继电保护事故分析(输电线路)

前言随着我国电力工业的快速发展，电网规模的不断扩大，网络密集程度逐步提高。电力输电线路时刻受到影响，特别是输电线路受到雷击的威胁较大。因此，电力变压器在运行中可能发生各种类型故障或出现不正常的工作状态。它的故障对电力系统的安全连续运行会带来严重影响。电力系统和继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。本次设计的任务主要包括电力输电线路的故障分析、分析电力输电线路的继电保护配置，通过综合分析，采取措施，统筹兼顾，达到保证电网安全经济运行的目的。1目录前言目录..................................................................1摘要..................................................................1第1章继电保护的概述...................................................11.1继电保护的基本任务.................................................11.2整定计算的基本任务.................................................11.3整定计算的基本要求..................................................3第2章输电线路继电保护配置.............................................72.1输电线路保护的类型..................................................72.222KV线路保护主配置................................................8第3章输电线路继电保护事故分析........................................113.1新增线路故障引起母线差动保护误动分析...............................113.2220KV线路保护继电保护拒动事故....................................133.3220KV线路继电保护误动事故........................................18后记.................................................................28参考文献...............................................................291摘要电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一,电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。电力系统继电保护是反映电力系统中电器设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时监测各种故障或不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统稳定、保持供电的连续性，保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。为保证电力输电网的安全可靠运行，所以对其继电保护，可靠性等性能要求极高。本设计结合实际案列对运行中的输电线路继电保护事故进行分析，改进。[关键词]：输电线路；继电保护；电力系统；1第1章继电保护的概述1.1继电保护的基本任务(一)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由元件的保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度的减少对电力元件本身的损害，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求。(二)反映电气设备的不正常工作状态，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班运行人员进行处理，或由装置自动的进行调整，或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除，反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。1.2整定计算的基本任务整定计算是针对具体的电力系统，通过网络计算工具进行分析计算、确定配置的各种系统保护的保护方式、得到保护装置的定值以满足系统的运行要求。整定计算是继电保护工作中一项非常重要的内容，正确、合理的进行整定计算才能使系统中的各种保护装置和谐的一起工作，发挥积极的作用。（一）整定计算的具体任务(1)绘制电力系统接线图；(2)绘制电力系统阻抗图；(3)建立电力系统设备参数表；(4)建立电流，电压互感器参数表；(5)确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度；(6)根据已有的保护装置，计算保护定值，编制定值通知单；2(7)对定值通知单进行管理；(8)编写整定方案报告书，着重说明整定原则问题，整定结果评价，存在的问题及采取的对策等。(9)根据整定方案，编制系统保护运行规程（说明）；(10)处理日常运行的保护问题；(11)进行保护的动作统计与分析，做出专题分析报告；(12)参加系统发展保护设计的审核。（二）整定计算的工作步骤(1)收集必要的参数与资料（保护图纸、设备参数等）。(2)按照调度管辖范围，根据需要与定值接口单位交换数据。