500KV高压线路保护

500KV超高压线路保护教学内容知识点一、电力系统继电保护的基本知识二、500KV线路保护的配置三、线路保护装置的简介及运行操作一、电力系统继电保护的基本知识•（一）电力系统运行有如下特点：•1、电能的生产，输送和使用必须同时进行。•2、与生产及人们的生活密切相关。•3、暂态进程非常短，一个正常运行的系统可能在几分钟，甚致几秒钟内瓦解。一、电力系统继电保护的基本知识•（二）电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障•1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，线路覆冰造成冰闪，线路污秽造成污闪。•2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。•3、系统中运行，检修人员误操作。一、电力系统继电保护的基本知识（三）继电保护的作用与任务3.1电气设备的三种状态①故障状态②不正常运行状态③正常状态一、电力系统继电保护的基本知识•3.2电力系统故障的类型•（1）单相接地故障D（1）•（2）两相接地故障D（1.1）•（3）两相短路故障D（2）•（4）三相短路故障D（3）•（5）线路断线故障•以上故障单独发生为简单故障。不同地点两个或以上同时发生称为复故障。一、电力系统继电保护的基本知识3.3电力系统短路故障的后果•（1）短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。•（2）造成部分地区电压下降。•（3）使系统电气设备，通过短路电流造成热效应和电动力。•（4）电力系统稳定性被破坏，可能引起振荡，甚至解列。一、电力系统继电保护的基本知识3.4电力系统继电保护的作用和任务•电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准（频率，电压，波形）、设备损坏等。•继电保护的作用：检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。•继电保护的基本任务：•1）将故障设备从运行系统中切除，保证系统中非故障设备正常运行。•2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。一、电力系统继电保护的基本知识3.5电力系统对继电保护的基本要求（四性）•选择性•快速性•灵敏性•可靠性一、电力系统继电保护的基本知识•3.5.1选择性(Selectivity)•选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件或线路从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。k1点短路：保护1和保护2动作，1QF、2QF跳闸，有选择性；一、电力系统继电保护的基本知识•3.5.2速动性(Speediness)•继电保护以允许而又可能的最快速度动作于断路器的跳闸，断开故障元件或线路。•快速切除故障的好处：•（1）提高系统稳定性；•（2）减少用户在低电压下的动作时间；•（3）减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。•电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。•35kV及以下Ⅰ段60-80ms•110kVⅠ段40-60ms•220kV高频保护20-40ms•500kV20-40ms•快速切除故障，可提高重合闸成功率，提高线路的输送容量。一、电力系统继电保护的基本知识•3.5.3灵敏性(Sensitivity)继电保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力（各种运行方式，最大运行方式，最小运行方式），故障时通入保护装置的故障量与保护装置的整定值之比，称为保护装置的灵敏度。一、电力系统继电保护的基本知识•3.5.4可靠性(Reliability)•①保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。•②保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。•影响可靠性有内在的和外在的因素：•内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触电多少等；•外在的：运行维护水平，安装调试是否正确一、电力系统继电保护的基本知识•3.5.5保护四性的关系在保护四性中：重要的是可靠性，关键是选择性，灵敏性按规程要求,快速性按系统要求。一、电力系统继电保护的基本知识（四）常用名词解释•4.1主保护•主保护：满足系统稳定和设备安全的要求，能以最快的速度有选择性的切除电力设备及输电线路故障的保护。•对于220kV以上线路,要求主保护全线速动，则其主保护为高频方向，高频距离,光纤差动，距离保护不是主保护.一、电力系统继电保护的基本知识•4.2后备保护•后备保护：当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护可分为远后备保护和近后备保护。•近后备保护：当主保护或断路器拒动时，由本线路其它保护或本电力设备其它保护切除故障，当开关失灵时，由开关失灵保护切除故障。500kV只用近后备。•远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻线路保护切除故障.一、电力系统继电保护的基本知识•4.3辅助保护•辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能，或当主保护，后备保护退运行时而增设的保护。•如：一个半开关接线的短线保护，远方跳闸保护，过电压保护，这些在500kV电网中都有应用。一、电力系统继电保护的基本知识•4.4异常运行保护•异常运行保护：反应被保护线路和设备异常运行状态的保护。•如：过负荷、过压力磁振荡鲜列，低周减负荷等。•振荡鲜列装置：当系统正常运行时，两个系统发生振荡，将两系统分开的装置。一、电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，线路覆冰造成冰闪，线路污秽造成污闪。2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。3、系统中运行，检修人员误操作。