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文檔簡介
1、電力系統(tǒng)中常見的故障類型和不正常運行狀態(tài) 故障:短路 (最常見也最危險 );斷線;兩者同時發(fā)生 不正常:過負(fù)荷; 功率缺額而引起的頻率降低; 發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電 壓;振蕩 繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運行時的基本任務(wù)和作用。 迅速切除故障,減小停電時間和停電范圍 指示不正常狀態(tài),并予以控制 繼電保護(hù)的基本原理 利用電力系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)時, 各種 物理量的差別 來判 斷故障或異常,并通過斷路器將故障切除或者發(fā)出告警信號 繼電保護(hù)裝置的三個組成部分。測量部分:給出“是” 、“非”、“大于”等邏輯信號判斷保護(hù)是否啟動 邏輯部分:常用邏輯回路有“或” 、“與”、“
2、否”、“延時起動”等,確定斷路器跳 閘或發(fā)出信號執(zhí)行部分 保護(hù)的四性 選擇性:保護(hù)裝置動作時僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除, 使停電范圍盡量減少 速動性:繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快的斷開故障元件。 靈敏性:繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快的斷開故障元件。 故障的切除時間等于保護(hù)裝 置和斷路器動作時間之和 可靠性:在保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該反映的故障時, 保護(hù)裝置應(yīng) 可靠地動作(即不拒動,稱信賴性)而在不屬于該保護(hù)裝置動作的其他情況下, 則不應(yīng)該動作(即不誤動,稱安全性) 。主保護(hù)、后備保護(hù) 保護(hù):被保護(hù)元件發(fā)生故障故障,快速動作的保護(hù)裝置 后備保護(hù):在主保護(hù)系統(tǒng)失效時,起備用作用的保護(hù)裝置。 遠(yuǎn)后
3、備:后備保護(hù)與主保護(hù)處于不同變電站 近后備:主保護(hù)與后備保護(hù)在同一個變電站,但不共用同一個一次電路。 繼電器的相關(guān)概念:繼電器是 測量和起動 元件 動作電流:使繼電器動作的最小電流值 返回電流:使繼電器返回原位的最大電流值 返回系數(shù):返回值 / 動作值 過量繼電器:返回系數(shù) Kre1 績電特性:啟動和返回都是明確的,不可能停留在某個中間位置 階梯時限特性: 最大 (?。┻\行方式: 在被保護(hù)線路末端發(fā)生短路時,系統(tǒng)等值阻抗最小 (大),而通過保護(hù)裝置的電流 最大 (?。┑倪\行方式 三段式電流保護(hù) :由電流速斷保護(hù)、 限時電流速斷保護(hù)及定時限過電流保護(hù)相配 合構(gòu)成的一整套保護(hù)工作原理:電流速斷保護(hù)
4、:當(dāng)所在線路保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時,反應(yīng)電流增大而瞬時動作切 除故障的電流保護(hù),為了保證保護(hù)的選擇性,一般情況下只保護(hù)被保護(hù)線路的一 部分限時電流速斷保護(hù):切除本線路上電流速斷保護(hù)范圍之外的故障, 作為電流速斷 保護(hù)的后備保護(hù)定時限過電流保護(hù):反應(yīng)電流增大而動作,保護(hù)本線路全長和下一條線路全長, 作為本條線路主保護(hù)拒動的近后備保護(hù),也作為下一條線路保護(hù)和斷路器拒動的 遠(yuǎn)后備保護(hù)。整定計算:保護(hù)動作值動作時限靈敏度校驗電流速斷保護(hù)I段)/1_ r* J上軸4 _鈣補(bǔ)時乂UMUlt1 =0s154%限時電流速 斷11段)K + 山 0.5sK =皿 1 3 - L5過電流保護(hù)E段)八心屮=呼+ kf