(3)根据调度或方式部门提供的电网运行方式，选择短路类型，选择分支系数的计算条件；(4)结合系统情况，确定整定计算的具体原则。(5)进行短路故障计算，得到短路计算结果；(6)进行整定计算，对整定结果分析比较，选出最佳方案，选取整定值并做出定值图；(7)归纳出存在的问题，并提出运行要求；(8)画出定值图；(9)编写整定方案说明书，一般应包括以下内容：①考虑的系统方式，厂、站方式，变压器中性点接地方式安排；②继电保护的配置情况；③继电保护整定的基本原则，特殊考虑的问题；④系统图、阻抗图、整定配合图、重合闸方式；⑤正常运行安排、存在的问题及运行注意事项；⑥提供给接口单位的系统综合阻抗、接口定值。31.3整定计算的基本要求继电保护有四个基本要求，即可靠性、选择性、灵敏性、速动性，要全面考虑。在某些情况下，“四性”的要求有矛盾不能兼顾时，应有所侧重；片面强调某一项要求，都会导致保护复杂化、影响经济指标及不利于运行维护等弊病。整定计算尤其需要处理好四性的协调关系。(一)可靠性要求保护装置处于良好状态，随时准备动作。保护装置的误动作是造成正常情况下停电、事故情况下扩大事故的直接根源，因此必须避免，用简单的话来说，就是“该动的就动，不该动的不动”，即不误动、不拒动。保护的可靠性主要由高质量的保护装置、合理的设计、可靠的安装调试、精心的运行维护来保证。整定计算中，主要通过制定简单、合理的保护方案来保证。另外在运行方式变化时应注意对定值进行调整以确保保护系统可靠动作。(二)选择性选择性是指当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小。首先由故障线路或元件本身的保护切除故障，当上述保护或开关拒动时，才允许相邻保护动作。继电保护选择性的满足，主要由整定计算来考虑，通过正确整定保护装置的动作值和动作时间来实现，即通常说的灵敏度和动作时间配合，其原则是从故障点向电源方面的各级保护，其灵敏度逐级降低，其动作时限逐级增长。时限配合：上一级保护时限比下一级保护时限要大，所大的时限差，即为时限级差。此时限级差视不同的配合情况选取不同的数值。一般情况下，高精度时间元件的保护之间相互配合的级差采用0.3S；与差动及瓦斯保护、纵联保护、横差保护等之间配合的级差采用0.4S，定时限与反时限保护配合的级差采用0.5S。保护范围配合：也叫灵敏度有配合。保护装置对被保护对象的故障反应有一定的范围，上一级保护的保护范围应比下一级相应段保护范围为短，即在下一级保护范围末端故障时，下一级保护动作，上一级保护不动作这叫做范围有配合。4选择性是继电保护中的一个很重要的问题，一般不允许无选择性产生。如不能做到应该按照相关规程进行处理，并尽量减小不配合导致失去选择性带来的危害。(三)灵敏性在保护装置的保护范围内发生故障，保护反映的灵敏程度叫灵敏性，习惯上常叫灵敏度。灵敏性用灵敏系数来衡量。灵敏系数指在被保护对象的某一指定点(通常指被保护对象的末端)发生金属性短路，故障量与整定值之比(反映故障参量上升的，如过电流保护)或整定值与故障量之比(反映故障参量下降的，如低电压保护)。主保护的灵敏系数仅考虑对被保护设备（本级），后备保护的灵敏系数则主要考虑的是对相邻设备（下一级）。校验灵敏度，应根据不利正常（含正常检修）运行方式和不利故障类型（一般仅考虑金属性短路和接地故障）计算，要求灵敏系数不能低于规定值，对各种保护灵敏系数的规定，详见《继电保护和安全自动装置技术规程（GB/T14285-2006）》。校验灵敏度应注意的几个问题:(1)计算短路电流较小的短路类型。例如，零序电流要以单相接地或两相接地进行比较,相电流稳定值以三相短路与两相短路相比较。(2)选择可能出现的最小运行方式，重点在于被检验保护反映灵敏度最小的那种方式。例如，多电源变为单侧小电源的情况。(3)经Y/△接线变压器的不对称短路相电流电压的分布发生改变，对不同接线、不同相别(A、B两相或B、C两相或C、A两相)、不同相数的保护装置反映灵敏度则不同。例如：YN,d11接线变压器d侧AB相短路时，电流电压的分布为：①Y侧各相电流的分布规律是两故障相中的滞后相电流最大，数值上为△侧故障相电流的2/1.732倍，其它两相电流大小相等、方向相同，数值上为△侧故障相电流的1/1.732倍。②Y侧各相电压的情况是两故障相中的滞后相电压总为零（当忽略变压器内5部压降时），或者很小。另两相电压总是相等。(4)负荷电流对保护的灵敏度有影响，对于短路点较远的短路，因为分支负荷端电压较高，还吸取一定的负荷电流，因而减小了短路支路的电流。某些容量较大的同步电动机，短路开始瞬间(对速动保护)可向短路点送出短路电流，因而又增大了短路支路的电流。(5)两侧电源及环状网路中的相继动作能使灵敏度改变。(6)在一套保护中有几个元件时，其各元件灵敏度要求是不同的，其中灵敏度最低的代表该套保护的灵敏度。(7)考虑保护动作过程中灵敏度的变化，例如失灵启动元件，应分别校验母联开关跳开前后的灵敏度。(四)速动性短路故障引起电流的增大、电压的降低，保护装置快速地断开故障，有利于减轻设备的损坏程度，为负荷创造尽快恢复的条件，提高发电机并列运行的稳定性。为了提高速动性，一是配置快速保护；二是可通过合理的缩小动作时间级差来提高快速性；三是正确地采用先无选择性和后用重合闸补救相结合的措施，或备用电源自投的方式。例如:线路变压器组、分段保护等。(五)合理解决“四性”的矛盾继电保护的四性在整定计算中非常重要，在制定保护系统方案中常常很难同时满足四个基本要求，整定计算工作很重要的一部分就是对四性进行统一协调。(1)可靠性与选择性、灵敏性、速冻性存在矛盾。例如保护装置的环节越少、回路越简单可靠性越高，但简单的保护很难满足选择性、快速性、灵敏性的要求。(2)选择性与灵敏性存在矛盾。例如，对于电流保护，提高整定值可以保证选择性，降低整定值才能保证灵敏性，尤其是大、小方式相差较大时，很难同时满足二者的要求。(3)选择性与速动性存在矛盾。时间越长越容易保证选择性，但无法满足速动性的要求。对于四性的矛盾，要具体分析电网的实际情况进行合理的取舍，具体原则如6下：a.地区电