继电保护在生活中的应用

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录继电保护在当代生活中的运用 11 研究的背景与意义 11.1背景 11.2继电保护的作用与意义22 研究内容22.1继电保护的基本原理22.2组成与分类33.3继电器43 继电保护在电厂中的应用43.1继电保护在电厂应用的基本要求43.2继电保护的维护管理53.3继电保护在电厂配置的规则和重点54 结论75 心得体会7参考文献8继电保护在当代生活中的运用1 研究背景和意义1.1研究背景电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，技术、计算机技术与通信技术的飞速发展

2、又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个阶段。建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术1，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的

3、完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500 kV线路上2，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代

4、。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用3，天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究4，高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用5，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南

5、大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机

6、保护的时代 1.2继电保护的作用与意义改革开放30年来，中国的市场经济得到快速的发展，我国的经济建设取得了举世瞩目的成就。随着经济的发展，对电力的需求越来越大，电力供给开始出现紧张，在很多地方都出现了供电危机，使其不得不采取限电、停电等措施，以缓解电力供给的紧张。在如此严重的形式下，加强对电力系统的安全维护至关重要，而继电保护正是其中主要的保护手段之一。继电保护对电力系统的维护有重大的意义。一是，继电保护可以保障电力系统的安全、正常运转。由于当电力系统发生故障或异常时，继电保护可以实现在最短时间和最小区域内，自动从系统中切除故障设备，也可以向电力监控警报系统发出信息，提醒电力维护职员及时解决故

7、障，这样继电保护不仅能有效的防止设备的损坏，还能降低相邻地区供电受连带故障的机率。同时还可以有效的防止电力系统因种种原因，而产生时间长、面积广的停电事故，是电力系统维护与保障最实用最有效的技术手段之一。二是，继电保护的顺利开展，在消除电力故障的同时，也就对社会生活秩序的正常化，经济生产的正常化做出了贡献，不仅确保社会生活和经济的正常运转，还从一定程度上保证了社会的稳定，人们生命财产的安全。前些年北美大规模停电断电事故，就造成了巨大的经济损失，引发了社会的动荡，严重的威胁到了人们生命财产的安全。可见，电力系统的安全与否，不仅仅是照明失效的题目，更是社会安定、人们生命安全的题目。所以，继电保护的有

8、效性，就给社会各方面带来了重大的影响。 2研究内容2.1机电保护的基本原理电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是： 1)电流增大。 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。 2)电压降低。 当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。 3)电流与电压之间的相位角改变。 正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20；三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定，一般为6085；而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的限额将则是180+(6085)。 4)不对称短路时

9、，出现相序分量， 如单相接地短路及两相接地短路时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。 利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。例如，据短路故障时电流的增大，可构成 过电流保护；据短路故障时电压的降低，可构成 电压保护 ；据短路故障时电流与电压之间相角的变化，可构成功率方向保护；据电压与电流比值的变化，可构成 距离保护 ；据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成 差动保护； 据不对称短路故障时出现的电流、电压相序分量，可构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护等。 2.2组成与分类模拟型继电保护装置的种类很多，它们都由测量回路、逻辑回

10、路和执行回路 三个主要部分组成。 对继电保护装置的基本要求 1）选择性 选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。 2）速动性 速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障。对于反应短路故障的继电保护，要求快速动作的主要理由和必要性在于（1） 快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性。 （2）快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间，加速恢复正常运行的过程。保证厂用电及用户工作的稳定性。 （3）快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度。 （4）快

11、速切除故障可以防止故障的扩大，提高自动重合闸和备用电源或设备自动投人的成功率。 对于反应不正常运行情况的继电保护装置，一般不要求快速动作，而应按照选择性的条件，带延时地发出信号。 3) 灵敏性 灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。 所谓系统 最大运行方式 ，就是在被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式；系统 最小运行方式 ，就是在同样的短路故障情况下，系统等效阻抗为最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。 保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量。灵敏系数表示式为： (l)对于反应故障参数量增加（如过电

