变电站保护配置及基本原理学习教案

会计学1变电站保护变电站保护(boh)配置及基本原理配置及基本原理第一页，共82页。内容内容(nirng)提提纲纲第1页/共82页第二页，共82页。第2页/共82页第三页，共82页。保护(boh)对象保护动作条件保护动作结果第3页/共82页第四页，共82页。第4页/共82页第五页，共82页。第5页/共82页第六页，共82页。第6页/共82页第七页，共82页。第7页/共82页第八页，共82页。第8页/共82页第九页，共82页。第9页/共82页第十页，共82页。第10页/共82页第十一页，共82页。四、继电保护四、继电保护(j din bo h)保护范围的保护范围的划分划分线路线路(xinl(xinl) )间隔间隔线路线路(xinl(xinl)保护范围保护范围母线差动母线差动保护范围保护范围第11页/共82页第十二页，共82页。285283286284201-1-1-1-2-2-2四、继电保护四、继电保护(boh)保护保护(boh)范围的划分范围的划分母线母线(mxin)(mxin)及母联间隔及母联间隔母线差动母线差动保护保护(boh(boh) )范围范围母小差母小差保护范围保护范围母小差母小差保护范围保护范围第12页/共82页第十三页，共82页。四、继电保护保护范围四、继电保护保护范围(fnwi)的划分的划分主变间隔主变间隔(jin (jin g)g)主变差动主变差动保护保护(boh(boh)范范围围母线差动母线差动保护范围保护范围第13页/共82页第十四页，共82页。第14页/共82页第十五页，共82页。201285283286284-1-1-1-2-2-2CT1CT2CT3CT4CT5III母小差母小差(xioc(xiochi)hi)保护范围保护范围201285283286284-1-1-1-2-2-2CT1CT2CT3CT4CT5III第15页/共82页第十六页，共82页。图ZY1000506001-1 线路(xinl)死区保护装置跳闸命令保护保护 跳闸命令跳闸命令 母差保护母差保护 线路保护线路保护 死死区区 第16页/共82页第十七页，共82页。第17页/共82页第十八页，共82页。第18页/共82页第十九页，共82页。第19页/共82页第二十页，共82页。第20页/共82页第二十一页，共82页。第21页/共82页第二十二页，共82页。反应反应(fnyng)两端电气量的保护，如纵联保护两端电气量的保护，如纵联保护 。保护保护保护保护保护保护第22页/共82页第二十三页，共82页。（方向）过电流保护、三相(sn xin)一次重合闸。第23页/共82页第二十四页，共82页。保护保护(boh)第24页/共82页第二十五页，共82页。保护范围保护范围动作时间动作时间电流速断电流速断（段）段）被保护线路全长的被保护线路全长的2050。保护装置的固有动作时间。保护装置的固有动作时间。限时电流速断限时电流速断（ 段）段）被保护线路的全长及下一线路（被保护线路的全长及下一线路（不超过下一条线路的不超过下一条线路的I段）。段）。动作时限动作时限要与下一线路要与下一线路段段的动作时限相配合，一般为的动作时限相配合，一般为0.5s。过电流保护过电流保护（段）段）本线路和下一线路的全长乃至更本线路和下一线路的全长乃至更远，并躲过线路最大负荷电流。远，并躲过线路最大负荷电流。其动作时限按阶梯原则整定。其动作时限按阶梯原则整定。段段段段段段整定值最大，延时最短段段段段段段整定值最小，延时最长L1L2L3三段式过流保护三段式过流保护(boh)第25页/共82页第二十六页，共82页。第26页/共82页第二十七页，共82页。U/I第27页/共82页第二十八页，共82页。U/IU/I在故障情况下，母线电压下降，电流为短路电流，其比值为短路阻抗，远小于负在故障情况下，母线电压下降，电流为短路电流，其比值为短路阻抗，远小于负荷阻抗。其大小荷阻抗。其大小(dxio)可反应故障点距线路首端的距离。