110kV继电保护课件

110kV继电保护及自动装置第一节概述继电保护的作用1继电保护的要求2电气设备继电保护的配置31.1保护装置110kV继电保护装置1.3高压输电线路电流互感器变压器电容器断路器1.4高压电气设备当电气设备发生故障时继电保护装置迅速发出跳闸命令，使故障设备及时从电力系统中隔离，从而减少故障对设备和电力系统的危害。1.5继电保护作用变压器过负荷变压器油温高变压器风扇故障轻瓦斯保护动作PT二次回路故障直流回路绝缘损坏控制回路断线不接地系统单相接地反应电力系统的不正常工作状态，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。预告信号事故信号1.6继电保护信号在电气设备发生故障时，继电保护装置迅速发出跳闸命令，使故障设备及时从电力系统中隔离。可靠性1选择性2快速性3灵敏性42.1继电保护要求可靠性当K1处发生故障时，3QF、4QF的保护应可靠动作，跳开3QF、4QF，切除故障设备。KMI1KMINIIIIIPQ2KKNIQF2QF1QF3QF4QF5QF62.2继电保护可靠性保护装置在正常运行和保护区外发生故障时，不应该误动作在保护区范围内发生故障时应可靠动作，不发生拒绝动作。选择性KMI1KMINIIIIIPQ2KKNIQF2QF1QF3QF4QF5QF62.3继电保护选择性当系统中发生故障时保护装置动作，仅切除故障原件，保证非故障原件继续运行。快速性快速性不仅可以减轻事故对设备的损坏，防止故障扩大，而且是最有效的、最经济的提高电力系统暂态稳定的方法。2.4继电保护快速性保护装置装置尽可能用很短的时间讲故障从电网中切除。灵敏性2.5继电保护灵敏性保护装置对故障和不正常运行状态的反应能力。保护按照设置分类主保护辅助保护近后备远后备后备保护主保护为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性的切除被保护设备和线路故障的保护瓦斯保护差动保护距离保护高频保护后备保护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保护。远后备当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护，当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。近后备主变故障类型故障类型内部故障外部故障不正常工作状态主变保护主变故障类型主变内部故障相间短路绕组匝间短路单相接地短路铁芯故障主变故障类型主变外部故障1、引线及套管处会产生各种相间短路2、接地故障主变故障类型不正常工作状态1.外部短路引起的过电流2.过负荷3.油箱漏油造成的油面降低4.风冷全停1、瓦斯保护2、差动保护3、零序方向保护4、复合电压过流保护5、冷却器全停跳闸6、过负荷7、压力释放主变压器保护主变保护配置瓦斯保护开口杯挡板式瓦斯继电器，其内部结构如左图所示。正常运行时，上、下开口杯2和1都浸在油中，开口杯和附件在油内的重力所产生的力矩小于平衡锤4所产生的力矩，因此开口杯向上倾，干簧触点3断开。瓦斯保护变压器内部有气体时,少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降。而使上开口杯露出油面，此时由于浮力的减小，开口杯和附件在空气中的重力加上杯内油重所产生的力矩大于平衡锤4所产生的力矩，于是上开口杯2顺时针方向转动，带动永久磁铁10靠近干簧触点3，使触点闭合，发生“轻瓦斯”保护动作信号。瓦斯保护变压器内部发生严重故障时,大量气体和油流直接冲击挡板8，使下开口杯1顺时针方向旋转，带动永久磁铁靠近下部干簧的触点3使之闭合，发出跳闸脉冲，表示“重瓦斯”保护动作。当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，继之下开口杯露出油面后亦能动作，发出跳闸脉冲。上面的触点表示“轻瓦斯保护”，动作后经延时发出报警信号。下面的触点表示“重瓦斯保护”，动作后起动变压器保护的总出口继电器，使断路器跳闸。瓦斯保护瓦斯保护动作迅速1灵敏度高2安装接线简单3能反应油箱内部发生的各种故障4瓦斯保护的优点不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。差动保护纵联差动保护是反应被保护变压器各端流入和流出电流的相量差。对双绕组变压器实现纵差动保护的原理接线如右图所示。3.4差动保护差动保护新投入的差动保护，投入前应做那些试验？进行带负荷测相位和差流以检查电流回路接线的正确性1变压器合闸充电5次，以检查差动保护躲过励磁电流的性能。2AddYourText变压器后备保护变压器间隙零序保护AddYourText变压器零序过电流保护变压器复合电压闭锁过流保护复压过流保护接线图跳1QFKSKTKM信号+++ITTA2QF1QF~+II_+跳2QF电压回路断线信号KCO+UabcU2过滤器U2KVUKVN主变零序电流保护主变零序电流保护主变间隙零序保护△△△110kV线路保护配置1、距离保护2、方向零序保护3、过流保护第一节概述3.3线路保护配置Text接地保护速断保护线路保护的种类任务:有选择、快速、可靠切除线路发生的各种故障过流保护方向过流距离保护高频保护一、线路保护的分类二、定时限过流保护单电源供电的辐射网络t1＞t2＞t3t1＝t2+△tt2＝t3+△tt3△t△tt2t1d11各段保护的动作时间是固定的，与短路电流的大小无关。2各级保护的时限特性是呈阶梯形状，越靠近电源，动作时间越长。3每一段线路的定时限保护，除了保护本线路外，还作相邻下一级线路的后备保护。