电力系统的新员工培训资料.ppt

1、1.11.1电力系统继电保护及自动装置的功能电力系统继电保护及自动装置的功能电力系统继电保护及自动装置的功能是：在合理的电网结构前提下，保证电力系统和电力设备的安全运行。1.2电力系统电力网的故障类型A 输电线的故障 主要有A、B、C单相接地故障；AB、BC、CA相间故障；AB、BC、CA相间接地故障；ABC三相故障和ABC三相接地故障，共十一种基本故障。在接地故障中还有金属性故障和经过渡电阻故障之分。除此、还有各种转换性故障和同杆双回线的跨线故障等等。B母线故障 母线故障的种类基本同线路故障。C变压器的故障 变压器的故障类型有各种相间故障、匝间故障、和接地故障。D.发电机故障 发电机故障类型

2、有定子各种相间故障、匝间故障、接地故障和转子故障。1.3对继电保护性能的四项基本要求继电保护装置应满足以下四项基本要求:1 可靠性 2 选择性 3 灵敏性 4 速动性 可靠性可靠性可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。为保证可靠性，宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案，应采用由可靠的硬件和软件构成的装置，并应具有必要的自动检测、闭锁、告警等措施，以及便于整定、调试和运行维护。选择性选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一

3、保护内有配合要求的两元件（如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件），其灵敏系数及动作时间应相互配合。当重合于本线路故障，或在非全相运行期间健全相又发生故障时，相邻元件的保护应保证选择性。在某些条件下必须加速切除短路时，可使保护无选择动作，但必须采取补救措施，例如采用自动重合闸或备用电源自动投入来补救。发电机、变压器保护与系统保护有配合要求时，也应满足选择性要求。灵敏性灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算。各类短路保护的灵敏系数，不宜低于规程规定的要求。速动性速动性是指保护装置应能尽快地切除

4、短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等 2.继电保护的发展及微机（数字）继电保继电保护的发展及微机（数字）继电保护装置硬件构成原理护装置硬件构成原理 机械型电磁式继电保护装置整流型电磁式继电保护装置晶体管继电保护装置 集成电路继电保护装置 微机（数字）继电保护装置 机械型电磁式继电保护装置 利用能检测一次电流和电压的电流电压互感器,。把一次电流和电压变成二次信号。五六十年代的继电保护大多是依这些信号构成单个的保护元件（称为交流元件），再把这些交流元件动作后的触点，用直流电源和直流继电器构成一定的逻辑功

5、能，决定最后的出口继电器是否动作，也就是是否推动断路器的操作机构跳闸。整流型电磁式继电保护装置整流型极化继电器的出现，使继电保护向前进了一步。它动作速度快，消耗功率小，体积小。用它做一些复杂继电器的执行元件，大大提高了距离保护（距离元件是继电保护元件中最主要的元件）的动作性能，曾一度被广泛使用。当然，装置内部需要增加了将二次信号转换为更小信号的小变量器回路，它仍然是机械型继电器，用它做成复杂的保护成为可能，但维护调试复杂。紧管如此，我们的先辈们还是努力地把它成功的应用在东北的500KV线路，给继电保护积累了丰富的经验。晶体管继电保护装置 电子技术的进步，推动了继电保护的发展，晶体管的出现完工了

6、继电保护由机械型向静态继电器的转变。使保护装置进一步缩小，功耗进一步下降，同时也提高了可靠性。是我国八十年代广泛使用的装置。装置的功能得到加强，纵联保护得以广泛推广。集成电路继电保护装置 八十年代遂着改革开放，集成电路继电保护装置以它动作速度快、体只小、性能好进入了我国市场，也推动了国产集成电路继电保护装置的发展。与此同时我们也开始了自已的数字保护的研究。微机（数字）继电保护装置电子技术和数字技术的突飞猛进的发展，使微机（数字）继电保护装置得到飞奔式的进展，电力系统继电保护用电网安全自动装置反事故措施要点的执行，给微机（数字）继电保护装置的运行提供了良好的运行条件，微机（数字）继电保护装置以横

7、扫千军之势，迅速地占领了继电保护及自动装置整个领域。微机保护的优点A可以集中主保护、后备保护的完整功能于一身，最适于在200KV及以上电网线路、大中型变压器、发电机、母线及重要电力设备上实现完全独立的双重化保护；B远方通信功能，管理人员可以随时监测保护装置的运行状态、调用数据、改变定值，为现代化管理提供物质基础；C.便于实现新原理保护D自检功能，自动故障定位，即时发出警报，用备用插件置换故障插件，这一切都为提高保护装置的安全运行水平，延长运行检测周期和减少运行检测项目提供了前提，大大提高了继电保护管理水平和专业人员和劳动生产率。微机（数字）继电保护装置硬件构成原理和实现过程装置硬件各插件功能

