继电保护技能鉴定培训课件.ppt

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1、继电保护技能鉴定培训(2019.07.25),培训要点：,一、相关知识简介二、小电流系统线路保护配置三、大电流系统线路保护配置四、220kV母线保护配置五、220kV变压器保护配置,六、综合重合闸七、常用备自投装置原理简介八、案例分析九、职业技能鉴定指导书内容十、CSL-100系列保护技能操作,第一部分 基础知识简介,1、当电力系统设备发生故障时，能自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭严破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；,2、当电气设备发生不正常运行状态时，根据运行维护条件确定保护是动作于信号，还是动作于减负荷和跳闸。,一、电力系统继电保护的作用,为完

2、成继电保护所担负的任务，显然应该要求它能够正确区分系统正常运行与发生不正常运行状态之间的差别，以实现保护。,二、继电保护的基本原理和保护装置的组成,运行和不正常工作状态之间的差别,一般情况下，发生短路之后，总是伴随有电流的增大、电压的降低、线路测量阻抗的减小，以及电压与电流之间相位角的变化。,因此，可构成下列保护：,反应于电流增大而动作的过电流保护,反应于电压降低而动作的低电压保护,反应于短路点到保护安装地点之间的距离(或测量阻抗的减小)而动作的距离保护(或低阻抗保护)。,利用每个电气元件在内部故障与外部故障时，两侧电流相位或功率方向的差别，构成的各种差动原理的保护。如：纵联差动保护、方向高频

3、保护等。,继电保护装置组成部分,测量部分,逻辑部分,执行部分,电气量与整定值进行比较，给出“大于”、“不大于”、“是”、“非”等结果。,“或”、“与”、“否”、“延时起动”、“延时返回”以及“记忆”等。,故障时，跳闸；不正常运行时，发信号；正常运行时，不动作。,保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。,快速切除故障。降低短路电流对故障设备的损坏程度；限制设备的损坏，提高系统的稳定性。,继电保护对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。,在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他

4、该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。即该动的动，不该动的不动，即不应拒动，也不应误动。,三、继电保护的基本要求,最能体现四种性质的保护 纵联保护 差动保护,四、电力网的接线方式及特点,一、开式电力网：,一条电源线路向用户供电的电力网,优点：简单明了。运行方便，保护简单投资费用少。,缺点：供电的可靠性比较低，只适用于二级负荷,二、闭式电力网：,两条及两条以上的电源线路向用户供电的电力网,优点：供电可靠性高，适用于一级负荷。例如：矿山,缺点：运行操作、继电保护更为复杂，投资较大。,五、变电所的接线方式及特点,一、单母线接线：二、双母线接线：三、无母线接线：,六、运行方式,一、最大运行方式：,

5、二、最小运行方式：,被保护对象末端短路时，系统的等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。,被保护对象末端短路时，系统的等值阻抗最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。,七、中性点接地方式,一、中性点直接接地：,二、中性点经消弧线圈接地：,三、中性点不接地：,小接地电流系统单相接地时的电流分布,小接地电流系统单相接地时的电流分布,小接地系统保护配置,一、相间电流保护,二、相间距离保护,小电流接地系统在发生单相接地故障时，接地短路电流很小，并不破坏系统线电压的对称性，系统还可以运行1-2个小时，故小电流接地系统一般不配置单相接地故障保护，只设置相间故障保护，并且一般情况下保护均

6、采用两相CT(变压器、电容器等除外)，断路器也是三相操作机构。,小接地系统保护配置(单套)：,三、三相重合闸,大接地系统保护配置,一、全线速动保护：纵联保护,二、相间距离、接地距离保护,大电流接地系统在发生单相接地故障时，接地短路电流很大，会危及系统电气设备的安全，并且，发生接地故障的概率较高(70%左右)，因此除设置相间短路保护外，必须设置单相接地保护(CT均为三相)，断路器是分相操作机构。,大接地系统保护配置(双套)：,三、零序保护,四、综合重合闸,配置可靠的全线速动保护，配置阶段式保护作为后备保护配置单相接地故障保护,小接地系统：,小接地系统和大接地系统线路保护配置主要区别,配置阶段式保

7、护，一般不配置全线速动保护一般不配置单相接地保护,大接地系统：,第二部分,小电流接地系统线路保护保护配置,(66kV及以下系统),第一节 单侧电源网络相间短路电流保护,组成：,电流速断保护,限时电流速断保护,定时限过电流保护,后备保护,电网电流保护,一、电流速断保护,1、优点：简单可靠，动作迅速,2、缺点：,3、整定原则：躲本线末端、防止越级跳闸,不可能保护线路的全长，并且保护范围受系统运行方式变化的影响。,4、保护范围：,最大运行方式下三相短路时，保护范围最大；最小运行方式下两相短路时，保护范围最小；特殊情况下，甚至没有保护范围。,本线路一部分,二、限时电流速断保护,1、作用：作为速断保护的

