电网调度继电保护实例解析

12电网调度实例相关知识点链接电网运行方式解析3题1中性点非直接接地系统中接地故障的保护题2变压器相间短路的后备保护三段式电流保护题3电源进线故障处理题4距离保护题5变压器接地短路的后备保护中性点直接接地系统中接地短路保护4题6双母接线的操作题7接地距离保护母联保护题8主变差动保护题9备自投题10重合闸5题11备自投双母带旁路接线的操作及其保护保护母差保护高频保护零序保护题13单母分段接线的操作题14同题361、如下接线图示的变电站，发生下述故障：10kV母线B相电压接地到零，调度员用试停线路的方法依次轮流断开所有10kV馈线均未查出接地线路。请指出可能是哪个范围的设备故障？知识点链接：中性点非直接接地系统中接到故障的保护7中性点非直接接地系统单相接地的分析及其保护1中性点不接地系统单相接地的特点CBAECkEBEAICIBACCEEU...-=ABBEEU...-=DAAUU..0==-3倍升高相对地电压AE.-=CBCBAUUUUUU.....0.)(31)(31+=++=ABEE..)(31-=ACEE..-+三相线电压依然对称8Uk0.I’02.I0G.I01.I01.I0G.I02.Uk0.I01.I0G.I’02.I02.G1）零序网络由同级电压网络中元件的对地等值电容构成通路，与中性点直接接地中网络由接地的中性点构成通路有极大的不同，网络的零序阻抗很大。2）在发生单相接地时，相当于在故障点产生了一个其值与故障相故障前相电压大小相等，方向相反的零序电压，从而全系统会出现零序电压；9零序电流分析：G3）非故障元件上的零序电流为其本身对地电容电流，实际方向为母线流向线路；电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。4）故障元件上的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，实际方向为线路流向母线。电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。102零序电流和零序功率方向保护1）零序电流保护故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流。2）零序方向保护Ud0.I01.I0f.I’02.I02.φsen=φ0r=90o113中性点经消弧线圈接地的系统单相接地的特点补偿作用：完全补偿欠补偿过补偿∑.+=CLkIII...∑.=CLII∑.CLII∑.CLII√╳╳12特点：全系统会出现零序电压133零序电压保护“绝缘监视装置”1410kV母线B相电压接地到零，调度员用试停线路的方法依次轮流断开所有10kV馈线均未查出接地线路。题目解析⑴主变低压线圈至10kV母线相连的设备。⑵10kV多条馈线同相接地。(3)10kV母线及其附属设备。可能出现的故障：15题1中性点非直接接地系统中接到故障的保护题2变压器相间短路的后备保护三段式电流保护题3电源进线故障处理题4距离保护题5变压器接地短路的后备保护中性点直接接地系统中接地短路保护162、110kV甲变电站的一次接线如图所示：1号、2号主变10kV侧并列运行，10kV出线L3、L5、L7、1号主变在10kVⅠ段母线运行；10kV出线L4、L6、2号主变在10kVⅡ段母线运行；10kV母联0DL开关合闸。现在甲变电站值班员汇报：1号主变10kV侧复压闭锁方向过流Ⅰ、Ⅱ段保护动作，跳开10kV母联0DL开关和1号主变10kV侧1DL开关。如果值班调度员选择如下操作：断开甲变电站10kVⅠ段母线各出线开关，判明1号主变无故障后，试送甲变电站1号主变10kV侧1DL开关，送电正常。接着试送10kVⅠ段母线各出线，当合上出线L5的5DL开关时，1号主变后备保护再次动作跳开10kV侧1DL开关。根据上述情况，可以判断最有可能的故障原因是什么？