12、流）的保护装置： 保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值 (2)对于反应故障参数量降低（如低电压）的保护装置： 保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值 4）可靠性 可靠性是指在保护范围内发生了故障该保护应动作时，不应由于它本身的缺陷而拒动作；而在不属于它动作的任何情况下，则应可靠地不动作。 以上四个基本要求是设计、配置和维护继电器保护的依据，又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间，是相互联系的，但往往又存在着矛盾。因此，在实际工作中，要根据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。电力系统保护分为主保护和后备保护，后备保护是指当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护，后备保护可

13、分为远后备保护和近后备保护2种，远后备保护就是当主保护或断路器拒动时，由相邻的电力设备或线路的保护来实现的后备保护，如变压器的后备保护就是线路的远后备。近后备保护是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护，如线路的零序保护和距离保护就是相互后备的 2.3继电器1）电磁型继电器 电磁继电器的基本结构形式有螺管线圈式、吸引衔铁式和转动舌片式三种，如图 1 所示。电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件，它是反应电流超过一整定值而动作的继电器。电磁继电器是利用电磁原理工作的。 螺管线圈式； 吸引衔铁式；转动舌片式图 1 电磁型继电器的结构原理 2)集成电路型继电器3)抗饱和、抗

14、暂态超越的集成电路型电流继电器3继电保护在电厂中的应用3.1继电保护在电厂应用的基本要求继电保护在电厂应用的基本要求：继电保护装置应满足可靠性、 选择性、 灵敏性和速动性的要求:这四 “性” 之间紧密联系, 既矛盾又统一。（一）继电保护的可靠性可靠性是指保护该动体时应可靠动作。 不该动作时应可靠不动作。 可靠性是对继电保护装置性能的最根本要求。继电保护的可靠性主要由配置合理、 质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备(线路、 母线、 变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。 220kV 及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、 直流输入、 输出回路相互独

15、立, 并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。 当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时, 能由另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下, 要求这购套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。（二）继电保护的选择性：选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障, 当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时, 才允许由相邻设备保护、 线路保护或断路器失灵保护切除故障。 为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件 ( 如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件) 的选择性, 其灵敏系数及动作时间, 在一般情况下应相互配合。（三）继电保护的灵

16、敏性：灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时, 保护装置应具有必要的灵敏系数, 各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求, 通过继电保护的整定实现。（四）继电保护的速动性：速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障, 其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, 提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。 一般从装设速动保护(如高频保护、 差动保护)、 充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、 减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。3.2继电保护的维护管理（一）防误措施 微机保护的一些定值

17、设定以及重要参数修改在硬件设计上设置操作锁，操作时必须正确输入操作员的密码和监护人的密码时，方可进行正常操作，并将操作人和监护人的姓名等信息予以记录和保存。（二）继电保护装置的日常维护1.当班运行人员定时对继电保护装置进行巡视和检查，对运行情况要做好运行记录。2.建立岗位责任制，做到人人有岗，每岗有人。3.做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。4.对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，对差动保护要记录差动电流值。5.定期对保护装置端子排进行红外测温，尽早发现接触不良导致的发热。6.每月对微

18、机保护的打印机进行检查并打印。7.每月定期检查保护装置时间是否正确，方便故障发生后的故障分析。8.定期核对保护定值运行区和打印出定值单进行核对。3.3继电保护在电厂配置中的规则和重点（一）220kV系统双重化的保护，保护接于保护小母线（BM），保护接于保护小母线（BM）。独立组屏的断路器保护直流电源接入两组保护小母线之一。非电量保护、失灵保护、3/2接线断路器保护和短引线保护用直流电源，按均匀分布的原则，接入两组保护小母线之一。两组跳闸线圈的断路器控制回路，控制电源接于控制小母线（KM），控制电源接于控制小母线（KM）。（二）220kV系统双重化的两套保护与断路器的两组跳闸线圈一一对应时，其保

