继电保护与安全自动装置PPT课件

一、继电保护的基本介绍 二、继电保护的组成 三、继电保护配置原则 四、线路保护装置 五、BP2B母差保护装置 六、RCS-978主变保护的保护原理及运行注意事项 返回主菜单主 要 内 容第1页/共188页 1.1继电保护的基本任务 1.2故障时电气量的变化 1.3继电保护的基本要求 1.4继电保护的分类一、继电保护的基本介绍第2页/共188页 对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。 （2 2）当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。 问问 题题讨讨 论论 继电保护 （1 1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。继电保护基本任务 1.1继电保护的基本任务第3页/共188页1.2故障时电气量变化电流增大电流增大出现差流出现差流 出现序分量出现序分量 （零序、负序）（零序、负序）电 流电 压电压降低电压降低 电流电压间相角发生变化电流电压间相角发生变化 电流与电压比值发生变化电流与电压比值发生变化 出现序分量出现序分量 (零序、负序）零序、负序）第4页/共188页 正序、负序、零序？ 三相短路故障和正常运行时，系统里面是正序。 单相接地故障时候，系统有正序负序和零序分量。 两相短路故障时候，系统有正序和负序分量。两相短路接地故障时，系统有正序负序和零序分量。第5页/共188页1.3继电保护继电保护的基本要求的基本要求可靠性快速性 灵敏性 保护范围内发生故障，保护装置可靠动作，而在任何不应动作的情况下，保护装置不应误动。 保护装置应尽快将故障设备从系统中切除，目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。 保护装置在其保护范围内发生故障或不正常运行时的反应能力。 保 护四 性选择性 保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽可能缩小，以保证系统中无故障部分继续运行。第6页/共188页 1、按照保护实现方式可分为：传统保护、微机保护。 2、按照保护对象可分为线路保护、变压器保护、母线保护、发电机保护、电容器保护、电抗器保护等等。 3、按保护原理可分为：过电流保护原理、阻抗（距离）保护原理、纵联保护原理、横联差动保护原理、瓦斯保护原理（四）保护装置分类的标准 第7页/共188页 逻辑判断部分采用软件方式实现 传统保护 微机保护 方便可靠，易于实现复杂的保护原理。实现方式比比 较较 逻辑判断部分采用硬件方式实现 对于比较复杂原理的继电保护，难于实现。 按保护实现方式分类第8页/共188页微机保护装置基本构成框图第9页/共188页 测量部分用于测量被保护元件的电流、电压、阻抗等，并同整定值进行比较来确定是否发生故障或不正常工作情况然后输出相应信号至逻辑部分。 逻辑部分根据测量输入的信号进行逻辑判断，以确定应使断路器跳闸还是发出信号，并将此信号输入到执行部分。 执行部分根据逻辑送来的信号去执行保护装置的任务，跳闸或发出信号。 第10页/共188页按照被保护元件分类按照被保护元件分类（1）线路保护（2）发电机保护（3）变压器保护（4）母线保护（5）电动机保护第11页/共188页按照按照保护原理保护原理分类分类（1）过电流保护原理（2）阻抗（距离）保护原理（3）纵联保护原理（4）纵联差动保护原理（5）瓦斯保护原理第12页/共188页 2.1高压电力系统中的继电保护 2.2继电保护系统的组成二、继电保护的组成返回主菜单第13页/共188页控制高压断路器（开关）继电保护装置 高压电力系统中，断开短路电流是通过高压开关和继电保护装置配合来完成的。变电站中的断路器电缆沟电气控制室控制2.1高压电力系统中的继电保护实例电缆沟电气控制室第14页/共188页二次系统示意图二次系统示意图第15页/共188页二次系统示意图二次系统示意图第16页/共188页保护柜示意图保护柜示意图保护柜端子排操作箱保护光纤接口第17页/共188页二次系统示意图二次系统示意图TVTA开关端子箱操作机构保护保护测控监控后台保护信息管理机网络二次电缆开关站保护室第18页/共188页2.2继电保护的组成系统方框图 负测量回路保护装置单、三相操作箱跳合闸机构控制部分PTCT二次回路 负第19页/共188页 由六个部分组成（见上图） 第一部分：测量部分； 第二部分：保护装置（不同原理）； 第三部分：单或三相操作箱； 第四部分：跳合闸机构； 第五部分：控制部分（包括直流部分）； 第六部分：二次回路；第20页/共188页 第一部分测量回路组成和作用：组成：电压互感器、电流互感器和二次回路；作用：将高电压和大电流变为低电压和小电流， 同时也起到隔离作用，防止高电压和大电流对人身和设备的伤害。 电流互感器的极性是非常重要：极性决定了保护判断方向的正确性，同时也决定了差电流的值、和电流的值保护动作值。继电保护的组成测量部分第21页/共188页电压互感器回路第22页/共188页 220kV母差保护所用绕组比单元保护所用绕组距离母线远，是因为单元保护保护范围指向各单元（例如线路），而母差保护保护范围指向母线，这样，单元保护与母差保护范围拥有一个交集，一个共同保护范围，从而防止了电流互感器绕组间短路出现保护死区。电流互感器第23页/共188页 、第二部分：保护装置： 组成：第一个装置里都包括了各种与设备相关、并能反应该设备大部分故障的保护元件。 根据不同设备，配置不同原理的保护装置。例：线路保护装置RCS902有： 三段式接地距离继电器、三段式相间距离继电器、相电流元件、重合闸继电器、四段零序电流保护等可见：每一个装置里都包含有很多不同原理的元件。有点象搭积木一样的。元件只是一个小部分。只有合理的选择和搭建，才能保证装置能正确动作。继电保护的组成保护装置第24页/共188页 第三部分：单（或三相）操作箱中间继电器箱; 作用：将保护装置发出的命令通过中间继电器来扩大过流能力，同时也完成与重合闸等的配合。