定时限过流保护的特点三段式过流保护装置第一段电流速断保护2KA1KS1KA2KS第二段时限电流速断4KA1KT3KA3KS第三段电流保护6KA2KT5KA双侧电源供电线路图D1短路t3＜t2D2短路t2＜t3跳闸时间矛盾方向电流保护接线图特点：保证单电源环形网和多电源网各段电流保护之间动作的选择性。零序方向电流保护接线图零序Ⅱ段是与保护安装处的相邻下一线路的零序Ⅰ段相配合，保护本线路全长并延伸到下一线路零序Ⅰ段是按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的最大零序电流来整定，它不保护本线路全长。零序Ⅲ段是与相邻线路零序Ⅱ段配合，是零序Ⅰ、Ⅱ段的后备保护。零序Ⅰ段零序Ⅱ段零序ⅢZdA12BIdCUd=0d(3)图1—1单侧电源线路距离保护反应保护安装处至故障点的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。Zm=mmIU距离保护原理接线三段式距离保护原理接线图876543••出口元件跳闸12图3-2距离保护原理的组成元件框图起动元件方向元件•ZIZIIZIIItIIItII距离保护的组成1.测量部分2.起动部分3.振荡闭锁部分4.二次电压回路断线闭锁部分5.逻辑部分ZZZ312~保护3的I段保护3的II段保护3的III段I3tI2tII2tII3tIII3ttIII2tI1t图3-1距离保护的时限特性lACB距离保护的范围距离Ⅰ段保护范围是本线路80%～85%距离Ⅱ段保护范围是本线路全长延伸到下一段线路的一30～40%距离Ⅲ段是Ⅰ、Ⅱ的后备，保护本线路和下一级线路的全长并延伸到再下一级线路的一部分0CBAIII...CUIIICBA....中性点不接地电网中单相接地故障的特点10kV系统正常运行情况下：UA=UB=UC=6kV35kV系统正常运行情况下：UA=UB=UC=20kV在正常运行情况下0ADU.0150....3jAABBDeEEEU0150....3jAACCDeEEEU在A相接地时，各相对地的电压为：结论：故障相电压为零，非故障相对地电压升高为原来倍。3正常运行时：没有零序电压，三只电压表读数相等，继电器KV不动作。当系统任一出线发生接地故障时，接地相对地电压为零，而其他两相对地电压升高。同时在开口三角处出现零序电压，过电压继电器KV动作，给出接地信号。1、过流保护2、零序电压保护3、电流平衡保护4、过电压保护5、欠压保护3.4电容器保护配置电容器保护电容器保护配置电流不平衡零序电流横差保护过负荷过压保护低压保护过流保护熔断器零序电压并联电容器组与断路器之间的设备过流保护零序电流零序电压保护范围单台电容器内部极间短路保护并联电容器组多台电容器故障电流不平衡零序电流保护范围三角形接线的电容器组，当某相中的一台故障。并联电容器组多台电容器故障横差保护任一台电容器故障或气体故障造成的三相电流不平衡适用于双三角接线的电容器组并联电容器允许在1.1倍额定电压下长期运行，当母线电压升高时保护电容器不致于损坏。电容器可以在有值为1.3倍额定电流下长期运行.避免在系统高次谐波和高电压引起的过电流过负荷保护过电压保护低压保护保护范围并联电容器组突然失压，而线路重合有使母线带电，使电容器产生高压损坏。重合闸1按频率自动减负荷装置2备用电源自投装置3自动装置就是将因故障跳闸后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。什么是重合闸？对重合闸的要求一由值班员手动跳闸或遥控跳闸时1手动合闸，线路故障，保护跳闸时2断路器闭锁,处于不正常工作状态3重合闸不应动作对重合闸的要求二重合闸动作后能自动复归，准备一次故障跳闸后再重合重合闸只能实现一次重合，重合于永久故障再次跳闸后不重合重合闸的作用4.对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的作用。3.在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。1.大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数2.在高压输电线路上采用重合闸，以提高电力系统并列运行的稳定性。单相故障，跳单相重合单相，重合于永久故障跳三相；相见故障跳三相不重合综合重合闸三相重合闸单相重合闸停用重合闸重合闸的重合方式单相故障，跳单相重合单相，重合于永久故障跳三相：相见故障跳三相，重合三相，重合于永久故障跳三相任何类型的故障，跳三相，重合三相，永久故障再跳三相任何故障跳三相，不重合重合闸前加速D1点故障1QF处电流Ⅲ段无选择跳闸重合闸动作恢复送电保护延时选择性跳闸切除故障瞬时故障永久故障保护A保护B保护C重合闸后加速保护AAAR保护C保护BAARD2点故障3QF处保护延时选择跳闸重合闸动作恢复送电保护C瞬时跳闸切除故障瞬时故障永久故障检同期和检无压重合闸按频率自动减负荷装置ft断开负荷电压互感器来F＜整定值ft中间继电器断开部分负荷按频率自动减负荷装置运行注意事项投入装置投入装置ZPJH在投入（退出）断路器跳闸连接片同时投入（退出）重合闸放电连接片巡视检查指示灯正常连接片投入备用电源自投装置的要求工作电源不论何种原因消失BZT装置均应起动，但要要防止PT熔断器备用电源应在工作电源确实断开后才能投入，工作电源如是变压器，则其高、低压侧均应断开。备用电源只能自投一次。备用自投装置的时限整定应尽可能的短。通常1～1.5秒当备用电源自投在故障母线时，应使其保护装置可靠动作，防止扩大事故备用电源侧有电压时才能自投23451站用备用电源自投一次接线1W失压1QF跳闸3QF合闸BZT装置动作1W带电