繼電保護原理及應用課件

繼電保護(jìdiànbǎohù)原理及應用培訓(péixùn)課件第一頁，共74頁。培訓(péixùn)內(nèi)容繼電保護概述繼電保護裝置檢驗電流互感器檢驗常用(chánɡyònɡ)繼電保護保護及自動裝置介紹攀鋼35KV及以下供電系統(tǒng)中各類保護（電磁繼電器與數(shù)字綜合保護單元）定值單內(nèi)容詳解。常用(chánɡyònɡ)短路計算方法第二頁，共74頁。一、繼電保護(jìdiànbǎohù)概述第三頁，共74頁。1、介紹(jièshào)（1）一門學科，《電力系統(tǒng)繼電保護原理(yuánlǐ)》。（2）繼電保護一詞泛指繼電保護技術或由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統(tǒng)。（3）繼電保護裝置：指能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。第四頁，共74頁。（a）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除。(如電流速斷保護、差動保護、變壓器的重瓦斯、高溫保護)（b）反應電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件，動作于發(fā)出信號，減負荷或跳閘(tiàozhá)。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。(如過負荷保護、接地保護)繼電保護裝置(zhuāngzhì)的基本任務第五頁，共74頁。（4）繼電保護裝置組成：測量（模擬量、數(shù)字量的比較：><=/0,1）、邏輯（邏輯門：或、與、非、延時）、執(zhí)行（動作于跳閘或發(fā)信）部分。（5）發(fā)展最早的繼電保護裝置是熔斷器。以后出現(xiàn)了作用(zuòyòng)于斷路器的電磁型繼電保護裝置、電子型靜態(tài)繼電器以至應用計算機的數(shù)字式繼電保護。隨著電子技術、計算機技術、通信技術的飛速發(fā)展，人工智能技術如人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護領域的研究應用。第六頁，共74頁。微機(wēijī)保護裝置的優(yōu)點：a.

具有存儲記憶功能b.

具備自檢功能c.

同一硬件實現(xiàn)不同的保護原理。（簡化）具備輔助功能：故障錄波、故障測距、時間順序記錄、與計算機通訊(tōngxùn)（后臺）。第七頁，共74頁。（6）繼電保護裝置必須具備(jùbèi)以下4項基本性能①靈敏性。反映故障的能力，通常以靈敏系數(shù)表示（短路計算）。②可靠性。在該動作時，不發(fā)生(fāshēng)拒動作。③快速性。能以最短時限將故障或異常消除。④選擇性。在可能的最小區(qū)間切除故障，保證最大限度地向無故障部分繼續(xù)供電。第八頁，共74頁。（7）當前攀鋼所用微機保護裝置：種類(zhǒnglèi)繁多。能動(néngdòng)中心：西門子、SEL；南京電研、因泰萊、新世紀、深科博業(yè)。煉鐵：深科博業(yè)；煉鋼：GE焦化：因泰萊、南京鈦能熱軋：ABB冷軋：施耐德第九頁，共74頁。二、繼電保護(jìdiànbǎohù)裝置檢驗第十頁，共74頁。1、檢驗(jiǎnyàn)分類：1）

新安裝裝置的驗收檢驗：a.

當新安裝的一次設備投入運行時；b.

當在現(xiàn)有的一次設備上投入新安裝的裝置時；（如更換保護裝置）2）

運行中裝置的定期檢驗：a.

全部檢驗b.

部分(bùfen)檢驗c.

用裝置進行斷路器跳、合閘試驗。（結(jié)合檢修）第十一頁，共74頁。3）運行中裝置(zhuāngzhì)的補充檢驗a.

對運行中的裝置進行較大更改或增設新的回路后的檢驗；（定值及二次回路變更）b.

檢修或更換一次設備后的檢驗。（斷路器、電流互感器的更換——二次回路）c.

運行中發(fā)現(xiàn)異常情況后的檢驗；（如保護裝置異常、二次回路短路等）d.

