电力系统继电保护知识点总结文字部分1.pdf

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联差动保护:利用通道本侧电流的波形或代表电流相位的信号传到对侧,每侧保护根据两侧电流的幅值和相位比较的结果来区分是区内还是区外故障。每侧直接比较两侧电气量,称为纵连电流差动保护。信息传输量大,要求同步采集,对信道要求高:..与阶段式保护区别,优缺点):阶段式保护仅采用保护安装处的电气量。①纵连保护优点:可以快速、可靠区分本线路内任意点短路与外部短路。②纵连保护缺点:需要将线路一侧的电气量传输到另一侧去,需要信道与特殊的通信设备,设备复杂,价格昂贵,而且通信设备故障时可能出现保护拒动和误动。通信方式:导引线通信;电力线载波通信,微波通信,光纤通信。():①输电线路(三相输电线路都可以用来传递高频信号,任意一相与大地间都可以组成相地回路);②阻波器(为了使高频载波信号仅在本线路中传输而不穿越到相邻线路上去,采用了电感线圈与可调电感线圈组成的并联谐振回路。当其谐振频率为载波信号所选定的载波频率时,对载波电流呈现极高的阻抗,从而将高频电流阻挡在本线路以内。而对工频电流,阻波器仅呈现电感线圈的阻抗,工频电力畅通无阻);③耦合电容器(为使工频对地泄漏电流降低到极小,采用耦合电容器,它的容量极小,对工频信号呈现极大的阻抗,同时可以防止工频电压入侵高频收、发机;对高频电流则阻抗很小,与连接滤波器共同组成带通滤波器,只允许此带通频率内的高频电流通过;④连接滤波器(它是一个可调电感的空心变压器和一个接在副边的电容。连接滤波器与耦合电容器共同组成一个四端口网络”带通滤波器,时所需频带的电流能够顺利通过。同时空心变压器的使用进一步使收、发信机与输电线路的高压部分相隔离,提高了安全性)⑤高频收、发机(高频收发机由继电保护部分控制发出预定频率的高频信号,通常是在电力系统发生故障启动后发出信号,但也有采用长期发信号发生故障启动保护后停止发生信号或改变信号频率的工作方式。发信机发出的高频信号经载波信道传送到对端,被对端和本端的收信机所接受,两端的收信机及接受本侧的高频信号又接受对侧的高频信号,两个信号经比较判断后,作用于继电保护的输出部分)⑥接地开关(当检修连接滤波器时,接通接地开关,使耦合电容器下端可靠接地。//特点:无中继通信距离长;经济、方便使用;工程施工比较简单。//信号频率范围:50~:光发射机、光纤、中继器、光接收机。光发射机的作用是把信号转变成光信号,一般由调制器和光调制器组成。光接收机的作用是把光信号转变成电信号,一般有光探测器和电解器组成。、、特点:通信容量大;可以节约大量金属材料;光纤通信保密性好,敷设方便,不怕雷击,不受外界电磁干扰,抗腐蚀和不怕潮等优点;最重要的特性之一就是无感应性能,因此利用光纤可以构成无电磁感应的,极为可靠的通道。(闭锁式)方向比较式纵连保护()(双侧电源单回,1-6,34间短路):假定短路发生在BC线路上,所有保护都启动,但保护2、5功率方向为负,其余保护的功率方向为正。保护启动发信机发痴高频闭锁信号,非故障线路D上出现该高频信号对应的高频电流,保护收到该闭锁信号,被闭锁;故障线路上保护34功率方向为正,不发闭锁信号,故障线路BC上不出现高频电流,,满足跳闸条件,保护跳闸,切除线路。可见闭锁式方向纵连保护的跳闸判据是本端保护方向元件判定为正方向故障且不收到闭锁信号。()一、优点:①正确反应所有类型故障,方向明确,灵敏度高,无死区。②不受负荷影响。③不受系统振荡影响,振荡无故障不误动,振荡再故障不拒动。④基本不受过渡电阻影响。、、二、缺点:①故障分量元件仅在故障初始阶段有效。②负序方向元件受非全相运行影响大。③线路空载合闸时,二元件都可能误动。()KAI为低定值启动发信元件,灵敏度高,发出闭锁信号。KA2为底定值启动停信元件,灵敏度较低,与方向元件配合,停止闭锁信号,启动跳闸回路。设置两个元件的目的是便于两端保护的配合,确保外部故障时可靠闭锁。纵连电流差动保护()原理:利用基尔霍夫电流定律构成纵连电流差动保护。被保护元件两侧电流和在区内短路时,为短路电流,在区外短路时,其值为0①不反应系统振荡②非全相运行不误动(系统振荡、非全相运行线路两侧流过的是同一电流。)③不受线路(串补电容)影响④测量元件仅反应电流量,不需电压量,不受电压回路影响。:..为什么要求测量与计算严格同步)纵连电流差动保护既比较电流大小又比较电流相位,电流相位与采样时刻密切相关。测量和计算不严格同步会产生较大的不平衡电流()基于数据通道的同步方法和基于GPS同步时钟的同步方法()不带差动特性的继电器动作整定值很大,不误动但灵敏度低。采用制动特性,使动作电流随不平衡电流增大而增大,始终大于不平衡电流。不仅提高灵敏度,也提高保护在外部短路时不动作的可靠性电流相位差动保护()依据两端电流相位区分区内区外故障。指定母线指向被保护线路为正方向,正常运行、外部故障时,两端流过同一个电流,相位相反。