继电保护基础知识参考文档

1、继电保护基础知识,继电保护概述,继电保护作用,继电保护基本组成,继电保护工作原理,对继电保护装置的要求,继电保护分类,继电保护装置运行规程,一、继电保护概述,电力系统在运行中，由于电气设备的绝缘老化或损坏、雷击,设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见也是最危险的故障是各种类型的短路，常见的不正常运行,状态是过负荷，这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的,安全可靠运行。除了应采取提高设计水平、提高设备的制造质量,加强设备的维护检修、提高运行管理质量、严格遵守和执行电业,规章制度等项措施，尽可能消除和减少发生故障的可能性之外,还必须做到一旦发生故障，能够迅速、准确、有

2、选择地切除故障,设备，防止事故的扩大，迅速恢复非故障部分的正常运行，以减,小对用户的影响。当电力系统出现不正常运行状态时，应能及时,发现并尽快处理，以免引起设备故障。要在极短的时间内完成上,述任务，只能借组继电保护装置来实现,二、继电保护作用,继电保护装置是指能反应电力系统中电气设备所发生的,故障或不正常状态，并动作于断路器故障或发出信号的一,种自动装置。它的基本作用是,1,当电力系统发生故障时，能自动、迅速、有选择地,将故障设备从电力系统中消除，以保证系统其余部分迅速,恢复正常运行，并使故障设备不再继续遭受损坏,2,当系统发生不正常工作情况时，能自动、及时、有,选择性地发出信号通知运行人员进

3、行处理，或者消除那些,继续运行会引起故障的电气设备,3,实现电力系统自动化和运动化，以及工业生产的自,动控制,三、继电保护的基本组成,继电保护装置一般由测量部分、逻辑部分、执行部,分、信号部分及操作电源等组成，如下图所示,1,测量部分：用来检测被保护对象（电气设备或输电线路）的,运行状态，将被保护对象的运行状态信息（如电流、电压等,通过测量、变换、滤波等加工处理后送入逻辑部分,2,逻辑部分：将测量部分送来的信息与基准整定值进行比较,判断保护装置是否该动作于跳闸或信号，是否需要延时等,输出相应信息,3,执行元件：根据逻辑元件输出的信息，送入跳闸信息至断路,器控制回路或发出报警信息至报警信号回路,

4、四、继电保护的工作原理,电气设备从正常工作状态到故障或不正常工作状态，其电气量,如电流、电压的大小及电流、电压之间的相位角等）往往会发,生显著变化，继电保护装置就是利用这种变化来鉴别有无故障或,不正常工作情况，以电气量的测量值或它们之间的相位关系来检,测故障地点，有选择性地切除故障或显示电气设备的不正常工作,状态,电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征如下,1,电流增大。短路时故障点与电源之间的电气元件上的电流，将,由负荷电流值增大到大大超过额定负荷电流,2,电压降低。系统发生相间短路或接地短路故障时，系统各点的,相间电压或相电压值均下降，且越靠近短路点，电压下降越多,短路点电压最低可降

5、至零,3,电压与电流之间的相位角发生改变。正常运行时，同相电压和,电流之间的相位角即负荷的功率因数角，一般约为,20,度；三相金,属短路时，同相电压与电流之间相位角即阻抗角，对于架空线路,一般为,60,80,度；而在反方向三相短路时，电压与电流的,相位角，对于架空线路为,180,60,80,度,4,测量阻抗发生变化。测量阻抗即为测量点（保护安装,处）电压与电流相量之比值，即,Z=U/I,以线路故障为例,正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻,抗为线路阻抗；故障后测量阻抗模值显著减小，而阻抗角增,大,5,出现负序和零序分量。正常运行时，系统只有正序分,量；当发生不对称短路时，将出现

6、负序分量和零序分量,6,电气元件流入和流出电流的关系发生变化。对任一相,正常运行的电气元件，根据基尔霍夫定律，其流入电流等于,流出电流，但元件内部发生故障时，其流入电流不等于流出,电流,此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频,电气量的保护，如瓦斯保护（在油浸式变压器油箱内发生故,障时，短路电流产生的电弧使变压器和绝缘材料分解，产生,大量含瓦斯气体，从油箱流向油枕，反应这种气流和油流动,作的保护。瓦斯保护主要元件为瓦斯继电器,以,6-10kV,线路过流保护动作过程为例,视线路原在运行状态，断路器辅助触点,QF1,闭合。当线路,发生过电流时，通过电流互感器立刻反映到二次侧，引起二,次