正确完成保护装置发出的指令（本设备保护或其它保护） 它是二次设备与一次设备的分界点继电保护的组成操作箱第25页/共188页 第四部分：跳合闸机构在断路器装置里。 作用：完成将断开断路器，将故障设备从系统中隔离，保证系统的安全。 跳合闸机构：保证开关正确的分、断；包括二个方面：电气部分和机械部分。任何跳合闸机构都有固定的跳闸时间。 继电保护的组成跳合闸机构第26页/共188页 第五部分：二次回路 作用：将各部分正确连接的线路 组成：包括回路中的导线、屏上的端子排、保护屏上的压板等。继电保护的组成二次回路第27页/共188页第六部分：控制部分 作用：根据规则，对继电保护的各部分进行控制，使各部分有效的结合，完成继电保护功能。 如断路器的控制自动操作和手动操作的控制；动作后是发信号还是跳闸等。 继电保护的组成控制部分第28页/共188页 组成：二次回路、中间继电器和直流回路。 直流回路在变电站是非常重要的，可以说没有直流，变电站是不能正常运行的。 直流系统的正常运行，是变电站安全运行的保障。断路器的操作需要直流；保护装置需要直流；中控系统同样也离不开直流。 控制回路能保证当保护正确判断故障后，断路器能在最短时间内，并按一定的规则将故障切除。继电保护的组成控制部分第29页/共188页 保护装置动作是不是继电保护动作时间？ 不是，继电保护动作时间：保护装置判断故障时间中间继电器动作时间整定时间跳闸机构固有动作时间 断路器灭弧时间。 一般情况下，大约是100ms第30页/共188页 3.1主保护与后备保护 3.2继电保护配置 3.3保护范围 返回主菜单三、继电保护配置 第31页/共188页 什么是主保护： 在保护动作上不与其它保护配合。(特点：能以最短的时限，有选择地切除被保护设备和全线路故障的保护。如差动保护、高频保护等)3.1主保护与后备保护第32页/共188页 线路的主保护分类： 线路的主保护从动作时间上划为两类：第一类：全线瞬时动作。 纵联差动保护， 在 220KV及以上线路作为主保护。 纵联差动保护包括三大类： 以光纤为媒介的光纤保护 以电力输电线为媒介的高频保护； 以空气为媒介的微波保护第33页/共188页 第二类（线路分类）： 按阶梯时限特性动作的保护。 具有阶梯时限特性的距离保护、零序电流保护等作主保护， 一般适用于110KV及以下一些不太重要的线路。第34页/共188页什么是后备保护： 在动作过程中，必须与其它保护进行配合的保护。指主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护装置。如距离保护、零序保护、过流保护等。后备保护不仅可以对本线路或设备的主保护起后备作用，而且对相邻线路也可以起后备作用。第35页/共188页 后备保护分远后备保护和近后备保护两类。 远后备保护的构成： 远后备是指本元件的主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。第36页/共188页 近后备保护： 近后备是指主保护拒绝动作时，由本设备或线路的另一套保护实现的后备；当断路器拒绝动作时，可由该元件的保护或断路器失灵保护断开同一连接母线的断路器，以切除故障。第37页/共188页 辅助保护： 什么是辅助保护: 作为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，例如电流速断通常就可作为这类性质的保护。还有一种异常运行保护，是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护，如过负荷保护，发电机的过电压保护。第38页/共188页 3.2 继电保护配置 什么是继电保护配置？ 针对不同设备运行特点对保护元件进行合理的设置，保证设备故障及不正常运行方式时，能在规定的时间内将故障设备从系统中断开，保证系统的安全运行。第39页/共188页 过流保护 当线路中故障电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器动作按保护装置选择性的要求，有选择性的切断故障线路。 电流保护I段：动作电流较大，动作时间较短 电流保护II段：动作电流较小，动作时间较长第40页/共188页 距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置。其动作和选择性取决于本地测量参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区段参数的比较结果，而阻抗、电抗又与输电线的距离成正比，故名距离保护。距离保护是主要用于输电线的保护，一般是三段式或四段式。第一段保护线路的7080，第二段保护余下的1020并作相邻母线的后备保护。第三段带方向或不带方向，有的还设有不带方向的第四段，作本线及相邻线段的后备保护。（接地距离与相间距离）第41页/共188页 零序保护 在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置。第42页/共188页 零序一段： 躲过下一段线路出口处接地短路时的最大零序电流。 躲开断路器三相触头不同期合闸时候所出现的最大零序电流。（两者比较取最大） 零序二段： 与下一段线路的一段配合，躲过下段线路的第一段保护范围末端接地短路时，通过本保护装置的最大零序电流。 零序三段： 与下一段线路的三段配合； 躲开下一段线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流。（两者比较取最大）第43页/共188页 主要在于采用的电气量不同，接地距离保护是测量阻抗的变化。而零序保护利用的是接地故障时产生的零序电流分量。两者从保护的配合上来看，都是属于阶段式的保护。在不发生单相接地时，零序电流分量是不会出现的，所以零序电流保护具有较高的灵敏性。但在配合时，零序II段的灵敏性可能不满足要求，这时可采用接地距离保护。这也就是说接地零序保护的灵敏性较高。所以保护的配备上，一般距离保护作主保护，电流保护都是作为后备保护的，即在线路发生故障时，首先距离保护动作，零序保护作为后备可能动作。