内部故障时,电流为短路电流,相位相同。()外部故障时高频信号可能出现的最大间断角称为闭锁角,表示为b。当高频信号间断对应时间小于闭锁角时,认定为外部故障,当间断角度大于闭锁角时,认为是内部故障,保护跳闸。闭锁角按照躲过区外故障可能出现最大间断角整定。最大间断角由互感器的角度误差,滤序器及发信操作的角度误差,高频信号沿线路传输的延迟等整定。其中电流互感器两侧二次电流最大误差不超过7°,滤序器及发信操作回路角度误差不超过15°,传输线路长度与等值工频角延迟为L/100*6°,区外短路时两侧收到的高频电流间隔角最小为180°±(7+15+L/100)时,保护不应动作。所以闭锁角ψb>=7+15+L/100,即ψb=7+15+L/100+ψy(裕度角),线路越长闭锁角越大。()在继电保护中,一侧保护线动作跳闸后,另一侧保护才动作的现象,称为相继动作。随着被保护线路的不连续间隔缩短,可能进入保护的不动作区。对于滞后的N侧,超前侧M侧的高频信号经过延迟后间断角增大,可以动作,对于超前M侧,N侧的信号间断角变得更小,可能小于闭锁角导致拒动。为解决M端不能跳闸问题,停止发高频信号,M侧只能收自己发出高频信号,间隔180度,满足跳闸条件随之跳闸。(作用):其一是保证并列运行系统的稳定性;其二是尽快恢复瞬时故障时元件的供电,从而自动恢复整个系统的正常运行。()【A自动重合闸的优点可归纳如下:①可大大提高供电可靠性,在线路上发生暂时性故障时,迅速恢复供电,减少线路停电的次数,这对电测电源回路尤为明显;②在高压输电线路上采用重合闸,还可以提高电力系统并列运行的稳定性,还可以提高传输容量;③对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸,也能起纠正作用。】【B缺点:重合于永久性故障时,使电力系统再一次受到故障的冲击,对超高压系统还可能降低并列运行的稳定性。使得断路器的工作条件变得更加恶劣。】()①瞬时故障有:表面闪络,大风引起的碰线,鸟类树枝等引起的短路等,断开的线路继电器再合上,可恢复供电。②永久性故障:由于线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏引起的故障,再合闸,故障依然存在。()单相故障切除后,由于耦合电容和电感,断开相存在对地电压。永久性故障接地点长期存在,故障相与地间形成放电回路,断开相两端电压低//瞬时性故障电弧熄灭后,接地点消失,不形成放电回路,断开相两端电压高。:根据重合闸控制的断路器所接通或断开的电力元件不同,可将重合闸分为线路重合闸,变压器重合闸和母线重合闸等。根据重合闸次数不同,可将重合闸分为一次重合闸和多次重合闸。多次重合闸一般使用在配电网中与分段器配合,自动隔离故障区段,是配电自动化的重要组成部分。而一次重合闸主要用于输电线路,提高系统的稳定性。根据重合闸控制相数不同,可将重合闸分为单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和分组重合闸。一般说:1)一般没有特殊要求的单电源线路,宜采用一般的三相重合闸;2)凡是选用简单的三相重合闸能满足要求的线路,都应当选用:..当发生单相接地短路时,如果使用三相重合闸不能满足要求,会出现大面积停电活着重要用户停电,应当选用单相重合闸或综合重合闸。:①无压合闸:当线路无电压时重合闸重合②同期合闸:检测母线电压与线路电压,满足同期条件时允许重合闸重合。:在使用检查线路无电压式重合闸的一侧,当该侧断路器在正常运行状况下由于某种原因而跳开时,由于对侧并未动作,线路上有电压,因而就不能实现重合闸,这是一个很大的缺陷。解决方法:(通常都是在检定无电压的一侧也同时投入同步检定继电器,两者经或门”并联工作。此时如遇上述情况,则同步检定继电器就能够起作用,当符合同步条件时,即可将误跳闸的断路器重新投入。但是,在使用同步检定的另一侧,其无电压检定是绝对不允许同时投入的。)两侧的投入方式可以利用其中的切片定期轮换,这样可使两侧断路器切断故障次数大致相同。:ΔU=2Usin(δ/2);当δ大到一定数值以后,电磁吸引力动作舌片,即把继电器的常闭触点打开,将重合闸闭锁,使之不能动作。继电器的δ定值调节范围一般为20°~40°。Δ整定值为+—15°():(1):最小重合闸时间按下述原则确定:①在断路器跳闸后,负荷电动机向故障点反馈电流的时间;故障点的电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度所需时间;②在断路器跳闸息弧后,其触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室重新填满油、气所需要的时间;同时其操动机构恢复原状态准备好再次动作所需要的时间;③如果重合闸是利用继电保护跳闸出口启动,其动作时限还应该加上断路器的跳闸时间。//:除满足上述条件外,还应考虑线路两侧切除故障时间差。