8、后备(速断不能保护全长),2、要求：,3、整定原则：,任何情况下都能保护本线路全长并力求具有最小的动作时限。,5、动作时间：,比下级速断保护高出一个时间差(t)常规保护：t=0.5s微机保护：t=0.30.5s,与下级线路速断配合(1.11.2倍下级速断电流),4、保护范围：,本线全长、下级线线一部分(不超过下级线路速断保护范围),三、定时限过电流保护,1、作用：作为本线近后备、下级远后备,2、要求：,3、整定原则：,任何情况下都能保护本线路全长并力求具有最小的动作时限。,躲开最大负荷电流,整定需要考虑的问题：,外部故障切除后，保护装置应能可靠返回,外部故障切除电压恢复时，电动机自起动,4、动

9、作时间：与下级保护配合,多级线路中，当故障越靠近电源端时，短路电流越大，但动作时间越长,5、缺点,公式：,只有在电网终端附近，动作时间较短，才能作为本线的主保护,四、三段式电流保护的评价,1、优点：,简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求,2、缺点：,直接受电网的接线以及电力系统运行方式变化的影响，例如：整定值必须按系统最大运行方式来选择，而灵敏度则必须用系统最小运行方式来校验,五、电流保护的接线方式,1、三相星形接线方式,可以反应各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地短路。,五、电流保护的接线方式,2、两相星形接线方式,可以反应各种相间短路，不能反应B相接地故障。,五

10、、电流保护的接线方式,3、两相三继电器接线方式,可以反应各种相间短路，不能反应B相接地故障。,三相完全星形接线与两相不完全星形接线方式比较,a.中性点直接接地电网和非直接接地电网中的各种相间短路：都能正确反应。,b.中性点非直接接地电网中的两点接地短路,当发生如上图所示两点接地短路时，要求只切除BC线路,(C),(B),(A),2,1,B,C,A,当采用三相完全星形接线时，100%只切除BC线路,当采用两相不完全星形接线时，保护1不动作，而保护2动作，会造成扩大停电范围，不能实现选择性切除故障,同样分析可得出：,上、下级两条线路分别发生不同相别接地：采用三相完全星形接线时，100%能实现有选择

11、性的切除故障；采用两相不完全星形接线时，只能保证2/3的机会有选择性地切除故障,采用三相完全星形接线，会将两条线路全切除,采用两相不完全星形接线，有2/3机会只切除一条,上图所示：同一条母线上的两条线路发生不同相接地,两种接线方式应用情况分析：,三相星形接线应用于发电机、变压器、电容器等大型贵重电气设备的保护中，能提高保护动作的可靠性和灵敏性。,两相星形接线广泛应用小电流接地系统中(简单经济)。,两相星形接线要求：1、所有线路应将保护安装在相同的两相上(一般为A、C相)，以保证在不同线路上发生两点及多点接地时，能切除故障。2、应用两相三继电器的接线方式，两相电流互感器的极性必须一致(不一致可能

12、会造成误动)。,第二节 电网相间短路的方向电流保护,闭式电力网(多电源)决定了保护应具有方向性,1,2,3,4,5,6,如上图，故障发生在BC线路，保护3、4应动作，其他保护不应动作，但因为没有方向性，保护2、5也可能动作。,A,B,C,D,相间短路功率方向继电器的接线方式,90接线：,即用UBC、IA；UCA、IB；UAB、IC的电压电流接线方式分别构成各相功率方向继电器,在三相对称的情况下，当cos=1时,加入继电器的电流如A和电压BC相位相差90,功率方向继电器的内角：,30或45,为何不用A和A呢？,正方向出口附近发生三相短路、AB或CA两相短路，以及A相接地短路时，A0或数值很小，使

13、继电器不能动作，从而产生继电器的“电压死区”。,采用非故障的相间电压,为了减小和消除三相短路时的“电压死区”，还可以采用电压记忆回路：。,消除正方向出口短路时的“电压死区”的方法：,电网距离保护,(220kV线路保护配置时讲),三相重合闸,因为小电流接地系统断路器为三相操作机构，所以设置三相重合闸,要求：只重合一次,小电流接地系统一点接地后能运行1-2小时，一般不设单相接地保护，那如何判断系统接地呢？,利用系统单相接地后零序电压升高来判断,第三部分,大电流接地系统线路保护保护配置,(220kV及以上系统),220kV线路保护配置,1、纵联保护(高频保护或纵差保护)2、距离保护(相间距离和接地距

