微機(jī)保護(hù)基礎(chǔ)知識

1、共五十二頁一、繼電保護(hù)(boh)保護(hù)(boh)的作用繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)(fnyng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。 故障（三相交流系統(tǒng)） ： 各種短路（d(3)、 d(2) 、d(1) 、d(1-1)）)和斷線（單相、兩相），其中最常見且最危險的是各種類型的短路。 不正常運(yùn)行狀態(tài)（三相交流系統(tǒng)） ： 電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài)。如：過負(fù)荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)振蕩等。共五十二頁二、繼電保護(hù)(j din bo h)的基本原理 1、I增加 故障點(diǎn)與電源間 過電流保護(hù)。2、U降低 母線電壓 低電壓保護(hù)

2、。3、相位變化， 變化； 方向保護(hù)。 正常：為負(fù)荷的功率因數(shù)角一般為0-30左右。 短路：為輸電線路的阻抗角一般為6085。4、測量(cling)阻抗降低，Z= 模值減少 阻抗保護(hù)。5、雙側(cè)電源線路外部故障： 內(nèi)部故障： 電流差動保護(hù)。 6、反映I2 ，I0 的 序分量保護(hù)等。7、非電氣量：瓦斯保護(hù)，過熱保護(hù)。共五十二頁三、對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本(jbn)要求 選擇性、速動性、靈敏性、可靠性 選擇性就是故障點(diǎn)在區(qū)內(nèi)就動作，在區(qū)外不動作。速動性：保護(hù)的動作速度應(yīng)盡可能快速(kui s)。 靈敏性：指在最不利的條件下，保護(hù)裝置對故障的反應(yīng)能力。不論運(yùn)行方式大小、短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能

3、靈敏地反應(yīng)。可靠性：不拒動，不誤動。共五十二頁四、微機(jī)保護(hù)(boh)硬件知識1、裝置(zhungzh)正面結(jié)構(gòu)共五十二頁四、微機(jī)(wi j)保護(hù)硬件知識2、裝置背面(bimin)結(jié)構(gòu)共五十二頁四、微機(jī)保護(hù)(boh)硬件知識3、前插拔組合(zh)結(jié)構(gòu)機(jī)箱共五十二頁四、微機(jī)保護(hù)(boh)硬件知識4、可插拔插件共五十二頁四、微機(jī)保護(hù)(boh)硬件知識5、“積木(jm)式” 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 共五十二頁6、CPU插件的硬件結(jié)構(gòu)(jigu)組成MCUDSP集成電路(jchng-dinl) 數(shù)據(jù)通過輸入/輸出接口進(jìn)入系統(tǒng)總線，通過總線數(shù)據(jù)進(jìn)入存儲器，CPU從存儲器取得數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)處理，完畢后送入總線，通過輸

4、入/輸出接口輸出來控制外部設(shè)備。 單片機(jī)可以說是一個最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)所有的功能。四、微機(jī)保護(hù)硬件知識共五十二頁雙CPU冗余配置(pizh)，實(shí)時地雙A/D采集、互檢。 配合開入插件開出插件完成智能化自檢，極大提高了裝置(zhungzh)的可靠性和自檢功能，越來越趨向于做到：“只要不報(bào)警，裝置(zhungzh)就是完好的”。 四、微機(jī)保護(hù)硬件知識共五十二頁采集(cij)隔離開關(guān)的位置、斷路器位置、載調(diào)壓變壓器的分接頭檔位等量。7、開入插件的硬件(yn jin)及自檢功能四、微機(jī)保護(hù)硬件知識共五十二頁 計(jì)算機(jī)對開關(guān)、刀閘分合的電動操作(cozu)以及對主變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)的升、

5、降、停的操作(cozu)命令，都是通過開關(guān)輸出接口電路去驅(qū)動繼電器的，再由繼電器的觸點(diǎn)去接通控制回路而實(shí)現(xiàn)的。8、開出插件的硬件及自檢(z jin)功能四、微機(jī)保護(hù)硬件知識共五十二頁五、繼電保護(hù)(j din bo h)的配置原則主保護(hù)(boh)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇性地切除被保護(hù)(boh)設(shè)備和線路故障的保護(hù)(boh)。后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動時，用來切除故障的保護(hù)。遠(yuǎn)后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。近后備保護(hù)當(dāng)主保護(hù)拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。當(dāng)斷路器拒動時，由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)

