继电保护培训资料

关于继电保护培训资料第1页，共41页，2023年，2月20日，星期五继电保护在电力系统中的任务是什么？继电保护的基本任务：(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求。(2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。第2页，共41页，2023年，2月20日，星期五电力系统对继电保护的基本要求是什么?

一、选择性--选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。二、速动性--速动性是指尽可能快地切除故障，短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减轻短路引起的破坏程度，减小对用户工作的影响，提高电力系统的稳定性。三、灵敏性--灵敏性是指对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，则保护的灵敏度就越高，反之就越低。四、可靠性--可靠性是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其他不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。第3页，共41页，2023年，2月20日，星期五什么是复压过流复合电压--复合电压指的是低电压和负序电压，这一点在常规保护中最常见用是低电压继电器和负序电压过滤器，但肯定不包括零序电压。在过流保护的基础上加个复合电压启动条件。第4页，共41页，2023年，2月20日，星期五什么叫主保护后备保护？主保护：能有选择性地快速切除全线故障的保护。后备保护：当故障线路的主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。近后备保护：作为本线路主保护的后备保护。远后备保护：作为下一条相邻线路主保护或开关拒跳后备保护。信号保护：作为指发信号保护。第5页，共41页，2023年，2月20日，星期五变压器电压、电流互感器的作用是把母路上的高电压变换成低电压、大电流变成小电流以便各种测量仪表和继电保护装置使用。区别：电流互感器是按照一二次侧的电流和匝数之间的反比关系在二次侧反映出一次线路的电流的。电压互感器是一个单相、二相或三相空载运行的降压变压器。所有电流互感器二次侧电流基本是0.5A(特殊的5A/1A)所有电压互感器的二次侧电压均为100V互感器同名端：把这种由于绕向一致而感生电动势的极性始终一致的端点叫同名端，并用相同的符号标记，如小圆点或“*”号等。反之叫异名端。什么叫涡流？涡流的产生有哪些害处？

答：当交流电流通过导线时，在导线周围会产生交变的磁场。交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，很象水的旋涡，所以称做涡流。特别电流互感器安装时要防止产生涡流，烧毁电流互感器。第6页，共41页，2023年，2月20日，星期五电流、电压互感器电流互感器-不能开路。（省略）电压互感器-不能短路。（省略）110kV电压互感器二次侧不装熔断器而装小开关？

110kV电压互感器二次侧接有零序电压回路，正常时没有零序电压，故障时才有零序电压，如果装熔断器熔断保护装置是不会动作的。熔断器熔断不容易被发现，而装设小开关跳开后运行巡回就会容易发现，所以110kV电压互感器二次侧不装熔断器而装小开关。