事故后檢驗；e.已投入(tóurù)行的裝置停電一年及以上，再次投入(tóurù)運行時的檢驗。第十二頁，共74頁。2、繼電保護裝置部分及全部檢驗(jiǎnyàn)內(nèi)容1）電磁型、晶體管型、集成電路型繼電保護裝置的檢驗內(nèi)容（1）電磁型、晶體管型、集成電路型繼電保護裝置部分檢驗內(nèi)容：除需按各元件的基本檢驗項目進行外，尚需進行下列項目試驗(shìyàn)：a）繼電器外觀檢查；b）二次回路絕緣檢查；新安裝：回路對地，回路之間，1000V兆歐表，≥10MΩ定期檢驗：1000V兆歐表，≥10MΩ第十三頁，共74頁。c）各邏輯回路以及有配合關系的回路之間的工作性能校驗；d）定值測定、時間元件及延時元件工作時限的測定；e）各輸出回路工作性能的校驗；f）保護裝置的整組試驗(shìyàn)及整組動作時間的測定。第十四頁，共74頁。以下只針對(zhēnduì)晶體管型、集成電路型繼電保護裝置：g）保護所用逆變電源及逆變回路工作正確性及可靠性的校驗；h）檢查設計及制造廠提出的抗干擾措施的實施情況；i）檢驗回路中各規(guī)定測試點的工作參數(shù)；j）各開關(kāiguān)量輸入回路工作性能的檢驗；第十五頁，共74頁。（2）電磁型、晶體管型、集成電路型繼電保護裝置全部(quánbù)檢驗內(nèi)容除需按各元件的基本檢驗項目進行外，尚需進行下列項目試驗：a）繼電器外觀檢查；b）二次回路絕緣檢查；c）各邏輯回路以及有配合關系的回路之間的工作(gōngzuò)性能校驗；d）定值測定、時間元件及延時元件工作(gōngzuò)時限的測定；第十六頁，共74頁。e）各輸出回路工作性能的校驗；f）檢驗各信號回路正常；（斷路器、刀閘位置、非電量保護）g）保護裝置的整組試驗及整組動作時間的測定；h）擴展中間繼電器檢驗；i）檢驗至故障錄波相關回路、信號正確(zhèngquè)；j）檢驗至小電流選線裝置相關回路、信號正確(zhèngquè)。第十七頁，共74頁。以下只針對(zhēnduì)晶體管型、集成電路型繼電保護裝置：k）保護(bǎohù)所用逆變電源及逆變回路工作正確性及可靠性的校驗；l）檢查設計及制造廠提出的抗干擾措施的實施情況；m）檢驗回路中各規(guī)定測試點的工作參數(shù)；n）各開關量輸入回路工作性能的檢驗。第十八頁，共74頁。2）微機(wēijī)型繼電保護裝置的檢驗內(nèi)容（1）微機型繼電保護裝置的部分(bùfen)檢驗內(nèi)容：a）繼電器外觀檢查；b）二次回路絕緣檢查；c）保護所用逆變電源及逆變回路工作正確性及可靠性的校驗；d）整定值檢驗；第十九頁，共74頁。e）模數(shù)變換系統(tǒng)檢驗；f）各邏輯回路以及有配合關系的回路之間的工作性能校驗；g）各開關量輸入回路工作性能的檢驗；h）各輸出回路工作性能的校驗；i）保護裝置的整組試驗及整組動作時間的測定；j）縱聯(lián)保護通道(tōngdào)檢驗；k）操作箱檢驗；l）檢驗至后臺監(jiān)控系統(tǒng)保護動作信號正確。第二十頁，共74頁。（2）微機型繼電保護裝置(zhuāngzhì)的全部檢驗內(nèi)容a）繼電器外觀檢查；b）二次回路絕緣檢查；c）保護所用逆變電源及逆變回路工作正確性及可靠性的校驗；d）整定值檢驗(jiǎnyàn)；e）模數(shù)變換系統(tǒng)檢驗(jiǎnyàn)；f）各邏輯回路以及有配合關系的回路之間的工作性能校驗；第二十一頁，共74頁。g）各開關量輸入回路工作性能的檢驗；h）各輸出回路工作性能的校驗；i）保護裝置的整組試驗及整組動作時間的測定；j）縱聯(lián)保護通道檢驗；k）操作箱檢驗；l）檢驗至后臺監(jiān)控系統(tǒng)(xìtǒng)遙控、遙信、遙測、遙調(diào)功能正確；m）檢驗至故障錄波相關回路、信號正確；n）檢驗至小電流選線裝置相關回路、信號正確。說明第二十二頁，共74頁。三、電流(diànliú)互感器檢驗

