電力系統(tǒng)繼電保護基礎(chǔ)知識
人氣：1517次發(fā)表時間：2013-08-02
1、當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時,能夠向運行值班人員及時發(fā)出警告信號,或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備,一般通稱為繼電保護裝置.
2、繼電保護的基本任務(wù):
(1)當(dāng)被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時,應(yīng)該由該元件的繼電保護裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時從電力 系統(tǒng)中斷開,以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞,降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響,并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求(如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性 等).
(2)反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況,并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運行維護條件的不同(例如有無經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號,以便值班人員進行處理, 或由裝置自動地進行調(diào)整,或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除.反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作.
3、繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化,構(gòu)成繼電保護動作的原理,也有其他的物理 量,如變壓器油箱內(nèi)故障時伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高.大多數(shù)情況下,不管反應(yīng)哪種物理量,繼電保護裝置都包括測量部分(和定值 調(diào)整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分.
4、繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求:這四“性”之間緊密聯(lián)系,既矛盾又統(tǒng)一.
(1)可靠性是指保護該動體時應(yīng)可靠動作.不該動作時應(yīng)可靠不動作.可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求.
(2)選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護切除故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設(shè)備保護、線路保護或斷路器 失靈保護切除故障.為保證對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護和同一保護內(nèi)有配合要求的兩元件(如啟動與跳閘元件或閉鎖與動作元件)的選擇性,其靈敏系數(shù)及 動作時間,在一般情況下應(yīng)相互配合.
(3)靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時,保護裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù),各類保護的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定.
選擇性和靈敏性的要求,通過繼電保護的整定實現(xiàn).
(4)速動性是指保護裝置應(yīng)盡快地切除短路故障,其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備 用電源或備用設(shè)備自動投入的效果等.一般從裝設(shè)速動保護(如高頻保護、差動保護)、充分發(fā)揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動作 時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性.
5、繼電保護的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證.任何電力設(shè)備(線路、母線、變壓器等) 都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行.220kV及以上電網(wǎng)的所有運行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立,并分別控制不同斷路器的繼電保護裝 置進行保護.當(dāng)任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動作時,能由另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器切除故障.在所有情況下,要求這購套繼電保護裝置和 斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電.
6、上、下級電網(wǎng)(包括同級和上一級及下一級電網(wǎng))繼電保護之間的整定,應(yīng)遭循逐級配合的原則,滿足選樣性的要求,即當(dāng)下一級線路或元件故障時, 故障線路或元件的繼電保護鎮(zhèn)定值必須在靈敏度和動作時間上均與上一級線路或元件的繼電保護整定值相互配合,以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障.
7、遇到如下情況時允許適當(dāng)犧牲繼電保護部分選擇性:
(1)接入供電變壓器的終端線路,無論是一臺或多臺變壓器并列運行(包括多處T接供電變壓器或供電線路),都允許線路側(cè)的速動段保護按躲開變壓器其他側(cè)母線故障整定.需要時,線路速動段保護可經(jīng)一短時限動作.
(2)對串聯(lián)供電線路,如果按逐級配合的原則將過分延長電源側(cè)保護的動作時間,則可將容量較小的某些中間變電所按T接變電所或不配合點處理,以減少配合的級數(shù)．縮短動作時間.
(3)雙回線內(nèi)部保護的配合,可按雙回線主保護(例如橫聯(lián)差動保護)動作,或雙回線中一回線故障時兩側(cè)零序電流(或相電流速斷)保護縱續(xù)動作的條件考慮;確有困難時,允許雙回線中一回線故障時,兩回線的延時保護段間有不配合的情況.
(4)在構(gòu)成環(huán)網(wǎng)運行的線路中,允許設(shè)置預(yù)定的一個解列點或一回解列線路.
8、接地故障保護最末一段(例如零序電流保護IV段),應(yīng)以適應(yīng)下述短路點接地電阻值的接地故障為整定條件:220kV線 路,100Ω;330kV線路,150Ω, 500kV線路,300Ω.對應(yīng)于上述條件,零序電流保護最末一段的動作電流整定值應(yīng)不大于300A.由線路末端發(fā)生高電阻接地故障時,允許由兩側(cè)線路繼 電保護裝置縱續(xù)動作切除故障.
對于110kV線路,考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動作靈敏度要求,其最末一段零序電流保護的電流暫定值一般也不應(yīng)大于300A(一次值),此時,允許線路兩側(cè)零序電流保護縱續(xù)動作切除故障.
9、除了預(yù)定解列點外,不允許保護裝置在系統(tǒng)振蕩時誤動作跳閘.如果沒有本電網(wǎng)的具體數(shù)據(jù),除大區(qū)系統(tǒng)間的弱聯(lián)系聯(lián)絡(luò)線外,系統(tǒng)最長振蕩周期一般按1．5s考慮.
10、對于220kV及以上電壓電網(wǎng)的線路繼電保護一般都采用近后備原則.當(dāng)故障元件的一套繼電保護裝置拒動時,由相互獨立的另一套繼電保護裝置動作切除故障,而當(dāng)斷路器拒絕動作時,啟動斷路器失靈保護,斷開與故障元件相連的所有其他連接電源的斷路器.