零序保护与接地距离保护的区别第44页/共188页 线路保护配置： 主保护：双高频保护、纵联差动保护、高频保护+纵联电流差动保护（根据接线方式） 近后备保护：距离三段保护（接地距离和相间距离）；零序电流保护；失灵保护；重合闸（包括后加速）。 远后备保护：主变后备保护、相邻线路的三段保护第45页/共188页 线路保护配置： 110KV线路无论是有源还是无源线路，通常采用主保护和远后备保护。 主保护：距离、保护（接地距离、相间距离），零序方向电流、保护； （近后备保护：距离保护、零序方向电流保护；） 远后备保护：由主变的过流保护用为110KV后备保护第46页/共188页 主变保护配置原则 主保护： 反应变压器油箱内部故障和油面降低瓦斯保护 ； 内部故障主要有：油、纸等绝缘材料；线圈的纵向故障（匝间短路） 反应变压器绕组和引出线的相间短路 纵联差动保护 纵联差动保护对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接短路以及绕组匝间也能起到保护作用，但灵敏度不高。第47页/共188页 主变后备保护： 后备保护设置原则：为了防止外部故障引起主变过负荷。所以，后备保护作为相邻元件的远后备保护，同时也作为变压器本身主保护的近后备保护。后备保护能保护电流互感器与断路器之间的故障。第48页/共188页 、10KV线路： 根据35KV和10KV系统中性点不直接接地系统的特点（由于系统相对简单） 保护采用主保护和远后备保护。第49页/共188页 必须装设母线保护的设备： 110KV及以上双母线。 110KV及以上单母线，重要发电厂或110KV及以上重要变电所的35KV母线；第50页/共188页 110kV及以上母线： 主保护：母差保护； 后备保护：本站主变的后备保护和对侧的线路保护 10KV母线： 无主保护，由主变的后备保护对其进行保护。第51页/共188页 影响保护范围的因素 与保护装置的原理有关 与保护装置的整定值有关 与保护装置所取CT的安装位置有关 与保护装置所取CT接线方式有关 与运行方式有关 3.3保护范围影响保护范围的因素第52页/共188页 与保护装置的原理有关： 不同的保护原理，其保护范围是不同的，它也受到运行方式的影响。如主变零序电流保护。受主变中性点是否接地的制约。 保护范围 装置原理影响保护范围第53页/共188页 与保护装置的整定值有关：不同的整定值，其范围也是不同的。如距离保护1段和2段的范围就不同。保护范围 整定值影响保护范围第54页/共188页 与保护装置所取CT的安装位置有关。 如主变纵差保护的CT：取开关CT和取套管CT保护范围就不同 保护范围 CT的安装位置影响保护范围第55页/共188页 与保护装置所取CT接线方式有关： 一次与二次的极性有关。CT的极性接法，直接关系到保护方向的选择。如线路距离保护：当极性接反了，正方向不动，反方向动作；保护范围 CT接线方式影响保护范围第56页/共188页 与运行方式有关： 在大运行方式下计算的整定值，在小运行方式下，可能不动作。所以整定值要随着运行方式变化而不断调整。保护范围 运行方式影响保护范围第57页/共188页 举例： 线路保护范围 保护的正方向：从母线指向线路。 从CT开始往线路方向，包括线路CT、线路刀闸、阻波器（阻波器的作用：它是并联在线路上，让高频通过，工频不能通过，常见故障是阻波器里的电容损坏）、线路避雷器一直到第一级铁塔。线路保护范围 第58页/共188页 线路保护范围图：不包括本线路开关第59页/共188页 主保护保护范围 瓦斯保护：主变本体； 差动保护：三侧CT所包围的部分；差动保护范围分三种情况： 第一种情况：取开关CT； 第二种情况：取套管CT； 第三种情况：取旁路CT。第60页/共188页 第一种情况：不包括旁路母线； 检查的设备有变压器本体、 三侧的避雷器、 电压互感器、 各设备的接线端头、 出线瓷套管等。主变保护范围示意图（取开关CT）220kV母线110kV母线10kV母线第61页/共188页 第二种情况： 检查的设备有变压器本体、 中低压侧的避雷器、 中低压侧设备的接线端头、 出线瓷套管 保护范围主变保护范围示意图(取套管CT)220kV母线110kV母线10kV母线第62页/共188页 第三种情况： 检查的设备有变压器本体、 三侧的避雷器、 各设备的接线端头、 出线瓷套管 检查旁路母线及旁路刀闸 不检查主变3刀闸保护范围主变保护范围 (取旁路开关CT)220kV母线110kV母线10kV母线220kV旁母线第63页/共188页 后备保护的方向： 均是指向相邻设备 如：复合电压方向过流保护：具体设备：主变套管CT引线、 避雷器、 PT、3刀闸、 主变本侧开关、 1刀闸、 母线、 所有线路的1刀闸、 所有线路的开关、 所有线路的3刀闸直到出线至第一级铁塔为止。 保护范围主变后备保护范围示意图220kV母线110kV母线10kV母线第64页/共188页 后备保护动作分析 A：原因 从上分析可以看出：引起主变后备保护动作的原因有四种： 主变差动保护拒动； 相邻元件开关拒动； 相邻元件的保护拒动。 保护本身误动。 主变后备保护动作分析第65页/共188页 母差保护范围：母线设备、及本母线上所连接的出线开关直到开关CT（画图说明） 母差保护范围示意图母联保护范围母差保护范围第66页/共188页 母差保护的动作后果分析 跳开本母线上所有开关； 闭锁线路重合闸装置再次重合将加剧绝缘的损坏，事故扩大。 使高频保护停信如果某个开关拒动，应保证线路对侧的高频保护跳开开关，切断电源。第67页/共188页 开关失灵保护 是线路保护的后备保护。跳闸范围同母差保护范围一样。动作条件：开关确在合闸位置； 本设备保护确已动作； 失灵元件已动作，但未返回； 复合电压已动作； 以上四个条件均满足后，经500ms后，跳开本母线上的所有开关。第68页/共188页 问题：为什么开关转冷备用时，应该解除母差上相关出口压板？ （与失灵保护有关） 开关转冷备用时，可能满足失灵保护的条件：开关在合位，保护动作，仍有故障电流。第69页/共188页 如图所示，该220kV线路发生B相发生单相永久性故障，此时，由于211开关A相故障，不能正常分闸，保护如何动作？