发电厂继电保护配置

1、本次授课主要内容本次授课主要内容: :继电保护配置继电保护配置对电网继电保护的基本要求对电网继电保护的基本要求选择性选择性快速性快速性灵敏性灵敏性可靠性可靠性在已配置的保护装置的基础上，在已配置的保护装置的基础上，进行合理的动作值整定进行合理的动作值整定跳闸愈快，制动面积愈小，稳跳闸愈快，制动面积愈小，稳定裕度愈大，但需可靠动作定裕度愈大，但需可靠动作计及较轻但不易与正常情况计及较轻但不易与正常情况相区别的故障相区别的故障保证不误动作和不拒动保证不误动作和不拒动对电网继电保护的基本要求对电网继电保护的基本要求可可 靠靠 性性保护装置本身的可靠性保护装置本身的可靠性保护装置的试验和检验保护装置的

2、试验和检验继电保护系统的配置继电保护系统的配置外部及二次回路干扰与保护外部及二次回路干扰与保护装置的耐受水平装置的耐受水平对继电保护配置的基本要求对继电保护配置的基本要求1 1）要根据保护对象的故障特征来配置。）要根据保护对象的故障特征来配置。 电流、电压、电流、电压、功率、序相量、阻抗、频率等，从而功率、序相量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。动保护等。 2 2）根据保护对象的电压等级和重要性。）根据保护对象的电压等级和重要性。 3 3）在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。）在满足安全可靠性的前提

3、下要尽量简化二次回路。 4 4）要注意相邻设备保护装置的死区问题）要注意相邻设备保护装置的死区问题 合理分配电流互感器绕组合理分配电流互感器绕组 在电力系统继电保护与安全自动装置技术在电力系统继电保护与安全自动装置技术规程中关于系统继保配置的两条基本要求：规程中关于系统继保配置的两条基本要求：a a、任何电力设备和线路不得在任何时候处于无保、任何电力设备和线路不得在任何时候处于无保护状态下运行；护状态下运行； b b、任何电力设备和线路必须在任何时候由两套、任何电力设备和线路必须在任何时候由两套完全独立的继保装置分别控制两组完全独立的断完全独立的继保装置分别控制两组完全独立的断路器来实现保护。

4、路器来实现保护。实现备用实现备用110KV及以下及以下-远后备原则远后备原则QF1QF2充分实现充分实现“完全独立完全独立”220KV及以上及以上-近后备原则（近后备原则（双重化配置双重化配置）保护1保护1保护2保护2两组两组跳闸跳闸线圈线圈电源1电源1电源2电源2通道1通道1通道2通道2CT1CT1CT2CT2CVTCVT未完全独立，未完全独立，怎么办？怎么办？加失灵加失灵电网继电保护的基本配置情况：电网继电保护的基本配置情况：线路线路110KV及以下及以下 主保护主保护+后备保护后备保护220KV及以上及以上 双主双主+双后双后+失灵失灵变压器变压器母线母线500KV：双套母差：双套母差2

5、20KV及以下的重要母线：一套母差及以下的重要母线：一套母差发电机发电机100MW及以上及以上 2*（差动（差动+后备）后备）+非电量非电量220KV及以上及以上 双主双主+双后双后+非电量非电量35KV35KV及以下线路：及以下线路：主要考虑相间短路主要考虑相间短路一、对单侧电源线路可装设两段电流一、对单侧电源线路可装设两段电流（电压电压）保护：保护： 第一段为不带时限的第一段为不带时限的电流速断保护电流速断保护； 第二段为带时限的第二段为带时限的过电流保护过电流保护。 二、对双侧电源线路，可装设二、对双侧电源线路，可装设带方向带方向或不带方向的或不带方向的电流电压保护电流电压保护 。 当采

6、用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和当采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和速动性要求时，可采用速动性要求时，可采用距离保护距离保护装置。装置。 一、在发电厂和变电所母线上，应装设一、在发电厂和变电所母线上，应装设接地监接地监视装置视装置，动作于，动作于信号信号。二、线路上宜装设有选择性的接地保护，并动二、线路上宜装设有选择性的接地保护，并动作于信号。当危及人身和设备安全时，保护装置应作于信号。当危及人身和设备安全时，保护装置应动作于跳闸。动作于跳闸。三、在出线回路数不多，或难以装设选择性单三、在出线回路数不多，或难以装设选择性单相接地保护时，可采用依次断开线路的方法，寻找相接地保护时，可