第7页，共41页，2023年，2月20日，星期五变压器各保护的范围、对象、后果？

变压器差动保护保--范围：发电机侧电流互感器9BA、厂用变压器1BA与变压器出口开关处靠变压器侧10BA之间。对象：一、二、三相短路故障。后果：跳变压器两侧断路器。(纵联差动保护是指电流互感器的接线)重瓦斯保护--范围：变压器本体。对象：变压器内部匝间、层间、相间故障。后果：跳变压器两侧断路器。高压侧复压过流--范围：110kV系统。对象：相间短路故障。后果：跳变压器两侧断路器。低压侧复压过流--范围：10.5kV系统。对象：相间短路故障。后果：跳变压器两侧断路器。高压侧零序I段--范围：110kV系统。对象：单相接地。后果：跳母联、本侧断路器。高压侧零序II段--范围：110kV系统。对象：单相接地。后果：跳母联、本侧断路器。高压侧零序过流--范围：110kV系统。对象：单相接地。后果：跳母联、本侧断路器。高压侧间隙保护--范围：110kV系统。对象：单相接地。后果：跳母联、本侧断路器。高压侧复合电压闭锁--范围：110kV系统。对象：区外故障引起负序电压、过低。后果：闭锁跳闸出口。低压侧复合电压闭锁--范围：10.5kV系统。对象：区外故障引起负序电压、过低。后果：闭锁跳闸出口。高压侧过负荷保护--范围：变压器高压侧绕组。对象：变压器高压侧过电流。后果：发信号。低压侧过负荷保护--范围：变压器低压侧绕组。对象：变压器低压侧过电流。后果：发信号。低压侧单相接地保护--范围：变压器低压绕组至10.5kV侧。对象：低压侧单相接地。后果：发信号。压力释放--范围：变压器本体。对象：变压器本体油的压力。后果：跳两侧。轻瓦斯保护--范围：变压器本体。对象：变压器内部故障（变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能反映）。后果：发信号。油温高--范围：变压器本体。对象：变压器油箱内部油温高。后果：发信号。油温过高--范围：变压器本体。对象：变压器油箱内部油温高。后果：跳两侧。油位高--范围：变压器本体。对象：变压器油箱内油位高。后果：发信号。油位低--范围：变压器本体。对象：变压器油箱内油位高。后果：发信号。绕组温度高--范围：变压器绕组。对象：变压器内部故障（如绕组匝间或层间短路、线圈对围屏放电、内部引线接头发热、铁芯多点接地使涡流增大过热、零序不平衡电流等漏磁通过与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常）。后果：发信号。绕组温度过高--范围：变压器绕组。对象：变压器内部故障。后果：跳两侧。第8页，共41页，2023年，2月20日，星期五电流互感器-保护用5P10（5P20、5P30）后面的10就是准确限值系数。5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5%。0.2/0.5/1级是表计或测量用。变压器瓦斯保护主要反应的是什么故障？主要是变压器内部绕组匝间、层间短路、绕组的各种相间短路、油位下降有气体等。变压器有那些非电量保护？本体重瓦斯、本体轻瓦斯、压力释放阀、油温过高、油位过高、油位过低。变压器中性点为什么要接地？将变压器中性点接地是操作断路器时发生三相不同期或出现非对称开断，可以避免发生电容传递过电压或失步工频过电压所造成的事故。也为零序保护考虑的。变压器接地属于工作接地。第9页，共41页，2023年，2月20日，星期五微机保护装置输入、修改定值时有什么要求？运行人员应掌握微机保护的那些操作功能？当对微机保护装置输入、修改定值时，必须停用微机保护装置，由检修维护人员来完成。运行中需查看已固化好的成套定值时，此时可不必停用微机保护装置，但应立即打印出新定值单，并主动与调度核对定值。打印查看定值清单、事故报告。微机保护装置失去直流后你如何处理？微机保护失去直流后，应立即切除保护压板停用保护装置。查明原因，消除故障恢复电源，投入保护装置。微机保护全部停运是指将保护的跳闸连接片全部断开，不允许用停直流的方式来代替。在瞬间恢复电源时防止保护误动。第10页，共41页，2023年，2月20日，星期五母线保护母线保护有几种？主要有三种完全式差动保护、电流相位比较式差动保护、不完全式差动保护。我厂是完全式比率制动完全差动式保护（不完全式差动保护主要用10kV--35kV系统。大家了解一下（母联开关和旁路开关的关系)第11页，共41页，2023年，2月20日，星期五什么是双母线接线电厂、变电站中广泛采用的一种母线方式，这种主接线方式通常是将母联断路器合上使双母线并列运行，这样当一组母线发生短路故障时，母差保护只需要将连接在该组母线上各元件的断路器和母联断路器跳开，而另一段母线仍继续工作。所有线路、变压器（元件）可再Ⅰ段或Ⅱ段上倒换运行，就是说一段母线停电，但元件可再另外一段上运行的接线方式。第12页，共41页，2023年，2月20日，星期五第13页，共41页，2023年，2月20日，星期五母线保护部分母线保护原理

母线差动保护基本原理,用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。为什么设置母线充电保护？

为了更可靠地切除被充电母线上的故障，在母联开关或母线分段开关上设置相电流或零序电流保护，作为专用的母线充电保护。

母线充电保护接线简单，在定值上可保证高的灵敏度。在有条件的地方，该保护可以作为专用母线单独带新建线路充电的临时保护。

母线充电保护只在母线充电时投入，当充电良好后，应及时停用。我厂110kV母线保护原理及区内、区外故障分析？母线差动保护采用比率制动特性的完全电流差动保护原理。保护范围110kVGIS系统包括线路电流互感器6BA、变压器电流互感器5BA及母联开关电流互感器1BA以内设备。（基尔霍夫电流定律：对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和）。第14页，共41页，2023年，2月20日，星期五母线保护图第15页，共41页，2023年，2月20日，星期五我厂110kV断路器设有失灵保护？在110千伏母线上的联接单元（非母联）发生故障、保护动作而该单元断路器拒动，或故障发生在该单元断路器与电流互感器之间时，断路器失灵保护动作跳闸。断路器失灵保护作为后备保护能够彻底切除故障。我厂110kV母线充电保护如何使用？母线正常运行时，母联充电保护不投，硬压板LW1在切。当110kVⅠ段或Ⅱ段母线需要充电时才投入，充电结束将充电硬压板LW1切至“退出”位置（特殊情况下母联充电保护可作母联过流保护）。（什么叫硬压板、软压板）当110kVⅠ段或Ⅱ段母线停电检修后送电，通过母联开关对母线充电以恢复单母分段接线运行方式，采用母联充电保护“充电Ⅰ”(短充电)功能（短时闭锁母差保护）。当110kV母线上任一条线路或主变压器检修后，母线带线路或主变压器一起充电时，使用母联充电保护“充电Ⅱ”(长充电)功能（不闭锁母差保护）。第16页，共41页，2023年，2月20日，星期五简述什么叫大母差单母线方式？什么叫小母差分段母线方式？