失灵是否能启动？（220kV线路重合闸方式为单重，211开关失灵保护投入）第70页/共188页 1、当220kV系统B相线路发生故障时，两侧线路（211、221）保护启动，B相跳闸，随后211、221开关B相重合一次，重合不成功跳开两侧三相开关。此时211开关A相故障，不能跳闸。 2、不会启动失灵保护。因为虽然A相开关拒分，但当211开关的B、C相和221开关的A、B、C相跳开后，两侧不存在故障电流，所以两侧保护返回，不启动失灵保护。第71页/共188页 安规规定停电先拉线路侧刀闸，送电先合母线侧刀闸，为什么？根据本节保护范围做出分析。都是为了在发生误操作时，缩小事故范围。第72页/共188页 （1）停电时，可能出现的误操作有：断路器尚未断开电源，先拉刀闸，造成带负荷拉刀闸。另一种情况是，断路器虽已断开，但电工人员操作刀闸时，因走错间隔而错误地断开不应停电的设备。 当断路器尚未断开电源时，误拉刀闸有两种情况：一种情况是先拉母线侧刀闸，弧光短路在断路器内，将造成母线短路；另一种情况是先线路侧刀闸，弧光短路点在断路器外，断路器的保护装置动作跳闸，能切除故障，缩小了事故范围。所以停电先拉线路侧刀闸。第73页/共188页 （ 2）送电时，如果断路器误在合闸位置上，便去合刀闸。有以下两种情况：若先合线路侧刀闸，后合母线侧刀闸，等于用母线侧刀闸带负荷往线路送电，一旦发生弧光短路，便造成母线故障，人为地扩大了事故；若先合母线侧刀闸，后合线路侧刀闸，等于用线路侧刀闸带负荷往线路送电，一旦发生弧光短路，断路器的保护装置动作跳闸，可以切除故障，缩小了事故的范围。所以送电时先合母线侧刀闸。 第74页/共188页 4.1 10kV线路保护装置 4.2 110kV线路保护装置 4.3 220kV线路保护装置 4.4 自动重合闸装置 返回主菜单四、线路保护装置第75页/共188页4.1、10kV线路保护配置 线路上主要设备 A、馈线 B、电容器 C、电抗器第76页/共188页线路故障类型及保护配置 10kV系统属中性点非直接接地的电网，其主要故障类型有：各种形式的相间短路，不同地点的两点接地短路及单相接地。 对于相间短路，要求保护动作于跳闸，对于单相接地，由于短路电流小，同时线电压仍对称，对用户无大的影响，可以继续运行，动作于发信。（不同电网要求不一致）第77页/共188页单相接地时的电流、电压（）接地相电压降低（等于零），其他两相升高（3倍），系统中出现零序电压且处处相等。（）非故障线路首端的零序电流为本线路对地电容电流之和。（）故障线路首端的零序电流为所有非故障线路对地电容电流之和 。UAUBUCUBUC第78页/共188页 相间短路保护的配置 相间短路通常力求简单，通常采用三段式或两段式电流保护。 单相接地保护 通常设有零序电流保护，接于线路出线电缆的零序CT上，动作于信号。（有些地区动作于跳闸）第79页/共188页电容器组保护 限时电流速断保护 通常按电容器组额定电流的3-5倍整定。带0.1-0.2秒延时，防止电容器组投入时误动。 过电流保护 按电容器组额定电流的1.5-2倍整定。时限一般为0.4-1.0秒。 过压保护 按电容器组额定电压的1.1倍整定，防止过电压损坏电容器组。第80页/共188页 失压保护（低电压保护） 当供电电压消失时，电容器组失去电源开始放电，其上电压逐渐降低；若残余电压未放电到0.1倍额定电压就恢复供电，则电容器组上将承受高于1.1倍额定电压的合闸过电压，导致电容器组的损坏。 不平衡保护 不平衡保护主要是反映形成电容器本体内部故障多台电容器单体熔丝熔断导致三相电压不平衡。第81页/共188页 并联电抗器应装设如下保护装置 (1) 低电压保护(2) 过电压保护(3) 过电流保护(4) 瞬时过电流保护(5) 不平衡保护第82页/共188页线路后备保护 当开关拒动、保护拒动时，什么保护动作？ 主变低压侧后备保护 动作后切除什么开关？ 主变低压侧开关 思考：属于近后备还是远后备？第83页/共188页常见的110kV线路保护LFP-941A（RCS-941A）、NSR-201、DFP-201微机线路保护 距离保护采用阻抗圆特性，具有三段式距离保护、三段式接地距离保护、四段式零序电流保护、重合闸、双回线相继速动、不对称故障相继速动等功能。PSL-621C、CSL-160B、DF3220微机线路保护 距离保护采用四边形特性，具有三段式距离保护、三段式接地距离保护、四段式零序电流保护、重合闸、双回线相继速动、不对称故障相继速动等功能。4.2 110kV线路保护第84页/共188页不对称相继速动保护 不对称故障时，利用近故障侧切除后负荷电流的消失，可以实现不对称故障时相继跳闸。在不对称相继速动功能 投入的前提下，不对称相继速动需满足两个条件：距离II段元件动作；负荷电流先是三相均有流，随后任一相无流。第85页/共188页 双回线相继速动保护 双回线相继速动保护仅在保护启动后的300ms内投入。如图，两条线路中的段距离元件先启动然后又返回时，向另一回线路输出一个加速信号，加速其段距离元件动作跳闸。1342线路1线路2MN第86页/共188页 双回线段距离相继动作的判据为： （1）本线段阻抗启动。 （2）故障开始未收到加速信号，其后又收到同侧另一回线路来的加速信号。 （3）本线段阻抗在满足（2）条件后经一个短延时仍不返回。第87页/共188页 目前常用的220KV线路保护有： 南京南瑞的RCS(早期为LFP)系列，如RCS902、RCS901、RCS931， 北京四方的CSC系列，如CSC101、CSL103， 国电南自的PSL系列，如PSL602、PSL603等。 220KV线路保护一般由两套不同原理的保护构成两个保护屏，如一屏配RCS931电流差动保护+RCS-923另一屏配PSL602GM 高频距离保护+GXC-01（光纤），或一屏配PSL603GC电流差动保护另一屏RCS901 高频距离保护+RCS-923+ LFX912。4.3 220kV线路保护第88页/共188页 220kV线路主要采用纵联电流差动保护、高频相差保护、高频方向保护，高频距离保护，高频远方跳闸保护作为区内故障的主保护。 