可反应故障点距线路首端的距离。第28页/共82页第二十九页，共82页。保护范围保护范围动作时间动作时间段段被保护线路全长的被保护线路全长的8085。保护装置的固有动作时间。保护装置的固有动作时间。段段被保护线路的全长及下一线被保护线路的全长及下一线路全长的路全长的3040。动作时限动作时限要与下一线路要与下一线路段的段的动作时限相配合，一般为动作时限相配合，一般为0.5s。段段本线路和下一线路的全长乃本线路和下一线路的全长乃至更远。至更远。其动作时限按阶梯原则整定。其动作时限按阶梯原则整定。整定值最小，时间(shjin)最短整定值最大，时间(shjin)最长三、距离保护三、距离保护第29页/共82页第三十页，共82页。第30页/共82页第三十一页，共82页。零序零序段：按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的电流整定，不能保护线路全长。段：按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的电流整定，不能保护线路全长。零序零序段：与相邻线路灵敏段：与相邻线路灵敏段配合，不仅段配合，不仅(bjn)保护本线路全长，还延伸至相邻线路。保护本线路全长，还延伸至相邻线路。零序零序段：与相邻线路段：与相邻线路段配合，是段配合，是、段的后备保护。段的后备保护。零序零序段：作为零序电流段：作为零序电流段后备保护。段后备保护。 四、零序过流保护四、零序过流保护(boh)第31页/共82页第三十二页，共82页。零序方向(fngxing)过流保护：零序过流保护+零序方向(fngxing)元件零序方向(fngxing)元件比较零序电压和零序电流的相位来区分正反方向(fngxing)的接地故障。正方向短路3I0A线路B线路3U03U03I0反方向短路A线路B线路3I03U03U03I0正方向短路(dunl)时，零序电流超前与零序电压。反方向短路时，零序电流滞后于零序电压。第32页/共82页第三十三页，共82页。反应一端反应一端(ydun)电气量保护的缺陷电气量保护的缺陷无法区分本线路末端（无法区分本线路末端（F1F1）点和相邻）点和相邻(xin (xin ln)ln)线路始端（线路始端（F2F2）点的短路，不能瞬时切除）点的短路，不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。本线路全长范围内的短路。 第33页/共82页第三十四页，共82页。第34页/共82页第三十五页，共82页。保护保护保护保护五、纵联保护五、纵联保护(boh)-电电流差动流差动第35页/共82页第三十六页，共82页。五、纵联保护五、纵联保护(boh)-电电流差动流差动MNIMIN保护保护第36页/共82页第三十七页，共82页。五、纵联保护五、纵联保护(boh)-电流电流差动差动保护保护MNIMIN第37页/共82页第三十八页，共82页。五、纵联保护五、纵联保护(boh)-电流电流差动差动第38页/共82页第三十九页，共82页。五、纵联保护五、纵联保护(boh)-电电流差动流差动第39页/共82页第四十页，共82页。六、自动六、自动(zdng)重合闸重合闸第40页/共82页第四十一页，共82页。六、自动六、自动(zdng)重合闸重合闸第41页/共82页第四十二页，共82页。六、自动六、自动(zdng)重合闸重合闸第42页/共82页第四十三页，共82页。保护能发单相跳闸(tio zh)命令（保护能判断出故障相）；各相控制回路相互独立（分相的跳闸(tio zh)出口压板及二次回路）；断路器三相机构及通断元件相互独立（分相的机构、通断元件、机械指示）。六、自动重合闸六、自动重合闸第43页/共82页第四十四页，共82页。重合(chngh)闸退出，重合(chngh)闸长期不用时，应设置于该方式。六、自动六、自动(zdng)重合闸重合闸第44页/共82页第四十五页，共82页。