我厂110kV母线三种运行方式：单母线分段固定联接（并列）方式、单母线分段非固定联接（分列）方式、单母线Ⅰ分段或Ⅱ分段运行方式。

大母差单母线运行方式是指：母差保护有选择性(一次接线与二次跳闸回路要对应)，先跳开母联以后区分Ⅰ分段或Ⅱ分段故障点，再跳开故障母线上所有开关（元件）。

小母差单母分列运行方式是指：一次为单母线分列运行：母差无选择性，Ⅰ段或Ⅱ段母线故障，引起跳开Ⅰ段或Ⅱ段母线上所有开关（元件）。第17页，共41页，2023年，2月20日，星期五母线差动保护采用电压闭锁元件主要作用？为防止系统发生震荡时母线电流差动保护误动、失灵保护误动及误碰出口中间继电器而造成母线差动保护误动，由电压突变、低电压、零序电压及负序电压构成复合式电压动作判据，在母线差动保护出口回路中配置电压闭锁元件。我厂110kV母线死区在何处？又如何切除故障？110kVⅠ、Ⅱ段母线差动保护有两种方式通过判别：母联开关在合，单母线分段固定联接方式（并列）；母联开关在分，单母线分段非固定联接（分列）方式、单母线Ⅰ分段或Ⅱ分段运行方式。死区在母联开关与电流互感器之间，当母联开关与电流互感器之间发生故障，当差动保护向母联开关发出跳闸令后，经整定判断延时若大差电流元件不返回，母联电流互感器中仍然有不平衡电流，则经失灵保护动作，跳开110kVⅠ、Ⅱ段母线上所有相联连的开关。线路开关与电流互感器之间死区的靠线路对端高频保护动作跳闸。第18页，共41页，2023年，2月20日，星期五母线失压后，为什么要及时断开未跳闸的断路器？主要是从防止事故扩大、便于事故处理、有利恢复送电这三方面综合考虑的。保持故障母线断路器在断开位置，可以避免在事故处理或母线进行倒闸操作时，误向故障点或故障线路反送电，使母线再次短路或发生非同期并列。还可避免母线恢复带电后主设备同时启动，拖垮电网。一路一路送电可以判断哪条线路越级跳闸和查找故障点提供重要线索。第19页，共41页，2023年，2月20日，星期五线路高频保护有几种相差高频（相差高频基本不用了）、方向高频、距离高频、方向比较式的高额。

简述方向高频保护有什么基本特点？

方向高频保护是比较线路两端各自的故障电流方向，以综合判断是线路内部故障还是外部故障。如果以被保护线路内部故障时看到的故障方向为正方向，则当被保护线路外部故障时，总有一侧看到的是反方向。其特点是：要求正向判别启动元件对于线路末端故障有足够的灵敏度；必须采用双频制收发信机来完成。我厂110kV线路高频闭锁距离保护有什么基本特点？

高频闭锁距离保护是以线路上装有方向性的距离保护装置作基础上，增加相应的高频发信与收信设备(工作频率12Hz为中频信号)，通过通道构成纵联距离保护。其特点是：1)能足够灵敏和快速地反应各种对称与不对称故障；2)仍保持后备保护的功能；3)电压二次回路断线时保护将会误动，需采取断线闭锁措施，使保护退出运行。4)不是独立的保护装置，当距离保护停用或出现故障、异常需停用时，该保护要退出运行。第20页，共41页，2023年，2月20日，星期五高频保护高频保护运行时，为什么运行人员每天要交换信号以检查高频通道？

电力系统正常时高频通道无高频电流的工作方式。由于高频通道不仅涉及两个厂站的设备，而且与输电线路运行工况有关，高频通道上各加工设备和收发信机元件的老化和故障都会引起衰耗，高频通道上任何一个环节出问题，都会影响高频保护的正常运行。系统正常运行时，高频通道无高频电流，高频通道上的设备有问题也不易发现，因此每天由运行人员启动高频发信机向对侧发送高频信号，通过检测相应的电流、电压和收发信机上相应的指示灯（电平）来检查高频通道，以确保故障时保护装置的高频部分能可靠工作。第21页，共41页，2023年，2月20日，星期五什么是距离保护？