采用两套不同原理的高频保护或纵联电流差动作为互为后备的方式。 同时采用多段式距离保护构成相间故障的近后备方式，采用带或不带方向元件的多段式零序电流保护或多段式接地距离保护构成接地故障的近后备方式，采用失灵保护作为断路器拒动时的近后备保护。第89页/共188页 高频保护 利用两侧保护继电器反映本侧电气量，利用通道将继电器对故障方向判别的结果传送到对侧，每侧保护根据两侧保护继电器的动作经过逻辑判断区分是区内还是区外故障。这类保护是间接比较线路两侧的电气量，在通道中传送的是逻辑信号。比如RCS901,RCS902保护，判别方向元件不同，RCS901用的是方向高频和零序高频，RCS902用的是距离高频和零序高频。根据工作方式不同一般分为允许式和闭锁式。第90页/共188页（一）高频闭锁方向保护 以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端的功率方向。（二）相差动高频保护 以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端的电流相位。第91页/共188页第92页/共188页 阻止高频电流外流，以免产生不必要的损耗和造成对其他高频通道的干扰。但不影响工频电流的传输。阻高频，通工频。 （二）耦合电容器的作用 将发信机发出的高频电流送至高压输电线路，并使对端送来的高频电流进入收信机。（一）阻波器的作用第93页/共188页 与耦合电容器一起构成一个带通滤波器，并进行阻抗匹配。（四）高频电缆的作用 高频电缆是高频收发信机或载波机和结合滤波器的连接线。 高频电缆又称为同轴电缆，它有内、外两个导体，芯线是内导体，外皮( ( 铅皮或铜丝网) )是外导体。高频电缆有很好的抗干扰能力。（三）结合滤波器的作用第94页/共188页高频通道的工作方式1 1、故障时发信（允许式） 正常时无高频电流 ，故障时有高频电流2 2、长期发信（闭锁式） 正常时有高频电流，故障时高频电流消失。第95页/共188页高频信号的性质1 1、闭锁信号： 收不到该信号是保护跳闸的必要条件。2 2、允许信号： 收到该信号是保护跳闸的必要条件。3 3、跳闸信号： 收到该信号是保护跳闸的充分必要的条件。第96页/共188页（一）准备 本侧保护功率为正时发信机停信，为负时发 信机发闭锁信号。（二）保护动作的条件 1、保护启动 2、本侧收信机没有收到闭锁信号。（三）原理介绍第97页/共188页 答：闭锁式高频保护动作跳闸的条件为：低定值启动元件启动发信；高定值启动元件动作；正向元件动作停信；收不到对侧闭锁信号。 图中k点故障；3、4侧保护启动发信 正向元件动作停信，且无闭锁信号，于是跳闸；2、5感受到反向故障发信，闭锁两侧保护，不跳闸；1、6正方向元件动作，收到对侧闭锁信号，不跳闸。闭锁式高频向保护动作跳闸的条件是什么？第98页/共188页 可以单侧解除高频保护吗（闭锁式）？ 不行，可能导致单侧投入侧高频保护误动作。第99页/共188页 如图220kV系统，当母线故障发生在断路器和电流互感器之间时，两侧变电站均配置母差保护和闭锁式高频保护，请问两侧保护如何动作？母差保护停信第100页/共188页 本侧母差保护动作，跳开本侧开关，（本侧线路保护不会动作，区外故障）但故障点依然存在。依靠母线保护出口继电器动作停止本线路高频保护发信，对侧保护启动后收不到闭锁信号，高频动作，断路器跳闸切除故障。第101页/共188页 纵联电流差动保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧，每侧保护根据对两侧电流的幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故障。这类保护反映的是两侧的电气量。类似于差动保护，因此也叫纵联电流差动保护。第102页/共188页 安全自动装置：1）输电线路自动重合闸装置；2）备用电源自动投入装置；3）自动按频率、低压减负荷装置和频率自动调节装置； 什么是自动重合闸？ 将因故跳开后的断路器按需要自动重新投入的一种自动装置。4.4安全自动装置第103页/共188页四、先收讯后停讯的原则为什么使用重合闸装置？电力系统运行经验表明,架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的,永久性故障一般不到10%。因此,在由继电保护动作切除短路故障之后,电弧将自动熄灭,绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。第104页/共188页 (1)在下列情况下，重合闸不应动作： 1)由值班人员手动跳闸或通过遥控装置跳闸时； 2)手动合闸，由于线路上有故障，而随即被保护跳闸时。 (2)除上述两种情况外，当断路器由继电保护动作或其它原因跳闸后，重合闸均应动作，使断路器重新合上。 (3)自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定，如一次重合闸就只应实现重合一次，不允许第二次重合。 (4)自动重合闸在动作以后，一般应能自动复归，准备好下一次故障跳闸的再重合。对重合闸的几个要求第105页/共188页 (5)应能和继电保护配合实现前加速或后加速故障的切除。 (6)在双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同期问题，即能实现无压检定和同期检定。 (7)当断路器处于不正常状态(如气压或液压过低等)而不允许实现重合闸时，应自动地将自动重合闸闭锁。 (8)自动重合闸宜采用控制开关位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸。第106页/共188页 重合闸启动方式？ 重合闸有保护启动或断路器位置不对应启动。 重合闸方式有检同期方式、检无压方式和不检方式。 一侧检同期，一侧检无压。检无压侧应该同时投入检同期。为什么？ 防止开关偷跳第107页/共188页 重合闸后加速？重合闸前加速？ 后加速：线路发生故障时，保护装置有选择地将故障线路切除，与此同时重合闸动作，重合一次，若重合于永久性故障时，保护装置立即以不带时限、无选择地动作再次断开断路器。 