500kV线路保护配置•500kV线路主保护•设置两套完整、独立的全线速动保护，其功能满足：•每一套保护对全线路内部发生的各种故障（单相接地、相间短路，两相接地、三相短路、非全相再故障及转移故障）应能正确反映每套保护具有独立的选相相功能，实现分相和三相跳闸，当一套停用时，不影响另一套运行。•两套保护的交流电流、电压、直流电源彼此独立•每套保护分别经断路器的两个独立跳闸线圈出口•每套主保护分别使用独立的通道信号传输设备，若一套采用专用收发信机，另一套可与通讯复用通道。500KV线路保护双重化保护装置交流回路跳闸回路两套完整,独立的主保护交流电流回路交流电压回路彼此独立每套主保护分别启动一组跳闸线圈双重化直流电源直流电源彼此独立超高压输电线路保护配置第二套主保护第一套主保护断路器保护对于超短线路，距离保护、接地距离保护和零序保护的整定值已不能满足实际要求，故而采用纵联保护作为主保护。500KV线路主要特点从电网角度考虑从线路长度和电压考虑从CT&PT考虑从3/2接线考虑从线路参数考虑限止工频过电压，补偿线路无功功率，抑制潜供电流灵敏度过电压（五）超高压电网特点系统稳定长线重负荷分布电容暂态分量并联电抗器限止工频过电压，补偿线路无功功率，抑制潜供电流导致短路电流中波形和相位发生畸变速动性灵敏度过电压近后备全线速动保护要求500KV线路有何特点?缺点?问题讨论500KV线路特点优点?3/2接线附件500kV220kV110kV35kV10kV380V（220V）高压输电超高压输电高压配电高压配电中压配电低压配电从电网角度考虑500kV线路保护配置光纤差动电流保护高频距离保护距离保护零流保护失灵保护自动重合闸主保护后备保护断路器保护对于超短线路，距离保护、接地距离保护和零序保护的整定值已不能满足实际要求，故而采用纵联保护作为主保护。500KV线路保护配置保护配置开关保护零序电流阻抗保护纵联保护过电压保护对500KV线路后备保护要求•近后备.能反应各类故障双重化相间故障用距离保护接地故障用距离和另流500kV线路保护要求保护要求纵联保护全线速动近后备双重化500KV线路保护双重化保护装置交流回路跳闸回路两套完整,独立的主保护交流电流回路交流电压回路彼此独立每套主保护分别启动一组跳闸线圈双重化直流电源直流电源彼此独立主后保护与开关保护主后保护失灵保护开关保护保护死区或断路器拒动时，用来切除故障的保护。纵差保护距离保护零序电流保护自动重合闸开关拒动时，由失灵保护切除故障。单相重合闸500KV与220KV线路保护区别3/2接线线路CVT与避雷器为三相500KV线路保护单独配置开关保护500KV线路保护与母差没有配合,开关保护有3/2接线电流是两个开关CT的和电流500KV线路采用允许式高频保护区别3/2接线保护配置及TA\TV的应用每串四组TA线路保护远方故障启动装置I母差动母线I差动保护：TA1线路保护：TA1、TA3、TV31DL边断路器保护：TA1、UA、UB、UC接线路电压TV3。UM接母线电压TV12DL中断路器保护：TA2或TA3、UA、UB、UC接线路电压接TV3（或TV4）、UM接TV4（或TV3）任一相。TV1TV3TV4TV2母线1母线IITA1TA2TA3TA4变压器****1DL2DL3DL断路器保护及重合闸断路器保护及重合闸断路器保护及重合闸变压器保护II母差动•主保护-允许式距离高频原理,通道异常•+后备•开关:失灵-就地判别-死区•单重,辅助接点的串\并联不易误动,易拒动220KV与500KV高频保护比较闭锁式允许式实现方式比较收不到信号跳闸不易拒动,易误动收到信号跳闸纵联保护原理类型分析线路两侧均将判别量借助通道传送到对侧,然后,两侧分别按照对侧与本侧判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。高频距离保护全线速动的保护不作为相邻设备的后备保护对于输电线路内部短路具有绝对的选择性电流差动保护允许式高频保护tttIopII2op1线路全长本侧距离二段启动收到对侧允许信号动作条件保护范围通道异常怎么办如通道异常,,载波机会发个解除闭锁命令(Unblock)在收到命令的200ms内二段启动，加速跳闸；在收到命令的200ms后二段启动，不加速跳。就地判别装置如线路正常或故障已隔离，三相过流元件不会动作，保护不出口，如某相故障而开关未跳才会出口跳闸跳闸原理过程分析根据所采集的交流量和保护开入量，判断故障CB2开关失灵保护发远跳命令传输到P侧判别发信P侧载波机将命令发给L2线路的就地判别装置，以判断故障是否真的存在2、ADC变换模式的构成部分（1）电压形成回路（2）模拟低通滤波器(ALF)（3）采样保持电路(S／H)（4）模拟量多路转换开关(MPX)（5）模数变换器EPROM、E２PROM、RAM芯片的作用EPROM：在扩展插件中必须扩展有紫外线可擦除的只读存储器EPROM(27256)，用以存储保护装置的程序。E２PROM：电可擦除的存储器E2PROM，它就是用来专门存放定值并可供调度人员远方整定或继保检修人员就地调整修改。RAM：随机存储器，用于存放数值计算及逻辑运算过程的中间数据及其结果。开关量输入回路示意图如图K-E+5V至各CPU插件光隔片外部接点六、阻抗继电器1、全阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ||ZZ|（2）动作特性2、方向阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-1/2ZZ||1/2ZZ|（2）动作特性3、偏移特性阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-ZO||ZZ-ZO|（2）动作特性RjXZzZjRjXZzZzZj12ZjZ04、多边形阻抗继电器RjXɑ15°15°45°防止在双电源的情况下，在保护区端经过渡电阻短路时可能出现的超范围现象克服线路末端故障过渡电阻的影响保证在保护出口处经过渡电阻短路时能可靠动作保证在线路上发生金属性短路时能可靠动作•保护装置采用双CPU系统，下面的CPU称为起动CPU，判起动元件，当起动元件动作后，给出口继电器送正电源。上面CPU（采用DSP数字信号处理器）称为故障判断CPU，完成各种继电器的算法和逻辑判断，动作后给出口继电器发跳闸脉冲。这样出口继电器有了正电源和跳闸脉冲，才能完成保护跳闸。•所以从逻辑上来说，双CPU组成了逻辑‘与’的关系，起动元件和故障判断元件同时动作，保护才能出口跳闸，这样提高了装置的可靠性。低通滤波外部开入出口继电器A/DCPU通信接口打印+E光隔QDJCPLDDSP光端机A/D低