距离保护是指利用阻抗元件来反映短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入保护装置测量元件的电压与电流的比值，也就是短路点至保护按装处的阻抗值，因线路的阻抗值与距离成正比所以叫距离保护或阻抗保护。线路相间距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的范围，在相间距离Ⅲ段保护中的定值是如何整定？线路相间距离Ⅰ段的保护范围是80%、Ⅱ段的保护范围是120%、Ⅲ段的范围的保护范围是200%。相间距离III段定值应按可靠躲过本线路的最大事故负荷电流，对应的最小阻抗整定，并与相邻线路相间距离II段配合与相邻线路相间距离III段配合。为什么距离保护突然失去电压可能会发生误动作？

距离保护是测量线路阻抗值等于或小于整定值时动作。因电压产生的是制动力矩，电流产生的是动作力矩，当突然失去电压时，制动力矩也突然变得很小，而在电流回路则有负荷电流产生的动作力矩。如果此时闭锁回路动作失灵，距离保护就会误动作。第22页，共41页，2023年，2月20日，星期五110kV线路接地距离保护有什么优点？接地距离保护的最大优点是瞬时段的保护范围是固定的，还可以比较容易获得有效短延时和足够灵敏度的第Ⅱ段接地保护。特别适合于短线路的Ⅰ、Ⅱ段保护。对短线路说来，一种可行的接地保护方式是用接地距离保护Ⅰ

、Ⅱ段再辅之以完整的零序电流保护。两种保护各自配合整定，各负其责：接地距离保护用以取得本线路的瞬时保护段和有效短时限与足够灵敏度的全线第二段保护；零序电流保护则以保护高电阻故障为主要任务，保证与相邻线路的零序电流保护间有可靠选择性。第23页，共41页，2023年，2月20日，星期五自动重合闸装置有哪些基本要求？在下列情况下，重合闸不应动作：1）由值班人员手动跳闸或通过遥控装置跳闸时；2)手动合闸，由于线路上有故障，而随即被保护跳闸时。(2)除上述两种情况外，当断路器由继电保护动作或其他原因跳闸后，重合闸均应动作，使断路器重新合上。(3)自动重合闸装置的动作次数应符合规定，如一次重合闸只应实现重合一次，不允许第二次重合。(4)自动重合闸在动作以后，一般应能自动复归，准备好下一次故障跳闸的再重合。(5)应能和继电保护配合实现前加速或后加速故障的切除。(6)在双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同期问题，即能实现无压检定和同期检定。(7)当断路器处于不正常状态(如气压或液压过低等)而不允许实现重合闸时，应自动地将自动重合闸闭锁。(8)自动重合闸宜采用控制开关位置与断路器位置不对应的原则来启动重合闸。第24页，共41页，2023年，2月20日，星期五线路重合闸装置在什么情况下停用？断路器的开断能力不足时；断路器事故跳闸次数已接近规定的允许值；设备异常或检修影响重合闸装置正确动作时；断路器发生异常、机构卡死时；断路器进行合闸或试验时。为什么要设置线路重合闸装置？（单相重合闸与综合重合闸）自动重合闸装置是因故障跳开后的线路断路器按需要自动投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，永久性故障—般不到10％。因此，在由继电保护动作切除短路故障之后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此，自动将线路断路器重合，不仅提高了供电的安全性和可靠性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增大了高压线路的送电容量，也可纠正由于断路器或继电保护装置造成的误跳闸。所以，110kV线路要采用三相一次自动重合闸装置。220kV线路采用综合自动重合闸装置。第25页，共41页，2023年，2月20日，星期五重合闸后加速保护装置？当重合到线路是永久性故障时,

