继电保护培训材料（PPT46页)

电力系统常见设备及继电保护主要内容常见一次设备介绍继电保护的配置常见一次设备介绍断路器开关类型及其操动机构。①六氟化硫断路器（LW系列），一般配置弹簧操动机构（CT系列）。②多油断路器（DN、DW系列），一般配置电磁操动机构（CD系列）。③真空断路器（ZN系列），可配置弹簧操动机构（CT系列）或电磁操动机构（CD系列）。VS1、VD4进口断路器④少油断路器（SN、SW系列），可配置弹簧操动机构（CT系列）或电磁操动机构（CD系列）。CT系列合闸电流小1~2A，CD系列合闸电流大80~140A。常见一次设备介绍隔离开关型号选择GN户内隔离开关；GW户外隔离开关；常见一次设备介绍电压互感器类型单相V-V三绕组四绕组输出电压单个线电压三相线电压相电压、线电压、零序两组Y形一组开口三角形四绕组三绕组V-V接线单相常见一次设备介绍电压互感器2、PT的选择PT准确级分为0.5、3P、6PA、用于测量表计回路的PT为0.5级。B、保护用，测量电压的误差绝对值在3%以内。C、保护用，测量电压的误差绝对值在6%以内。PT型号：例如JDZ(X)-3,6,10J：电压互感器Voltagetransformer；D：单相Singlephase；Z：浇注式Castingtype；X：带剩余电压绕组Withresidualvoltagewinding；3,6,10：电压等级（kV）Voltageclass(kV)。电流互感器1、CT的选择CT准确级分为0.2、0.5、1、3、10、D级A、用于测量表计回路的CT为0.5级；B、一般保护用CT选用3级；C、差动、距离及高频保护用的CT选用D级；国外对CT保护准确级分为5P10、5P20、10P10、10P20一次短路电流为Ie的倍数额定一次电流下的比值误差5P级——±1%，10P级——±3%几个概念主保护和后备保护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地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。a.远后备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。b.近后备是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护实现的后备保护；是当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。几个概念进线和出线单母线和双母线单母线分段和单母线简易分段降压变和升压变内桥和外桥近区变和厂用变线路-变压器组和发变组继电保护的配置—线路6~66kV线路①三段式电流保护：速断、限时速断、过电流②复合电压——提高保护灵敏系数③方向的选择——保护范围不同④重合闸——针对瞬时故障，多用于架空线路。检同期/检无压功能，针对双侧电源送电线路⑤重合闸前加速与后加速⑥低周减载：滑差、低压、低流闭锁⑦小电流接地选线：通过保护装置采集线路的零序电流、母线零序电压上传至上位机。当母线零序电压超过定值时，则认为系统存在单相接地故障，上位机软件先根据零序电流的基波（经消弧线圈接地系统则取五次谐波）来选定3条可能接地的出线，再根据此3条出线的零序电流基波大小和功率方向确定接地的线路继电保护的配置—线路110kV线路①距离保护第一段保护线路的80%~85%，第二段保护余下的15%~20%并作相邻母线的后备保护，第三段带方向或不带方向、有的设不带方向的第四段作本线及相邻线段的后备保护。继电保护的配置—线路110kV线路②纵联保护可实现全线速动，保证电力系统并列运行的稳定性和提高输送功率、缩小故障造成的损坏程度、改善与后备保护的配合性能。光纤纵差保护针对15kM以内的短线路，作为全线瞬动的主保护。电力线载波纵联保护高频保护继电保护的配置—电动机一、绕组保护①温度保护—以安装在电动机内的测温元件实现。②热保护—反映定子电流的过负荷。③过电流保护—与电动机热特性配合的反时限特性过电流保护。④纵差保护和电流速断保护—2MW及以上容量的电动机应装设纵差保护。