14、离)3、零序电流保护4、综合重合闸,例：,CSC-103C,RCS-931B,CSC-103C,RCS-931B,例：,CSC-103C/D,纵联电流差动保护,三段式距离保护（相间与接地）,四段式零序电流保护,综合重合闸（D型）,RCS-931B,纵联电流差动保护,三段式距离保护（相间与接地）,四段式零序电流保护,综合重合闸,A两段/B四段/D一加一段,L/M/S,1、保护功能元件,CSC-103/C 保护,启动元件 电流差动继电器距离元件选相元件零序方向元件 负序方向元件 振荡闭锁开放元件,RCS-931B 保护,装置总启动元件（同保护启动元件）电流差动继电器 工频变化量距离继电器距离继电器

15、选相元件重合闸,CSC-103C 保护,电流突变量启动元件零序电流启动元件 静稳破坏启动元件 弱馈低电压启动元件（低压+差流）重合闸启动元件,RCS-931B 保护,（1）启动元件,电流变化量启动元件零序过流启动元件 位置不对应启动元件（选配）纵联差动或远跳启动元件,作用：启动保护及开放出口继电器的正电源,第一章,电网距离保护,距离保护的含义,距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离(或阻抗)，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置,系统中使用的距离保护一般都具有方向性,常用的有圆形或四边形 四方公司：多边形 南瑞公司：圆形,优点：,特点：动作有区域限制，可以整定。,距离段(Z)：8

16、085%。距离段(Z)：超过线路全长(对本线末有灵敏度)。距离段(Z)：后备保护，能保护到下一线路末端。,灵敏性与选择性稳定，保护范围不受运行方式和故障类型影响。,缺点：,接线（计算）复杂，受电压断线、系统振荡、串补电容、过渡电阻影响；也不能实现全线速动。,保护范围：,66kV,Zdz.1=0.8 ZAB,Z”dz.1=0.8（ZAB+Zdz.2）,距离保护中几个名词的含义,测量阻抗(Zm)：,保护安装处继电器感受到的电压m与电流m的比值，即Zm=m/m。,整定阻抗(Zset)：,保护安装处到整定点之间的阻抗。,动作条件：,使阻抗继电器刚好动作时的阻抗值(最大值)。,测量阻抗Zm 整定阻抗Zs

17、et：,动作阻抗(Zop)：,保护范围-三段式距离保护,距离保护,方向性阻抗继电器的死区及消除死区的方法,死区消除方法：,记忆回路,当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时，故障相别的残余电压将降低到零，方向性继电器因加入的电压为零而不能动作，从而出现保护装置的死区。,引入非故障相电压,同方向过流保护相同,影响距离保护正确工作的因素及防止方法,1、短路点过渡电阻的影响,单侧电源线路上：短路点的过渡电阻总是使继电器的 测量阻抗增大，使保护范围缩短。,双侧电源线路上：短路点的过渡电阻还可能使某些保 护的测量阻抗减小。,防止和减小过渡电阻影响的方法,1、采用能容许较大的过渡电阻而不致拒动的阻抗继电

18、器；2、利用“瞬时测量回路”来固定阻抗继电器动作,影响距离保护正确工作的因素及防止方法,2、电力系统振荡的影响,可能使距离保护误动作,防止和减小电力系统振荡影响的方法,距离一、二段可设置是否经振荡闭锁；距离三段不经振荡闭锁(靠时间来躲振荡),装设专门的振荡闭锁回路,因为振荡时没有I0和I2，可采用负序电流和零序电流(或增量)来起动振荡闭锁回路。,影响距离保护正确工作的因素及防止方法,振荡闭锁回路的基本要求,(1)系统发生振荡而没有故障时，应可靠地将保护闭锁。(2)在保护范围内发生短路故障的同时，系统发生振荡，闭锁装置不能将保护闭锁，应允许保护动作。(3)继电保护在动作过程中系统出现振荡，闭锁装

19、置不应干预保护的工作。,影响距离保护正确工作的因素及防止方法,3、电压回路断线的影响,可能使距离保护误动作,防止和减小电力系统振荡影响的方法,可以采用负序电流和零序电流的变化来实现断线闭锁,采取防止误动作的闭锁装置,微机距离保护运行中发生PT断线时，怎么办？,不能盲目的将“距离保护”压板退出，防止失去判断“TV断线”的功能，造成“TV断线过流保护”投不上。,影响距离保护正确工作的因素及防止方法,4、其他影响距离保护正确工作的因素,串联电容补偿,保护安装处与故障点之间的助增电流和汲出电流,测量互感器的误差；,RCS-931 保护,距离继电器的动作特性,1：设置距离保护躲过渡电阻的能 力，线路越短