7、采用依次断开线路的方法，寻找故障线路。故障线路。单相接地：单相接地：中性点非直接接地电网中性点非直接接地电网110KV中性点直接接中性点直接接地电网线路的保护地电网线路的保护 对对110KV110KV线路的下列故障，应装设相应的保护装置：线路的下列故障，应装设相应的保护装置：一、一、单相接地短路单相接地短路；二、二、相间短路相间短路。110KV110KV线路后备保护配置宜采用线路后备保护配置宜采用远后备远后备方式。方式。 一、单侧电源线路，应装设三相多段式电一、单侧电源线路，应装设三相多段式电流或流或电流电压保护电流电压保护；二、双侧电源线路，可装设二、双侧电源线路，可装设阶段式距离保阶段式距

8、离保护护装置。装置。目前全部为三段式目前全部为三段式 对对110kV110kV线路相间短路，应装设的保护：线路相间短路，应装设的保护： 当系统稳定有要求时，某些双电源线路应装当系统稳定有要求时，某些双电源线路应装设全线速动的主保护。设全线速动的主保护。一、宜装设带方向或不带方向的一、宜装设带方向或不带方向的阶段式零序阶段式零序电流电流保护；保护；二、对某些线路，当零序电流保护不能满足二、对某些线路，当零序电流保护不能满足要求时，可装设要求时，可装设接地距离保护接地距离保护，并应装设一段或，并应装设一段或二段零序电流保护作后备保护。二段零序电流保护作后备保护。对接地短路，应装设相应的保护装置：对

9、接地短路，应装设相应的保护装置：l目前一般装置为四段式，但只用其三段：目前一般装置为四段式，但只用其三段：1 1、I01I01作为作为速动段速动段，一般应投入（极短线路除外）；，一般应投入（极短线路除外）；2 2、I02I02作为作为灵敏段灵敏段，能有选择性切除本线路范围，能有选择性切除本线路范围的接地故障，动作时限满足配合条件下尽量缩短；的接地故障，动作时限满足配合条件下尽量缩短；3 3、最末一段作为本线路经高阻接地故障和末端变、最末一段作为本线路经高阻接地故障和末端变压器内部故障的压器内部故障的后备后备，应小于，应小于300A300A。110kV110kV线路零序电流保护线路零序电流保护2

10、20KV220KV及以上线路：及以上线路：采用近后备方式采用近后备方式1 1）、主保护双重化：）、主保护双重化： 配置两套不同原理的纵联保护配置两套不同原理的纵联保护2 2）、后备保护双重化）、后备保护双重化 完整的三段相间和接地距离保护完整的三段相间和接地距离保护 、四段零、四段零序方向过流保护序方向过流保护 。220kV220kV线路保护还要配置三相不一致保线路保护还要配置三相不一致保护护 随着新上线路，随着新上线路，推广采用双套光纤差动推广采用双套光纤差动1 1）高频保护缺陷多，工作量大，经常要做通道）高频保护缺陷多，工作量大，经常要做通道测试测试2 2）现在电网密集，同杆并架双（四）回

11、线较多，）现在电网密集，同杆并架双（四）回线较多，传统的高频选相有问题。传统的高频选相有问题。3 3）终端变时，可不考虑特重，减少工作量。）终端变时，可不考虑特重，减少工作量。4 4）测距准确（经高阻接地）测距准确（经高阻接地） 凡是选用简单的三相重合闸方式能满足具体系统实际需凡是选用简单的三相重合闸方式能满足具体系统实际需要的线路都能当选用要的线路都能当选用三相重合闸方式三相重合闸方式。当发生单相接地故。当发生单相接地故障时，如果使用三相重合闸不能保证系统稳定，或者地区障时，如果使用三相重合闸不能保证系统稳定，或者地区系统会出现大面积停电，或者影响重要负荷停电的线路上，系统会出现大面积停电，

12、或者影响重要负荷停电的线路上，应当选用应当选用单相或综合重合闸方式单相或综合重合闸方式。 在大机组出口一般不使用三相重合闸。在大机组出口一般不使用三相重合闸。 我省我省220kV220kV及以上线路基本采用单相重合闸及以上线路基本采用单相重合闸 110kV 110kV线路采用三相重合闸方式线路采用三相重合闸方式220KV线路的典型组屏：线路的典型组屏：两面屏两面屏( (柜柜) )方案如下方案如下: :a)a)线路保护线路保护1 1屏屏( (柜柜):):线路保护、重合闸线路保护、重合闸1 1+分相操作分相操作箱箱1 1或断路器操作继电器接口或断路器操作继电器接口1 1+电压切换箱电压切换箱1+(

