继电保护反措知识讲座讲义

1继电保护反措知识讲座讲义一、仪用互感器及其二次回路1、交流二次回路中每一个电气连接只允许一点接地：①、原水电部1984年安全通报第十四期所述为一处接地，而电力部1994年1月颁发的“电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点”第8.1条所述为一点接地。我们认为保护室内的铜牌网各点之间的电阻很小，在有电流流过时，各点之间的电位差很小，保护室内的铜牌网的各点可视为一点。②、CT及PT的二次回路必须分别有且只能有一点接地，接地的目的有两个，一是保证人身安全；二是保证测量准确。为什么不能两点接地呢？若在开关场和控制分别接地，两接地点之间有较大的电阻，在一次系统发生短路故障时，两点之间存在较大的电位差，接地线将有较大的电流通过，对电流、电压的测量带来附加误差。2、独立的与其他互感器二次回路没有电的联系的电流或电压互感器二次回路，可以在控制室内也可以在开关场实现一点接地。何谓独立的与其他互感器二次回路没有电的联系的电流或电压互感器二次回路：一组（包括A、B、C三相）电流互感器二次回路与其他组别以及其他开关的电流互感器二次回路之间无电的联系（各组接地点之间视为无电的联系），如单断路器供电的线路保护用的电流互感器二次回路等。但双断路器及3/2断路器供电的线路保护、整流型母差、主变差动保护因所取用的多组电流互感器有电的联系，如在开关场接地，因开关场的各CT端子箱之间有较大的电阻，不能视为一点，将会构成迂回回路，所以只能在保护室接地。为了统一接地点位置，一般将电流互感二次回路地点选在保护室。3、经控制室零相小母线（N600）联通的几组电压互感器二次回路，只应在控制室实现N600一点直接接地，其他地方不能再有第二点接地。但可在开关场电压互感器端子中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地；其击穿电压峰值应大于30Imax，其中Imax为电网接地故障时通过变电站所可能的最大接地电流有效值。说明：P.T二次绕组中性点的联结应视为有电的联系，两P.T二次绕组中性点如不联结在一点，那么两点之间会存在电位差，将会影响测量电压的准确性。4、电压互感器二次取消B相接地方式，为实现同步，可经隔离变压器来实现。5、中间变流器的一次侧均应可靠接地。装在开关站的中间变流器其一次侧的绕组与同一2相别的其他组别以及其他间隔的电流二次回路无电的联系，所以在各自的端子箱内接地，二次侧在控制室接地；中间变流器装在控制室的其一、二次宜均在控制室接地。6、来自电压互感器二次的四根开关场引入线和互感器三次的两（三）根开关场引入线必须分开，不得公用。若PT的星形侧接地线与开口三角形侧的一端共用一芯电缆，将会对电压回路的测量产生失真，造成保护装置的不正确动作：①、任何导线都具有阻抗，当有电流流过它时就会产生压降△Ú、△Ú的大小与该导线的阻抗、星形绕组所按负载大小及通过该导线的电流大小有关，其相位与星形侧及开口三角形侧所接负接负载性质有关。②、正常情况下，P.T星形侧绕组为三相对称电压，开口三角形侧的电压为零。但PT星形绕组三相所接负载不可能完全平衡，共用线会有电流流过，在共用线上会产生电压△Ú，保护装置入口所测的3U0=3Úo+△Ú=△Ú。；如果不共用一根电缆芯，3U0=0。③、在非对称接地故障时，特别是在母线附近短路，系统故障相电压为正常电压，故障相电压为零，在共用线上会产生较大的压降，此时保护装置入口处所测得的，3U0=3Ú0+△Ú，△Ú的存在影响了3U0的大小和相位，使装置所测电压失真，造成保护不正确动作。二、关于直流回路反措关于直流电源及其回路的反措省公司共发了3个文：[96]313、[97]177、继电简报[97]第7期：[96]313号文中的第5条“保护用直流逆变电源恢复（包括缓慢恢复）时能自起动”。2、[97]177文和继电简报[97]第7期是关于直流回路的反措原则方案。