20、，1越大,当测量很大的故障过渡电阻时，防止在对侧电源助增下可能超越,负荷限制继电器，保证距离继电器躲开负荷测量阻抗,CSC-103 保护,距离继电器的动作特性,XDZ,RDZ,XDZ按保护范围整定，RDZ按躲负荷整定，提高了短线路允许过渡电阻的能力，以及长线路避越负荷阻抗的能力,提高躲区外故障情况下的超越能力,保证TV在线路侧时也能可靠切除出口故障,试验方法区别,圆形：0.95*Z；1.05*Z；(-阻抗角),四方形：0.95*XXZ90；1.05*XXZ90；(电抗分量)0.95*RXZ0；1.05*RXZ0；(电阻分量),CSC-103距离保护的功能配置,距离保护主要报文,保护启动,阻抗元

21、件启动,零序辅助启动,静稳失稳启动,I段阻抗出口,II段阻抗出口,III段阻抗出口,阻抗II段加速出口,阻抗III段加速出口,阻抗手合加速出口,阻抗相近加速出口,三跳失败永跳,单跳失败三跳,阻抗I段发展出口,阻抗II段发展出口,测距,测距阻抗,TV 断线过流出口,段,3、保护范围-差动,4、保护动作开关,（2）电流差动继电器,电流差动保护原理,内部短路,动作条件之二：ID 0.6IB 或 ID 0.6IB,满足 ID 0.6IB 的动作条件,不满足 ID 0.6IB 的动作条件,保护范围限定,CSC-103 失灵与死区的处理,母差或失灵（死区）保护动作后向对侧传送“远方跳闸”信号,M,N,IM

22、A,INA,必备条件：,（2）必须保证数据的同时性,（1）必须有通道将数据或信号传递过去,CSC-103C 保护,突变量差动元件IDIHID0.6IB 00.8IB-IH ID=3IH 高定值分相电流差动IDIHID0.6IB 00.8IB-IH ID=3IH,RCS-931B 保护,两种保护的差动继电器,突变量差动元件ID IHID 0.75IB稳态段差动继电器ID IHID 0.75IB,CSC-103C 保护,低定值分相电流差动 IDILID0.6IB 00.8IB-IL ID=3IL40ms 动作零序电流差动保护 ID0 0ZID0 0.75IB0,RCS-931B 保护,稳态段差动继

23、电器ID ILID 0.75IB 40ms 动作零序段差动保护ID0 QD0ID0 0.75IB0ID（补偿）0.15IBID（补偿）IL零序段差动保护ID0 QD0ID0 0.75IB0 250ms 动作,差动保护需要解决的问题,（2）TA断线可控制投入闭锁或不闭锁。,（3）TA饱和制动系数和自适应浮动门槛。,（4）采样同步本侧为主机方式，对侧为从机方式。,（5）通信时钟采用专用光纤通道时，两侧装置的差动控制位均应设为“内时钟”。,CSC-103 差动保护主要元件及动作逻辑,双侧差动保护压板互为闭锁,差动保护主要元件及动作逻辑,对侧必须启动或跳位，本侧才具备出口条件（之一）,对侧保护启动,（

24、检查压板、测试通道良好）,差动保护主要元件及动作逻辑,分相差动及断线闭锁,差动保护主要元件及动作逻辑,启动元件动作,永跳,本侧失灵（或死区）保护动作,KG2.4远方跳闸受启动元件控制投/退,KG2.5远方跳闸受方向元件控制投/退,远方跳闸逻辑,CSC-103差动保护主要报文,突变量差动出口,分相差动出口,零序差动出口,差动发展性故障1（出口之前转换）,差动发展性故障2（出口之后转换）,差动后备永跳出口,差动后备三跳出口,差动手合出口,差动加速出口,远方跳闸出口,差动弱馈启动（差流+低电压）,差动远方召唤启动（高阻接地 差流+电压突变量启动）,差动保护报文举例,（4）零序电流保护,中性点直接接地

25、系统的接地保护零序电流保护零序电流段（灵敏）正常运行时投入，范围零序电流段（灵敏）正常运行时投入，保护全长；零序电流 段（灵敏）是、段的后备，零序电流 段（灵敏）是段的后备。不灵敏段非全相运行时投入，范围不灵敏段非全相运行时投入，保护全长。,零序电流保护须解决的问题,3U0极性问题采用自产3U0，TV 断线时，退出带方向的保护，保留不带方向的零序各段保护。TA 断线的问题用零序方向元件实现闭锁；零序电流持续12s大于段整定值I04时报，并闭锁零序各段。,零序电流保护的功能配置,零序保护主要报文,零序I段出口,零序II段出口,零序III段出口,零序IV段出口,不灵敏I段出口,零序II段加速出口,