13、1+(过电过电压及远方跳闸保护压及远方跳闸保护1);1);b) b) 线路保护线路保护2 2屏屏( (柜柜):):线路保护、重合闸线路保护、重合闸 2+ ( 2+ (分相分相操作箱操作箱2 2或断路器操作继电器接口或断路器操作继电器接口2)2)+电压切换箱电压切换箱2 2十十( (过电压及远方跳闸保护过电压及远方跳闸保护2)2)注注: :括号内的装置可根据电网具体情况选配。括号内的装置可根据电网具体情况选配。三面屏三面屏( (柜柜) )方案如下方案如下: :a) a) 线路保护线路保护1 1屏屏( (柜柜):):线路保护、重合闸线路保护、重合闸1+1+电压电压切换箱切换箱1+(1+(过电压及远

14、方跳闸保护过电压及远方跳闸保护1);1);b)b)线路保护线路保护2 2屏屏( (柜柜):):线路保护、重合闸线路保护、重合闸2+2+电压切电压切换箱换箱2+(2+(过电压及远方跳闸保护过电压及远方跳闸保护2):2):c)c)线路辅助屏线路辅助屏( (柜柜):):分相操作箱或断路器操作继分相操作箱或断路器操作继电器接口。电器接口。n定子绕组相间短路定子绕组相间短路n定子绕组匝间短路定子绕组匝间短路n定子绕组单相接地定子绕组单相接地n转子绕组一点接地或转子绕组一点接地或两点接地两点接地n转子励磁回路励磁电转子励磁回路励磁电流消失流消失n纵联差动保护纵联差动保护n横联差动保护横联差动保护n纵向纵向

15、零序电压保护零序电压保护n零序电流保护零序电流保护n零序电压保护零序电压保护n100%100%的定子接地保护的定子接地保护n转子一点接地保护转子一点接地保护n转子两点接地保护转子两点接地保护n失磁保护失磁保护n外部短路引起的定子绕组过电流外部短路引起的定子绕组过电流n三相对称过负荷三相对称过负荷n外部不对称短路或不对称负荷而引起外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷的发电机负序过电流和过负荷n突然甩负荷而引起的定子绕组过电压突然甩负荷而引起的定子绕组过电压n转子绕组过负荷转子绕组过负荷n汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等机逆功率等n其

16、它情况其它情况电压闭锁电流保护电压闭锁电流保护对称过负荷保护对称过负荷保护负序过电流保护负序过电流保护过电压保护过电压保护转子过负荷保护转子过负荷保护逆功率保护逆功率保护失步保护、低频保护等失步保护、低频保护等变压器常见故障类型变压器常见故障类型油箱内：油箱内：绕组的相间短路、匝间短路绕组的相间短路、匝间短路 中性点直接接地系统侧的接地短路中性点直接接地系统侧的接地短路油箱外：油箱外：套管及引出线的相间短路、接地短路套管及引出线的相间短路、接地短路变压器的不正常运行状态变压器的不正常运行状态1、外部相间短路引起的过电流、外部相间短路引起的过电流2、外部接地短路引起的过电流；（接地、外部接地短路

17、引起的过电流；（接地B）3、外部接地短路引起的过电压；（不接地、外部接地短路引起的过电压；（不接地B）4、负荷超过额定容量引起的过负荷；、负荷超过额定容量引起的过负荷；5、漏油等引起的油面降低；、漏油等引起的油面降低；6、过电压或低频率等引起的过励磁故障。（、过电压或低频率等引起的过励磁故障。（500KV）1、瓦斯保护、瓦斯保护2、电流速断保护或纵差动保护、电流速断保护或纵差动保护3、相间短路后备保护、相间短路后备保护4、接地后备保护、接地后备保护5、过负荷保护、过负荷保护6、过励磁保护、过励磁保护(A)(B)(C)(D)未采用双重化配置时的后备保护配置图未采用双重化配置时的后备保护配置图采用

18、双重化配置时的后备保护配置图采用双重化配置时的后备保护配置图要考虑的几个问题：要考虑的几个问题：1、发电机引出线采用分相封闭母线后也可能发生、发电机引出线采用分相封闭母线后也可能发生故障。故障。7、大机组都应装设断路器失灵保护。、大机组都应装设断路器失灵保护。6、大型汽轮发电机要考虑定子绕组的匝间短路、大型汽轮发电机要考虑定子绕组的匝间短路 。5、一般高压厂变需单独装设差动。、一般高压厂变需单独装设差动。4、发变组的后备保护主要是作为区外故障的后备。、发变组的后备保护主要是作为区外故障的后备。3、异常运行故障保护，也需要双重化配置。、异常运行故障保护，也需要双重化配置。2、快速主保护双重化。、快速主保护双重化。利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除装设专门的母线保护装置装设专门的母线保护装置低压母线低压母线超高压电网超高压电网双母线同时运行或单母线分段