17变压器相间短路的后备保护（变压器的电流和电压保护）1过电流保护知识点链接1后备保护的作用：防止外部故障引起的绕组过流；并作相邻元件（母线或线路后备）；变压器内部故障时主保护后备182)整定原则：Krel=1.2~1.3Kre=0.85IL.max.p为可能出现的最大负荷电流：①取负荷最大自起动电流（降压器）IL.max.p=Kss.IL.maxKss＞1②对于有n台变压器并联运行时（考虑切除一台时出现的过负荷）IL.max.p=nn-1InIset=KreIL.max.pKrel19动作时限：比负荷侧母线出线的后备保护时限高出△t（阶梯性原则）灵敏度校验：（近后备、远后备）setk.校验点.minsenIIK2=）（202低电压起动的过电流保护1)原理接线212)整定原则：电流元件：电压元件：UL.min为保护安装处母线的最低工作电压动作时限：比负荷侧母线出线的后备保护时限高出△t（阶梯性原则）Iset=KreINKrelIN为变压器的额定电流Uset=Krel.KreUL.min=0.7UN22灵敏度校验：近后备、远后备(1)电流元件：(2)电压元件Ksen=IsetIk.校验点.min（2）Ksen=UsetUk.校验点.max（3）233复合电压启动的过电流保护1)原理接线242)整定原则：电流元件：低电压元件：Iset=KreINKrelIN为变压器的额定电流UL.min为保护安装处母线的最低工作电压负序电压元件：U2.set=Krel.Uunb.max=0.07UNUset=Krel.KreUL.min=0.7UNUunb.max为正常运行方式下负序过滤器的最大不平衡电压25灵敏度校验：近后备、远后备1）电流元件：Ksen=IsetIk.校验点.min（2）Ksen=UsetUk.校验点.max（3）动作时限：比负荷侧母线出线的后备保护时限高出△t（阶梯性原则）2）低电压元件3）负序电压元件Ksen=U2.setU2.k.校验点.min（2）264三绕组变压器相间后备保护的特点1、单侧电源2、多侧电源电源侧和负荷侧各装一套过流。三侧分别装一套过流。可考虑方向性。27昆明电网运行方式中变压器后备保护整定方案变压器后备保护一般设两套定值，均采用经复合电压闭锁。当运行方式变化时，需要进行保护定值的切换。28第一套定值仅适用在母线分段运行方式，中、低压侧复合电压闭锁方向过流保护的第一段用做中、低压侧母线快速保护，其电流定值应与本侧出线的相间电流速断配合，并按母线故障有足够灵敏度整定，动作时限0.3s直接跳主变压器对应侧断路器。当出线太短、需要与出线的限时电流速断配合时，其第一时限0.6s直接跳主变压器对应侧断路器。第二段按躲变压器额定电流整定并考虑事故过负荷情况，动作时限与出线保护最长动作时间配合，直接跳主变压器对应侧断路器。29第二套定值适用在母线并列运行方式，中、低压侧复合电压闭锁方向过流保护的第一段用做中、低压侧母线快速保护，其电流定值应与本侧出线的相间电流速断配合，并按母线故障有足够灵敏度整定，第一时限0.3s先跳母线分段断路器，第二时限0.6s再跳主变压器对应侧断路器。当出线太短、需要与出线的限时电流速断配合时，其第一时限0.6s先跳母线分段断路器，第二时限0.9s再跳主变压器对应侧断路器。第二段按躲变压器额定电流整定并考虑事故过负荷情况，动作时限与出线保护最长动作时间配合，先跳母线分段断路器，再跳主变压器对应侧断路器。30现在甲变电站值班员汇报：1号主变10kV侧复压闭锁方向过流Ⅰ、Ⅱ段保护动作，跳开10kV母联0DL开关和1号主变10kV侧1DL开关。如果值班调度员选择如下操作：断开甲变电站10kVⅠ段母线各出线开关，判明1号主变无故障后，试送甲变电站1号主变10kV侧1DL开关，送电正常。接着试送10kVⅠ段母线各出线，当合上出线L5的5DL开关时，1号主变后备保护再次动作跳开10kV侧1DL开关。题目解析10kV出线L5线路上发生故障，线路保护拒动（如检查L5线路保护有动作信号，则为L5开关机构拒动），越级跳1号主变10kV侧1DL开关。