2MW以下电动机，采用电流速断保护，如灵敏系数不够，则装设纵联差动保护。⑤接地故障保护—我国电动机供电网络均为非直接接地系统。接地零序电流大于5A时装设。当接地电流大于10A，保护带时限跳闸。继电保护的配置—电动机二、供电系统异常①低电压保护A、系统电压太低时，引起电动机的过电流甚至堵转，会烧坏电动机。B、为保证电压恢复时重要电动机的自启动，在不太重要的电动机上也应装设作用于跳闸的低电压保护。C、因生产工艺过程不允许或不需要自启动的电动机也必须装设低电压保护出口跳闸停机。②断相或三相不平衡保护—装设负序电流（三相电流不平衡）或负序电压（反相或三相不对称）保护。对于供电电源一相断开故障，负序电压保护不及负序电流保护灵敏。继电保护的配置—电动机三、轴承保护轴承受径向负荷、轴向负荷和振动的作用，可能使轴承烧损，应有以下保护：轴承温度过高，用热电偶或热敏电阻检测；油位过低可用油标尺监视；润滑油油压不够可用压力开关监控；油量不足用节流开关控制；振动过大用振动表监视。继电保护的配置—电动机四、同步电动机保护①失步保护：双透镜动作特性的双阻抗元件的失步保护。双透镜动作特性短路故障：机端阻抗轨迹虽曾进入动作区，但很快就退出了。阻抗轨迹几乎是同时穿过阻抗元件（Z1）和阻抗元件（Z2）的动作边界。可用穿过时间Δt1的大小来鉴别短路与振荡。稳定振荡：机端阻抗轨迹只进入阻抗元件（Z1）的动作区，而不会越过阻抗元件（Z2）的动作边界，即只有阻抗元件（Z1）动作，而阻抗元件（Z2）不动作。非稳定振荡：机端阻抗轨迹穿过阻抗元件（Z1）和阻抗元件（Z2）的动作区，穿过时间较长。继电保护的配置—电动机四、同步电动机保护②失磁保护：联跳功能实现失磁后的危害：①同步电动机失磁即失去同步转矩，电机将进入失步状态，一般电机的异步转矩不能与负载转矩相平衡；②电机定子绕组将产生很大的脉振电流，电流幅值有可能超过允许值；③失磁后的同步电动机将从电源吸取大量无功，在某些情况下有可能使机端母线电压严重降低。③非同步冲击保护：逆功率过流实现。电源短时中断再恢复时，如果不采取适当保护措施，同步电机将遭受非同步冲击，而大型同步电机及某些中小电机不允许非同步冲击。因此有必要装设防止非同步冲击的保护。规范规定2MW及以上的同步电动机及不允许非同步冲击的同步电动机应装设防止非同步冲击的保护。继电保护的配置—电动机电动机保护小结电流保护分为：①定子绕组或引线的相间短路保护：速断、纵差（电流平衡、磁平衡原理）；②定子绕组或引线的单相接地保护：零序电流；③堵转保护：定时限过流/反时限过电流；④严重过负荷保护：反时限过电流；⑤三相电流不平衡（断相、反相）保护：负序电流；⑥启动时间过长保护：定时限过流，设置断路器由分到合的启动条件。电压保护分为：①低电压保护；②反相保护（负序电压保护）(b)启动时间过长保护(a)堵转保护磁平衡式纵差保护三相接线图电动机继电保护的配置—电抗器并联电抗器①油浸式电抗器：装设轻、重瓦斯保护，反映油面降低故障，对线圈匝间短路有保护作用。对于500kV主设备应有双重主保护，一般装设零序功率方向保护作为匝间短路的的另一套主保护。②63kV及以下并联电抗器一般只装设电流速断保护相间短路和单相接地短路，装设过电流保护作为其后备保护。220~500kV系统中，装设纵差保护作为相间短路和单相接地短路的主保护。③过负荷保护：系统电压异常升高造成电抗器的过负荷。④过温保护：反映温度升高和冷却系统故障。继电保护的配置—电容器并联电容器（一）①相间短路保护：电流速断、过电流②系统异常保护过电压保护：电容器只允许在1.1倍工频电压下长期运行。电压过高使电容器的功耗和发热增加，影响电容器使用寿命，严重时将击穿。低电压保护：电容器因故失压后仍接在系统中，当再次给上电压时，电容器的残余电荷可能使电压超过1.1倍额定电压；也可能因变压器带电容器合闸产生谐振过电压；空载变压器（停电后恢复供电初期）因电压较高，也能造成电容器过压。继电保护的配置—电容器并联电容器（二）③电容器组内部故障保护单三角形接线——零序电流单星形接线——放电PT的开口三角电压（零序电压）差电压保护——反映故障段和正常段的电压差构成的电容器内部故障保护即差电压保护不平衡保护电气化铁道并补电容器保护：速断、过流、过电压、低电压、电压差动保护、谐波过流、非电量（轻、重瓦斯）保护。