6、。 輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡單保護(hù)。1、主保護(hù)和后備保護(hù)共五十二頁3、總原則遵循：繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程 這是科研、設(shè)計(jì)、制造、施工和運(yùn)行(ynxng)等每個環(huán)節(jié)都應(yīng)遵守的基本原則。 簡要地說，應(yīng)符合：可靠性、選擇性、靈敏性、速動五、繼電保護(hù)(j din bo h)的配置原則共五十二頁 在配置和構(gòu)成時，應(yīng)綜合考慮：a、電力設(shè)備、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特點(diǎn)；b、故障出現(xiàn)的概率和可能造成(zo chn)的后果；c、電力系統(tǒng)的近期發(fā)展情況；d、經(jīng)濟(jì)上的合理性；e、國內(nèi)和國外的經(jīng)驗(yàn)。 對不能保證保護(hù)和自動裝置安全運(yùn)行的結(jié)構(gòu)形式、接線方式和運(yùn)行方

7、式，應(yīng)限制使用。五、繼電保護(hù)(j din bo h)的配置原則共五十二頁 在配置、構(gòu)成繼電保護(hù)和自動裝置時，還應(yīng)考慮：a、盡可能考慮各種故障，但不能因考慮稀有故障而影響了設(shè)備在絕大部分情況下的工作性能。 如：兩種故障同時出現(xiàn)的情況，僅保證切除(qich)故障；同桿并架雙回線；串補(bǔ)線路等。b、積極創(chuàng)造條件，支持新產(chǎn)品的試用。 五、繼電保護(hù)的配置(pizh)原則共五十二頁4、線路保護(hù)1）330500kV 設(shè)置兩套完整、獨(dú)立的全線速動主保護(hù)，兩套的電流、電壓回路和電源應(yīng)彼此獨(dú)立，且使用獨(dú)立的遠(yuǎn)方信號傳輸(chun sh)設(shè)備。 每套主保護(hù)對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能無時限動作切除故障。 斷路器

8、有兩組跳閘線圈，每套主保護(hù)分別起動一組跳閘線圈。五、繼電保護(hù)(j din bo h)的配置原則共五十二頁2）110220kV 能切除100的接地故障。 符合下列條件之一時，應(yīng)裝設(shè)一套全線速動保護(hù)：a、根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求；b、三相短路，使廠用電母線電壓低于0.7Ue，且保護(hù)有時限；c、能改善(gishn)電網(wǎng)保護(hù)的性能。 符合下列條件之一時，應(yīng)裝設(shè)兩套全線速動保護(hù)：a、根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求；b、后備保護(hù)整定配合有困難時。五、繼電保護(hù)的配置(pizh)原則共五十二頁推薦的線路保護(hù)配置(pizh)：主 保 護(hù)：光纖差動。后備保護(hù)：三段式相間距離、接地距離； 零序過流。 零序電流保護(hù)受運(yùn)行方式的影響較大，零

9、序電流保護(hù)段又可能由于網(wǎng)架的變化導(dǎo)致誤動，因此零序電流保護(hù)段功能完全可以由接地距離保護(hù)段代替。五、繼電保護(hù)(j din bo h)的配置原則共五十二頁加強(qiáng)主保護(hù)，簡化后備保護(hù)。以220kV線路保護(hù)為例。 加強(qiáng)主保護(hù)簡化后備保護(hù)的基本原則配置和整定：a、加強(qiáng)主保護(hù)是指全線速動保護(hù)的雙重化配置， 同時，要求每一套全線速動保護(hù)的功能完整， 對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障(gzhng)，均能快速動 作切除故障。每套全線速動保護(hù)應(yīng)具有選相功 能，當(dāng)線路在正常運(yùn)行中發(fā)生不大于 100電 阻的單相接地故障時，全線速動保護(hù)應(yīng)能正確 選相。五、繼電保護(hù)的配置(pizh)原則共五十二頁 b、簡化后備保護(hù)是指在全線速

10、動保護(hù)雙重化配 置，同時，每一套全線速動保護(hù)功能完整(wnzhng)的條 件下，帶延時的相間和接地、段保護(hù)（包 括相間和接地距離保護(hù)、零序電流保護(hù)），允 許與相鄰線路和變壓器的主保護(hù)配合，從而簡 化動作時間的配合整定。 如雙重化配置的主保護(hù)均有完善的距離后備 保護(hù)，則可以不使用零序電流、段保護(hù)， 僅保留用于切除經(jīng)不大于 100電阻接地故障 的一段定時限或反時限零序電流保護(hù)。五、繼電保護(hù)(j din bo h)的配置原則共五十二頁光纖電流差動保護(hù)(boh)主要原理數(shù)字電流(dinli)差動保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成 上圖中保護(hù)與通信終端設(shè)備間采用光纜連接。保護(hù)側(cè)光端機(jī)裝在保護(hù)裝置的背板上。通信終端設(shè)備側(cè)由本

