继电保护基础知识

1、继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】目录继电保护基础知识发电机保护变压器保护母线保护线路保护继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】电力系统电力系统：生产、传输、分配、使用电能的发电机、变压器、电力线路、各种用电设备联系在一起组成的统一整体就是电力系统。事故：是指系统的正常工作遭到破坏，以致造成对用户的停电或少送电、电能质量严重下降、设备的毁坏，以及系统运行稳定的破坏或瓦解等。短路：是指正常运行以外的一切相与相之间或相与地之间的短接。不正常工作状态：通常是指由于各种原因，使电气设备或系统运行参数偏离了规定容许值的情况。最大运行方式：是指系统投入运行的电源容量最大，系

2、统的等值阻抗最小，以致发生故障时，短路电流最大的那种运行方式。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】 1、自然方面的原因。如雷击、暴风雪、雾闪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等。 2、人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电气设备过负荷、过电压、设备损坏等。 3、设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老代等。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l1、单相接地短路：电力系统及电气设备最常见的的短路是单相接地，约占全部短路故障的75%以上。 2、两相接地短路：两相接地短路一般不超过全部短路故障的10%，两相接地短路故障大多数时候

3、是由单相接地短路扩大而形成。 3、两相及三相相间短路：两相及三相相间短路故障是电力系统最为严重的故障，继电保护应迅速切断两相及三相短路。 4、断相或断相接地：线路断相一般伴随断相接地，而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动或者三相熔断器一相熔断造成。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】 5、绕组匝间短路：这种短路多发生在发电机、变压器等电机电器的绕组中，这种短路能严重损坏设备，要求继电保护迅速切除这种短路故障。 6、转换性故障和重叠性故障：发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障，或发生两种及两种以上的故障（又称复故障），这种故

4、障一般不超过全部故障的5%。 继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】 1、电流增加：故障点与电源直接连接的电气设备上的电流会增大。 2、电压降低：故障点及故障点附近各母线上的电压也将在不同程度上有很大的降低，短路点的电压基本降为0。 3、电流电压间的相位角会发生变化。 4、电压与电流的比值会发生变化。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】 1、通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。 2、短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命。 3、电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质

5、量。 4、破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】u继电保护的由来继电保护的由来 继电保护是为了防止电力系统故障和危及安全运行的异常工况，所采取的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其设备，使之免遭损害，所以沿称继电保护。 最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了作用于断路器的电磁型继电保护装置、电子型静态继电器以至应用计算机的数字式继电保护（微机继电保护）。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】u继电保护任务：继电保护任务：所谓继电保护装置，是一种能反映电气设备的故障或

6、不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置。它的基本任务：1、发生故障时，迅速而准确地动作，自动地将故障设备从系统中切除，以保证故障设备继续运行，并防止故障设备继续遭到破坏。2、当电力系统出现不正常工作状态时，自动发出信号，以使值班人员得以及时察觉和采取必要的措施。反映不正常工作状态的继电保护，通常允许带一定的延时动作。3、继电保护与自动重合闸等自动装置相配合，可在输电线路发生暂时性故障时，迅速恢复故障线路的正常运行，从而提高系统供电的可靠性。主要作用是：防止电力系统事故的发生和发展，限制事故的影响及范围，保证电能质量并提高供电的可靠性。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培

7、训中心】u继电保护基本要求：继电保护基本要求：1、可靠性是指继电保护的工作应安全可靠，即当保护范围内发生故障时，保护装置应可靠地动作，而在不属于它动作的情况下，则不应误动作。2、快速性就是要求继电保护快速动作，以尽可能短的时间将故障从电网中切除。3、灵敏性是指保护装置对其保护范围内故障或不正常工作状态的反应能力。4、选择性指继电保护的动作是应该有选择的，即只切除故障设备，以保证非故障部分继续运行，从而将事故影响限制在最小的范围内。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】u事故处理遵循的顺序事故处理遵循的顺序1）根据事故信号、保护装置动作、表计指示、设备的外部特征判断事故的全面情况2

8、）如果对人身或设备有威胁时应立即设法解除这种威胁必要时停止设备运行，应特别注意对未直接受到损坏的设备进行隔离保证它们的正常运行3）迅速进行检查和试验判断故障性质、地点及其范围4）对所有未受到影响的设备保证其运行5）对有故障的设备在判明故障部位和故障性质后应立即做好安全措施通知检修人员6）主动将事故处理的每一个阶段迅速正确报告上级领导继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】概述概述 发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用，同时发电机本身也是一个十分贵重的电气元件，因此，应该针对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完善的继电保护装置。发电机的故障类型主要

9、有：1、定子绕组相间短路；2、定子绕组一相的匝间短路；3、定子绕组单相接地；4、转子绕组一点接地或两点接地；5、转子励磁回路励磁电流消失。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l发电机的不正常运行状态主要有：发电机的不正常运行状态主要有：1、由于外部短路引起的定子绕组过电流；2、由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷；3、由外部不对称短路或不对称负荷（如单相负荷，非全相运行等）而引起的发电机负序过电流和过负荷；4、由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压；5、由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l针对上述

10、故障类型及不正常运行状态，按规程规定，针对上述故障类型及不正常运行状态，按规程规定，发电机应装设以下继电保护装置：发电机应装设以下继电保护装置：1、对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。（保护演示）2、对直接联于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当发电机电压网络的接地电容电流大于或等于5A时（不考虑消弧线圈的补偿作用），应装设动作于跳闸的零序电流保护；当接地电容电流小于5A时，则装设作用于信号的接地保护。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】 对于发电机变压器组，一般在发电机电压侧装设作用于信号的接地保护；当发电机电压侧接地电容电流大于5A时，应装

