高危客户电网技术(保护)

淮北地区高危客户电网安全技术继电保护淮北供电公司纵榜林一、继电保护任务短路故障的类型：三相短路、两相短路、两相接地短路、大电流接地系统的单相接地短路、变压器、电机类设备的内部线圈匝间短路。第一章继电保护任务及基本要求继电保护的作用是当电气设备发生短路故障时，能自动迅速地将故障设备从电力系统切除，将事故尽可能限制在最小范围内。二、继电保护基本要求电气设备发生短路故障时的危害：1.产生很大的短路电流；2.电网电压下降；3.电气设备过热烧坏；4.充油设备的绝缘油在电弧作用下分解产生气体，出现喷油甚至着火；5.导线被烧断，供电被迫中断；6.特别严重时电力系统的稳定运行被破坏；7.发电厂的发电机被迫解列；8.甚至可能引起电网瓦解。继电保护方式：电流过负荷保护、过电流保护、电流速断保护、电流方向保护、低电压保护、过电压保护、电压闭锁电流速断保护、差动保护、距离保护、高频保护、瓦斯保护等。对继电保护的要求：为了能正确无误而又迅速地切断故障，使电力系统能以最快速度恢复正常运行，要求继电保护具有足够的选择性、快速性、灵敏性和可靠性。1．选择性当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小。继电保护动作的选择性，可以通过正确地整定电气量的动作值和上下级保护的动作时限来达到互相配合。选择性对时间的要求一般上下级保护的时限差取0.3～0.7s，如果只依靠动作时限级差来达到选择性，则由于从电源侧到负荷侧要经过多级电压变换和传输，电源侧继电保护的动作时限必然很长，这样不利于切除故障设备的快速性。因此必须通过合理整定电气量的动作值，有时要利用各类不同保护等来取得继电保护的选择性、灵活性和快速性。2．快速性快速切除故障，可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。但快速性有时会与选择性发生矛盾，这时就要根据具体情况，通过选取最佳保护配合方式以达到在确保所需选择性的基础上，达到令人满意的快速性。3．灵敏性继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内故障的反应能力，即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应能灵敏地感受和灵敏地反映。上、下级保护之间灵敏性必须配合，这也是保证选择性的条件之一。4．可靠性继电保护动作的可靠性是指需要动作时不拒动，不需要动作时不误动，这是继电保护装置正确工作的基础。为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单、继电器性能可靠、回路触点尽可能最少。还必须注意安装质量，并对继电保护装置按时进行维护和校验。第二章变压器保护一、电力变压器保护设置要求：3～10kV配电变压器的继电保护主要有过电流保护、电流速断保护。根据变压器容量安装气体保护变电所单台油浸变压器容量在800kVA及以上；车间内装设的容量在400kVA及以上的油浸变压器应装设气体保护。大容量变压器，例如单台容量10000kVA及以上，或者单台容量在6300kVA及以上的并列运行变压器，根据规程规定应装设电流差动保护，以代替电流速断保护。对于大容量、高电压的降压变电器，为了提高灵敏度，常采用复合电压闭锁的过电流保护。1.3～10kV配电变压器一般设置：主保护电流速断保护后备保护过电流保护2.变电所单台油浸变压器容量在800kVA及以上，车间内装设的容量在400kVA及以上的油浸变压器应装设：主保护电流速断保护气体保护后备保护过电流保护3.大容量变压器，单台容量10000kVA及以上，或者单台容量在6300kVA及以上的并列运行变压器应装设：主保护电流差动保护气体保护后备保护过电流保护二、变压器过电流保护当电气设备发生短路事故时，将产生很大的短路电流，利用这一特点可以设置过电流保护和电流速断保护。过电流保护的动作电流是按照避开被保护设备(包括线路)的最大工作电流来整定的。考虑到可能由于某种原因会出现瞬间电流波动，为避免频繁跳闸，过电流保护一般都具有动作时限。