光伏电站技术培训(继电保护)

2017-9-14新能公司光伏电站培训保护篇定义（1）继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。（2）继电保护装置：指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护装置基本任务（a）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除。(如电流速断保护、差动保护、变压器的重瓦斯、高温保护)（b）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，动作于发出信号，减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。(如过负荷保护、接地保护)故障和异常1、最常见的故障有短路，三相短路，两相短路，两相短路接地，单相接地短路，变压器绕组匝间短路。此外，电气设备还可能发生一相断线，两相断线或断线和短路同时发生的复杂的故障。2、最常见不正常工作情况是过负荷。长时间的过负荷会使电气设备和绝缘温度升高，加速绝缘老化或设备损坏。严重时甚至会引起故障。主保护和后备保护1、主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备或线路故障的保护。2、后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，又分为远后备和近后备。1）远后备保护：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。2）近后备保护：当主保护时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护，当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护3、辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。继电保护基本要求1、选择性：选择性是电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围：例：当d1短路时，保护1、2动作，跳DL1、DL2，有选择性；当d2短路时，保护5、6动作，跳DL5、DL6，有选择性；当d3短路时，保护7、8动作，跳DL7、DL8，有选择性；若保护7拒动或DL7拒动，保护5动作，跳DL5，有选择性；若保护7和DL7正确动作，保护5动引起DL5跳闸，则为越级跳闸继电保护基本要求2、速动性：1）速动性意义a）提高系统稳定性；b）减少用户在低电压下的动作时间；c）减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。2）故障切除时间t=tbh+tDLtbh—保护动作时间；一般的快速保护动作时间为0.06-0.12stDL—断路器动作时间;一般的断路器动作时间为0.06-0.15s继电保护基本要求3、可靠性：要求保护装置处于良好的状态，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。通俗说就是“该动的就动，不该动的不能动”，即不误动，不拒动；影响可靠性的内在和外在因素：内在因素：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、触点多少等；外在因素：运行维护水平、调试是否正确、正确安装。继电保护基本要求4、灵敏性：电力系统中，为使系统安全、经济、合理运行，或者满足检修工作的要求，需要经常变更系统的运行方式，由此相应地引起了系统参数的变化。在设计变、配电站选择开关电器和确定继电保护装置整定值时，往往需要根据电力系统不同运行方式下的短路电流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电保护装置的灵敏度。l最大运行方式：是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。l最小运行方式：是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。继电保护基本要求在保护装置的保护范围内发生故障，对故障情况的反应能力，保护反映的灵敏程度叫灵敏性，习惯上常叫灵敏度。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm对反应于数值上升而动作的过量保护（如过电流保护）对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算。dzdlmIIkmin保护动作参数障参数的最小计算值保护区内金属性短路故maxddzlmIIk故障参数的最大计算值保护区内金属性短路时保护动作参数继电保护基本要求上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，它们之间既有统一的一面，又有在一定条件下矛盾的一面。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）可靠性和选择性、灵敏性、速动性存在矛盾在，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）选择性和速动性存在矛盾，时间越长越容易保证选择性，但无法满足速动性要求。继电保护功能实现继电保护装置组成：测量（模拟量、数字量的比较：=/0,1）、逻辑（逻辑门：或、与、非、延时）、执行（动作于跳闸或发信）部分。基本保护类型简介1.PSL646U线路保护2.PSL641UX保护（集电线路、SVG）3.PST645UX变压器保护4.DDS571U防孤岛保护5.SGB750母线保护1、PSL646U线路保护1、线路保护（PSL646U线路保护，国电南自）保护功能配置√1）光纤电流差动保护√2）三段式复压方向闭锁过流3）二段式方向零序保护及零序告警√4）过负荷保护5）低周减载功能6）低压减载功能7）三相重合闸功能8）小电流接地选线功能、9）TV断线判别PSL646U线路保护1）光纤电流差动主要为相电流差动，主要保护区内相间故障和小电阻接地系统单相金属性接地故障。