第二十三頁，共74頁。1、銘牌參數(shù)查看及記錄2、檢查一次相別標識是否正確(zhèngquè)3、二次回路是否只有一點接地4、絕緣檢查第二十四頁，共74頁。5、變比試驗及二次回路(huílù)檢驗（二次相別）準確級電流誤差（±%）在下列額定電流（%）時5201001200.10.40.20.10.10.20.750.350.20.20.51.50.750.50.513.01.51.01.0第二十五頁，共74頁。準確級電流誤差（±%）在下列額定電流（%）2S0.750.350.20.20.20.5S1.50.750.50.50.5第二十六頁，共74頁。準確級額定一次電流下的電流誤差%5P±110P±3第二十七頁，共74頁。6、極性試驗7、負載(fùzài)8、伏安特性試驗第二十八頁，共74頁。四、常用(chánɡyònɡ)繼電保護保護及自動裝置介紹第二十九頁，共74頁。1、電動機

e.差動（專題(zhuāntí)講解）第三十頁，共74頁。2、變壓器

e.瓦斯(wǎsī)、溫度第三十一頁，共74頁。3、線路(xiànlù)1）（限時）速斷2）過流3）重合(chónghé)閘前加速后加速第三十二頁，共74頁。對于１１０ＫＶ及以上高壓(gāoyā)線路還需配置1）縱差（與高頻選其一）2）橫差（平行線路）3）相間(xiāngjiàn)距離4）接地距離5）零序6）高頻第三十三頁，共74頁。4、母聯(lián)

充電(chōngdiàn)保護過流第三十四頁，共74頁。5、電容器低壓(dīyā)過壓速斷過流第三十五頁，共74頁。6、其它(qítā)保護介紹1）BZTA.概念：當工作電源因故障被斷開以后，能自動且迅速地將備用電源投入工作或?qū)⒂脩艄╇娮詣拥厍袚Q(qiēhuàn)到備用電源，使用戶不致于因工作電源故障而停電，提高供電可靠性。B.分類：合分段（暗備用）合受電（明備用）第三十六頁，共74頁。第三十七頁，共74頁。C.技術(jìshù)要求a.

當工作電源失電時，備用電源應自動投入，保證不間斷供電。b.

備用電源失電時，BZT裝置應不動作。c.

備用電源必須等待故障網(wǎng)絡切除后才能投入，防止故障擴大：如果故障未能消除，采用大電流閉鎖方式(fāngshì)閉鎖BZT動作。d.投入必須快速：如果停電時間過長，電動機轉(zhuǎn)速降低過多，啟動時間也增加，導致電網(wǎng)電壓大幅降低。第三十八頁，共74頁。e.BZT裝置只動作一次。對于永久性故障，如果備用電源投入以后，故障電流仍然存在，備用電源的繼電保護裝置動作，迅速將備用電源斷開，此時不允許再投入備用電源，以免對系統(tǒng)二次沖擊，擴大事故。（目前大電流鎖保護能夠?qū)崿F(xiàn)此要求）f.PT二次保險/熔絲熔斷時，BZT裝置應不動作。因此時一次電壓仍然正常，采用小電流閉鎖(bìsuǒ)方式實現(xiàn)。g.備用電源容量不足時：應切除部分不重要電機（設置低壓保護），保證BZT動作成功，否則影響電網(wǎng)電壓或自啟動電流過大導致電源過負荷保護動作；切除電容器（儲存電子——放電、充電）。h.時限：高于母線配出線路主保護一個動作時限。第三十九頁，共74頁。D.試驗(shìyàn)d.大電流閉鎖(bìsuǒ)定值:試驗時需躍變電壓（低于失壓整定值），電流（高于整定值）。e.小電流閉鎖(bìsuǒ)定值：試驗時需躍變電壓（低于失壓整定值），電流（高于整定值，低于大電流閉鎖(bìsuǒ)定值）。第四十頁，共74頁。2)快切

a.新冶煉：兩個電源系統(tǒng)，并列(bìngliè)，合分段切4#主變10KV側(cè)開關（檢同期）b.廠用電——不掉電（ms級）第四十一頁，共74頁。3)發(fā)電機保護(bǎohù)a.

差動b.

過流c.

定子(dìngzǐ)單相接地d.

勵磁保護等第四十二頁，共74頁。4)母差保護(bǎohù)a.大差b.