为了使上、下级各电气设备继电保护动作具备选择性，过流保护在动作时间整定上采取阶梯原则，即位于电源侧的上一级保护的动作时间要比下级保护时间长。因此过电流保护动作的快速性受到一定限制。过电流保护的动作时限有两种实现办法：一种是采用时间继电器，其动作时间一经整定后就固定不变，即构成定时限过电流保护。另一种方式是动作时间随电流的大小而变化，电流越大动作时间越短。由这种继电器构成的过电流保护装置称为反时限过电流保护。电流速断保护是防止相间短路故障的保护，所以都按不完全星形的两相两继电器接线方式构成。速断保护范围：变压器高压侧电流互感器引线至低压绕组的一部分。三、变压器电流差动保护电力变压器是电力系统中十分重要的设备，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。变压器内部的某些故障，虽然最初故障电流较小，但产生的电弧将引起变压器内部绝缘油分解，产生可燃性气体；严重时引起喷油、爆炸。为了避免变压器事故的扩大，要求变压器内部发生故障时应迅速切断电源，使变压器退出运行。变压器过电流保护具有一定时限，动作不够迅速。变压器速断保护虽然动作迅速，但是动作电流整定较大，对于轻微的内部故障不能反应；而且在变压器内部，靠近二次出线还存在死区，即速断保护不起作用的地方。因此规程规定对于大容量变压器应装设电流差动保护。变压器电流差动保护的动作原理（1）外部故障（2）内部故障IhIl（a）外部短路流入继电器的电流为不平衡电流,差动继电器不动作IhIlIj(b)内部短路（高.低压侧有电源）流入继电器的电流，差动继电器动作IhIj(c)内部短路（低压侧无电源）流入继电器的电流，差动继电器动作从图中可见，当变压器外部故障时，流入继电器的电流是变压器一、二次侧的两个电流之差。如果适当选择一、二次侧变流器，使变压器流过穿越性电流时，在一、二次变流器的副边出现接近相等的电流，则流入继电器的电流iⅠ-iⅡ接近为零，继电器不动作。电力变压器差动保护的动作电流：按躲过二次回路断线、变压器空载投运时激磁涌流和互感器二次电流不平衡，防止由此出现误动作来整定。动作时间取0s。差动保护范围：变压器内部、套管至电流互感器引线之间。四、变压器气体保护电力变压器利用变压器油作绝缘和冷却介质，当油浸变压器内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其他绝缘物分解，产生大量气体，利用这些气体形成动作于保护装置叫气体保护。气体保护的主要元件是气体继电器。气体继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中气体继电器气体继电器反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。①轻瓦斯保护动作于信号；②重瓦斯保护瞬时动作于跳开变压器各侧电源的断路器。气体保护具有灵敏度高、动作迅速、接线简单的特点。它和电流速断、电流差动都是变压器的快速保护，属于主要保护。过电流保护具有时延，不能满足快速切除故障的要求，属于后备保护。气体保护范围？变压器油箱内部。第三章电力线路保护一、6～10kV电力线路过电流保护和电流速断保护6～10kV电力线路的继电保护比较简单，只有过电流保护和电流速断两种保护方式。1.线路电流速断保护动作整定值：按躲过本线路末端三相最大短路电流整定计算。动作时限：瞬动。电流速断保护动作整定值：按躲过本线路末端三相最大短路电流整定计算。电流速断保护不能保护全线路。电流速断保护死区2.线路过流保护动作整定值、动作时限电力线路过电流保护的动作时间按选择性要求整定，考虑到作为后面相邻区段的后备保护，当后面相邻区段发生事故时，如果该相邻区段本身的继电保护因故拒动，才由本区段过电流保护动作跳闸，因此需设置△t=0.5～0.7s的时间阶段差。过电流保护的动作时间一般在1.0～1.2s。过电流保护能保护全线路，但达不到快速性的要求.