前加速：当线路上发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作于跳闸,而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作。第108页/共188页重合闸动作方式 任何故障三跳三合三重方式 单相故障单跳单合，多相故障三跳三合综重方式 重合闸退出停用方式 单相故障单跳单合，多相故障三跳不重合单重方式第109页/共188页 保护的电压、电流取自哪里？ 电流：开关CT。电压：母线PT 线路PT的作用？1、用于手动检同期、检无压合闸用2、用于重合闸检同期、检无压用3、用于备自投及其他自动装置第110页/共188页 220千伏重合闸投入方式： 不同厂家的保护两套重合闸均投相同重合闸方式位置 合闸出口压板投入与本站旁路保护相同配置的一套，另一套重合出口压板退出。 若一套保护（或高频保护）停役或其重合闸停役时，则应投入另一套保护重合出口压板。 同厂家的两套保护重合出口压板均投入。第111页/共188页 无旁路开关配置的两套保护重合出口压板正常运行时优先级顺序如下： 投电流差动保护的合闸出口压板（双差动保护优先南瑞900系列保护，另一套保护重合出口压板退出）； 投入南瑞900系列保护合闸出口压板，投入其他厂家保护合闸出口压板；线路另一套重合出口压板退出。第112页/共188页 某站110kV线路故障， LFP-941A型保护装置动作，重合不成功，后加速动作跳闸. 该线路检修后，在恢复送电时，运行人员一合上直流操作电源,重合闸动作，开关由分变合。试分析其原因。 原因分析：由于LFP941装置没有控制回路断线闭锁重合闸功能，且在开关后加速跳闸后，运行人员没有在测控屏将开关控制把手进行对位，合后KKJ始终保持，在断开控制电源时，TWJ继电器常开接点返回，保护装置进行重合闸充电，在控制电源重新合上，TWJ继电器常开接点接通，不对应启动重合闸，将开关合上。练习第113页/共188页 110kV及以下供电系统中，通常采用辐射型的供电方式。在这些系统接线方式中，为提高对用户供电的可靠性，可采用备用电源自动投入装置，简称BZT装置，使系统自动装置与继电保护装置相结合。这是一种提高对用户不间断供电的经济而有效的重要技术措施之一。备自投装置第114页/共188页第115页/共188页 方式一（1#进线运行，2#进线热备用） 充电条件：a)、段母线有压，2#进线线路有压（可投退）。 b) 1DL、3DL在合位，2DL在分位。 经延时后完成充电。 放电条件：a) 2#进线线路无压。 b) 2DL合上。 c)手跳1DL或3DL。 d)其他外部闭锁信号。 动作过程：充电完成后，若、母均无压，2#进线线路Ux2有压，I1无流，延时跳开1DL，确认1DL跳开后合2DL开关。 方式二（1#进线热备用，2#进线运行），类似方式一。第116页/共188页 方式三、四（两段母线分列运行，桥开关热备用） 充电条件：a)、段母线有压。 b) 1DL、2DL在合位，3DL在分位。 经延时后完成充电。 放电条件：a) 、段母线均无压。 b) 3DL合上。 c)手跳1DL或2DL。 d)其他外部闭锁信号。 方式三动作过程：充电完成后，若母无压，进线I1无流，母有压，延时跳开1DL，确认1DL跳开后合3DL开关。 方式四动作过程：充电完成后，若母无压，进线I2无流，母有压，延时跳开2DL，确认2DL跳开后合3DL开关。110kV桥开关备自投方式第117页/共188页2# 主变1# 主变2# PT1# PT3DLIcIbIaI2I12DL1DL第118页/共188页 方式一、二（两段母线分列运行，分段开关热备用） 充电条件：a)、段母线有压。 b) 1DL、2DL在合位，3DL在分位。 经延时后完成充电。 放电条件： a) 、段母线均无压。 b) 3DL合上。 c)手跳1DL或2DL。 d)其他外部闭锁信号。第119页/共188页 方式一动作过程：充电完成后，若母无压，进线I1无流，母有压，延时跳开1DL，确认1DL跳开后合3DL开关。 方式二动作过程：充电完成后，若母无压，进线I2无流，母有压，延时跳开2DL，确认2DL跳开后合3DL开关。第120页/共188页调控员值班的一天第121页/共188页 此时10kVI段母线B相电压降低接近零，两相上升为线电压，此时为B相完全接地故障。 汇报相关调度，使用拉路法。即逐一拉开各条线路，直至确认故障线路。在某日值班时，发出“10kVI段母线接地”“#1主变10kV侧电压异常”，查看10kVI段母线电压为“A相10.1kV，B相0.2kV，C 10.1kV相”，请问此时为什么故障？如何处理？第122页/共188页 在使用了拉路法以后，确认接地线路为611线路。调度员如何处理？ 10kV及35kV不接地系统允许接地运行2个小时。2个小时后仍然接地必须停运，否则对电缆产生危害。 1个小时后，611线路跳闸，为什么？可能有什么原因？ 只有相间故障才可能跳闸，可能是单相接地发展为相间故障第123页/共188页第124页/共188页 在611开关跳闸后，母线失地信号消失，过了10分钟，又发出发出“10kVI段母线接地”“#1主变10kV侧电压异常”信号， 查看10kVI段母线电压为“A相0kV，B相6.2kV，C相6.2kV”，请问此时为什么故障？如何处理？ 此时为熔丝熔断，需更换熔丝，现场运维人员申请更换熔丝，请根据此时运行方式，下达调度指令。第125页/共188页 更换熔丝时，10kV#1电容器组跳闸，为什么，动作正确吗？ 为低电压保护动作跳闸 随后，10kV备自投保护动作，跳开#1主变66A开关，合上母联66M开关，该保护动作正确吗？第126页/共188页 1.继电保护有哪些功能？本次值班中，哪些是继电保护动作于发信？哪些动作于跳闸？ 2.10kV备自投装置动作条件是？ 3.10kV保护装置如何配置？