26、零序III段加速出口,零序IV段加速出口,零序手合加速出口,面板运行状态,保护启动时闪烁,动作后红色,通道中断为红色,告警闪烁,退出所有保护功能，闭锁保护出口电源，此时禁止按复归按钮。告警常红色，退出相关保护功能，不闭锁保护出口电源。,6、保护定值,1 电流变化量起动值 0.2A2 零序起动电流 0.2A3 工频变化量阻抗 5.74 TA 变比系数 1.05 差动电流高定值 0.81A 6 差动电流低定值 0.3A 7 TA 断线差流定值 1.0A8 零序补偿系数 0.739 振荡闭锁过流元件 1.0A,CSC-103C 保护,RCS-931B 保护,10 接地距离段定值 5.711 接地距离

27、段定值 15.912 接地距离段时间 0.5S13 接地距离段定值 15.914 接地距离段时间 9.9S15 相间距离段定值 7.816 相间距离段定值 15.9 17 相间距离段时间 0.5S18 相间距离段定值 21.019 相间距离段时间 2.0S,CSC-103C 保护,RCS-931B 保护,20 负荷限制电阻定值 21.3621 正序灵敏角 8522 零序灵敏角 8023 接地距离偏移角 024 相间距离偏移角 025 零序过流段定值 20A26 零序过流段定值 0.46A27 零序过流段时间 1.8S28 零序过流段定值 0.46A29 零序过流段时间 1.8S,CSC-103

28、C 保护,RCS-931B 保护,30 零序过流段定值 0.2A31 零序过流段时间 4.7S32 零序过流加速段 0.46A33 TV 断线相过流定值 20A34 TV 断线时零序过流 0.46A 35 TV 断线时过流时间 0.2S36 单相重合闸时间 0.6S37 三相重合闸时间 5S38 同期合闸角 4039 线路正序电抗 31.75,CSC-103C 保护,RCS-931B 保护,40 线路正序电阻 0.7641 线路正序容抗 580.042 线路零序电抗 31.7543 线路零序电阻 9.9744 线路零序容抗 84045 线路总长度 121.73kM46 线路编号,CSC-103

29、C 保护,RCS-931B 保护,零序反时限停用,第二（三）套定值：接地段、相间段、零序段时间定值0.2（0.3）s(使用听调令),1 工频变化量阻抗 12 投纵联差动保护 13 TA 断线闭锁差动 14 主机方式 15 专用光纤 16 通道自环试验 17 远跳受本侧控制 18 电压接线路TV 19 投振荡闭锁元件 1,CSC-103C 保护,RCS-931B 保护,控制字清单,也可按控制位显示控制字,10 投段接地距离 111 投段接地距离 112 投段接地距离 113 投段相间距离 114 投段相间距离 115 投段相间距离 116 投负荷限制距离 117 三重加速段Z 118 三重加速段

30、Z 019 投段零序过流 1,CSC-103C 保护,RCS-931B 保护,公用控制字 KG1=001B,20 投段零序过流 121 投段零序过流 122 投段零序过流 123 零序段经方向 124 零序段经方向 125 零跳闸后加速 126 投三相跳闸方式 027 投重合闸 028 投检同期方式 029 投检无压方式 0,CSC-103C 保护,RCS-931B 保护,30 投重合闸不检 131 不对应起动重合 132 相间距离闭重 033 接地距离闭重 034 零段三跳闭重 035 零段三跳闭重 036 投选相无效闭重 137 非全相故障闭重 138 投多相故障闭重 1,CSC-103C

31、 保护,RCS-931B 保护,距离控制字 KG3=0088,39 投三相故障闭重 1 40 内重合把手有效 041 投单重方式 042 投三重方式 043 投综重方式 0,CSC-103C 保护,RCS-931B 保护,零序控制字 KG4=885F,TV断线,判据a：三相电压之和不为零：|a+b+c|7V(有效值)，该判据可以用于检测一相或二相断线。判据b：TV在母线时，若|a|、|b|、|c|任一相电压小于8V，判为TV断线。TV在线路时，在任一相电流大于0.04倍额定电流或断路器在合位(检跳闸位置开入)时，若|a|、|b|、|c|任一相电压小于8V，判为TV断线。,电压电流相序自检,在系

32、统无异常时通过比较三相电流、电压的相位，差别相序是否接错，如果不是正常相序，则报“三相相序不对应”。,3I0极性自检,通过比较自产3I0(IA+IB+IC)与外接3I0的幅值和相位，差别外接3I0的极性有无接反，若接反报“外接3I0接反”。,弱馈功能,弱电源或无电源侧在投入弱馈启动功能后，在满足下列条件后，也能实现保护动作跳闸。1、收到对侧启动信号；2、至少有一相差动电流大于动作值；3、对应的相电压(或相间电压)低电压启动。,7、线路保护运行说明,全线快速保护停用时：,1）不允许相邻线路主保护同时停用2）应停用该线路的远方跳闸及对应的收远跳命令回路3）后备距离段和零序段时间调整为：0.2或0.