△t=0.5～0.7s二、线路限时电流速断保护电力线路电流速断保护是按躲过本线路末端三相最大短路电流整定计算的，因此，在靠近线路末端附近发生短路故障时，短路电流达不到动作值，电流速断保护不会启动。在本线路上电流速断保护不到的区域称为死区。在电流速断保护死区内发生短路事故时，一般由过电流保护动作跳闸，因此过电流保护是电流速断保护的后备保护。电流速断保护死区限时电流速断保护的动作时间：一般取0.5s；限时电流速断动作电流按下式整定：IDz=KKl'Dz式中，IDz——限时电流速断保护动作电流；KK——可靠系数，取1.1～1.15；。l'Dz——相邻线路的瞬时电流速断保护动作电流由于电流速断保护不能保护全线路，过电流保护能保护全线路，但达不到快速性的要求，这时可以加一套限时电流速断保护。相邻线路电流速断保护动作整定值限时电流速断动作电流：按躲过相邻线路电流速断保护动作整定值计算。三、低电压保护和电流方向保护1.低电压保护除了限时电流速断保护外，35kV及以上的电力线路有时还设置低电压保护。电力线路发生短路事故时，线路电压不正常，下降很多，三相电压严重不平衡，利用这一现象通过低电压继电器来反映，以达到快速跳闸。2.电流方向保护对于两侧都有电源，而且能同时供电的电力线路，例如两侧都有电源的环网线路，通常都设置方向继电器，用以判别电流方向，使事故停电范围限制在最小区域内。这类保护称为方向保护，例如方向过电流保护，或方向电流速断保护等。第四章继电保护动作与故障判断根据继电保护动作情况，正确判断变电所事故发生部位，对于避免事故扩大，迅速恢复正常供电，具有十分重要的意义。为了能正确做好故障判断，在发现继电保护动作跳闸后，应立即弄清楚是什么继电保护动作，是哪一组断路器跳闸。然后根据继电保护的动作情况，迅速而又准确地判断发生故障部位。1．电流速断保护动作，断路器跳闸时的故障判断1．电流速断保护动作，断路器跳闸时的故障判断当出现电流速断保护动作，断路器跳闸时，说明发生了短路事故。因为电流速断保护的启动电流是按照短路故障电流整定的，因此一旦出现电流速断保护动作，就说明出现了严重的短路故障。例如，如果变压器电流速断保护动作，则说明变压器内部或变压器电源侧引线出现了短路事故。如果出线线路发生电流速断保护动作断路器跳闸，则说明出线线路上存在短路故障。当出现电流速断保护动作断路器跳闸时，应该根据具体情况分别进行处理。例如：如果被保护设备是架空电力线路，考虑到架空电力线路常有可能发生瞬时性短路故障，如由于刮风或鸟类碰撞，或者遭受雷击，短路故障瞬间自动消失，因此电流速断保护动作后，根据具体需要，可以合闸试送。如果合闸试送失败，继电保护再次动作跳闸，则说明故障不是瞬时性的，而是永久性的，需要查清故障部位进行处理，在将缺陷消除后，经检查试验合格后方能恢复送电。电流速断保护动作的处理：一次系统图：客户6~10kV母线区域变电站35kVII母线区域变电站35kV母联35kV线路I35kV线路II客户35kV母线1#变2#变35kVI母线根据运行方式不同进行相应的处理：运行方式1：线路I运行，线路2充电备用；即线路1带客户全部负荷，线路2有电。电流速断保护动作的处理：线路I发生短路故障，区域变电站的过电流I段动作（客户无发动机等电源的情况下），跳开线路I断路器，客户全站停电（除所用变接在35kV线路侧）。观察线路2是否有电（可以根据接在35kV线路侧所用变电源指示灯或者线路PT的电压判断），如有电，应拉开线路1的断路器，合上线路2断路器，恢复供电。运行方式2：线路2运行，线路1充电备用；即线路2带客户全部负荷，线路1有电。电流速断保护动作的处理：线路2发生短路故障，区域变电站的过电流I段动作（客户无发动机等电源的情况下），跳开线路2断路器，客户全站停电（除所用变接在35kV线路侧）。观察线路1是否有电（可以根据接在35kV线路侧所用变电源指示灯或者线路PT的电压判断），如有电，应拉开线路2的断路器，合上线路1断路器，恢复供电。电力变压器、电力电容器、电力电缆或室内电力线路，则一旦发生电流速断保护动作跳闸，就不允许合闸试送电。因为对于这一类被保护设备和架空电力线路不一样，它们一旦发生短路故障，绝缘立即遭受击穿破坏，不可能瞬间恢复。如果盲目合闸送电，必然再次出现更