8、电源插件（DC）：将变电站的直流电源变换为保护装置适用的各电压等级电源，并能隔离变电站的直流电源对保护装置的干扰。交流插件（AC）：将互感器的二次电流、电压信号源娈换为保护装置可适用的小信号，供装置使用。低通滤波器（LPF）：选取保护所需要的有用信号。CPU插件（CPU）：该插件是装置的核心插件，由单片机（CPU）、数字信号处理器（DSP）和CPLD大规模门阵组成。CPU完成装置的总起动元件和人机界面及后台通信功能，DSP完成所有的保护算法和逻辑功能，CPLD是很多逻辑集成，完成开入量开出量的处理，这些元件协同工作，决定保护是否动作。CPU内还设有总起动元件的运算，起动后开放出口继电器的正电源

9、，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通信及与面板通信；另外还具有完整的故障录波功能，录波格式与COMTRADE格式兼容，录波数据可单独串口输出或打印输出。通信插件（COM）：通信插件的功能是完成与监控计算机或RTU的连接，通过此插件可完成保护与后台的对话。24V光耦插件（OPT1）：将触点式开入是转换为能参加运算的电量，并起到抗干扰的隔离作用。保护的投入压板即从此开入。具体内容见下章。高压光耦插件（OPT2）：强电的开入量将从此开入。具体内容见下章。信号插件（SIG）：完成信号指示。具体内容见下章。跳闸出口插件（OUT1、OUT2）：内设跳闸继电器。具体内容见下章。显示面板（LCD）：显示

10、各种报告。具体内容见公司其它资料。3.3.系统的保护配置系统的保护配置 3.13.1保护分类保护分类 电力系统的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行的保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可增设辅助保护。主保护 后备保护 辅助保护 异常运行保护主保护 主保护是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和线路故障的保护。后备保护后备保护是主保护或断路器拒动时，用以除切故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。a.远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。b.近后备是当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护

11、实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路失灵保护来衩现的后备保护。辅助保护辅助保护是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。异常运行保护异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。3.2 2203.2 220KVKV线路保护配置的基本原则线路保护配置的基本原则 3.2.1 220KV线路保护应按加强主保护简化 后备保护的基本原则配置和整定。具体配置原则如下:a.加强主保护是指全线速动保护的双重化配置，同时，要求每一套全线速动保护的功能完整，对全线路内发生的各种类型故障，均能快速动作切除故障。每套全线速动保护应具有选相功能，对于要求实现单相重合闸的线

12、路，当线路在正常运行中发生不大于100电阻的单相接地故障时，全线速动保护应能正确选取相跳闸。b.简化后备保护是指主保护双重化配置，同时，每一套全线速动保护功能完整的条件下，带延时的相间和接地，段保护（包括相间和接地距离、零序电流保护），允许与相邻线路和变压器的主保护配膈，从而简化动作时间的配合整定。如双重化配置的主保护均有完善的距离后备保护，则可以不使用零序、段保护，仅保留用于切除经不大于100电阻接地故障和一段定时限或反时限零序电流保护。c.线路主保护和后备保护的功能及作用能够快速有选择地切除线路故障的全线速动保护以及线路段保护都是线路主保护。每一套全线速动保护对全线路内发生的各种类型故障均

13、有完整的保护功能，两套全线速动保护可以互为近后备保护。线路段保护是全线速动保护的近后备保护。通常情况下，在线路保护段范围外发生故障时，如其中一套全线速动保护拒动，应由另一套全线速动保护切除故障，特殊情况下，当两套全线速动保护均拒动时，如果可能。则由线路段保护切除故障，此时允许相邻线路保护段失去选择性。线路段保护是本线路的延时近后备保护，同时尽可能作为相邻线路的远后备保护。3.2.2 对220KV线路，为了有选择的快速切除故障，防止电网事故扩大，保证电网安全、优质、经济运行，一般情况下，应按下列要求装设两套全线速动保护，在旁路断路器带线路运行时，至少应保留一套全线速断保护运行。a.两套全线速动保