33、3(听调令)4)停用重合闸或投重合闸长延时。,高频保护,高频保护：利用高频载波技术，通过输电线路传送反 应两侧故障信息的高频载波信号，构成了 高频保护。,高频保护分类：,根据工作原理：方向高频保护和相差高频保护。,方向高频保护基本原理：比较被保护线路两端的功率 方向。,根据高频信号传输对侧保护判断信息所起的作用,允许式高频和闭锁式高频：,允许式高频保护：在电力系统故障时，如果故障发生在正方向，测量元件动作后向对侧发出高频信号；反向故障测量元件不动作也不发高频信号。,闭锁式高频保护：在电力系统故障时，如果故障发生在反方向，测量元件动作后向对侧发出高频闭锁信号；正方向故障时停发高频闭锁信号,高频保

34、护测量元件对被保护全线有跔灵敏度，对反向故障不会动作。,我国电力系统较多采用闭锁式的保护。,闭锁式高频保护有两种：,高频闭锁方向保护：比较线路两侧短路功率方向,闭锁式高频保护原理：,高频闭锁距离和零电流保护：测量元件是阻抗元件和零序方向电流元件。,允许式高频保护原理：,高频保护通道检测：闭锁式：一天一次,允许式：时时检测,高频通道的构成及作用,1、电力线,3、耦合电容器：,将高频电流耦合到高压电力线上的连接设备：以工频电流有很大阻抗，防止了工频高压对收发信机的侵袭；但对高频电流的阻抗很小，不会妨碍高频电流的传送。,2、高频阻波器：,防止高频信号向母线方向分流的设备。它是由电感和电容组成的并联谐

35、振回路，调谐在所选用的载波频率，因而对高频载波电流呈现的阻抗很大，防止了高频信号的外流，对工频电流呈现的阻抗很小，不影响工频电力的传输。,8、接地刀闸：,在检修和调试工作时进行安全接地。,4、结合滤波器：,将高频电缆与耦合电容器连接起来，并与耦合电容器配合组成带通滤波器，以减少干扰。,5、高频电缆：,用以连接收发停机和室外的结合滤波器。,6、高频收发信机：,用以发送和接收高频信号,7、保护间隙：,保护高频电缆和收、发信机免受过电压袭击。,高频保护停信方式：,保护停信其他保护停信：母差保护、失灵保护三跳位置停信,远方起动发信的作用,可以保证两侧起动发信与开放比相回路间的配合。可以进一步防止保护装

36、置在区外故障时的误动作。便于通道检查。,(1)在发生区内故障时，一侧断路器先跳闸，如果不立即停信，由于无操作电流，发信机将发生连续的高频信号，对侧收信机也收到连续的高频信号，则闭锁保护出口，不能跳闸。(2)当手动或自动重合于永久性故障时，由于对侧没有合闸，于是经远方起动回路，发出高频连续波，使先合闸的一侧被闭锁，保护拒动。为了保证在上述情况下两侧装置可靠动作，必须设置断路器三跳停信回路。,三跳位置停信的作用：,如何试验？,高频保护通道对调：,3dB告警：2dB不告警，4dB告警通道裕度：(12-15)dB通道衰耗：1dB区内外故障试验：区内动作，区外闭锁,保护配置型式：BP-2B或 RCS-9

37、15母差保护,第四部分、220kV母线保护配置与运行,2 功能配置:母线差动保护 母联失灵（或死区）保护 母联充电保护 母联过流保护,1 应用范围 适用于500KV及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母分段以及一台半接线在内的各种主接线方式，最大主接线规模为36个间隔（线路、元件和联络开关）。,电流回路断线闭锁电压回路断线告警母线运行方式的电流检验断路器失灵保护出口等。,3 主要特点：,快速、高灵敏复式比率差动保护自适应全波饱和检测器允许TA型号、不同，TA变比可现场设定母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误,4 TA极性：,各元件TA的极性必须一致；一般母联只有一

38、侧有TA，装置默认母联TA极性与母上的元件一致。,4、保护原理,大差制动电流：Ir=I11-+I13=(Ii1+Ii3)I母小差制动电流：Ir1=I11+I21+-=Ii1II母小差制动电流：Ir2=I13+I23+-=Ii3,起动元件：,和电流突变量母线上所有连接元件电流绝对值之和，即制动电流Ir Idset,差电流越限所有连接元件电流和的绝对值，即I d Idset,返回判据：,任一相的差电流小于差电流门坎值的75%时,Id0.75Idset,动作判据：BP-2B（复式比率差动）,I d Idset（1）I d 0.5（Ir-Id）（2）,故障分量,工频量,分相复式比率差动判据,I d I