第45页/共82页第四十六页，共82页。 220kV220kV变电站：变电站：220kV220kV母线保护应按双重化母线保护应按双重化配置；配置；110kV110kV母线保护单套配置。母线保护单套配置。 110kV110kV变电站：一般不设专用变电站：一般不设专用(zhunyng)(zhunyng)母线保护。母线保护。 220kV220kV双母线接线的断路器失灵保护按单套双母线接线的断路器失灵保护按单套配置。使用微机型母线保护装置时，由该装配置。使用微机型母线保护装置时，由该装置实现失灵保护功能，不单独配置失灵保护。置实现失灵保护功能，不单独配置失灵保护。一、母线保护一、母线保护(boh)配配置置第46页/共82页第四十七页，共82页。 母线差动保护母线差动保护 母联充电母联充电(chng din)(chng din)保护保护 母联过流保护母联过流保护 母联死区保护母联死区保护 母联失灵保护母联失灵保护 母联非全相保护母联非全相保护 断路器失灵保护断路器失灵保护一、母线一、母线(mxin)保护配保护配置置用于双母线接线的微机母线保护装置功能用于双母线接线的微机母线保护装置功能第47页/共82页第四十八页，共82页。第48页/共82页第四十九页，共82页。大差大差：CT1、CT2、CT3、CT41母小差母小差(xiochi)：CT1、CT2、CT52母小差母小差(xiochi)：CT3、CT4、CT5285283286284201-1-1-1-2-2-2二、母线差动保护二、母线差动保护第49页/共82页第五十页，共82页。I母电压闭锁开放母电压闭锁开放I母小差选择元件动作母小差选择元件动作大差启动元件动作大差启动元件动作II母小差选择元件动作母小差选择元件动作II母电压闭锁开放母电压闭锁开放&1&1跳跳母母&2&2跳跳II母母双母线方式的保护出口逻辑图双母线方式的保护出口逻辑图第50页/共82页第五十一页，共82页。U最小的相电压(diny)3U0零序电压(diny)（自产）U2负序电压(diny)（自产）二、母线差动保护二、母线差动保护当低电压元件、零序过电压元件、负序电压元件中只有有一个或一个以上的元件动作，则立即开放母差保护。第51页/共82页第五十二页，共82页。跳闸。也称“无选择”方式。第52页/共82页第五十三页，共82页。母联充电保护：当任一组母线检修后再投入(tur)之前，利用母联断路器对该母线进行充电时可投入(tur)母联充电保护，若母线存在故障时，则充电保护切除故障。三、母联充电三、母联充电(chng din)、过流保、过流保护护CT3CT4III第53页/共82页第五十四页，共82页。母联过流保护：利用母联断路器作为线路的临时保护时，当线路有故障(gzhng)时，由母联过流保护动作跳母联开关切除故障(gzhng)。三、母联充电三、母联充电(chng din)、过、过流保护流保护第54页/共82页第五十五页，共82页。四、母联死区保护(boh)若母联开关和母联若母联开关和母联TATA之间发生故障之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于在，正好处于TATA侧母线小差的死区侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，专设了母，为提高保护动作速度，专设了母联死区保护。联死区保护。母联死区保护在差动保护发母线跳母联死区保护在差动保护发母线跳令后，母联开关已跳开而母联令后，母联开关已跳开而母联TATA仍仍有电流，且大差比率有电流，且大差比率(bl)(bl)差动元差动元件及断路器侧小差比率件及断路器侧小差比率(bl)(bl)差动差动元件不返回的情况下，经死区动作元件不返回的情况下，经死区动作延时延时TsqTsq跳开另一条母线。跳开另一条母线。注意：母联死区保护经过复合电压注意：母联死区保护经过复合电压闭锁闭锁第55页/共82页第五十六页，共82页。