7、设备动作。例如线路用户端发生,AC,相间短路故障时，动作,过程如下,1TAa,1TAc,一次侧流过短路电流,1TAa,1TAc,二次侧,电流增大,电流继电器,1KA,2KA,动作，其动合触点闭合,启动时间继电器,KT,经整定时限后其延时触点闭合,信号,继电器,KS,和断路器操作机构的跳闸线圈,YT,同时动作，使断路,器,QF,跳闸，并由,KS,的触点发出信号。断路器,QF,跳闸后，由其,辅助触点,QF1,切断跳闸线圈,YT,中的电流,五、对继电保护装置的要求,为完成继电保护的基本任务，动作于断路器跳闸的继电保护,装置必须满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性,4,项基本要求,1,选择性：指电力系统

8、发生故障时，继电保护仅将故障部分,切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量减小停电范围,图中线路,WL4,上,K1,点短路时，应跳开断路器,QF4,而其,他非故障线路仍继续运行。仅将故障线路,WL4,切除，不能,因为变压器,T,也有短路电流通过而将断路器,QF2,跳开。此时,如果,QF2,跳闸，称为“误动作”，将造成母线,W3,失电压,扩大停电范围。但是，由于某种原因导致,QF4,拒动时，再,跳开断路器,QF2,切除故障是正确的，仍属于有选择性。继,电保护的这种功能称为后备保护，即变压器,T,的保护装置,起到对相邻元件,WL3,WL4,WL5,线路）后备保护的作,用。当后备保护动作时，停电范围

9、虽有所扩大，但仍是必,要的，否则当保护装置或断路器拒动时，故障无法切除,后果极其严重。如果在,K2,点发生短路，应当只跳开断路器,QF2,切出故障。让线路,WL1,及母线,W2,继续运行,继电保护装置的选择性，是恢复采用适当类型的继电,保护装置和正确选择其整定值，使各级保护配合而实现的,2,快速性,为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电，以及,避免和减轻电气设备在事故时说遭受的损害，要求继电保,护装置尽快地动作，尽快地切除故障部分。但是，并不是,对所有的故障情况都要求快速切除故障。因为提高快速性,会使继电保护装置较复杂，增加投资，有时也可能影响选,择性，因此，应根据被保护对象在电力系统中

10、的地位和作,用，来确定其保护的动作速度。例如，对大容量的发电机,和变压器，要求保护装置的动作时间在工频几个周期之内,对高压和超高压输电线路，要求保护装置的动作时间在工,频,1-2,个周期以内；对于某些电压等级较低的线路，则允,许,1-2s,甚至更长些，对于后备保护的动作时间，要求大,于主保护的动作时间,3,灵敏性,灵敏性是既定保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常,工作，态的反应能力，一般以灵敏系数,Ks,表示,灵敏度要保证在最不利于保护动作的条件下仍能够可靠动作,不同保护间还要相互配合,反应故障参数上升而动作的过量保护装置,反应故障参数降低而动作的欠量保护装置,4,可靠性：指当保护范围内发

11、生故障或不正常工作状态,时，继电保护装置在需要它动作时可靠动作（不拒动），而,在电气设备无故障或保护范围外发生故障时，保护装置可靠,不动作（不误动,继电保护的可靠性是对继电保护最根本的要求,六、继电保护分类,1,按保护对象分类,继电保护按保护对象不同分为元件保护和线路保护。元件保,护又分为发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等,线路保护又分为高压和超高压输电线路保护、高压和低压配电线,路保护等,2,按保护原理分类,电流保护、电压保护、距离保护、差动保护,方向保护、零,序电流保护等,3,按所反应的故障类型分类,相间短路保护、接地短路保护、匝间短路保护、断线保护,失步保护、失磁保护及过励磁

12、保护等,4,按继电保护装置的实现技术分类,机电型保护（电磁型和,感应型,整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护,微机型保护等,5,按保护所起的作用分类,1,主保护：反应被保护元件自身故障并以尽可能短的延时,有选择地切除故障的保护,2,后备保护：当主保护拒动时起作用，从而动作于相应断,路器以切除故障元件，后备保护分为近后备和远后备两种,远后备保护指的是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力,设备或线路的保护来实现的后备保护；近后备保护是指当主,保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后,备保护,3,辅助保护：为补充主保护和后备保护的不足或当其退出,运行时，而增设的较简单的保护,七、继电保