11、公司配套提供光接口盒CSC-186A。數(shù)字式電流差動保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖共五十二頁高頻閉鎖方向保護(hù)(boh)原理共五十二頁5、變壓器保護(hù)(boh)a)220KV及以上供電變壓器主、后保護(hù)雙重化;b)不分供電變壓器類型，各側(cè)后備保護(hù)的配置規(guī)范化;c)整定的思路簡化;d)縮短低壓側(cè)保護(hù)的動作時間;e)高壓側(cè)過電流保護(hù)不能作為低壓側(cè)后備時，低壓側(cè)保護(hù)應(yīng)雙重化;f)兩級斷路器、兩級保護(hù)對一次設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；g)傾向于取消阻抗保護(hù)。五、變壓器保護(hù)(boh)的配置原則共五十二頁六、變壓器保護(hù)(boh)共五十二頁六、變壓器保護(hù)(boh)共五十二頁變壓器差動保護(hù)(boh)邏輯圖共五十二頁（六）蒙西電網(wǎng)(dinwn

12、g)永圣域#1主變保護(hù)誤動 CT開路(kil)共五十二頁事故(shg)經(jīng)過2005年3月25日4時30分，蒙西電網(wǎng)(dinwng)永圣域變電站#1主變?nèi)齻?cè)開關(guān)跳閘，主變高中壓側(cè)PST-1200分相電流差動保護(hù)動作，主變故障錄波器動作錄波。共五十二頁檢查(jinch)檢查主變PST-1200分相電流差動保護(hù)裝置，面板顯示：分差保護(hù)啟動(qdng)，分差保護(hù)出口，差動電流0.332A。打印差動保護(hù)裝置動作報(bào)告進(jìn)行分析，主變公共繞組B相電流有突變，并且大于整定值0.2A。檢查故障錄波報(bào)告，主變公共繞組B相電流變化與保護(hù)裝置錄波報(bào)告相似，35kV側(cè)A、B約1A，C相電流0.39A。共五十二頁事故(sh

13、g)分析檢查#1主變本體、三側(cè)開關(guān)、引線及CT外觀無異常，主變油色譜分析無異常。主變?nèi)齻?cè)開關(guān)跳閘(tio zh)前，35kV側(cè)#1、#2電抗器均投入，共120Mvar，監(jiān)控紀(jì)錄主變35kV側(cè)電流1640 A，主變故障錄波器錄取主變35kV側(cè)套管CT電流，二次電流三角形接線，CT變比2500/1，二次電流計(jì)算值約0.66A。分析故障錄波報(bào)告，主變35kV側(cè)電流顯然異常。與分差保護(hù)裝置同一回路的公共繞組B相電流似干擾波形。 共五十二頁二次回路(hul)檢查 現(xiàn)場技術(shù)分析會研究決定，由主變35kV側(cè)CT根部開始，檢查二次回路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)主變A相35kV套管CT接線柱處A751二次線燒斷，CT開路，接線

14、盒蓋內(nèi)有明顯放電痕跡(hnj)。進(jìn)一步檢查二次回路絕緣，在主變B相本體端子箱，又發(fā)現(xiàn)電纜芯線B751（故障錄波回路）、B541（分相電流差動保護(hù)回路）的絕緣在電纜頭處對接地屏蔽層放電擊穿。共五十二頁二次回路(hul)檢查對故障錄波器35kV側(cè)進(jìn)行通流(tn li)試驗(yàn)，結(jié)果良好。對分相電流差動保護(hù)進(jìn)行通流試驗(yàn)，結(jié)果良好。對主變35kV側(cè)套管CT進(jìn)行伏安特性試驗(yàn)，結(jié)果良好。共五十二頁二次回路(hul)檢查檢查分析結(jié)論： 在#1主變A相35kV套管CT接線柱處，由于故障錄波二次線A751燒斷，造成CT開路，高電壓沿二次線傳播，在主變B相本體端子箱電纜頭處，使絕緣較薄弱的電纜芯線B751對接地屏蔽層