五、母联失灵(shlng)保护母联开关失灵判别及动作条件母联开关失灵判别及动作条件有保护曾给它发过跳闸命令有保护曾给它发过跳闸命令在一定时间内母联仍存在电流在一定时间内母联仍存在电流两母线电压闭锁均动作两母线电压闭锁均动作母联失灵动作后切除两母线上所有连接母联失灵动作后切除两母线上所有连接(linji)元件元件第56页/共82页第五十七页，共82页。支路1支路2双母线，断路器失灵保护与母线保护一体化，失灵保护动作后，跳开失灵开关所在(suzi)母线上其他所有的开关。六、断路器失灵(shlng)保护第57页/共82页第五十八页，共82页。判断开关失灵2个条件：1.线路保护或变压器保护对该开关发过跳闸命令；（本条件判断在线路保护或主变保护装置中实现）2.开关在一段时间里仍有电流(dinli)流过。（本条件判断在母线保护装置或线路辅助保护装置中实现）启动失灵(shlng)压板通过引入刀闸位置接点，确定失灵断路器接于哪条母线，从而经过该母线的电压闭锁元件，去切除该条母线。（本部分在母线保护装置中实现。）六、断路器失灵保护各断路器出口压板注意：失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线注意：失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经失灵延时切除该元件所在母线的各个路断路器，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件连接元件第58页/共82页第五十九页，共82页。第59页/共82页第六十页，共82页。将本侧母差保护、失灵保护动作后启动的永跳继电器的接点，引入线路光差保护，保护动作后经过线路光差“远跳压板”向对侧发“远跳”信号，对侧收到该信号后再经相关就地判据给对侧线路开关发三相跳闸命令。远跳开入端子远跳压板线路光差保护可以启动(qdng)远跳的保护出口接点第60页/共82页第六十一页，共82页。 1）断路器与TA之间发生短路故障 2）母线(mxin)上故障断路器失灵MN第61页/共82页第六十二页，共82页。八、复合(fh)电压闭锁方式 第62页/共82页第六十三页，共82页。行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检。第63页/共82页第六十四页，共82页。本支路电流计入哪个小差(xiochi)回路母差保护(boh)动作后选择跳闸开关-5-1286线路-2III九、母线运行方式识别 第64页/共82页第六十五页，共82页。九、母线运行(ynxng)方式识别 第65页/共82页第六十六页，共82页。以下以下(yxi)几种情况下装置会发出刀闸位置报警几种情况下装置会发出刀闸位置报警信号：信号：当有刀闸位置变位时，需要运行人员检查无误当有刀闸位置变位时，需要运行人员检查无误(ww)后按刀闸后按刀闸位置确认按钮复归。位置确认按钮复归。刀闸位置出现双跨时。刀闸位置出现双跨时。当某条支路有电流而无刀闸位置时，装置能够记忆原来的当某条支路有电流而无刀闸位置时，装置能够记忆原来的刀闸位置，并根据当前系统的电流分布情况校验该支路刀闸刀闸位置，并根据当前系统的电流分布情况校验该支路刀闸位置的正确性，此时不响应刀闸位置确认按钮。位置的正确性，此时不响应刀闸位置确认按钮。由于刀闸位置错误造成大差电流小于由于刀闸位置错误造成大差电流小于TATA断线定值，而小差电流大断线定值，而小差电流大于于TATA断线定值时延时断线定值时延时10s10s发刀闸位置报警信号；因刀闸位发刀闸位置报警信号；因刀闸位置错误产生差流时，装置会根据当前系统的电流分布情况置错误产生差流时，装置会根据当前系统的电流分布情况计算出该支路的正确刀闸位置。计算出该支路的正确刀闸位置。九、母线运行方式识别 第66页/共82页第六十七页，共82页。第67页/共82页第六十八页，共82页。 