数字式继电保护装置及其二次回路课件

1、2 数字式继电保护装置及其二次回路2.1、电压互感器原理及接线分析 (1)原理 结构特点：一次绕组匝数多，二次绕组匝数少。由于电压线圈阻抗很大，电压互感器二次接近于空载状态，一般，二次额定电压为100V,二次负载电流小于0.5A。 根据电磁感应定律，一、二次电压与其匝数成正比。一、二次绕组间只有磁的联系，没有电的直接联系。 （2）接线 一次绕组并联于一次电路，二次负载并联。 接线型式较多。 (3) 110KV及以上的电压互感器一次侧不装设熔断器。 （ 相 绕组串接，绝缘高，另需保护不会让绕组长期承受线电压；熔断器断流容量也难配合） （4）注意事项 二次不能短路，必须接地，注意相序及端子极性。

2、停用时：不能使保护、自动装置失压（电压切换），防止反充电（取下二次熔断器），二次负荷全断开后才断开一次。 母线充电前不投TV,充电后再投TV,停母线时先停TV(预防铁磁谐振过电压）。2.2 电流互感器原理及接线分析 （1）原理 结构特点：一次绕组在匝数少，二次绕组匝数多，二次绕组阻抗小，接近于短路状态。 一、二次电流与其匝数成反比。，二次电流一般为5A或1A.。 (2）极性 按规定，我国变压器和互感器的绕组端子，均采用“减极性”标号法标注。 在一次绕组上接电压 ，二次绕组上加电压 ，当短接一对同名端后，如果另一对端子间的电压 则两对端子均为同名端，这就是“减极性”。 （3）误差 在误差为10情

3、况下，二次阻抗与一次电流的关系曲线称为10曲线，图中m为一次电流倍数，ZLMax为允许的最大二次阻抗。 准确度分为测量用的准确度级和保护用的准确度级。 测量用TA的准确度级分为0.1、0.2、0.5、1、3、5等六个标准。一般的测量用TA的准确度采用0.5级，计量回路可采用0.2级的TA。 TA由于存在电流波形畸变，需采用复合误差来规定其 误差特性。GB120887规定标准的保护用TA有5P和10P两个准确度级，如表1-3所示。在表示保护用TA准确度级时，通常也将准确限值系数一并写出，如，某保护用TA的准确度级为5P20，在一次侧流过的最大电流为其一次额定电流20倍时，该互感器的综合误差不大于

4、5。 暂态保护TA准确级:：TPX,TPY,TPZ三级。 要求误差小于10%，且不应受直流分量的影响。 TPX铁芯无间隙。 TPY铁芯有小间隙。 TPZ铁芯有较大间隙。 铁芯间隙越大直流分量衰减越快。 （3）接线方式及特点 一次绕组串于一次电路中，二次串联于负载回路中。 接线型式较多。 1)用于测量仪表 2) 保护三相完全星型接线 （三相三继电器）特点：能反应相间短路；能反应接地短路； 接线系数KC=1,； 多用于大接地电流系统。 接线系数=流入继电器电流/TA二次电流。 三相四继电器式 特点：能反应相间短路；能反应接地短路及不平衡电流； 接线系数KC=1,； 多用于大接地电流系统。 3）两相

5、不完全星形接线 用于35kV及以下电压等级小电流接地系统，可以获得A、C相电流。 特点：能反应相间短路； 不能反应B相接地短路； 接线系数KC=1；多用于小接地电流系统 必须注意保护应统一安装在同名相上（通常装于A、C相），否则当发生 某些两点接地故障时，保护将会拒动。 电流保护未安装于同名相情况 不同线路的不同相别两点接地短路时不完全星形接线保护动作情况表线路L1接地相别AABBCC线路L2接地相别BCCAABL1保护动作情况动作动作不动作不动作动作动作L2保护动作情况不动作动作动作动作动作不动作停电线路数121121 4）单继电器两相电流差接线 多用于电动机保护或灵敏系数易满足的线路。 特