39、dset（3）I d Kr（Ir-Id）（4）,分相突变量复式比率差动判据,由于电流故障分量的选择性，故障分量复式比率差动判据仅在和电流突变量起动后的第一个周波投入,以电流判据为主的差动元件，可以用电压闭锁元件来配合，提高保护整体的可靠性。(防止误碰、电流回路断线和其它可能引起的误动作。),复合电压闭锁：低电压、零序电压、负序电压,TA饱和检测元件,用来判别差电流的产生是否由区外故障TA饱和引起。为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时，由于TA严重饱和出现差电流的情况下误动作。,段母线故障为例：母差保护逻辑框图,BP-2B母差保护选择,构成,固定连接式分段母线：如单母分段、3/2断路器等主

40、接线,故障母线选择逻辑,大差：只作为起动元件之一，小差：既是区内故障判别元件，也是故障母线选择元件,存在倒闸操作的双母线、双母分段等主接线：,大差：区内故障判别元件 保护启动元件（配合启动元件），开放保护小差：故障母线选择元件（配合大差及复压元件），选择 跳闸出口,倒闸过程中，两条母线经刀闸相连，装置自动转入“母线互联方式”,母联互联,运行方式需要如母联操作回路失电，可以投“互联压板”或设定“强制母线互联”软压板,存在倒闸操作的双母线、双母分段等主接线：,大差：区内故障判别元件 保护启动元件（配合启动元件），开放保护小差：故障母线选择元件（配合大差及复压元件），选择 跳闸出口,母联（分段）失灵

41、和死区保护应用场合：（1）母线并列运行，母联（分段）拒动时；,（2）母线并列运行，死区故障时；,（3）母线分列运行，死区故障时；（必须封母联，直接跳母）死区保护应经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线。,母线并列运行，当保护向母联开关发出跳令后，经整定延时若大差电流元件不返回，母联TA中仍有电流，则母联失灵保护应经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线各元件,母线并列运行，母联开关失灵,1、大差保护动作，经延时跳开母联开关；,母线并列运行，当故障发生在母联开关与母联电流互感器之间时(死区故障),母联分列运行，死区点发生故障,由于母联TA已被封闭，所以保护可以直接跳故障母线,2、母联开关侧母线小差动作

42、，切除该母线；,3、大差电流元件不返回，母联开关已跳开但母联电流互感器仍有电流，判为死区故障，切除另一条母线。,母联（分段）充电保护 通过母联(分段)开关对检修母线充电时投入,母联(分段)充电保护的起动需同时满足三个条件：,母联(分段)充电压板投入；其中一段母线已失压，且母联(分段)开关已断开；母联电流从无到有。,充电保护投入期间可通过设置控制字决定是否闭锁差动保护 一般情况下闭锁差动保护,电流回路断线闭锁,母联(分段)电流回路断线，并不影响保护对区内、区外故障的判别，只是会失去故障母线的选择性。因此，母联(分段)开关电流回路断线不需闭锁差动保护，只需转入母线互联(单母方式)即可。,大差电流大

43、于TA断线定值，延时9秒发TA断线告警信号，同时闭锁母差保护。电流回路正常后，0.9秒自动恢复正常运行。,母联(分段)电流回路断线判别：,两段母线小差电流都会越限，且大小相等、方向相反,电压回路断线告警,某一段非空母线失去电压，延时9秒发TV断线告警信号。除了该段母线电压元件将一直动作外，对保护没有其他影响。,母线运行方式的电流校验,引入隔离刀闸的辅助接点实现对母线运行方式的自适应。同时用各去路电流和电流分布来校验刀闸辅助接点的正确性。,四、母线分列运行的说明,对于分段母线(双母线或单母线分段)，当联络开关断开，母线分列运行时，需要考虑以下两种情况：,母线分列运行时，母故障，母上的负荷电流仍然

44、可能流出母线。特别是在、段母线分别接大、小电源或者母线上有近距离双回线时，电流流出母线的现象特别严重。此时，大差灵敏度降低。因此装置的大差比率元件采用2个定值。,母线并列运行时，用比率系数高值；母线分列运行时，用比率系数低值。,母线分列运行时，死区故障，故障点仅次于母联的开关和TA之间。装置直接封母联TA，此时差动保护只出口跳母,如何判别母线是并列运行还是分列运行？,自动方式：,将母联(分段)开关的常开和常闭辅助接点引入装置的端子。若开关的常开和常闭接点不对应，装置默认为开关合，同时发开入异常告警信号。,手动方式：,母联(分段)开关断开后，投“母联分列压板”，在合母联(分段)开关前，退出该压板