5、K * -13-1 專tS:- 1-K . J皿 F 4 | j也)嚴(yán) 3串聯(lián)線路:三相星形接線可100%只切除后面的一條線路,兩相星形接線2/3機(jī)會 放射線路:三相星形接線兩套保護(hù)均將啟動,兩相星形接線2/3機(jī)會只切一條 采用兩相星形接線時,由于B相沒有裝設(shè)繼電器,因此靈敏度系數(shù)只能由 A、C 相電流決定,靈敏度比三相接線降低一半,措施:中線上再接入一個繼電器 應(yīng)用:三相接線:大型貴重電氣設(shè)備保護(hù),中性點直接接地電網(wǎng)作為相間保護(hù)及 單相接地保護(hù)(專門的零序電流保護(hù))兩相接線:中性點直接和非直接接地電網(wǎng)中都廣泛采用作為相間短路保護(hù)方向電流保護(hù)的基本原理由母線到線路(正方向故障),動作;由線路到
6、母線(反方向故障),不動作 只有方向元件和電流元件同時動作,保護(hù)裝置才能動作于跳閘功率方向繼電器應(yīng)具有明確的方向性,故障時繼電器的動作有足夠的靈敏度正方向出口附近短路,存在死區(qū),不能動作90接線,只有正方向出口三相短路短路的很小死區(qū)外,基本無死區(qū),且靈敏度高方向性電流保護(hù)的評價在具有兩個以上電源的網(wǎng)絡(luò)接線中,采用方向性保護(hù)能保證各保護(hù)之間的選擇性。 方向性過電流保護(hù)常用于35kV以下的兩側(cè)電源輻射型電網(wǎng)和單電源環(huán)網(wǎng)中作為主要保護(hù)35kV及110kV輻射型電網(wǎng),方向性過電流保護(hù)常與電流速斷保護(hù)配合使用, 構(gòu)成三段式方向電流保護(hù),作為相間短路的整套保護(hù)。中心點直接接地系統(tǒng)接地短路時零序分量的特點
7、故障點的零序電壓最高,系統(tǒng)中距離故障點越遠(yuǎn)處的零序電壓越低(2) 零序電流的分布,主要決定于送電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的零 序阻抗,而與電源的數(shù)目和位置無關(guān)。(3) 對于發(fā)生故障的線路,兩端零序功率的方向與正序功率的方向相反(4) 零序電流與零序電壓之間的相位差也將由背側(cè)零序阻抗的阻抗角決定,而與 被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點的位置無關(guān)(5) 電力系統(tǒng)運行方式變化時,系統(tǒng)的正序阻抗和負(fù)序阻抗隨著運行方式和變化, 因而間接影響零序分量的大小。方向性零序電流保護(hù):零序功率由線路到母線時動作零序電流保護(hù)優(yōu)點:靈敏度高、受系統(tǒng)運行方式變化影響較小、減少誤動、速動 性好、零序方向元件無死區(qū)中性
8、點非直接接地系統(tǒng)接地短路時零序分量的特點在發(fā)生單相接地時全系統(tǒng)都將出現(xiàn)零序電壓在非故障的元件上的零序電流數(shù)值等于本身的對地電容電流,電容性無功功率的實際方向為由母線流向線路。在故障線路上,零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之和,電容性無功功率的實際方向為由線路流向母線。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中單相接地故障的特點流經(jīng)故障線路的零序電流將大于本身的電容電流,但大的不多。流經(jīng)故障線路的容性無功功率實際方向為由母線到線路,同非故障線路。中性點不接地電網(wǎng)中單相接地的保護(hù)(1) 絕緣監(jiān)視:三個電壓表度數(shù)不同時動作,依次斷開某線路時,0序電壓信號消失,判別故障線路(2) 零序電流保護(hù):利用故障線路零序
9、電流較非故障線路大(3) 零序功率方向保護(hù) 距離保護(hù)的基本原理電壓、電流保護(hù)作為主保護(hù)一般只適應(yīng)于 35kV及以下電壓等級電網(wǎng);對于110kV 及以上電壓等級的復(fù)雜電網(wǎng),線路保護(hù)常采用距離保護(hù)。距離保護(hù)的實質(zhì)是用測量阻抗Zm與被保護(hù)線路的整定阻抗Zset比較,當(dāng)|Zm|v|Zset|時,繼電器動作阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的核心元件全阻抗繼電器:動作無方向性,無電壓死區(qū),動作阻抗固定為Zset,一般用作無需判斷方向的啟動元件等。方向阻抗繼電器:動作具有方向性,有電壓死區(qū),動作阻抗隨測量阻抗角變化而 變化,最大動作阻抗為Zset,廣泛作為距離保護(hù)的測量元件偏移特性阻抗繼電器:正向保護(hù)范圍長,反向短