2、繼電保護的基本任務(wù):
(1)當(dāng)被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時,應(yīng)該由該元件的繼電保護裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時從電力 系統(tǒng)中斷開,以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞,降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響,并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求(如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性 等).
(2)反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況,并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運行維護條件的不同(例如有無經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號,以便值班人員進行處理, 或由裝置自動地進行調(diào)整,或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除.反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作.
3、繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化,構(gòu)成繼電保護動作的原理,也有其他的物理 量,如變壓器油箱內(nèi)故障時伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高.大多數(shù)情況下,不管反應(yīng)哪種物理量,繼電保護裝置都包括測量部分(和定值 調(diào)整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分.
4、繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求:這四“性”之間緊密聯(lián)系,既矛盾又統(tǒng)一.
(1)可靠性是指保護該動體時應(yīng)可靠動作.不該動作時應(yīng)可靠不動作.可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求.
(2)選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護切除故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設(shè)備保護、線路保護或斷路器 失靈保護切除故障.為保證對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護和同一保護內(nèi)有配合要求的兩元件(如啟動與跳閘元件或閉鎖與動作元件)的選擇性,其靈敏系數(shù)及 動作時間,在一般情況下應(yīng)相互配合.
(3)靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時,保護裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù),各類保護的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定.
選擇性和靈敏性的要求,通過繼電保護的整定實現(xiàn).
(4)速動性是指保護裝置應(yīng)盡快地切除短路故障,其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備 用電源或備用設(shè)備自動投入的效果等.一般從裝設(shè)速動保護(如高頻保護、差動保護)、充分發(fā)揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動作 時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性.
5、繼電保護的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證.任何電力設(shè)備(線路、母線、變壓器等) 都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行.220kV及以上電網(wǎng)的所有運行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立,并分別控制不同斷路器的繼電保護裝 置進行保護.當(dāng)任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動作時,能由另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器切除故障.在所有情況下,要求這購套繼電保護裝置和 斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電.
6、上、下級電網(wǎng)(包括同級和上一級及下一級電網(wǎng))繼電保護之間的整定,應(yīng)遭循逐級配合的原則,滿足選樣性的要求,即當(dāng)下一級線路或元件故障時, 故障線路或元件的繼電保護鎮(zhèn)定值必須在靈敏度和動作時間上均與上一級線路或元件的繼電保護整定值相互配合,以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障.
7、遇到如下情況時允許適當(dāng)犧牲繼電保護部分選擇性:
(1)接入供電變壓器的終端線路,無論是一臺或多臺變壓器并列運行(包括多處T接供電變壓器或供電線路),都允許線路側(cè)的速動段保護按躲開變壓器其他側(cè)母線故障整定.需要時,線路速動段保護可經(jīng)一短時限動作.
(2)對串聯(lián)供電線路,如果按逐級配合的原則將過分延長電源側(cè)保護的動作時間,則可將容量較小的某些中間變電所按T接變電所或不配合點處理,以減少配合的級數(shù)．縮短動作時間.
(3)雙回線內(nèi)部保護的配合,可按雙回線主保護(例如橫聯(lián)差動保護)動作,或雙回線中一回線故障時兩側(cè)零序電流(或相電流速斷)保護縱續(xù)動作的條件考慮;確有困難時,允許雙回線中一回線故障時,兩回線的延時保護段間有不配合的情況.
(4)在構(gòu)成環(huán)網(wǎng)運行的線路中,允許設(shè)置預(yù)定的一個解列點或一回解列線路.
8、接地故障保護最末一段(例如零序電流保護IV段),應(yīng)以適應(yīng)下述短路點接地電阻值的接地故障為整定條件:220kV線 路,100Ω;330kV線路,150Ω, 500kV線路,300Ω.對應(yīng)于上述條件,零序電流保護最末一段的動作電流整定值應(yīng)不大于300A.由線路末端發(fā)生高電阻接地故障時,允許由兩側(cè)線路繼 電保護裝置縱續(xù)動作切除故障.
對于110kV線路,考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動作靈敏度要求,其最末一段零序電流保護的電流暫定值一般也不應(yīng)大于300A(一次值),此時,允許線路兩側(cè)零序電流保護縱續(xù)動作切除故障.
9、除了預(yù)定解列點外,不允許保護裝置在系統(tǒng)振蕩時誤動作跳閘.如果沒有本電網(wǎng)的具體數(shù)據(jù),除大區(qū)系統(tǒng)間的弱聯(lián)系聯(lián)絡(luò)線外,系統(tǒng)最長振蕩周期一般按1．5s考慮.
10、對于220kV及以上電壓電網(wǎng)的線路繼電保護一般都采用近后備原則.當(dāng)故障元件的一套繼電保護裝置拒動時,由相互獨立的另一套繼電保護裝置動作切除故障,而當(dāng)斷路器拒絕動作時,啟動斷路器失靈保護,斷開與故障元件相連的所有其他連接電源的斷路器.
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