////(2)单相重合闸最小重合闸时间除满足三相重合闸要求外,还应注意:①两侧选相元件与继电保护以不同时限切除故障可能性;②潜供电流对灭弧产生的延迟影响。()最后一次操作完成后,对应最终网络拓扑下稳定平衡点的系统暂态能量值最小的时间,最佳重合时间是周期性出现的,最佳时间附近是次最佳。受系统等值惯性影响最大,也受故障前运行方式、状态、故障类型的影响,可由重合闸元件中专门环节捕捉,也可由软件计算。////A:对于联系薄弱依靠重合闸成功才能维持首摆稳定的系统,最佳重合时间就是最小重合时间。B:对于故障切除后不重合首摆稳定的系统,重合闸对系统再次冲击,不同重合时间会造成系统稳定和不稳定后果,最佳重合时间需计算。()一、优点:在超高压电网的双侧电源联络线上采用单向重合闸,就可以在故障时大大加强两个系统之间的联系,提高输电能力。保持电网的暂态稳定性。当三相切除并继之以三相重合闸很难恢复再同步时,采用单向重合闸避免两系统解列。二、缺点:需要有分相操作断路器,需要专门选相元件,重合闸回路接线复杂。由于非全相运行引起系统不对称,可能引起保护误动作。因此保护整定计算复杂。三、单相重合闸具有以上优点,实践证明优越性,因此在220-500KV电网获得广泛应用。(,选相原理)一、基本要求:①保证选择性,选出故障相,与继保配合,仅跳开故障相。②保证灵敏性,动作于线路末端单相接地短路。二、原理(常用元件)①电流选相元件,在每相上装设过电流继电器,依据故障相电流较非故障相大的特点,启动电流大于最大负荷电流原则进行整定,以保障动作选择性。该元件装设于电源端,使用短路电流大的情况②低电压选相元件:每相上装设低电压继电器启动电压应小于正常运行及非全相运行时最低电压。这种元件适用于小电源侧或单侧电源i安陆的受电端,此处用电流元件不能满足选择性与灵敏性要求。③阻抗选相元件、相电流突变量选相元件,长用于高压输电线路上。(、优缺点):为了加速故障的切除,可在保护3处采用前加速的方式,即当任何一条线路上发生故障时,第一次都由靠近电源端瞬时无选择性动作予以切除,重合闸以后保护第二次动作切除故障是有选择性的。其启动电流还应该躲开相邻变压器低压侧的短路来整定。主要用于35KV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上,以便快速切除故障,保证母线电压。//优点:①能够快速地切除瞬时性故障②有可能使瞬时性故障来不及发展成永:..,从而保证厂用电和重要用户的电能质量;④使用设备少,只需装设一套重合闸装置,简单、经济。//缺点:断路器工作条件恶劣,动作次数多。若靠近电源侧断路器、重合闸装置拒动,扩大停电范围。(、优缺点):所谓后加速就是当线路第一次故障时,保护有选择性动作,然后进行重合闸。如果重合于永久性故障,则在断路器合闸后,再加速保护动作瞬时切除故障,而与第一次动作是否带有时限无关。广泛应用于35KV以上的网络以及对重要负荷供电的输电线路上。优点1)第一次是有选择性的切除故障,不会扩大停电范围,特别是在重要的高压电网中,一般不允许保护无选择性地动作而以后重合闸来纠正;2)保证了永久性故障能瞬时切除,并仍然是有选择性的;3)和前加速相比,使用中不受网络结构和负荷条件限制,一般来说是有利而无害的。//缺点:每个断路器上都要安装一套重合闸设备,复杂。:合闸时间与继保配合;双侧电源送电线路重合闸的主要方式:①快速自动重合闸;②非同期重合闸;③检同期的自动重合闸。////特点:(1)线路上发生故障跳闸以后,常存在着重合闸时两侧电源是否同步,以及是否允许非同步合闸的问题。(2)当线路发生故障时,两侧保护可能以不同实现动作于跳闸,线路两侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳闸以后,再进行重合。()①保护线路两侧电源间有多线路相连,断开一条不失同步。②两侧电源交换功率小,两侧电源负荷平衡,断开后两侧保持同步频率不变。③非同期重合闸冲击电流不破坏系统稳定、电气设备④一侧电源容量小,容易拉入同步(?)电力系统联系紧密,保证两侧不失步(三个以上回路)或两侧电源有双回路联系,可用检查另一线路是否有电流来判断是否失同步。:变压器的故障可以分为油箱外(主要是套管和引出线上发生相间短路及接地短路)和油箱内(包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及贴心的损毁等)两种故障。实践表明,变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的,而油箱内发生相间短路的情况比较少。变压器油箱内故障时,除了变压器各侧电流、电压变化外,油箱内的油、气、温度等非电量也会发生变化。因此,变压器的保护分电量保护(纵差动保护,过电流保护等)和非电量保护。:():1计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流2由变压器带负荷调节分接头产生的不平衡电流3电