13、护装置运行规程,1,继电保护及自动装置投退规定,1,继电保护和自动装置的投退必须经有关部门批准，主系,统继电保护装置,220kV,及以上母线和线路保护及主变零序,保护）和自动装置（重合闸）须经升中调批准；发变组,厂用系统的继电保护及自动化装置应经生产厂长和当值值,长批准,2,运行和备用中的设备，其保护和自动装置均应投入，禁,止设备无保护运行。保护装置故障情况下，可申请将故障,部分退出运行,3,对主保护双重化的设备，运行中严禁将主保护同时退出,4,运行中的设备因需要停用两种以上保护之一进行维修检,查时，在不影响其他保护或装置情况下，可停用其中之一,但不得停用该设备的主保护；只有单一保护者，不得停

14、用,5,厂用负荷保护（熔断器、热偶、一次过流）值班员不得,任意更改或退出，若须更改或退出必须经生产厂长、当值值,长同意，并作好记录,6,保护装置或二次回路的检查、试验应配合一次设备停电,进行，允许其他保护装置短时停用,2,继电保护定值更改规定,1,继电保护装置和自动装置的定值变更，应根据有关部门,的通知书或电话命令进行调整和更改。主系统继电保护装置,220kV,及以上母线和线路保护及主变零序保护）须经省调,命令。其调整和更改均由继电保护人员执行。值班员应会同,变更保护定值的工作负责人一起核对无误后方能投入保护,属省调下达的定值，由值班员与省调值班调度员核对无误后,方能投入保护。并将保护定值变更

15、情况详细记入“继电保护,记录薄”内,2,继电保护和自动装置的定值（省调定值和我厂定值）记,录应与实际相符。主要保护按照规定定期进行核对和试验,集控室应保存一套完整、正确的继电保护原理图，并有完整,的定值记录单,3,改变运行方式等原因需调整保护定值时，必须在调整保,护定值前退出保护出口压板，定值调整完成后再重新投入保,护出口压板,3,继电保护投退操作注意事项,1,保护和自动装置投入，应先投入交流后投直流后路,2,保护压板投入时应先投功能和压板后投出口压板：保护,压板退出时与此相反,3,继电保护及,自动装置的投入或退出应用专用压板和开关,进行，不得用拆接二次线头和加临时线的方法进行,4,在操作保护

16、压板时，应注意不与相邻压板或盘面接触，防止保护,误动或造成直流接地,5,投入保护压板前，应先用万用表,DC220V,档分别测量压板两端对,地电位正常，以判断保护无异常；投入压板后,用万用表,DC220V,档分别,测量压板两端对地电位正常，一判断压板投入接触良好；对于出口压,板，投入压板前，应先用万用表,DC220V,档测量压板两端确无电压后方,可投入压板,6,在正常电气设备停电操作中，保护装置若不进行工作，而又不影,响到其他电气设备正常运行时，其压板可不进行切除操作，但设备投,运时，必须对其详细检查,7,保护装置不正常时压板的投退由继电保护专业人员指导投退,8,继电保护和自动装置的投停及运行中

17、运行方式的改变，除回路中,引出的压板、转换开关或切换刀闸由值班员操作外，其余均由继电保,护人员进行。改变一次系统运行方式时，应同时考虑继电保护配合,9,继电保护屏前后，必须有正确的设备名称，继电器、压板均应有,正确的标志，投停前均应核对设备正确无误,4,继电保护或自动装置在运行中的注意事项,1,严禁无工作票在运行的保护或装置上以及仪用,PT,CT,二次回路上,进行维修工作，运行值班人员发现此种现象，应立即制止,2,运行中的电流回路上进行测量、试验、方式切换等操作时，应在,试验端子上进行，并做好防止,CT,二次回路开路的措施,3,为防止运行设备的保护误动作，不允许在运行的继电保护盘上或,附近进行

18、振动较大的工作，必要时采取措施或停用部分保护,4,查找运行中保护装置的直流电源接地时，必须采取可靠措施防止,误动，直流系统大负荷投运造成直流系统电压不稳要注意保护装置,不误动,5,继电保护及自动装置进行检查内容,1,保护、压板按要求投停正确，保护屏交直流空开位置正确,2,保护装置运行正常，各指示灯、操作性信号指示正常，各开入量,与实际运行状况一致，各模拟量数值与实际运行参数一致,3,各插件无过热、变色、异味和冒烟,4,各,TV,就地端子箱快分开关、保险接触良好、无跳开或熔断现象,且容量符合要求,5,对于线路保护屏，检查重合闸方式切换开关位置符合省调命令的,位置,6,继电保护检修时注意事项,1,继电保护、自动装置及二次回路上工作，必须按安全规程的要求,办理工作票许可手续，调度管辖的设备必须经调度同意方可进行,