总的指导思想：防止因直流回路故障导致无法切除故障元件；将容易发生故障的信号回路供电电源从保护电源中分离出去，实现由单独的熔断器（快分开关）供电；开关操作电源掉电，启动开关失灵保护回路仍能正常运行。①、两段控制小母线（两组蓄电池）经常分开运行，但两段控制小组母线（两组蓄电池）应能互为备用。②、主变保护直流回路：220kV主变：a、各侧操作回路分别由专用的直流熔断器供电。b、电量保护与非电量保护的出口继电器要分开。3c、电量保护与非电量保护分别由独立的直流熔断器供电。d、两段控制小母线（两组蓄电池）应能互为备用。110kV变电站：a、直流控制小母线不考虑分段。b、在湘电公司调[1997]177号文中要求主变保护的直流熔断器采用N+1方式，纵差保护采用单独的熔断器供电。③、在主变的低压侧加一套延时电流保护，与速断段配合整定，作低压母线的后备，该保护的直流电源由单独的熔断器供电，该保护作用于主变各侧开关。④、220kV变电站线路及母差保护a.线路具有两套高频保护，其两套保护的直流电源分别取自不同的直流段。b.一条线路启动失灵保护的各接点所对应线圈的直流电源要取同一直流母线段（接点用CK或交流启动的例外，双跳闸接点并联的例外）。c.启动失灵保护的各接点对应所取的电源与操作箱所取的电源必须是不同的母线段，即失灵启动箱电源必须与操作回路直流电源分开，以保证在本线路操作回路失电的情况下，失灵保护仍能启动。按此反措方案，在重合闸装置退出如检修，当操作箱电源失电后，本开关拒动不能启动失灵保护，但这种情况是极少的。d.本线路保护若取用该保护装置以外的装置接点，该接点回路所用的电源要从本线路保护取。四、现场运行图2启动失灵箱操作箱综重TJaTJbTJcTJaTJbTJcTJQTJRFDJ41、线路基建投产，相应的保护包括纵联保护，必须同步投入运行（电安生[1994]191号附件13.4条）。2、电力线高频保护收发讯机，为了保证收信可靠起动，其收信裕量不得低于8.68db，为了保证收信线性度，使信号不失真，其收信裕量也不宜高于17.3db（对短线路要特别注意，过高要投衰耗器）。运行中交换信号时，通道传输衰耗不应超过试验值3.0db，如超过则应立即报告主管调度部门，以判定高频通道是否发生故障，由调度部门决定保护是否可以继续运行。运行中如发现通道裕量不足5.68db，应立即通知调度部门停用两侧纵联保护，由有关检验部门安排检查。（湖南电网贯彻部颁“电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点”的实施细则2-7条）。①、为了保证收信线性度，使信号不失真，其收信裕量也不宜高于17.3db（对短线路要特别注意，过高要投衰耗器），由于当时只局限于某种收发信机，所以不带普遍性，很简单地说，如现在对使用发信功率为10W的收发信机就不适用。在此作一个说明，收发信机的收信裕量最大值是由收发信机制造商根据装置的设计来确定的，各种型号的收发信机收信裕量最大值是不同的，再说额定发信功率也不相同，所以应该是收信裕量不得高于收发信机收信线性范围的上限值，高于则要投衰耗器。②、每次保护检验时，均须测试通道传输衰耗，两侧的收信裕量必须大于或等于8.68db（以能开始保证保护可靠工作的收信电平值为基值），才允许投入高频保护；运行中通道衰耗值的增加量超过3.0db时，可暂时不退保护，但应报告当值调度员并通知维护部门查明原因，3.0db衰耗增加量的整定每次保护检验时均应做此项试验；当运行中发现通道裕量不足5.68db时，应立即报告当值调度员，退出两侧高频保护。3、跳闸压板的开口端应装在上方，接到断路器的跳闸线卷回路；压板在落下过程中必须和相邻压板有足够的距离，保证在操作压板时不会碰到相邻的压板；检查并确证压板在扭紧螺栓后能可靠地接通回路；穿过保护屏的压板导电杆必须有绝缘套，并距屏孔有明显距离；检查压板在拧紧后不会接地。不符合上述要求的需立即处理或更换。由于压板的问题引起的保护误动近年来时有发生。“98.5.6”上渡变主变保护跳闸压板后面螺杆松动，引起压板与屏相碰，在直流一点接地时使主变跳闸。五、部颁反措要点52.