继电保护部分.

继电保护部分保护“四性”要求可靠性：是指保护改动作时动作，不改动作时不动作选择性：是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件，其灵敏系数及动作时间应相互配合。灵敏性：是指在设备或线路的被保护范围内发生故障时，保护装置具有的正确动作能力的裕度，一般以灵敏系数来描述。快速性：是指保护装置应能尽快切除故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路损坏程度，缩小故障波及范围等。故障切除时间=保护装置动作时间+断路器动作时间，保护装置的动作时间为：微机保护：0.01-0.04s,即0.5-2个周波电磁式保护：0.06-0.12s，即3-6个周波断路器动作时间为：最快：0.0-0.06s，即1-3个周波断开电流一般：0.06-0.15s，即3-7个周波断开电流故障与不正常运行状态运行中的电力系统，由于电气设备绝缘老化或损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能出现各种故障。最危险的故障是各种类型的短路，其中，接地故障几率最高，而三相短路后果最为严重。电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但并未发展成故障，称为不正常运行状态。例如过负荷、电网频率过低、电压过高等。继电保护装置任务：当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性的切除故障设备。保证无故障继续供电。当电力系统出现不正常工作状态时，发出信号，通知运行人员，以便及时处理。继电保护装置的分类：1.按照反映的故障分类：电流保护、电压保护、方向保护、距离（阻抗）保护、纵联保护等。第一部分内蒙古电网线路保护配置内蒙古电网220kV及以上继电保护设备实现双重化配置，即双套主保护、双套后备保护，每套主保护、后备保护集成在一套装置中，同时采用不同厂家的产品。对于220kV及以上电网线路的继电保护，一般采用近后备保护方式，即当故障元件一套继电保护装置拒动时，由相互独立的另一套继电保护装置动作切除故障，而当断路器拒动时，启动断路器失灵保护，断开与故障元件相连的所有其他断路器。线路保护以光纤差动保护、高频保护为主保护；线路主保护信号传输通道基本采用数字光纤通道，少数不具备条件的采用电力载波通道。以零序电流保护、相间及接地距离保护作为后备保护（配置配置双套三段式相间距离保护作为相间故障的后备保护，配置三段式接地距离保护、四段式零序过流保护作为接地故障的后备保护）。110kV及其以下电压等级采用单套保护配置。不允许一次设备无保护运行。(特殊情况下，可将后备保护范围进行延伸，允许失去部分选择性，保证故障可靠且除为主）220kV线路保护的要求：加强主保护，简化后备保护加强主保护是指全线速动保护的双重化配置，同时，要求每一套全线速动保护的功能完整，对全线路内发生的各种类型故障，均能快速动作切除故障。对于要求实现单相重合闸的线路，每套全线速动保护应具有选相功能。当线路在正常允许中发生不大于100Ω电阻的单相接地故障时，全线速动保护应有尽可能强的选相能力，并能动作跳闸。双重化的保护装置要求完全独立，采用不同的互感器绕组、不同的直流电源、不同的操作箱、断路器不同的跳闸线圈。且两套保护之间没有电气联系。提高可靠性。线路主保护：高频保护、分相电流差动保护线路后备保护：零序过流保护；接地、相间距离保护；TV断线过流保护辅助保护：断路器失灵保护、断路器非全相保护元件保护：母线保护、变压器保护、电抗器保护、电容器保护等元件的保护第二部分线路后备保护输电线路零序电流保护及其距离保护是反映输电线路一段零序电流的保护。反映输电线路一段电气量变化的保护由于无法区分本线路末端短路和相邻线路始端的短路，为了在相邻线路始端故障不越级跳闸，其瞬时动作的I段只能保护本线路的一部分，本线路末端短路只能靠其他段延时切除故障。1、零序电流保护正常运行时候，线路三相对称，零序电流为三相电流向量和，即为“IA+IB+IC=0”，只有在接地短路或者非全相运行时才有零序电流。