小结第127页/共188页 返回主菜单五、BP2B母差保护NARIBP2B微机母线成套保护差动动作差动动作差动保护失灵动作失灵动作失灵动作差动开放差动开放差动保护失灵开放失灵开放失灵开放保护电源闭锁电源管理电源对比度闭锁通讯闭锁运行操作电源保护通讯保护运行差动动作失灵动作备用备用2母联过流差动保护TA断线TV断线互联闭锁异常开入异常保护异常差动保护出口退出深圳南京自动化研究所深圳南瑞科技有限公司第128页/共188页 1、应用范围 适用于500kV及以下电压等级单母线、单母分段、双母线、双母分段以及3/2接线在内的各种主接线方式。BP2B母差保护装置5.1、装置原理第129页/共188页 2、保护配置 母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵（或死区）保护、以及断路器失灵保护出口等功能。第130页/共188页 3、工作原理3.1保护范围差动保护动作原理双母线接线方式为例 母差保护范围示意图母联第131页/共188页 A、大差比率差动的组成 作用（原理）：判断母线范围内是否有故障并作为起动元件，大多数情况下不受运行方式的控制。 正常时：流入与流出的电流是相等的，即I = 0 故障时：流入与流出的电流是不相等的，即I 0 大差比率差动原理及电流接线图母联母差 保护装置 保护将母线上所有连接元件的电流采样值输入差动保护判据，构成大差；大差的电流为各出线电流之和，即I = I+I+I+I+I+I第132页/共188页 B、小差比率差动作用：受当时的运行方式控制，具有选择性，判断故障段。 母小差电流 I = I+I+I+ I母联 母小差电流 I = I+I+I+ I母联 正常时 I = 0 I = 0 当 I0 说明段母线有故障； 如果 I0 说明段母线有故障； 小差比率差动原理及电流接线图保护将每一段母线上所有连接元件及母联CT的电流采样值输入差动保护判据，构成小差。母联I母小差母小差第133页/共188页 保护逻辑框图 rIdsetIdIdset与全波饱和检测大差复式比率差动动作大差故障分量复式比率差动动作I母小差复式比率差动动作rIdsetI母小差故障分量复式比率差动动作第一周波投入与与或I母差动复合电压动作与切除母联、I母线各单元 及 空 线路起动元件电压闭锁第134页/共188页 大差只作为起动条件之一，各段母线的小差比率差动元件既是区内故障判别元件，也是故障母线选择元件。BP2B母差保护装置-装置原理5.2 母差动作逻辑母线大差动作I母小差动作I母差动复合电压动作母小差动作母互联与与与或切除I母线各单元及空线路切除母线各单元及空线路切除母联切除母联切除母线上所有单元第135页/共188页 当母线上的连接元件倒闸过程中，两条母线刀闸相连时（母线互联），装置自动转入“母线互联方式”（非选择方式）不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。BP2B母差保护装置-装置原理5.2 母差动作逻辑第136页/共188页 母联失灵保护、死区故障保护实现逻辑框图 BP2B母差保护装置-装置原理5.3母联(分段)失灵、死区保护 延时50ms或封母联TA差动动作充电动作或母联失灵过流母联失灵延时大差复式比率动作母小差复式比率动作母小差复式比率动作母母差动复合电压母差动复合电压与与与与母出口母出口母联开关分位第137页/共188页 失灵、死区保护动作的前提条件： 母联开关只有作为联络开关（即在运行状态时），才起动母联失灵保护，起动母联失灵保护的是：母差保护和母联充电保护。BP2B母差保护装置-装置原理5.3母联(分段)失灵、死区保护第138页/共188页 何为死区故障 死区故障：母线并列运行当故障发生在母联开关与母联CT之间时，断路器侧母线段跳闸出口无法切除该故障，而母联CT的小差元件不会动作，这种情况称之为死区故障。BP2B母差保护装置-装置原理5.4母联(分段)失灵、死区保护III第139页/共188页 母小差电流 I = 电流+电流+电流+ I母联 母小差电流 I = 电流+电流+电流+ I母联 封母联CT 的意义: 根据一定的条件,当到达”整定”时间值时,将母联电流除去,这时: 母小差电流 I = 电流+电流+电流0 母小差电流 I = 电流+电流+电流0BP2B母差保护装置-装置原理5.5母联(分段)失灵、死区保护第140页/共188页 如果将母联CT不接入（封闭），则I0，相当于故障状态； I0 装置反应段母线有故障，而大差因有故障没有返回，则母差保护将别一段母线上的元件也全跳开。BP2B母差保护装置-装置原理5.6母联(分段)失灵、死区保护母联I母小差母小差不接入小差中第141页/共188页 充电保护起动的三个条件： 母联（分段）充电保护压板投入； 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。 以上三个条件必须同时满足。BP2B母差保护装置-装置原理5.7母联（分段）充电保护 第142页/共188页 充电保护逻辑框图BP2B母差保护装置-装置原理5.8母联（分段）充电保护Ika（母联A相电流）由无至有Ikb（母联B相电流）由无至有Ikc（母联C相电流）由无至有或一段母线失压母分开关已断充电保护压板合与充电保护投入展宽200ms充电保护退出差动保护恢复与充电闭锁母差由控制字决定闭锁母差IkaIcIkbIcIkcIc与或充电出口延时跳母联充电保护逻辑框图充电保护整定值第143页/共188页 可以作为母线解列保护，也可作为线路（变压器）的临时应急保护。母联（分段）过流保护压板投入并达到整定值后，经可整延时跳开母联开关，不经复合电压闭锁。 BP2B母差保护装置-装置原理5.9、母联（分段）过流保护母联过流保护压板投入Ika（母联A相电流）IkIkc（母联C相电流）Ik3Iko（母联零序电流）3Iok或与母联过流出口延时跳母联母联过流保护逻辑框图Ik、3Iok为整定值第144页/共188页 差电流大于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。BP2B母差保护装置-装置原理5.10电流回路断线闭锁IdaIda-ct(整定值)IdbIda-ct(整定值)IdcIda-ct(整定值)或延时9S闭锁母差TA断线信号Ida：A相大差电流Idb：B相大差电流Idc：C相大差电流TA断线逻辑框图第145页/共188页 不会影响保护对区内、区外故障的判别，只是会失去对故障母线的判别，只需转入母线互联（单母方式）。