小差c.切除故障線路(xiànlù)上所有回路，如果保護拒動，將啟動斷路器失靈保護第四十三頁，共74頁。5）同期(tóngqī)裝置不同(bùtónɡ)電源點合閘，判斷電壓幅值、頻率、相位差。第四十四頁，共74頁。6）PT并列(bìngliè)與切換1）概念a.PT并列：I、II兩段母線，I段母線的PT檢修(jiǎnxiū)時，該段母線的負荷需正常運行，此時需將II段母線的二次電壓通過聯(lián)絡裝置（PT并列裝置）使I段的電壓二次回路與II段的電壓二次回路并聯(lián)。即此時的I、II段的二次電壓都為II段PT提供。（一般在回路中串入斷路器、隔離手車/刀閘位置）第四十五頁，共74頁。b.PT切換：雙母線運行，當回路由I母倒至II母運行時，所接入的二次電壓也相應(xiāngyīng)由II母提供，反之。第四十六頁，共74頁。五、攀鋼35KV及以下供電系統(tǒng)中各類保護（電磁繼電器與數(shù)字綜合(zōnghé)保護單元）定值單內(nèi)容詳解第四十七頁，共74頁。1、過流、速斷、過壓：高于整定值保護動作(dòngzuò)。低壓、低周解列：低于整定值保護動作(dòngzuò)。第四十八頁，共74頁。2、母聯(lián)/分段充電(chōngdiàn)保護：舉例：瞬時速斷：7.5A，0S；保護開放時間：0.9S，動作于切閘。第四十九頁，共74頁。3、電機過負荷(fùhè)保護定值：，200%，19S（微機保護：TD）第五十頁，共74頁。4、變壓器中性點零序過流定值：6.8A，（500%），0.6S第五十一頁，共74頁。5、方向過流：針對帶發(fā)電機、同步機（發(fā)饋）、電源(diànyuán)聯(lián)絡。第五十二頁，共74頁。6、電壓閉鎖過流/速斷：如帶有沖擊負荷或負荷較大(jiàodà)的情況，防止保護誤動作。第五十三頁，共74頁。7、電壓(diànyā)閉鎖電流方向過流/速斷：1）、2）的結(jié)合。第五十四頁，共74頁。8、功率方向(fāngxiàng)保護第五十五頁，共74頁。9、絕緣監(jiān)視：舉例：15V，0S；動作(dòngzuò)于信號。第五十六頁，共74頁。10、對于代碼定值表（如西門子微機保護(bǎohù)：變壓器差動保護(bǎohù)、線路縱差保護(bǎohù)），需與保護(bǎohù)說明書對應。第五十七頁，共74頁。11、接地一次：電纜(diànlǎn)或所接電氣設備接地時的保護。第五十八頁，共74頁。六、常用(chánɡyònɡ)短路計算方法第五十九頁，共74頁。１、標幺值

標幺值是電力系統(tǒng)分析和工程(gōngchéng)計算中常用的數(shù)值標記方法，表示各物理量及參數(shù)的相對值，單位為pu（也可以認為其無量綱）。標幺值是相對于某一基準值而言的，同一有名值，當基準值選取不同時，其標幺值也不同。它們的關系如下:標幺值＝有名值/基準值。第六十頁，共74頁。Ⅰ、使用(shǐyòng)標幺值的好處1）三相電路的計算公式與單相電路的計算公式完全相同，線電壓的標幺值與相電壓的標幺值相等式，三相功率的標幺值和單相功率的標標幺值相等；2）只需確定各電壓級的基準值，而后直接在各自的基準值下計算標幺值，不需要進行參數(shù)和計算結(jié)果(jiēguǒ)的折算；3）用標幺值后，電力系統(tǒng)的元件參數(shù)比較接近，易于進行計算和對結(jié)果(jiēguǒ)的分析比較。第六十一頁，共74頁。Ⅱ、相關(xiāngguān)電氣設備阻抗計算1）發(fā)電機次暫態(tài)電抗2）變壓器短路阻抗3）電抗器，Ue、Ie額定電壓，Up平均(píngjūn)電壓4）線路a.

單導線：b.

分裂導線：5)母線（一般未考慮）第六十二頁，共74頁。2、短路(duǎnlù)計算基本假設1）電力系統(tǒng)三相對稱，將三相對稱短路變?yōu)閱蜗嗑W(wǎng)絡進行計算。不對稱短路可應用對稱分量法分解成對稱網(wǎng)絡。2）系統(tǒng)中發(fā)電機電勢(diànshì)的相位相同，頻率與正常工作時相同。3）發(fā)電機轉(zhuǎn)子認為是對稱的。4）變壓器勵磁電流略去不計，將變壓器等效為電抗。5）發(fā)電機、變壓器、電動機的鐵芯都未飽和，電抗值與電流大小無關。6）線路電容略去不計。7）電力系統(tǒng)各元件的電阻略去不計：通常R≤1/3X，當R＞1/3X，通過Z作為電抗進行計算。8）負荷的影響一般略去不計。電動機反饋問題另行研究。第六十三頁，共74頁。３、三相(sānxiānɡ)短路（簡化）計算Ⅰ、無限大功率系統(tǒng)電源內(nèi)阻抗為零，其端電壓在整個短路(duǎnlù)過程中保持不變，即E*=1。（次暫態(tài)）短路(duǎnlù)電流標幺值有名值Ij—(100MVA基準容量下的)基準電流(kA)：230115663710.56.33.150.4（kV）0.2510.5020.8751.