因此零序电流保护能区分故障。零序电流I段按照躲过本线路末端短路时候的最大零序电流。但由于运行方式的变化，保护范围极其的不确定，极端的时候没有保护范围。整定原则电流缺相容易引起零序保护误动保护记性错误容易导致反方向误动2、相间距离保护测量阻抗：Um/Im输电线路一端的电压Um、电流Im加到阻抗继电器中，阻抗继电器反应的是他们的比值，称之为阻抗继电器的测量阻抗Zm＝Um/Im。测量阻抗定值小于距离保护整定值时，满足保护动作条件之一。正常时候的测量阻抗为负荷阻抗，由于电压是正常运行时的电压，电流为负荷电流，所以测量阻抗很大。而线路故障时，保护安装处电压降低，短路电流Im很大，Zm＝Um/Im比值很小，测量阻抗为保护安装处到故障点的线路阻抗。由于实际在整定定值过程中不可能得到非常精确的线路阻抗，而且受运行方式变化的影响，距离保护I段（瞬时动作段）仅大约保护到线路长的80％。为保证计算的精确性，要求线路参数进行实测。整定原则电压回路断线、CT极性不正确容易引起距离保护误动过负荷也是距离保护需要考虑的第三部分线路主保护仅反映一侧的电气量的保护不能区分本线末端和对侧母线或相邻线始端的故障，只有反映线路两侧电气量才能区分上述两点故障，达到有选择性地快速切除全线故障的目的。目前110kV及其以上线路主保护按照保护的动作原理分为大原理的保护，即，方向纵联保护、距离纵联保护，差动纵联保护两大类。1、纵联保护的通道2、保护装置的启动元件一般来说，有电流突变量启动元件以及零序辅助启动。电流突变量启动，顾名思义，即判别相电流在故障前和故障后的电流突变量的大小，当大于整定值时，装置启动。零序电流启动即判别每一时刻线路的零序电流大小来启动装置，因为正常运行时，理想状态，线路三相完全平衡，不存在零序电流，当然，线路三相不可能完全对称，肯定要存在不对称电流即零序电流的，但这个电流是比较小的。而在接地故障的时候，线路零序电流是比较大的。一般来说零序启动定值整定的要比较小，灵敏度比较搞，这样在线路经高阻接地的时候，装置仍然可以靠零序辅助启动元件正常启动整个装置MN线路故障时，故障电流由母线侧流向故障点，此时线路两侧的保护装置认为是正方向故障，只有两侧保护装置均感受到正方向故障时，才允许保护动作跳闸。3、高频保护-方向纵联保护方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障方向作出判别（其判别方向的方向元件为零序、负序方向元件、突变量方向元件）然后通过高频信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较，然后决定是否跳闸。一般规定从母线指向线路为正方向，从线路指向母线为反方向。一般采用允许式逻辑。闭锁式：工作方式是当任一侧的方向元件判别为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且（由本次发信机）发出的高频电流，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。在外部故障时是近故障侧的方向元件判断为反方向故障，所以近故障侧闭锁远离故障侧；在内部故障时两侧方向元件都判断为正方向，都不发送高频电流，两侧收信机都接收不到高频电流，也就不会输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件都作用于跳闸。允许式：利用通道传送允许信号。同闭锁式相反。4、高频保护-高频距离纵联保护其区别于方向纵联保护主要在于利用方向阻抗继电器作为判别区内还是区外故障。纵联保护的弱馈功能弱馈：针对线路两侧一端为大电源端，一侧为弱电源端（或者无电源端，终端）情况下，在线路上发生故障时弱点一侧可能由于无法启动，造成保护拒动。为解决这问题，一般在弱点端设置一个弱馈保护，在弱电侧接收对侧允许跳闸信号后无条件转发信号给对侧，完成高频保护功能。纵联保护的动作实际上是两侧保护装置的对话，必须两侧都判为正方向故障才能出口跳闸。如果不投弱馈功能，纵联保护将无法出口。投弱馈实际是把无电源侧的低电压停信功能投入！弱馈一般判别条件：1.有效收信5~8ms2.正方向元件不动作，反方向元件也不动作。3.