最有可能的故障原因31电流速断保护（电流Ⅰ段）1、工作原理Ik≥Iset时，保护装置瞬时动作k1k2k3k41QF2QF3QF123ABC三段式电流保护知识点链接2321QF2QF3QF123ABClIk)3(max.kI)2(min.kIIsetI1.332、整定原则（1）动作电流保护装置：继电器：)3(max..1.BkIrelIsetIKI=3.1~2.1=IrelK)3(max..2.CkIrelIsetIKI=conTAIsetIopKnII=TAnconK为TA变比；接线系数，CT二次侧接线为Y，=1；为D，=31/2k1k2k3k41QF2QF3QF123ABC34（3）灵敏度校验（保护范围）1QF2QF3QF123ABClIk)3(max.kI)2(min.kIIsetI1.lmaxlmin35应用时注意：①一般情况下，它不能单独构成对线路的主保护。②线路-变压器组接线时可以单独作线路的主保护。ABCDIklIset.1k136ABCD121QF2QFlmaxlminIsetI2.IIsetI1.IsetI1.限时电流速断保护（电流Ⅱ段）372、整定原则（1）动作电流ABCD121QF2QFIsetIIrelIIsetIKI2.1.=2.11.1-=IIrelK（2）动作时限tttIII+=21t通常取0.5s（3）灵敏度校验IIsetBkIIsenIIK1.)2(min..1.=要求≥1.3-1.538注意：ABCDEF1QF2QF3QF4QF5QFk=)3(max..4.2.max1.FkIIrelIsetIIrelIsetIIrelIIsetIKIKIKI+++=tttttttTIIII42max139定时限过电流保护（电流Ⅲ段）作用：后备保护近后备：保护本线路全长远后备：保护相邻线路全长过电流保护：定时限过电流保护反时限过电流保护1、工作原理基本要求：①保护范围足够长②必须具有选择性①正常运行时，最大负荷电流下不应动作。max.LIIIsetII40②当相邻线路发生故障并且短路被正确切除后，在负荷自启动电流下应可靠返回。kABCD1234Mmax.ssIIIreIImax.max.LssssIKI=1ssK自启动系数412、整定原则（1）动作电流max.LressIIIrelreIIIreIIIsetIKKKKII==25.115.1-=IIIrelK1ssK95.085.0-=reKmax.max.LssIIIrelssIIIrelIIIreIKKIKI==42ttttttttttIIIIIIIIIIII+++=++=+=4321（2）动作时限为保证选择性“阶梯性原则”43若相邻元件有多个则一一配合注意：ABCDEF1QF2QF3QF4QF5QFk+++=tttttttTIIII42max144（3）灵敏度校验近后备：校验点为被保护线路末端母线远后备：校验点为相邻线路末端母线ABCD1234MIIIsetBkIIIsenIIK1.)2(min..1.=要求≥1.3-1.5IIIsetCkIIIsenIIK1.)2(min..1.=要求≥1.245灵敏度配合：ABCD123kIIIsenIIIsenIIIsenKKK3.2.1.在单侧电源网络接线中，由于越靠近电源端时，负荷电流越大，从而保护的定值越大，而发生故障后，各保护装置均流过同一个短路电流，因此上述灵敏性系数的相互配合是自然能够满足的，但在其它原理的保护配合时，则应当着意予以保证。46三段式电流保护的配合和实际动作时间示意图47双侧电源网络相间短路的方向性电流保护问题的提出k1短路:IsetkII31则保护3误动k2短路:IsetkII22则保护2误动。电流速断:过电流保护:k1短路:要求23ttk2短路:要求32tt矛盾48原因分析：反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起保护误动。解决办法：加装方向元件——功率方向继电器。当方向元件和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。结论:双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。49题1中性点非直接接地系统中接到故障的保护题2变压器相间短路的后备保