保护装置再次动作后加速跳闸的一种装置。检定同期和检定无压装置？（手动合闸时）检定无压合闸或检定同期是线路重合闸合闸判断合闸方式的一种装置。光纤保护-光纤作为继电保护的通道介质，具有不超高压与雷电电磁干扰，电场绝缘好、频带宽和衰耗低等优点。我们准备上光纤差动保护。第26页，共41页，2023年，2月20日，星期五发电机保护发电机各保护的范围、对象、后果？差动保护--范围：发电机侧电流互感器10BA开始包括高压开关柜、电压互感器、励磁变压器、封闭母线、发电机出口母线、发电机定子线圈及中性点电流互感器2BA之间。对象：一、二、三相短路故障。后果：发信、解列、灭磁、停机。复合电压闭锁过电流保护--范围：110kV系统至发电机。对象：相间短路故障。后果：发信、解列、灭磁、停机。失磁保护--范围：发电机励磁装置及引线、滑环碳刷、转子绕组。对象：转子回路失磁。后果：机组解列、发信。过电压保护--范围：发电机10.5KV系统、定子回路。对象：发电机定子过电压。后果：解列灭磁。逆功率保护--范围：发电机10.5KV系统。对象：有功负荷进相。后果：发信、解列。轴电流保护--范围：流过发电机轴颈与轴瓦之间的形成轴电流。对象：大轴接地、发电机轴电压通过主轴两个套轴承击穿油膜及受油器绝缘材料。后果：发信、解列、灭磁、停机。正序过负荷保护--范围：发电机系统。对象：发电机定子过电流。后果：发信。负序过负荷保护Ⅰ段--范围：110kV电力系统。对象：三相不对称引起的负序电流。后果：发信、解列、灭磁。序过负荷保护Ⅱ段--范围：110kV电力系统。对象：三相不对称引起的负序电流。后果：发信、解列、灭磁。定子接地3U0保护--范围：发电机定子绕组至10.5kV系统。对象：单相接地。后果：发信、解列、灭磁。电压互感器断线保护--范围：发电机电压互感器。对象：10.5kV系统一、二次回路断路。后果：发信。发电机转子一点接地保护--范围：发电机转子回路。对象：发电机转子一点接地。后果：发信。励磁变速断保护--范围：发电机励磁变。对象：各种故障。后果：发信、解列、灭磁、停机。励磁变过流保护--范围：发电机励磁变。对象：各种故障。后果：发信、解列、灭磁、停机。第27页，共41页，2023年，2月20日，星期五有功功率差保护顺便说一下上位机有时会出现有功功率差保护---当由于装置测量回路出问题或机组发生故障原因造成功率值突变，装置自动闭锁调节出口，发报警信号）。主要是供自动发电控制（AGC）用我厂没有自动发电控制装置。第28页，共41页，2023年，2月20日，星期五发电机失磁保护？发电机失磁保护？主要故障1）励磁回路开路、励磁绕组断线、励磁开关误动、励磁调节装置的自动开关误动或工作电源失去、可控硅励磁装置中部分元件损坏；2）励磁绕组由于长期发热，绝缘老化或损坏引起短路；3）运行人员误碰等。失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。第29页，共41页，2023年，2月20日，星期五为什么发电机要装设转子一点接地保护？

答：发电机转子一点接地故障是常见的故障形式之一，励磁回路一点地故障，对发电机并未造成危害，但相继发生第二点接地，即转子两点接地时，由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体，并使磁励绕组电流增加可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡从而引起振动甚至还可使轴系和汽机磁化，两点接地故障的后果是严重的，故必须装设转子接地保护。Rg=20KΩt=1s。（采用发电机转子一点接地保护乒乓式原理）。

第30页，共41页，2023年，2月20日，星期五发电机定子接地保护常用保护方式：基波零序电压（90％）、零序电流和三次谐波零序电压组成的（100％）我厂采用的是基波零序电压（90％）3U0。第31页，共41页，2023年，2月20日，星期五为什么在发电机装设有过电压保护？

由于水轮发电机的调速系统惯性较大，动作缓慢，因此在突然甩去负荷时，转速将超过额定值，这时机端电压有可能高达额定值的1.8~2倍。为了防止水轮发电机定了绕组绝缘遭受破坏，一般水轮发电机上都装设有过电压保护。贯流发电机为什么要配置逆功率保护？

技术规定要求在低转速发电机配置逆功率保护，当机组调速器失控重锤动作关闭导叶或由于调整控制回路故障而误导叶。在发电机开关跳开前发电机将转为电动机运行。此时逆功率对发电机本身无害，但由于对电力有影响。加上水电站少人值班无人值守允许方式，所以需装设逆功率保护。逆功率保护动作值无功不得少于-2MVar，运行不超过3分钟。（-13.8MVar)第32页，共41页，2023年，2月20日，星期五发电机有“发电机转子一点接地保护”动作告警时，你如何处理？发电机转子一点接地时，因故障点无接地电流通过，对发电机不构成直接危险。但是，当接地点恰好在转子上时，再发生一点接地很可能转子部分绕组将被短接。转子两点接地引起的转子磁场不对称，将使发电机转子产生振动。同时，转子两点接地的回路有大电