11、设消弧线圈。 容量在100MW及以上的发电机，应装设保护区为100的定子接地保护。 3、对于发电机定子绕组的匝间短路，当绕组接成星形且每相中有引出的并联支路时，应装设单继电器式的横联差动保护。4、对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式：继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】5、负序过电流及单相式低电压起动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机；6、复合电压（负序电压及线电压）起动的过电流保护；过电流保护，用于1MW以下的小发电机。7、对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上的发电机上装设负序电流保护。8、对于由对称负荷引起的发电机定

12、子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。9、对于水轮发电机定子绕组过电压，应装设带延时的过电压保护。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l对于发电机励磁回路的接线故障：对于发电机励磁回路的接线故障：n水轮发电机一般装设一点接地保护，小容量机组可采用定期检测装置；n对大容量机组则可以装设转子一点接地保护。对两点接地故障，应装设两点接地保护，在励磁回路发生一点接地后投入。n对于发电机励磁消失的故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对采用半导体励磁以及100MW及以上采用电机励磁的发电机，应增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保

13、护。为了快速消除发电机内部的故障，在保护动作于发电机断路器跳闸的同时，还必须动作于自动灭磁开关，断开发电机励磁回路，以使转子回路电流不会在定子绕组中再感应电势，继续供给短路电流。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】发电机主要装设的保护：发电机主要装设的保护：l纵差保护l横差保护l过电压l复合电压闭锁过电流保护l负序过电流保护lFMK联跳l失磁保护l定子接地保护l转子一点接地保护l强行励磁l强行减磁继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】变压器继电保护l电力变压器是发电厂和变电站中的重要设备之一，随着电力系统的发展，电压等级越来越高，在电能输送过程中升压和降压的层次必

14、然增多。目前，变压器总容量比发电机总容量高810倍，可见，变压器在电力系统中所占的地位有多重。它的故障和事故将给系统正常运行带来严重后果，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好，动作可靠的继电保护。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l变压器的故障和不正常运行状态故障类型可分为油箱内故障和油箱外故障。油箱内故障有相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路，危险性高，高温电弧烧毁绕组和铁芯，而且还会使变压器油绝缘受热分解产生大量气体，引起变压器油箱爆炸。油箱外故障：引线及套管处会产生各种相间短路和接地短路。不正常工作状态：由外部短路或过负荷引起的过电流、油面降低和过励磁等。

15、继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l变压器应装设以下保护：1、为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以上变压器就装设瓦斯保护。2、为反应变压器绕组和引出线的相间短路，以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护或电流速断保护。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l变压器应装设以下保护：3、为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、纵差保护（或电流速断保护）的后备，应装设过电流保护。如：复合电压起动过电流保护）4、为反应大接地电流系统外部接地短路，应装设零序电流保护。5、为

16、反应过负荷就装设过负荷保护。6、为反应变压器过励磁应装设过励磁保护。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】变压器主要装设的保护：l差动保护l重瓦斯l复合电压过电流l冷却器全停l轻瓦斯l零序过电流l间隙零序电流电压继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】220kV母线继电保护l发电厂和变电站的母线是电力系统重要的组成元件之一，是系统中汇集电能、分配电能的枢纽点。当母线上发生故障时，将使与母线上连接的所有元件短时或长时间停电，特别是枢纽变电站母线上发生故障时，还可能引起系统稳定性的破坏，造成严重的后果。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】高压母线故障分类l

17、1、母线上所连设备（包括断路器、CT、PT、避雷器）故障；l2、母线绝缘子，包括隔离开关、支持瓷瓶闪络或母线的带电导线直接闪络；l3、三是某些人为的操作和作业引起的故障。l110kV以上高压电网中要求装设或逐步要求装设母线保护。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l母线应装设以下保护：1、为反应母线内部短路、接地等故障，装设母线差动保护。2、为了防止母线上所连断路器在发生事故时不能可靠分闸，装设断路器失灵保护。 当电力系统发生故障时，故障元件的保护正确动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能以较短的时限跳开同一母线上其他的断路器以切除故障，且使停电范围最小的后备保护。继电保护基

18、础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】l我公司各电站220kV线路主要接线：湾三白水河玉龙滨东石棉500kV变电站溪古铁厂河沙坪偏桥斜卡踏卡九龙500kV变电站至雅安继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】线路主要的故障：l1、单相接地短路：电力系统及电气设备最常见的的短路是单相接地，约占全部短路故障的75%以上。 2、两相接地短路：两相接地短路一般不超过全部短路故障的10%，两相接地短路故障大多数时候是由单相接地短路扩大而形成。 3、两相及三相相间短路：两相及三相相间短路故障是电力系统最为严重的故障，继电保护应迅速切断两相及三相短路。继电保护基础知识继电保护基础知识【久隆水电培训中心】线路主要的故障：l1、单相接地短路：电力系统及电气设备最常见的的短路是单相接地，约占全部短路故障的75%以上。 2、两相接地短路：两相接地短路一般不超过全部短路故障的10%，两相接地短路故障大多数时候是由单相接地短路扩大而形成。 3、两相及三相相间短路：两相及三相相间短路故障是电力系统最为严重的故障，继电保护应迅速切断两相及三相短路。继电保护基础知识继