6、点：能反应相间短路；不能反应接地短路； 接线系数与短路故障类型有关： 三相短路，KC= AC、AB、BC两相短路，KC=1； 5） Y-d11接线变压器后发生两相短路时各种接线的效果 （1）采用三相星形接线时： B相上装有继电器的电流比其它两相大1倍，因此灵敏系数增大1倍，这是十分有利的。 （2）采用两不完全相星形接线时 由于B相上没有装设继电器，使B相中比A相、C相大一倍的电流遗失，不能使保护的灵敏度得到充分提高。 采取措施：在两相星形接线的中线上再接上一个继电器（两相三继电器方式）。 （3）采用两相电流差接线时 流入继电器的电流为零，保护不动作。因此，这种接线方式不能用来保护变压器。2.3

7、 其他互感器简介 1、用传统铁芯式互感器加微型电量变换器加A/D转换及处理模式 2、用Rogowski电流互感器。 罗氏空心线圈，使用非铁磁材料骨架上均匀绕上测量导线构成。 3、霍尔电流、电压互感器 用半导体薄片通电产生霍尔电动势的原理构成 4、光电互感器 利用法拉第磁光效应 原理构成 4、电子式互感器的特点 1）集测量和保护于一身，能快速、完整、准确地将一次信息传送给计算机进行数据处理或与数字化仪表等测量、保护装置相连接，实现计量、测量、保护、控制、状态监测； 2）不含铁芯（或含小铁芯），不会饱和，电流互感器二次开路时不会产生高电压，电压互感器二次短路时不会产生大电流，也不会产生铁磁谐振，保

8、证了人身及设备的安全； 3）二次输出为小电压信号，可方便地与数字式仪表、微机测控保护设备接口，无需进行二次转换（将5A,1A或100V转换为小电压），简化了系统结构，减少了误差源，提高了整个系统的稳定性和准确度； 4 ）频响范围宽、测量范围大、线性度好，在有效量程内，电流互感器准确级达到0.2/5P级，仅需2-3个规格就可以覆盖电流互感器20A-5000A的全部量程，电压互感器测量准确级可达到0.2/3p级； 5）电压互感器可同时作为带电显示装置实现一次电压数字化在线监测，并可作为支持绝缘子使用； 6）体积小、重量轻，能有效的节省空间，功耗极小，节电效果十分显著，且具有环保产品的特征； 7）安

9、装使用简单方便，运行无需维护，使用寿命大于30年。 2.4 数字式保护装置的测试方法与运行维护2.4.1 数字式保护装置的测试方法 1、装置静态试验测试 1）测试时装置的工作状态 调试状态：运行开关（或菜单）至于“调试”，按RST进入调试状态。 不对应状态：运行方式由“运行”转“调试”，但不按RST键，此状态数采系统正常工作，但不能出口和报警。 （有些装置没设此状态） 2）电源检查 接入专用试验直流电源，断开其他直流电源。缓升直流电压至额定的80%，逆变电源插件灯应亮，合上逆变电源开关，电源指示灯应正确指示。 3）硬件 检查 通电、屏幕、键盘定值固化与修改、时钟、告警回路等功能性检查。 定值、

10、时钟修改后关电源经10S后再上电定值应不变，时钟正常。 关机、保护装置异常等情况下，告警继电器触点应可靠闭合。 整机或插件复位，运行应灯亮，自检应正常。 4）开关量输入回路检查 投退压板、切换开关或用短接线将公共端与输入端子短接，查询与之对应的装置开关量变位信息是否相同判断完好性。 5）交流回路检查 A、零漂检查 开机半小时后，将输入交流电流短接，电压开路，查对应的采样值，做好记录，要求零漂在正负0.5以下。 B、检查电流、电压回路平衡度 目的在于检查极性。 将各电流端子顺极性串接后加5A电流，各电压端子并联后加50V电压，在“不对应”状态下打印出采样报告。若各通道采样值由正到负、过零时刻相同

11、则表明极性正确。 C、通道线性度检查 检查摸拟量系统的线性度。 调整试验电压分别加入60V，3V，5V，1V；电流 ，然后打印出个通道的采样值，分析线性度。 对于低试验值与测量仪表指示误差应小于等于10%，其他误差应不大于2%。 D、相位特性检查 分别按相加入电压与电流，调整角度0, 45, 90, 120度，打印，或查看屏幕显示相关相位值，计算出误差值。与测量表计指示误差应小于3度。 6）定值与逻辑试验 拟定好各段定值后，键入装置并校核，在输入 端分别加入相应的信号，观察保护动作情况。距离 保护应在0.7倍，0.95倍和1.2倍定值处检查动作情况。零序保护应在0.95倍和1.2倍定值处检查动

