继电保护初级培训课件

电力系统电力系统是由电力生产的5个环节：发电、输电、变电、配电和用电组成的整体。输电网和配电网统称为电网。完成一次能源转换成电能并输送和分配到用户的统一系统称为一次系统；对一次系统进行保护、控制、测量、调节、监视、通信等相应的辅助系统称为二次系统。

继电保护当电力系统中的电力元件发生故障时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力元件的一般称为继电保护装置。安全自动装置当电力系统本身发生故障或危及其安全运行的事件时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力系统的通称为电力系统安全自动装置。功率一次，以母线流向线路为电流正方向；母线对地为电压正方向。二次，极性端流入继电保护装置为电流正方向；极性端对地为电压正方向。只有这样规定，才有：当接入R时，发电机发出P，P>0；负荷受入P。Q=0。电压电流同相。当接入L时，发电机发出Q，Q>0；负荷受入Q。P=0。电压超前电流900。当接入C时，发电机受入Q，Q<0；负荷发出Q。P=0。电压滞后电流900。功率UIP>0Q>0P>0Q<0P<0Q>0P<0Q<0

功率三道防线1常见的普通故障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行和正常供电；2为出现概率较低的较严重的故障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行，但允许损失部分负荷；3为罕见的严重复杂故障，电力系统在承受此类故障时，如不能保持系统稳定运行，则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。1合理的电网结构和电源布局，保护重合闸和开关正确动作，必须保持稳定和正常供电；2保护重合闸和开关正确动作，必须保持稳定，但允许损失部分负荷（切机、切负荷、解列）；3振荡解列、低周低压减载等。电力系统对继电保护的要求“四性”：可靠性（可信赖性和安全性）选择性快速性灵敏性“四性”可靠性（可信赖性和安全性）可信赖性：要求继电保护在设计要求它动作的异常或故障状态下，能准确地完成动作，即要求不拒动。安全性：要求继电保护在非设计要求它动作的其他所有情况下，能够可靠不动作，即要求不误动。可信赖性与安全性是一对矛盾。实际应用中它与接线方式与电网结构有关。对于220kV电网以可信赖性为主，重点防止保护拒动。对于500kV电网以安全性为主，重点防止保护误动。

“四性”继电保护快速性继电保护快速性是指继电保护装置应以允许的可能最快速度动作切除故障。继电保护快速跳闸，一方面可以减轻故障设备的损坏程度，另一方面是提高电力系统暂态稳定的重要手段。

“四性”注意两点：1）快速性与可靠性之间存在矛盾—只有在继电保护装置可靠动作前提下的快速性才有实际意义。2）快速性并不是愈快愈好---只有在系统暂态稳定需要的前提下才是合理的。继电保护快速性对通道传输时间有规定要求。“四性”继电保护灵敏性继电保护灵敏性是指继电保护装置对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠地动作能力。在规程中规定每种保护元件的具体灵敏系数。继电保护对动作的灵敏性是出于保护装置可靠动作需要。

继电保护系统作用1）断开电力故障元件，最大限度地减少对电力元件本身的损坏。2）反应电力元件不正常工作状态，便于监视与调整。3）支持电力系统安全运行。特别是保护快速动作对提高电网暂态稳定的特殊作用，其他稳定措施是不能与其相比拟。

继电保护的配置原则超高压（220kV及以上），双重化原则，近后备+断路器失灵。高压（220kV以下），主、备独立，远后备。主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性地切除被保护设备和线路故障的保护。继电保护的配置原则后备保护是主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。远后备保护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。当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。超高压线路保护保护的范围由PT和CT的安装位置（PT确定纵向故障；CT确定横向故障）及原理和通道信号决定。主保护（纵联保护）——分相电流纵差、高频方向、高频距离。分相电流纵差利用基尔霍夫电流定律，需要线路两侧电流进行运算，判别线路内部、外部短路，决定是否跳闸。因此，要求通道传送对侧电流（模拟量）。特点是容量大、同步要求高（同时刻两侧电流进行运算），通常只能通过光纤或微波通道传送（64k或2M）。高频方向、高频距离方向或距离只是原理不同，都是判别正、反向故障。方向只是超范围；距离又分超范围或欠范围。高频方向、高频距离的通道命令分为闭锁命令或允许命令。无论如何，都是接受对侧命令加上本侧的方向元件一并判别线路内部、外部短路，决定是否跳闸。

当然，对侧是否发送命令是由对侧的方向元件判别后决策的。这种命令我们称为快速命令，对允许式保护10~15ms，对闭锁式保护小于10ms。划分保护范围保护范围分为两类：一类是保护范围固定不受运行方式影响，如：被保护的线路、被配合的相邻线路的纵联保护和距离保护Ⅰ段、相邻变压器的差动保护、变压器另一侧出线的纵联保护和距离保护Ⅰ段。另一类是保护范围不固定受运行方式影响，如：被配合的电流保护、距离保护高段。这类保护要找到保护范围很不容易，尤其当保护范围伸出本线路，对侧母线接有多分支，对每一个分支都存在一个保护范围。但是，这些保护范围是由一个保护定值决定的。因此，同原理保护配合往往是定值上的配合，即用配合定值乘以助增系数或分支系数。不同原理保护配合就不能在定值上取得配合，这是因为各序网络独立，存在不同的电流分配系数，两类保护定值没有固定的关系。后备保护配置的意义和目的后备保护是主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。超高压线路按近后备原则，断路器拒动由失灵保护切除故障。主保护拒动由本线路后备保护切除故障，因此，对近后备保护提出两点基本要求：1硬件——主保护硬件损坏（包括通道故障）时，后备保护能保持正常工作；2软件——主保护原理上存在缺陷或灵敏度不足。两点中任何一点都是后备保护存在的理由。

后备保护的整定理想原则主保护拒动是后备保护整定计算的前提被配合保护正确动作是后备保护整定计算的基础主保护拒动应由故障线路的后备保护切除故障，不应由相邻线路的后备保护切除故障。前者讲的是灵敏度，后者讲的是选择性。

后备保护的整定实际原则本着加强主保护、简化后备保护的思想。整定计算也允许作相应的简化，简化整定计算就是默认某些失配。距离保护不带时延的一段将选择性放在首位、灵敏度次位。带时延的二段将灵敏度放在首位、速动性次位、选择性末位。带时延的三段将灵敏度放在首位、选择性次位、速动性末位。零序电流保护它用作距离保护的补充，仅用作切除高电阻接地故障。起始时间长于距离三段，可以用反时限或定时