220kV、110kV主变保护按双套配置(pizh)主后一体的电量保护（差动保护和后备保护），非电量保护按单套配置(pizh)。第68页/共82页第六十九页，共82页。非电量保护装设重瓦斯、压力释放、油温度高、绕非电量保护装设重瓦斯、压力释放、油温度高、绕组温度高、有载调压开关重瓦斯、冷却器全停组温度高、有载调压开关重瓦斯、冷却器全停等输入等输入(shr)(shr)回路回路, ,其出口继电器不起动失灵其出口继电器不起动失灵保护；轻瓦斯则只发信号。保护；轻瓦斯则只发信号。 第69页/共82页第七十页，共82页。一、主变保护一、主变保护(boh)配置配置第70页/共82页第七十一页，共82页。一、主变保护一、主变保护(boh)配置配置第71页/共82页第七十二页，共82页。一、主变保护一、主变保护(boh)配置配置第72页/共82页第七十三页，共82页。第73页/共82页第七十四页，共82页。第74页/共82页第七十五页，共82页。四、复压闭锁四、复压闭锁(b su)过流保护过流保护在过流保护的基础上增加了复合电压条件在过流保护的基础上增加了复合电压条件(tiojin)，复合电压是低电压和负序电压，也就是任意一线电压低于整定值或者负序电压高于整定值复合电压满足条件，复合电压是低电压和负序电压，也就是任意一线电压低于整定值或者负序电压高于整定值复合电压满足条件(tiojin)，开放保护。加装复合电压闭锁后，过流的整定值就可以降低，提高灵敏度。，开放保护。加装复合电压闭锁后，过流的整定值就可以降低，提高灵敏度。第75页/共82页第七十六页，共82页。五、零序方向五、零序方向(fngxing)过流保护过流保护第76页/共82页第七十七页，共82页。六、间隙六、间隙(jin x)保护保护第77页/共82页第七十八页，共82页。方式方式(fngsh)一：取自变压器中性点绝缘套管一：取自变压器中性点绝缘套管CT方式方式(fngsh)二：取自放电间隙二：取自放电间隙CT零序电压零序电压(diny)取自取自PT开口三角开口三角六、间隙保护六、间隙保护第78页/共82页第七十九页，共82页。S-变压器中性点接变压器中性点接地地(jid)刀闸的辅助刀闸的辅助触点，当变压器中触点，当变压器中性点接地性点接地(jid)运行运行时，时，S闭合，当变压闭合，当变压器中性点接地器中性点接地(jid)不运行时不运行时, S打开。打开。I0op与变压器的零序阻抗、间隙放电时的电弧电阻等因素有关，一般保护的一次动作电流(dinli)可取为100A 左右U0op要大于在部分中性点接地的系统中发生单相接地时或中性点不接地变压器两相运行时，可能(knng)出现的最大零序电压 ；要小于中性点直接接地系统中失去接地点时发生单相接地，开口三角绕组可能(knng)出现的最低电压 。一般取180V(高压系统电压互感器开口绕组每相额定电压为100V） 保护投入压板保护投入压板间隙保护方式控制字间隙保护方式控制字,考虑到间隙击穿过程中，间隙零序过流和零序过压可能交替动作，装置设有考虑到间隙击穿过程中，间隙零序过流和零序过压可能交替动作，装置设有“间隙保护方式间隙保护方式”控制字，当控制字，当“间隙保护方式间隙保护方式”控制字设为控制字设为“1”时，间隙零序过流和零序过压元件动作后相互保持。时，间隙零序过流和零序过压元件动作后相互保持。下一页下一页六、间隙保护六、间隙保护第79页/共82页第八十页，共82页。开口开口(ki ku)三角三角二次副圈二次副圈一次主圈一次主圈Ue/3 / 100/3 / 100/3Ue/3 / 100/3 / 100中性点接地系统中性点接地系统TV变比变比中性点不接地系统中性点不接地系统TV变比变比 C C B BAUp中性点接地系统发生单相接地中性点接地系统发生单相接地 C C B B A3Up中性点不接地系统发生单相接地中性点不接地系统发生单相接地第80页/共82页第八十一页，共82页。第81页/共82页第八十二页，共82页。