保护动作要求，一侧保护装置差动元件动作后，接收到对侧保护装置元件动作标识后出口。数字光纤通信是近年来迅速发展起来的新技术，它具有传输信息量大、传输速率高、传输距离远、抗干扰性强、可靠性高的优点。数字光纤通信技术与数字保护技术相结合，大大改善了线路保护的性能。采用数字光纤通信的线路电流差动保护，可用于10-500kV架空线路和电缆线路，作为全线速动保护。PSL646U线路保护PSL646U线路保护2）相间过电流2.1装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致辞，其动作条件如下：a）IφIdn;Idn为n段电流定值，Iφ为相电流；b)TTdn；Tdn为n段延时定值；2.2相间方向元件采用90°接线方式，按相起动，以电流流出母线为正方向，动作范围-90°~+30°，误差±3°2.3低电压闭锁元件低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低压定值时动作，开放被闭锁的保护元件，利用此元件，可以保证装置在电动机反馈等非故障情况下不出现误动作。2.4负序过电压闭锁元件当负序大于负序过电压定值时，开放被闭锁保护元件，可以同低电压闭锁元件共同构成复合电压闭锁元件，与过流元件构成复合电压过流保护。本元件也可通过控制字决定闭锁任何一段电流保护和加速元件。PSL646U线路保护3）相间电流反时限元件反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线，可以非常方便地实现全线的配合，装置提供常见的三种反时限特性，即标准反时限、非常反时限，极端反时限，反时限特性由整定值中相应的“反时限指数”整定。装置的相间电流保护，可通过设置控制字的相关位选择定时限或反时限方式，当选择反时限后，自动退出定时限III段过流保护，相间电流III段的功能压板分别变为相间电流反时限功能投退压板。4）零序过电流当零序电流用作跳闸或告警时，零序电流可以由运行参数中控制字一的KG1.7位选择零序电流由外部专用的零序CT引入，或者由软件自产生成，装置默认为零序电流外接。零序过电流保护在满足以下条件时出口跳闸；a)3I0I0n,I0n为接地n段定值；b)TT0n,Ton为接地n段延时定值;c)相应的方向条件满足（若需要）零序反向元件，零序反时限元件PSL646U线路保护5）过负荷过负荷监视三相电流，动作条件为：a）MAX（Iϕ）Ifhb）TTdn,时间延时到其中Ifh为过负荷电流定值。过负荷告警跳闸由控制字KG2.13确定2、PSL641UX（集电线、SVG）2、集电线路、SVG保护PSL641UX保护测控装置以电流电压保护为基本配置，同时集成了各种测量和控制功能，适用于66KV及以下电压等级的配电线路保护功能配置√√2、PSL641UX（集电线、SVG）1）相间过电流保护a）IφIdn;Idn为n段电流定值，Iφ为相电流；b)TTdn；Tdn为n段延时定值；1.1相间方向元件采用90°接线方式，按相起动，以电流流出母线为正方向，动作范围-90°~+30°，误差±5°1.2低电压闭锁元件低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低压定值时动作，开放被闭锁的保护元件，利用此元件，可以保证装置在电动机反馈等非故障情况下不出现误动作。1.3负序过电压闭锁元件当负序电压大于定值时，开放被闭锁保护元件，本元件同低电压元件共同构成复合电压闭锁元件，与过流元件构成复合电压过流保护2、PSL641UX（集电线、SVG）2）过负荷过负荷监视三相电流，动作条件为：a）MAX（Iϕ）Ifhb）TTdn,时间延时到其中Ifh为过负荷电流定值。过负荷告警跳闸由控制字KG2.13确定3、PST645UX变压器保护3、PST645数字式所用变压器保护装置是以电流电压及非电量保护为基本配置的盛大所用变压器保护装置，适用于66KV及以下电压等级的变电站或发电厂用变压器保护配置二段式相间电流保护过负荷告警或跳闸零序电流保护经电流及TV断线闭锁的失压保护TV断线自动检测变压器的非电量保护√√3、PST645UX变压器保护1）过电流保护装置实时计算并进行两段过流判别，当任一相电流大于I段电流定值1.2倍时，装置瞬动段出口跳闸的时间不大于40ms，装置在执行两段过流判别时，各段判别逻辑一致辞，条件如下：a）IφIdn;Idn为n段电流定值，Iφ为相电流；b)TTdn；Tdn为n段延时定值；2）过负荷保护过负荷元件监视三相的电流，动作条件为：MAX（Iϕ）Ifh其中为过负荷电流定值，过负荷报警和跳闸的延时分别由定值控制。4、DDS571U防孤岛保护4、防孤岛保护分布式电源并网运行后，当联络线发生瞬时故障并跳闸后，分布式电源和负荷形成非计划性孤岛运行，为提高供电可靠性，避免孤岛危害，解列分布式电源。保护配置√a.低频解列保护√b.低压解列保护√c.高频解列保护√d.过压解列保护e.零序过压解列保护5、SGB750母线保护5、母线保护适用于110KV至750KV各电压等级的智能变电站各种接线方式的母线，功能齐全、界面友好，可做为发电厂、变电站成套母线保护。保护配置√母线差动保护母联（分段）断路器失灵和盲区保护断路器失灵保护母联（分段）充电过流保护（选配）母联（分段）非全相保护（选配）5、SGB750母线保护5、本装置针对不同容量的电力系统和不同故障类型的特征，设置了两种起动功能：差电流变化量快速起动；差电流积分慢速起动。快速起动，判别迅速准确；慢速启动，确保动作灵敏度。1）快速起动的主要判据ƛIdI1ƛIdk1ƛIr其中ƛId为差电流变化量，等于各连接单元电流变化量的绝对值。ƛIr为制动电流变化量，等于各连接单元电流变化量的绝对值之和。I1为差电流变化量起动值。k1为电流变化量制动系数5、SGB750母线保护1）慢速起动的主要判据IdI2Idk2Ir其中Id为常规差电流，等于各连接单元电流采样值之和。Ir为常规制动电流，等于各连接单元采样电流的绝对值之和。I2为常规差电流起动值。