,Ik,lmax,lmin,35,应用时注意: 一般情况下,它不能单独构成对线路的主保护。 线路-变压器组接线时可以单独作线路的主保护。,36,限时电流速断保护(电流段),37,2、整定原则,(1)动作电流,(2)动作时限,通常取0.5s,(3)灵敏度校验,要求1.3-1.5,38,39,定时限过电流保护(电流段),作用:后备保护 近后备:保护本线路全长 远后备:保护相邻线路全长 过电流保护: 定时限过电流
11、保护 反时限过电流保护1、工作原理 基本要求: 保护范围足够长 必须具有选择性正常运行时,最大负荷电流下不应动作。,40,当相邻线路发生故障并且短路被正确切除后,在负荷自启动电流下应可靠返回。,自启动系数,41,2、整定原则(1)动作电流,42,(2)动作时限 为保证选择性 “阶梯性原则”,43,若相邻元件有多个则一一配合,44,(3)灵敏度校验,近后备:校验点为被保护线路末端母线,远后备:校验点为相邻线路末端母线,要求1.3-1.5,要求1.2,45,灵敏度配合:,在单侧电源网络接线中,由于越靠近电源端时,负荷电流越大,从而保护的定值越大,而发生故障后,各保护装置均流过同一个短路电流,因此上
12、述灵敏性系数的相互配合是自然能够满足的,但在其它原理的保护配合时,则应当着意予以保证。,46,三段式电流保护的配合和实际动作时间示意图,47,双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,问 题 的 提 出,k1短路 :,则保护3误动,k2短路 :,则保护2误动。,电流速断:,过电流保护: k1短路:要求,k2短路 :要求,矛盾,48,原因分析:反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起保护误动。 解决办法:加装方向元件功率方向继电器。当方向元件和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。 结论:双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。,49,50,3. 35kV乙变电站的运行方式如图所示:35kV进线甲
13、乙线供乙变电站的所有负荷。现在乙变电站值班员汇报35kV甲乙线1DL开关构架上有设备着火,同时乙变发35kV母线接地信号,三相电压分别为0 kV、32.5 kV、32.5kV。 发生上述情况时,应如何处理?按顺序列出。,51,1)断开甲变电站35kV甲乙线2DL开关; 2)隔离火点电源后进行灭火; 3)设法转移乙变电站10kV负荷; 4)将乙变电站35kV甲乙线1DL开关转为检修状态。,52,53,4、如下运行方式图所示,110kV 甲变1DL开关接地距离段保护动作跳闸,重合不成功,录波显示故障为B相、距离为5.5km。110kV 乙变2DL开关接地距离段保护动作跳闸,重合不成功,录波显示故障
14、为B相、距离为9.2km。丙变没有任何开关跳闸,全站失压。,则最可能是( ): A.甲变1DL线路B相故障,丙变105开关拒动B.乙变2DL线路B相故障,丙变106开关拒动C.甲变1DL线路、乙变2DL线路同时故障D.丙变母线设备故障,54,1.距离保护的基本原理与构成1.1 距离保护的概念,距离保护:反映故障点到保护安装处的距离。,时,保护动作。,正方向且,时,保护不动作。,反方向或,距离保护,知识点链接,55,1.2 测量阻抗及其与故障距离的关系,保护的测量阻抗,对保护1而言:k1为正方向短路:k3为反方向短路: 正常运行:,56,Zm随短路点到保护安装处的距离 L 减小而减小。,保护的整
15、定阻抗:,时,保护动作。,正方向且,57,1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取,选取要求: Zm 正比于短路点到保护安装处的距离L Zm 与故障类型及运行方式无关,58,59,1)、单相接地k(1)特点: 故障相电流增大 故障相电压降低 相间电压仍然很高 以k(A)为例:,而,电压、电流选取:,则:,60,2)、两相接地k(1,1),而,电压、电流选取:,以k(B,C)为例:同理,而,61,3)、两相短路k(2),而,电压、电流选取:,以k(A-B)为例:,则:,62,4)、三相短路k(3),而,电压、电流选取:,则:,63,1.5 故障环路的概念及测量电压,电流的选取,中性点直接接地系
16、统中单相接地 接地相与大地两相接地短路 两接地相与大地两相不接地短路 两故障相之间三相短路 任两相间,Fault Loop: 故障电流流通地回路,64,非故障环路上的电压和电流之间是否满足 : 非故障环路上的电压和电流计算得到的距离 保护安装处到短路点的距离。,65,接地距离保护接线 取接地保护的 故障环路,相地故障环路,测量电压为保护安装处故障相对地电压,测量电流为带有零序电流补偿的故障相电流,由它们算出的测量阻抗能够准确反应:,单相接地故障两相接地故障三相接地短路,66,相间距离保护接线 取相间保护的故障环路,相相故障环路,测量电压为保护安装处两故障相间的电压差,测量电流为两故障相的电流差
17、,由它们算出的测量阻抗能够准确反应:,两相短路两相短路接地故障三相短路,67,68,考虑:1)线路k有差异2) CT,PT有误差3)故障点过渡电阻4)分布电容等,动作特性扩大为一个区域。圆1:全阻抗圆圆2:方向阻抗圆圆3:偏移特性阻抗圆或其它形状,2.1阻抗继电器动作特性,2 距离保护的整定原则及对距离保护的评价,69,2.2 距离保护的时限特性,70,2.3 距离保护的整定计算(一次侧),1:AB距离段,2:AB距离段,3:AB距离段,4:BC距离段,71,灵敏性要求: l 50,动作时限:,1、距离段:,原则:按躲过本线路末端故障整定。 以AB线路A侧保护为例:,整定阻抗:,距离段速动,但
18、不能保护线路全长。,2、距离段:,原则1:与相邻线路的距离I段配合原则2:与相邻变压器主保护配合 同时要考虑分支系数的影响。,72,原则1:躲过相邻线路距离I段保护范围。,整定阻抗:,73,取上述两项中数值小者作为保护段整定值。,原则2:按躲过线路末端变压器低压母线短路整定,整定阻抗:,74,动作时限:,灵敏度校验:校验点为本线路末端母线,若不合格则与相邻线路段配合。,对于距离段为保证线路末端有灵敏度而保护范围伸出线路中T接变电站的变压器低压母线时,要求该变电站两台变压器分列运行或采取其它有效措施。,75,3、距离段 (作用:作为后备保护)原则:1)与相邻线路段或段配合,或,2)与相邻变压器的
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