继电保护的配置—变压器变压器额定容量（KVA）变压器型号：□□－□／□高压绕组电压等级（KV）产品型号设计序号产品型号说明如下：1、相数——D：单相，S：三相2、绕组外绝缘介质——不表示：变压器油，G：空气，C：成型固体3、冷却方式——不表示：自冷式，F：风冷式，W：水冷式4、油循环方式——不表示：自然循环，D：强迫油导向循环，P：强迫油循环5、绕组数——不表示：双绕组，S：三绕组6、调压方式——不表示：无激磁调压，Z：有载调压7、绕组导线材料——不表示：铜，不表示（L）：铝8、绕组耦合方式——O：自耦自耦变压器作升压用时，O列型号之后；作降压用时，O列型号之前。9、防护类型代号——TH：湿热带，TA：干热带继电保护的配置—变压器主变压器（一）主保护有瓦斯保护（反应变压器油箱内部故障和油面降低）、纵联差动保护或电流速断保护（反应变压器绕组和引出线的相间短路，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能起保护作用。）瓦斯保护：容量为800KVA及以上油浸式变压器和容量为400KVA及以上车间内油浸式变压器均应装设瓦斯保护。继电保护的配置—变压器主变压器（二）差动保护1、容量为6300KVA以下并列运行的变压器以及10000KVA以下单独运行的变压器，当后备保护时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。2、容量为6300KVA及以上、厂用工作变压器和并列运行的变压器、10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器、以及2000KVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。防止励磁涌流影响的方法：二次谐波制动，间断角闭锁，波形对称原理。大型变压器（500kV及以上）差动保护中防止过励磁影响的方法：五次谐波制动。继电保护的配置—变压器主变压器（三）后备保护1、外部相间短路：①过电流保护，宜用于降压变压器；②复合电压（包括负序电压及线电压）起动的过电流保护，宜用于升压变压器和系统联络变压器及过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器；③负序电流保护和单相式低电压起动的过电流保护，可用于63000kVA及以上的升压变压器。④对于升压变压器和系统联络变压器，当采用2、3不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。以上保护动作后，应带时限动作于跳闸。继电保护的配置—变压器主变压器（四）后备保护：2、外部接地短路保护①中性点不接地电网中的变压器：零序电压保护②中性点直接接地电网中的变压器：零序电流、间隙零序电流、零序电压保护。3、过负荷保护：对于400kVA及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。4、过励磁保护：大型变压器在频率降低或电压升高时引起铁芯工作磁密过高，励磁电流增加产生过励磁，引起过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命。500kV变压器应装设过励磁保护。5、其它非电量保护：压力释放、温度、油位、风冷故障等继电保护的配置—变压器自耦变压器（一）1、与同容量普通变压器相比，自耦变压器可以省去一个绕组，其绕组容量要比相应的普通变压器小，外形尺寸小，具有节约材料、降低造价、减少损耗、便于运输和安装、极限制造容量大等优点，所以在超高压大容量系统中得到广泛应用。U1U2I1I2U3三绕组自耦变压器单相图I2I1U2U1I3双绕组自耦变压器单相图330kV220kV10kVU1U2I1I2三绕组自耦变压器三绕组自耦变压器单相图I3U3继电保护的配置—变压器自耦变压器（