14、护的交流电流、电压回路和直流回电源彼此独立。（对双母线接线，两面套保护可合用交流电压回路）；b.每一套全线速动保护对全线路内发生的各种类型故障，均能快速成动作切除故障；c.两套全线速动保护应具有选相功能；d.两套主保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈。e.两套全线速动保护分别使用独立的远方信号传输设备；f.具有全线速动保护的线路，其主保护的整组动作时间应为：对近端故障：20ms;对远端故障：30ms（不包括通道时间）。3.2.3 220KV线路的后备保护宜采用近后备方式.但某些线路,如能实现远后备,则宜采用远后备,同时采用远、近结合的后备方式。3.2.4对接地短路，应按下列规定之一装设后备保护

15、。对220KV线路，当接地电阻不大于100时，保护应能可靠地切除故障。a.宜装设阶段式接地距离保护并辅之用于切除经电阻接地故障的一段定时限或反时限零序电流保护。b.可装设阶段式接地距离保护，阶段式零序电流保护或反时零序电流保护，根据具体情况使用。c.为快速切除中长线路出口短路故障，在保护配置中宜有专门反应近端接地故障的辅助保护功能。符合3.2.2条规程规定时,除装设全线速动保护外,还应按本条的规定,装设接地后备保护和辅助保护。3.2.5 对相间短路,应按下列规定装设保护装置。对220KV线路，当相间电阻不大于25时，保护应能可靠切除故障。a.宜装设阶段式相间距离保护。b.为快速切除中长线路出口

16、短路故障，在保护配置中宜有专门反应近端相间故障的辅助保护功能。符合本规程3.2.3条规定时,除装设全线速动保护外,还应按本条的规定,装设相间短路后备保护和辅助保护。3.3 1103.3 110KVKV线路保护配置的基本原则线路保护配置的基本原则 3.3.1 110KV双侧电源线路符合下列条件之一时,应有尽有装设一套全线速动保护 a.根据系统稳定要求有必要时;b.线路发生三相短路,如使发电厂厂用母线电压低于允许值(一般为60%额定电压,且其它保护不能无时限和有选择切除短路时;c.如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后,不仅改善本线路保护性能,而且能够改善整个电网保护的性能.3.3.2对多级串联

17、或采用电缆的单侧电源线路,为满足快速性和选择性的要求,可装设全线速动保护作为主保护。3.3.3 110110KVKV线路的后备保护宜采用远后备方式。线路的后备保护宜采用远后备方式。3.3.4单侧电源线路，可装设阶段式相电流和零序电流保护，作为相间和接地故障的保护，如不能满足要求，则装设阶段式相间距离保护，并辅之用于切除经电阻接地故障的一段零序电流保护。双侧电源线路，可装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切除经电阻接地故障的一段零序电流保护。3.4 RCS-900（220KV）线路保护的功能配置型号主 要 功 能应用范围RCS-901纵联方向、高频零序工频变化量阻抗、两段或四段零序三段接地和

18、相间距离、重合闸220kV及以上电压等级输电线路RCS-902纵联距离、高频零序工频变化量阻抗、两段或四段零序三段接地和相间距离、重合闸RCS-931纵联分相差动保护、纵联零序差动工频变化量阻抗、两段或四段零序三段接地和相间距离、重合闸3.4 RCS-900（110KV）线路保护的功能配置RCS-941纵联距离、纵联零序（B型）三段接地和相间距离、四段零序低周保护、不对称相继速动双回线相继速动（B型无）、重合闸110kV电压等级输电线路RCS-943纵联分相差动保护三段接地和相间距离、四段零序、重合闸不对称相继速动、双回线相继速动RCS-951纵联相间距离（B型）三段相间距离、四段过流、重合闸

19、低周保护、不对称相继速动双回线相继速动（B型无）35kV66kV电压等级输电线路RCS-953纵联分相差动保护三段相间距离、四段过流、重合闸不对称相继速动、双回线相继速动3.4 RCS-900线路辅助保护的功能配置RCS-921失灵保护及自动重和闸结线与角形结线的断路器RCS-922比率差动保护与充电保护结线方式下的短引线保护，也可兼用作线路的充电保护RCS-923失灵起动及辅助保护断路器失灵起动及辅助保护，也可作为母联或分段开关的电流保护RCS-925过电压保护与故障起动装置输电线路过压保护及远方跳闸的就地判别3.5 RCS-900保护用其它的装置LFX-912 纵联保护用收发信机CZX-12R断路器操作箱FOX-41光纤传输开关量信号接口MUX-64(2M)光纤传输数字量和开关量信号接口线路组屏图交直流信号输入原理图LFP-901接点联系图操作小开关及压板示意图