保护装置用直流中间继电器、跳（合）闸出口继电器及相关回路。2.1直流电压为220V的直流继电器线卷的线径不宜小于0.09mm，如用线径小于0.09mm的继电器时，其线卷须径密封处理，以防线圈断线；如果用低额定电压规格（如220电源用110V的继电器）的直流继电器串电阻的方式时，串联电阻的一端应接于负电源。*本条要点：①、强调线圈线径（220V）≮0.09mm，否则密封处理。目的是防止线圈断线。②、用低额定电压的中间继电器用于高电压的电源中，其串入的电阻应接于线卷与负电源之间。作用是防电腐蚀，增强继电器的可靠性。*目前的薄弱点：①、部分密封的中间（尤其是小型中间）密封不好，绝缘不高，出口干簧接点不可靠。主要是制造质量问题，应改造更换。2.2直流电压在110V及以上的中间继电器一般应有符合下列要求的清弧回路：⑴、不得在它的控制点上并以电容电阻回路实现消弧。⑵、不论是用电容或反向二报管并在中间继电器线卷上作消弧回路，在电容及二级管上都必须串入数百欧的低值电阻，以防止电容或二极管短路时将中间继电线卷回路短接。消弧回路应直接并在继电器线卷的端子上。⑶、选用的消弧回路用反向二极管，其反向击穿电压不宜低于1000V，绝不允许低于600V。⑷、注意因并联消弧回路而引起中间继电器返回延时对相关控制回路的影响。*中间继电器线圈的反向电势：继电器线圈在失电瞬间，共反向电势将可能达3000V以上。电路等效图如下：注：C——引线及线圈的分布电容；R、D——二极管、电阻消弧回路；LJ、RJ——继电器电感和综合电阻。继电器线圈上电压：ECJRJLJ-+DRLJCttRLJJeCLREusin.6反向高电势的危害：①、高反向电势在无消弧措施的情况下使前级控制的接点很难断弧，烧坏接点乃至使接点粘住；②、高反向电势将可能使线圈及其连接导线的绝缘受损（线圈断线或短路）；③、高反向电势造成对周围的严重干扰，尤其是静态保护。（迎丰桥变、树木岭变电站的主变集成电路保护的误动作）。*本条要点：正确的消弧措施。2.3跳闸出口继电器的起动电压不宜低于直流额定电压的50%，以防止继电器线卷正电源侧接地时因直流回路过大的电容放电引起的误动作；但也不应过高，以保证直流电源降低时的可靠动作和正常情况下的快速动作。对于动作功率较大的中间继电器（例如5瓦以上）如为快速动作的需要，则允许动作电压略低于额定电压的50%，此时必须保证继电器卷的接线端子有足够的绝缘强度。如果适当提高了起动电压还不能满足防止误动作的要求，可以考虑在线卷回路上并联适当的电阻以作补充。由变压器、电抗器瓦斯保护起动的中间继电器，由于联线长，电缆电容大，为避免电源正极接地误动作，应采用较大起动功率的中间继电器，但不要求快速动作。*华中网局《反措要点》实施细则第8条：为防止直流系统一点接地而发生误动作跳闸事故，应按“反措要点”第2.3条规定，保证出口继电器的动作电压为额定电压的50%～65%之间。*湖南电网《反措要点》实施细则第2-1条：出口继电器（包括重动继电器）的动作电压应调整为50～65%的额定电压。*直流系统一点接地的危害：两点接地将可能导致保护误动或开关跳闸；一点接地由于回路分布电容的关系，也可能导致保护误动或开关跳闸。以下图为例说明。JRRC2C1BHLPTJRTJ+-7注：虚线框内为直流电源绝缘监察装置（电桥平衡原理）；C1、C2为电源正、负极对地分布电容。当工作人员用螺丝刀拆动LP连线时误碰金属屏外壳，造成直流一点接地，此时TJ动作跳了开关。根据分析与实测：TJ上电压当t=0s时为110V；当t=3ms（最大）时为120V；当t=10ms时为45V。而TJ的动作电压为95V，动作时间3ms，在这种情况下误动作是无疑的。变压器、电抗器瓦斯继电器等设备的联系电缆往往很长，对地分布电容较大，若出口（或重动）中间继电器选择不当，在直流系统正极或负极发生一点接地，均可能产生误动作。示意图如下：图中：C1、C2为直流系统正、负极对地分布电容；C3为CKJ正电源侧电缆线对地分布电容。当电源系统瞬间发生一点接地时，其出口继电器CKJ上的电压：T=R