45、。,断路器失灵保护出口,断路器失灵保护,当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变电站内其他有关断路器，将故障部分隔离，并使停电范围限制为最小的一种近后备保护。,保护出口接点串接失灵电流继电器接点 复合电压动作,断路器失灵保护回路构成,断路器失灵保护出口,一、与失灵起动装置配合方式,外接失灵开入,BP-2B母差,外部失灵起动接点,母失灵出口起动,母失灵出口起动,母刀闸,母刀闸,母刀闸,CKJ,LJ,母失灵出口起动,母失灵出口起动,失灵出口延时1,失灵出口延时2,切母联,跳I母,与,母差保护与失灵保护配合,若有外部母联保护装置动作于母联断路器失灵

46、，由该母联保护的失灵起动装置提供一个失灵起动接点给本装置。本装置检测到外部母联失灵起动接点闭合后，起动母联断路器失灵出口逻辑，当母联电流大于母联失灵定值，经失灵复合电压闭锁，按可整定的“母联失灵延时”跳开I母线或母线连接的所有断路器。,母差保护与CSC-122B开关辅助保护配合,外接失灵开入,BP-2B母差,122B失灵起动接点,保护动作,I、II母失灵短延时跳6912和6934I、II母失灵长延时跳相关,二、自带电流检测元件方式(现场基本没采用),三、失灵电压闭锁元件及主变失灵解除电压闭锁,失灵电压闭锁元件与差动的电压闭锁元件类似，只是使用的定值与差动保护不同,变压器或发变组间隔：设置“主变

47、失灵解闭锁”的开入接点。当该支路失灵保护起动接点和“主变失灵解闭锁”的开入接点同时动作，实现解除该支路反在母线的失灵保护电压闭锁。,4、保护定值,差动定值差电流门槛值 0.8A比率制动系数 2电流突变量定值 0.8A 失灵定值失灵出口短延时 0.01s失灵出口长延时 0.01s TV断线定值TV断线差电流 0.1A保护控制字跳闸出口接点 投,单母线差动接线方式,分别比较两组母线的总故障电流与母联电流互感器中电流的相位。例：LFP-975相位为0时判母，相位为180 时 判母。,应用：,长期并列运行的双母线,缺点：,单母线运行时，母联开关断开，此保护应退出。,只比较相位，与其幅值无关。,1、变压

48、器的故障类型：,第五部分、220kV变压器保护配置,内部故障：绕组相间短路、接地短路、匝间短 路以 及铁心的烧损等,外部故障：套管及引出线上相间短路、接地短路等,2、变压器的不正常工作状态：,外部故障过电流、中性点过电压、过负荷、油面降低,3、保护配置：,瓦斯保护纵差保护复合电压闭锁过电流零序电流过励磁(500kV),油温过高压力释放冷却器故障过负荷,差动保护原理,内部短路,一、变压器纵差保护,外部短路,保护范围、接线极性、向量和或差、相位、不平衡电流（稳态与暂态）,稳态不平衡电流：TA不同、变比值、调压测二次电流及相位,Y,Y/-11,Ia2,IYa2,暂态不平衡电流：涌流、饱和躲涌流试验,

49、电源侧,1、变压器差动保护稳态情况下包括哪些不平衡电流？（1）由变压器各侧电流互感器不同产生的不平衡电流。（2）由于实际变比和计算变比不同引起的不平衡电流。（3）由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。,2、变压器差动保护暂态情况下包括哪些不平衡电流？（1）外部故障，短路电流的非周期分量使电流互感器铁心饱和，误差增大而引起不平衡电流。（2）变压器空载合闸的励磁涌流，仅在变压器一侧有电流。,Y/-11变压器：侧电流超前Y侧电流30(经二次接线后Y侧电流超前侧电流150)，正常运行时会产生差流,变压器Y、两侧电流相位差的调整,常规继电器型差动保护二次电流回路接线,Y侧接线、侧Y接线：使两侧电流相

50、差180,Y侧通入装置电流分别为：(A-B)、(B-C)、(C-A),微机型差动保护二次电流回路接线,两侧均星形接线:相位通过软件调整,调整方法：Y侧调整、侧调整两种方法,设A、B、C为Y侧二次输入电流，a、b、c为侧二次输入电流；A、B、C为Y侧校正后的各项电流；a、b、c为侧校正后的各项电流。则通过软件调整，,Y侧调整,使侧：a=a b=b c=c,使Y侧：A=(A-B)/3 B=(B-C)/3 C=(C-A)/3,从而实现两侧电流相位差的补偿。,设A、B、C为Y侧二次输入电流，a、b、c为侧二次输入电流；A、B、C为Y侧校正后的各项电流；a、b、c为侧校正后的各项电流。则通过软件调整，,