至少有一相或一相间电压满足低电压定值CT极性不正确、保护通道中断等容易导致高频保护误动5、差动保护（分相电流差动保护）差动保护的原理是比较被保护设备各引出线的电流。规定电流的正方向为流入被保护设备。当各引线之间在电路上相连是电路的视作一个节点。在正常运行及外部故障时，按照基尔霍夫电流定律有Id＝0，式中，Ij----引出线上流入被保护设备的相电流。理想状态时，我们只需要整定差动定值IdzId（Id＝0）即可对于线路差动保护，可以把整条线路看作是一个电气元件，把线路首、末端看作是它的两个引出线，那么，不考虑两端CT误差，当线路区外故障时以及正常运行时，线路首末两端电流应该是相等的，那么此时Id＝0，而在线路区内故障时，Id为线路两侧电流和，也就是故障点故障电流，一般比较大。采用光纤作为传输通道，原理简单，抗干扰能力强，可靠性好。在通道具备的情况下优先使用。差动电流保护差动保护是目前内蒙电网运用最多的线路保护，采用光纤作为两侧保护装置通信通道。，＝0保护电流回路断线、CT极性不正确或者饱和等容易引起差流不平衡，导致保护误动6、辅助保护断路器失灵保护继电保护动作发出跳闸命令，而断路器拒动时的后备保护。继电保护装置动作发出跳闸命令不返回，同时故障相有电流，此时延时启动失灵保护（共用母线保护出口），失灵动作后，切除本段母线上的所有元件。三相不一致保护220千伏线路一般采用分相操作的断路器，电力系统在运行时，由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行。为此配置了非三相不一致保护，在断路器出现三相不一致的情况时，保护动作跳开其他相。通常，采用专门的保护装置，采用零序电流（负序电流）加断路器位置的判据（即有零序、负序电流以及断路器位置不对应），时间要躲过断路器重合闸时间，放置在重合过程中，三相不一致保护动作。现在新的要求非全相功能有断路器机构实现，即只有断路器位置不对应的判据加一定的延时动作出口跳开三相，判据简单，可靠。优先使用开关本体三相不一致保护，非全相时间：不带重合闸的取0.5s，带重合闸的，220kV取2.0s，500kV取2.5s。充电保护新设备投运需要对其进行冲击或者由于二次回路原因，保护向量未进行测试，导致快速保护、带方向的保护可能起不到应有的保护作用，一般投入充电保护。通常用母联开关进行充电，配置专用的母联开关充电保护。充电保护仅有过流保护功能，正常运行时，退出，仅在充电时投入。第四部分重合闸(1)综合重合闸方式,功能是:单相故障,跳单相,单相重合(检查同期或检查无压),重合于永久性故障时跳三相。(2)三相重合闸方式,功能是:任何类型的故障都跳三相,三重合(检查同期或检查无压),重合于永久性故障时跳三相。(3)单相方式,功能是:单相故障时跳单相,单相重合,相间故障时三相跳开不重合。(4)停用方式,功能是:任何故障时都跳三相,不重合。内蒙古电网220千伏以上电压等级的联络线路，采用单相重合闸，其中220千伏线路使用线路保护中的重合闸功能。双套配置的线路保护仅投其中一套。终端（单电源）线路保护采用三相一次重合闸方式。采用重合后加速方式，即当线路发生故障后，保护有选择性地动作切除故障，重合闸进行一次重合闸以恢复供电。若重合于永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器，这种方式称为重合闸后加速。目前内蒙古电网采用距离保护III断重合闸后加速，零序保护III断重合闸后加速以及手合后加速110千伏联络线路重合闸退出（三相联动开关，无法实现单相重合闸），终端（单电源）线路采用三相一次重合闸相对于后加速，重合闸亦有前加速功能，当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护先无选择性地瞬时动作于跳闸，而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作，前加速一般用于具有几段串联的辐射线路中，重合闸装置仅装在靠近电源的一段线路上。重合闸成功与否取决于故障的类型，要是永久性故障，无论那种方式都一样不能成功。只能说前加速跳闸快，可以减少瞬时性故障发展成永久性故障的概率