10、路范圍短,具有一定的方向性; 消除了方向阻抗繼電器出口短路時的電壓死區(qū); 動作阻抗隨測量阻抗角的變化而 變化;用于手合或重合于故障時采用。四邊形阻抗繼電器:電抗特性下傾a4,防止相鄰線路出口經(jīng)過渡電阻短路時的 穩(wěn)態(tài)超越;電阻特性傾斜 a3,提高躲長線路負(fù)荷阻抗的能力;二象限邊界線傾 斜a2,金屬性短路時,動作特性有一定的裕度;四象限下傾 a1,保證本線路出 口經(jīng)過度電阻短路時,保護(hù)能夠可靠動作 測量阻抗 :加入阻抗繼電器的電壓電流比值 整定阻抗: 編制整定方案時,根據(jù)保護(hù)范圍給出的阻抗 動作阻抗: 使距離保護(hù)裝置剛能動作的測量阻抗 阻抗繼電器接線方式常用接線方式:Oo接線,+ 30o接線,30
11、o接線、相電壓和具有 K3I o補(bǔ)償?shù)南?電流接線。設(shè)負(fù)荷的功率因數(shù)(cos)為1時,若Um與 Im同相位,稱Oo接線 若Um超前Im30o時,稱30o接線以此類推 對相間距離保護(hù)阻抗繼電器采用 O 接線 對接地距離保護(hù)阻抗繼電器采用零序電流補(bǔ)償接線 要接三個最小精確工作電流:阻抗繼電器的動作阻抗與整定阻抗的差距在 10&時,加入阻 抗繼電器的最小電流?;?Iac.min 短路點過渡電阻對距離保護(hù)的影響: 單側(cè)電源:使測量阻抗值增大,縮小保護(hù)范圍;保護(hù)裝置距離短路點越近時,受 影響越大,保護(hù)裝置整定值越小,受影響越大 雙側(cè)電源:阻抗繼電器動作特性在 +R 軸方向所占面積越大,受過渡電阻的影響
12、 就越小。在相同定值下, 全阻抗繼電器所受影響大; 當(dāng)保護(hù)安裝點越靠近震蕩中心, 受影 響越大震蕩閉鎖回路:當(dāng)系統(tǒng)只發(fā)生震蕩而無故障時, 區(qū)外故障引起的系統(tǒng)振蕩時, 應(yīng)可靠閉鎖; 區(qū)內(nèi) 故障,無論是否振蕩,都不應(yīng)閉鎖( 1 )利用負(fù)序或零序分量是否出現(xiàn)(2) 利用電流、電壓或測量阻抗的變化速度的不同來實現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù): 用通信信道將輸電線兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)接起來, 將各端電氣量相 互傳到對端進(jìn)行比較,判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在本線路外縱聯(lián)差動保護(hù): 兩側(cè)電流方向不一致時繼電器中有電流, 繼電器動作, 跳兩側(cè)斷 路器載波通道的組成部分、工作原理高頻阻波器: 使高頻信號被限制在被保護(hù)輸電線路范圍內(nèi)
13、, 不能穿越到相鄰線路 結(jié)合電容器:通高頻,阻工頻 連接濾波器:帶通濾波器,使所需頻帶的高頻電容能夠通過高頻收發(fā)信機(jī) 閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的基本原理、構(gòu)成 這他娘的怎么寫?自動重合閘的作用及對它的基本要求自動重合閘(ZCH裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動投入的一種自動 裝置作用: (1) 對暫時性故障,可迅速恢復(fù)供電,從而能提高供電的可靠性(2) 對兩側(cè)電源線路,可提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性,從而提高線路的輸送容量(3) 可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動作引起的誤跳閘(4) 在電網(wǎng)的設(shè)計與建設(shè)過程中,有些情況下由于考慮重合閘的作用,即可以暫 緩架設(shè)雙回路線路以節(jié)約投資 基本要求:動作迅速;可