15、放電，殃及同一電纜的 B541分相電流差動保護(hù)回路，使主變分相電流差動保護(hù)動作。放電時也造成主變35kV側(cè)A、B相二次電流異常升高，A相CT開路使三角形接線的C相二次測量(cling)電流降低。共五十二頁存在(cnzi)問題及采取措施 1.永圣域變電站#1主變4月22日春查檢修結(jié)束，分析認(rèn)為，一次設(shè)備工作人員在主變本體檢查工作時，可能誤踩踏電纜，使接線松動，最后發(fā)展到CT開路。2.電纜敷設(shè)及接線沒有留出足夠余量。已采取措施更換電纜并留足夠余量。3.現(xiàn)場處理放電痕跡，檢查電纜及設(shè)備絕緣良好，恢復(fù)二次接線。4.迅速通報(bào)此次跳閘情況，要求檢修工作人員加強(qiáng)防范意識，同時對類似(li s)接線電纜進(jìn)行檢

16、查處理，舉一反三，吸取教訓(xùn)。共五十二頁接線(ji xin)燒損CT開路 共五十二頁接線盒放電(fng din)痕跡 共五十二頁（九）500kV沙昌二線改造過程中昌平母差保護(hù)(boh)誤動分析 安全措施不到位(do wi)共五十二頁事故(shg)經(jīng)過4月19日11:03時昌平站5013、5023、5043、5052、5004開關(guān)掉閘，500 kV2母線RCS-915E母差保護(hù)動作、失靈掉母線燈亮。當(dāng)時保護(hù)的運(yùn)行狀態(tài)為，該裝置只停用了“差動投入”壓板，“失靈啟動母差”功能壓板未退，跳2母線所連接的開關(guān)出口壓板未退。當(dāng)時正在進(jìn)行沙昌二線改造工作，保護(hù)人員拆除舊失靈屏至新母差的舊線，失靈屏側(cè)保護(hù)人員在

17、核實(shí)(hsh)失靈啟動母差回路電纜時，誤用數(shù)字式萬用表的歐姆檔為直流電壓檔，致使母差保護(hù)的光隔開入端接地，造成RCS母差保護(hù)動作，切除與500kV2母線所連接的所有開關(guān)。 共五十二頁故障(gzhng)分析 在接下來的保護(hù)改造母差停電過程中，再次進(jìn)行了模擬，分別使用萬用表的正、負(fù)分別對地點(diǎn)該開入，保護(hù)都動作出口。在擴(kuò)建的霸州500kV變電站的南瑞主變保護(hù)RCS-978裝置進(jìn)行同樣(tngyng)的試驗(yàn)，觀察到的現(xiàn)象一致，保護(hù)動作出口。 共五十二頁故障(gzhng)分析該類裝置的強(qiáng)電光隔動作的原理為電流驅(qū)動，該電流只需510mA，并且該光隔的離散特性不好，動作值離散度大。在昌平站的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和華北

18、電力科學(xué)研究院的模擬故障實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際錄波顯示，通過(tnggu)光隔的電流已經(jīng)是10多mA，達(dá)到了光隔的動作值。分析認(rèn)為，當(dāng)開入端經(jīng)萬用表的歐姆檔接地時，經(jīng)過接地選線裝置的接地線和直流對地的分布電容構(gòu)成回路，通過(tnggu)光隔的電流達(dá)到了10多mA，從而使光隔動作。 共五十二頁光耦示意圖共五十二頁動作(dngzu)原理圖共五十二頁暴露(bol)問題 保護(hù)(boh)專業(yè)人員的問題運(yùn)行專業(yè)的問題設(shè)計(jì)的問題共五十二頁保護(hù)(boh)專業(yè)人員的問題缺少對光隔特性的認(rèn)識，在工作中注意力不夠集中，對重要回路采取的重視(zhngsh)程度不夠，前期的改造方案考慮不夠周全，未采取有效的預(yù)控措施。共五十二頁運(yùn)

19、行(ynxng)專業(yè)對已經(jīng)寫入運(yùn)行規(guī)程的操作，未進(jìn)行全面有效的執(zhí)行，過份依賴保護(hù)專業(yè)人員，詢問保護(hù)人員是否退出相關(guān)壓板(y bn)，程序不對。保護(hù)裝置及其回路存在的問題。暴露了配置此種光隔開入的保護(hù)裝置，發(fā)生直流接地時會造成保護(hù)誤動的隱患。建議對該類保護(hù)裝置，要求廠家采取開入端接地時，不會造成誤動的措施。共五十二頁設(shè)計(jì)(shj)的問題廠家的圖紙上，母差采用雙開入同時動作才出口的邏輯，但是設(shè)計(jì)只采用了單接點(diǎn)的方式。如果采用雙開入，本次事故(shg)可以避免，但是不能從根本上解決問題。共五十二頁共五十二頁（六）蒙西電網(wǎng)永圣域(shn y)#1主變保護(hù)誤動 CT開路(kil)共五十二頁謝謝(xi x