19、护直流和控制直流必须取自同一组直流电源。对于220kV断路器只有一组跳闸线圈的情况，失灵保护工作电源应与相应的断路器控制电源取自不同的直流电源系统。故障录波器、保护和故障信息系统设备采集柜的直流电源按电压等级（主变录波器按高压系统归类）分类接于相应的直流分电屏保护小母线。测控装置电源按电压等级分类（主变各侧测控装置按高压侧归类）接于相应的直流分电屏控制小母线。（三）3/2断路器在每个线路、变压器间隔配三相电压互感器；为了检查同期和检电压，在母线上配单相电压互感器；变压器间隔上母线的情况下，母线上配备三相电压互感器。并联补偿电容器组的电压互感器（包括放电线圈兼电压互感器）的设置应满足电容器组内、

20、外部故障继电保护原理的需求。失压保护和过电压保护使用母线电压互感器；开口三角电压保护和电压差动保护使用电容器组电压互感器。（四）电压互感器二次绕组：110kV220kV电压等级电压互感器应有三组保护专用的二次绕组。其中两组星型接线的二次绕组分别供两套主保护用，开口三角形接线的二次绕组接零序电压回路。按照“国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护专业重点实施要求”，双重化的主保护的电压回路宜分别接入电压互感器的不同二次绕组。来自开关场电压互感器的二次的四根引入线和开口三角绕组的两根引入线应使用各自独立的电缆。（五）双重化配置的两套保护应配置相互独立的电压切换装置。双母线接线电压切换装置，由隔

21、离开关的辅助接点控制。保护用电流互感器的配置，应使电站内各主保护的保护区之间互相覆盖或衔接，消除保护死区。在采用罐式断路器的情况下，电流互感器布置在断路器的断口两侧。（六）双母线主接线以及3/2断路器接线的母线侧断路器，电流互感器布置在断路器的外侧（非母线侧）。发生断路器和电流互感器之间死区故障、断路器内部故障时，由母差保护动作快速切除故障，避免了因依赖断路器失灵保护而延长故障切除时间。（七）双重化配置的两套保护的跳闸回路与断路器的两组跳闸线圈分别一一对应。单套配置的保护和220kV母差保护同时作用于断路器的两组跳闸线圈。双母线接线断路器随线路保护而双重化配置的重合闸，“压力低闭锁重合闸”回路

22、应分别接入。（八）SF6断路器的SF6气体压力低应接入闭锁合、分闸的回路，但不接入闭锁重合闸的回路。若设置了SF6气体压力低闭锁重合闸，则在线路发生健全断路器相别的故障时，线路保护由于重合闸被闭锁而三相跳闸，单相故障增加误启动失灵保护2/3的概率。考虑到SF6气体压力低该种缺陷的不可自愈性，基于简化二次回路的原则，并计及分相闭锁合、分闸回路时SF6气体压力低闭锁重合闸带来的上述负面影响，SF6气体压力低不接入闭锁重合闸的回路。（九）失灵保护回路：220kV母线保护、线路、变压器、发变组的电气量保护、母联和分段断路器的充电和过流保护应启动断路器的失灵保护。主变或发变组动作于母联或分段断路器的后备

23、段保护不启动母联或分段断路器的失灵保护。非电量保护不允许启动失灵保护。断路器三相不一致保护不启动失灵保护，单断路器接线及单断路器运行的发变组保护中的非全相保护应该投跳闸并启动失灵保护。（十）单断路器接线发变组保护非全相运行，负序电流将造成发电机定子过热和振动，危害发电机的安全运行，因此其三相不一致保护应启动失灵保护。3/2接线母线侧断路器失灵出口跳所在母线其它断路器，可以采用经母线保护出口的方式。通过开关量输入回路实现失灵经母差直跳功能时，经过强电中间继电器转换，应设置双开入、与逻辑，提高失灵经母差直跳功能的安全性。失灵启动回路（含发变组保护解除失灵电压闭锁）的二次电缆跨保护小室连接时（分小室布置电站的保护小室之间，发电厂升压站网控室和机组主控室之间），该回路应在失灵保护侧应经强电中间继电器转接。（十一）母差保护回路：双母线接线母线保护屏的刀闸信息宜直接取自刀闸的辅助接点。一方面保证了两套保护回路的独立性，另一方面避免了取自各间隔电压切换继电器接点时受该间隔保护检修等的影响。每套母差保护应接入独立的电流互感器二次线圈。母