12、作情况。 接地距离保护应注意电抗补偿系数，故障计算电压大于57V时应适当降低故障电流。 故障量应加准，打印出的故障报告中阻抗、时间应和定值相近。 7）功耗测试 A、直流回路功耗 在直流试验电源中串入电流表，分别在正常状态和保护动作状态下测直流电压、电流和功耗。 B、交流电压回路功耗 分别在相电压回路加入额定电压，测量串入每相电压回路中的交流电流，即可得到每相电压回路的功耗。要求三相基本平衡，且小于1VA.零序电压回路也应小于1VA。 C、交流电流回路功耗测量 按相分别通入额定电流，测量出各相（含零序）交流电压值，即可的到其相应功耗。要求三相基本平衡，每相功耗小于5VA。 2、交流动态试验 1）

13、试验内容 所有二次回路和断路器联动试验，检查接线、极性、变比。与其他保护的配合高频、光纤通道。 2）整组试验前的准备工作 A、二次回路完成接线，恢复所有被拆动的二次线，用1000V要表，分别对直流控制回路、保护电压、测量电压、信号等回路做对地绝缘试验，要求实测值大于10兆欧。 B、内部跳线已恢复。 C、扩建站所应注意拆除各类运行间隔间的连线。如：线路保护装置与母线屏的电缆，线路保护装置电压回路与母线TV二次回路（防倒送电）的联系，主变保护屏至各电压等级母线保护联系电缆和启动各电压等级旁路或母联及分段短路器跳闸电缆。 D、断路器操作回路具备通点条件，且压力正常，机构调好。可远方、就地操作。 E、

14、试验设备齐全,中央型号完整 F、直流控制电源熔断器符合图纸要求。 G、整组试验通入保护屏直流电源电压应为额定电压的80%。 3）试验接线 将试验台（或测试仪）电流、电压接入保护屏对应端子，合闸线、分闸线分别引至屏的跳A,跳B跳C，和合闸端子。跳闸线可从第二组跳闸连接片上引出，合闸端子可从操作箱内合位继电器空节点引出。 4）整组实验 尽量少跳断路器，对各个保护做各种故障的整组试验，每一个连接片均应准确模拟到，用万用表直流电压档在连接片两端监视出口效果。 5）系统电压及负荷电流校验 目的是最后一次检查交流二次回路接线是否正确。 A、交流电压、电流相序检查 在装置正常运行状态下打印采样报告，依据采样

15、值由正到负过零点时间顺序和有效值的大小判断相序。电压、电流和零序电压、电流均应检查。 B、测定负荷电流相位 与A的方法相同，通过计算比较得出结论。 C、零序电压回路接线检查 电流、电压应极性端相连。 用电压表分别在保护屏端子排和电压互感器端子箱测得不平衡电压如果基本相同，极性一致。 D、零序电流回路校验 在保护屏外侧将电流B相,C相和N三线短接，再在端子排处将B、C两相电流断开此时A相电流即为3倍 零序电流。打印出采样报告应和采样值相同。2.4.2 微机保护的运行检查 1 、微机保护的运行管理 1）一条线路两端高频保护软件版本应相同。 2) 各网调同一规定保护装置中各保护段名称及作用。 3）现场人员定期对采样值和时钟进行校对一般周期为一月。 4)需要修改定值时，按规定方法，不必停机， 但应立即打印出清单与主管调度核对定值。 5) 保护动作后，应按要求做好记录和复归信号，并将动作、测距情况向调度回报，复制总结报告和分析报告。6）保护装置异常时，运行人员应按运行规程进行处理，并报告主管调度，通知保护人员到现场。 7) 运行中的保护装置直流电源恢复后，应核对时钟 8）远方操作时应有保密和监控手段，防止误整定、误操作。 9）微机保护试验电源，一次侧应为三角型接线，二次侧应为三线四线制星型接线，容量不小于10KV，相电压为 V。 2、 现场检查与