母联（分段）电流回路正常后，需手动复归恢复正常运行。 BP2B母差保护装置-装置原理5.10电流回路断线闭锁母联CT断线Id0.08In(整定值)Id10.08In (整定值)Id20.08In (整定值)与id1+ id2 = 0 延时20ms母线强制互联互联信号联络断路器TA断线逻辑框图第146页/共188页 某一段非空母线失去电压，延时9秒发TV断线告警信号。除了该段母线的复合电压元件将一直动作外，对保护没有其他影响。BP2B母差保护装置-装置原理5.11电压回路断线告警 第147页/共188页 与失灵起动装置配合方式 当母线所连的某断路器失灵时，由该线路或元件的失灵起动装置提供一个失灵起动接点给本装置。BP2B母差保护装置-装置原理5.12 继路器失灵保护出口 母失灵出口起动母失灵出口起动保护动作接点过流动作线刀闸线刀闸母失灵出口起动母失灵复合电压起动与失灵出口延时1失灵出口延时2跳母联跳母失灵起动逻辑框图（线路）失灵起动开入第148页/共188页 母联保护装置动作于母联断路器失灵的逻辑 BP2B母差保护装置-装置原理5.12 继路器失灵保护出口母联外部失灵起动逻辑框图母联保护起动失灵接点外部接点母联外部失灵起动开入母联失灵延时跳母跳母母失灵复合电压动作母失灵复合电压动作第149页/共188页失灵的电压闭锁元件是以低电压(线电压)、负序电压和3倍零序电压构成的复合电压元件，其定值很高（低），当线路末端故障时 仍能反应。BP2B母差保护装置-装置原理5.12失灵电压闭锁元件第150页/共188页告警可能的原因导致的后果处理方法TA断线流互的变比设置错误闭锁差动保护查看各间隔电流幅值、相位关系确认变比设置正确克认电流回路接线正确如仍无法排除，则建议退出装置，尽快安排检修流互的极性接反接入母差装置的流互断线其它持续使差电流大于TA断线门坎定值的情况TB断线电压相序接错保护元件中该段母线失去电压闭锁查看各段母线电压幅值、相位压互断线或检修确认电压回路接线正确母线停运确认电压空气开关处于合位保护元件电压回路异常操作电压切换把手；尽快安排检修 装置告警信号灯的作用第151页/共188页 1、装置告警信号灯的作用告警可能的原因导致的后果处理方法互联母线互联母线处于经刀闸互联状态保护进入非选择状态，大差比率动作则切除互联母线确认是否符合当时的运行方式，是则不用干预，否则进入参数-运行方式设置，或退出互联压板，使用强制功能恢复保护与系统的对应关系保护控制字中，强制母线互联设为“投”确认是否需要强制母线互联，否则解除设置母联TA断线尽快安排检修开关异常刀闸辅助接点与一次系统不对应能自动修正则修正否则告警进入参数-运行方式设置，使用强制功能恢复保护与系统的对应关系复归信号检查出错的刀闸辅接点输入回路失灵接点误起动闭锁失灵出口断开与错误接点相对应的失灵起动压板复归信号检查相应的失灵起动回路联络开关常开与常闭接点不对应默认联络开关处于合位检查开关接点输入回路误投“母线分列运行”压板母线分列运行检查“母线分列运行”压板投入是否正确第152页/共188页告警可能的原因导致的后果处理方法开入变位刀闸辅接点变位联络开关接点变位失灵起动接点变位装置响应外部开入量的变化确认接点状态显示是否符合当时的运行方式。是则复归信号，否则检查开入回路保护异常保护元件硬件故障退出保护元件退出保护装置查看装置自检菜单，确定故障原因交检修人员处理出口退出保护控制字中出口接点被设为退出状态保护只投信号，不能跳出口装置需要投出口时设置保护控制字闭锁异常闭锁元件硬件故障退出闭锁元件退出保护装置查看装置自检菜单，确定故障原因交检修人员处理 1、装置告警信号灯的作用第153页/共188页小结小结 母线电流差动保护由母线各连接元件电流回路相量和构成，用于切除母线的各类故障，主要特点: （1）差动回路是由一个母线大差动和各段母线小差动所组成的 （2）大差动是指除母联开关和分段开关以外的母线上所有其余支路电流相量和所构成的差动回路； （3）某段母线小差动是指与该段母线相连接的各支路电流相量和构成的差动回路，其中包括了与该段母线相关联的母联开关和分段开关； 第154页/共188页 （4）母线上所有元件极性相同，母联CT极性同I母或II母线(不同厂家要求不一样)上元件极性一致； （5）大差动判别是否有母线故障，小差动判别故障母线是哪一段？ （6）母线分列运行时，大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值 （7）母线互联运行，小差比率差动元件自动退出保护不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。第155页/共188页 母线差动保护，主要由三个分相差动元件构成，同时在保护中还设置有启动元件、复合电压闭锁元件、TA二次回路断线闭锁元件及TA饱和检测元件等。 双母线或单母线分段一相母差保护的逻辑框图如下图所示。第156页/共188页第157页/共188页 由图可以看出：当小差元件、大差元件及启动元件同时动作时，母差保护出口继电器才动作；此外，只有复合电压元件也动作时，保护才能去跳各断路器。如果TA饱和鉴定元件鉴定出差流越限是由于TA饱和造成时，立即将母差保护出口短暂闭锁。 为提高母差保护的动作可靠性，设置有专用的启动元件，只有在启动元件启动之后，母差保护才能动作。不同型号母差保护，采用的启动元件有差异。通常采用的启动元件有：电压工频变化量元件、电流工频变化量元件及差流越限元件。第158页/共188页 母线的某一出线元件故障时，其TA可能产生饱和，其二次电流大大减少（严重饱和时TA二次电流等于零）。为防止区外故障时由于TA饱和母差保护误动，在保护中设置TA饱和鉴别元件 为防止保护出口继电器误动或其他原因误跳断路器，通常采用复合电压闭锁元件。只有当母差保护差动元件及复合电压闭锁元件均动作之后，才能作用于去跳各路断路器。 当低电压元件、零序过电压元件及负序电压元件中只要有一个或一个以上的元件动作，立即开放母差保护跳各