14、靠動作; 單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘的原理 當(dāng)線路上發(fā)生故障, 繼電保護(hù)斷開故障線路的三相斷路器后, 重合閘啟動, 并經(jīng) 過預(yù)訂延時后發(fā)出重合命令, 使三相斷路器重新合閘, 若瞬時性故障,重合成功, 永久性,不再重合 雙側(cè)電源送電線路上具有同步檢定和無電壓檢定的重合閘的工作原理當(dāng)線路短路時,兩側(cè) QF斷開,線路失去電壓,M側(cè)低電壓繼電器動作,經(jīng) ZCH 重合。a、重合成功,N側(cè)同步檢定繼電器在兩側(cè)電源符合同步條件后再進(jìn)行重合,恢 復(fù)正常供電;b、重合不成功,保護(hù)再次動作,跳開 M側(cè)DL不再重合,N側(cè)不重合。 重合閘前加速保護(hù) 任一線路故障,第一次都由最里面的斷路器切除,第二次選擇性切除
15、重合閘前加速保護(hù)第一次故障,有選擇性動作,第二次瞬時切除故障,適用于35K V以上網(wǎng)絡(luò)變壓器可能產(chǎn)生的故障的類型和異常運行狀態(tài)及其保護(hù)措施 油箱內(nèi)部故障:繞組相間短路,匝間短路,單相接地,鐵心燒損 油箱外部故障:引出線及套管上發(fā)生各種相間短路和接地故障 不正常運行狀態(tài):外部故障或過負(fù)荷引起的過電流 外部接地短路引起的過電流 外部接地短路引起的中性點過電壓變壓器油面降低過勵磁等 保護(hù)措施:主保護(hù):瓦斯保護(hù);縱聯(lián)差動保護(hù);電流速斷保護(hù)后備保護(hù):外部相間短路時: 過電流保護(hù); 復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù); 負(fù)序電流及單相式 低壓起動的過電流保護(hù);阻抗保護(hù) 外部接地短路時:過負(fù)荷保護(hù);過勵磁保護(hù);其他保
16、護(hù) 變壓器縱差動保護(hù)的基本原理 與線路保護(hù)有所區(qū)別,變壓器保護(hù)要考慮變比的影響不平衡電流產(chǎn)生原因:(1) 由變壓器兩側(cè)相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流(2) 由于兩側(cè)電流互感器的誤差引起的不平衡電流(3) 計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流(4) 帶負(fù)荷調(diào)變壓器的分接頭產(chǎn)生的不平衡電流(5) 由變壓器勵磁電流 Iu 所產(chǎn)生的不平衡電流 變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的整定計算的原則1. 在正常運行情況下為防止電流互感器二次回路斷線時引起差動保護(hù)誤動作, 保護(hù)裝置的起動電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流IL.max。當(dāng)負(fù)荷電流不能確定時,可采用額定電流 IN ,并引入可靠系數(shù) K rel , Krel=1.3
17、。2. 躲開保護(hù)范圍外部短路時最大不平衡電流3. 躲過變壓器最大的勵磁涌流變壓器瓦斯保護(hù) 在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障 (包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻 的接地短路),由于故障點電流和電弧的作用,使變壓器油及其它絕緣材料因局 部受熱而分解產(chǎn)生氣體, 流向油枕。故障嚴(yán)重時,油會迅速膨脹產(chǎn)生大量的氣體, 沖向油枕利用這一特點構(gòu)成反應(yīng)于上述氣體而動作的保護(hù)裝置瓦斯保護(hù)。 變壓器勵磁涌流 產(chǎn)生原因:空載合閘時,鐵心中會產(chǎn)生很大的磁通,使變壓器鐵芯嚴(yán)重飽和,勵 磁電流急劇增大,稱為勵磁涌流影響因素: 勵磁涌流的大小和衰減時間與外加電壓的相位, 鐵芯中剩磁的大小和 方向,電源容量的大小,回路阻抗以及變壓器容量的大小等都有關(guān) 特點:含有很大成分的非周期分量,使勵磁涌流偏于時間軸的一側(cè); 含有大量的高次諧波,而以二次諧波為主;波形之間出現(xiàn)間斷; 識別方法:二次諧波制
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