第四章-变电站综合自动化微机保护子系统课件.pptx

1、第四章变电站综合自动化微机保护子系统变电站综合自动化技术及应用l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系统l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系

2、统4.1.1 微机保护的发展4.1.2 微机保护的特点及优势 微机保护的发展及特点4.1 微机保护的发展4.1.112341965年开始提倡使用微机保护70年代初期主要为理论研究70年代末期开始试运行90年代应用广泛 微机保护的发展4.1.1 在计算机技术、数字信号处理技术、智能技术、网络技术及通信技术的共同推进下，信息技术(IT)正在改变着保护的现状，微机保护已集保护、控制、测量、录波、通信功能于一体，具有以下特征：自诊断和监视报警；远方投切和整定；信息共享、多种保护功能集成并得到优化；支持并推动综合自动化的发展；采用先进的DSP算法进行波形识别，识别对象由稳态量发展到暂态量；提供动态修改定

3、值的可能性 微机保护的特点及优势4.1.2u微机保护的特点 微机保护与常规的保护装置相比较，具有以下的显著特点：可以实现继电保护的各种动作特性，提高继电保护的性能指标由于很多功能都集成到一个微机保护装置中，使设计简洁且成本较低由于集成了完善的自检功能，减少了维护、运行的工作量，带来较高的可用性数字元件特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响硬件较通用，装置体积较小，减少盘位数量，装置功耗低更加人性化的人机交互，就地的键盘操作及显示简洁可靠的获取信息，通过串行口同PC机通信，就地或远方控制采用标准的通信协议（开放的通信体系），使装置能够同上位机系统通信 微机保护的特点及

4、优势4.1.2u微机保护的优势 微机保护比常规的继电器型或晶体管型保护装置有不可比拟的优越性，具体体现在以下几个方面：易于解决常规保护装置难于解决的问题，使保护功能得到改善灵活性强，可以缩短新型保护的研制周期综合判断能力强性能稳定，可靠性高保护的灵敏性高运行维护工作量小，现场调试方便l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系统 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能4.

5、24.2.1 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.2 微机型保护及控制装置的软件功能4.2.3 微机保护软件主要模块 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.1 微机继电保护装置硬件可以分成5个基本部分：数据采集系统；运算系统（CPU主系统）；开关量输入输出系统；人机接口与通信系统；电源系统。微机保护硬件系统构成示意图如下图所示。 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.1u数据采集系统：微机继电保护数据采集系统包括电压形成、模拟滤波、模数转换等模块。 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.1电压形成单元 电压形成单元由辅助电流变换器、电压变换器构成。其作用是将发电厂或变站中电流互感器（TA）、

6、电压互感器（TV）的二次电流、电压输出转化为计算机能够识别的弱电信号（+/-5V或+/-10V）。此外，辅助变换器实现了装置内外的电隔离。模拟滤波单元 包括有源滤波和无源滤波两种。一般采用无源两级RC滤波器构成，使数据采集系统满足采样定律，限制输入信号中的高频信号进入系统。模数转换单元 微机保护装置的模数转换系统一般采用压频转换（VFC）及逐次逼近式A/D。 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.1采样回路的精确工作范围及误差 以某中压保护及测控装置为例，各电流、电压回路的精确工作范围及误差如下表所示。高压、超高压回路电流范围更大，可以达到0.05- 30nI 微机型保护及控制装置的硬件结构4

7、.2.1u数字处理系统 微机保护装置是以中央处理器CPU为核心，根据数据采集系统采集到的电力系统的实时数据，按照给定算法来检测电力系统是否发生故障以及故障性质、范围等，并由此做出是否需要跳闸或报警等判断的一种安全装置。微机保护原理是由计算程序来实现的，CPU是计算机系统自动工作的指挥中枢，计算机程序的运行依赖于CPU来实现。因此，CPU的性能好坏在很大程度上决定了计算机系统性能的优劣。 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.1u开关量输入/输出系统 开关量输入/输出系统的作用是完成各种保护及控制装置的出口跳闸、信号输出、外部接点输入及人机对话等功能。 开关量输入电路包括断路器和隔离开关的辅助触

8、点或跳合闸位置继电器接点输入，外部装置闭锁重合闸触点输入，轻瓦斯和重瓦斯继电器接点输入，还包括装置上连接片位置输入等回路。对微机保护装置的开关量输入，即接点状态（接通或断开）的输入可以分成以下两大类： 安装在装置面板上的接点。这类接点包括在装置调试时用的或运行中定期检查装置用的键盘接点以及切换装置工作方式用的转换开关等。 从装置外部经过端子排引入装置的接点。例如需要由运行人员不打开装置外盖而在运行中切换的各种压板，转换开关以及其他保护装置和操作继电器的触点等。 开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等，一般都采用并行接口的输出口来控制有接点继电器的方法，但为提高抗干扰能力，也经过一

9、级光电隔离。 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.1u通信接口 微机继电保护装置的通信接口包括：维护口、监控系统接口、录波系统接口等。一般可采用RS485总线、CAN网、LAN网、以太网及双网光纤通信模式，以满足各种变电站对通信的要求。满足各种通信规约：IEC870-5-103、PROFIBUS-FMS/DP、MODBUS RTU、DNP 3.0、IEC61850以太网等。 微机继电保护对通信系统的要求是：快速、支持点对点平等通信、突发方式的信息传输、物理结构星形网、环形网、总线网、支持多主机等。 微机型保护及控制装置的硬件结构4.2.1u电源 可以采用开关稳压电源或DC/DC电源模块。提供

10、数字系统+5V、24V、15V电源。国内微机保护装置电源5V地采用“浮地技术”，而国外装置的5V地一般直接接大地。有些系统采用多组24V电源。各个电源用途如表所示。 微机型保护及控制装置的软件功能4.2.2u微机保护软件基本结构 软件分为两大部分。一为监控程序，作用是调试和检查微机保护装置的硬件电路，输入、修改、固化保护装置的定值；二为运行程序，这是微机保护程序的主要部分。运行程序的作用是完成不同原理的保护功能，包括三部分：循环自检及打印报告程序；采样中断服务程序；故障处理程序。 微机型保护及控制装置的软件功能4.2.2u微机保护软件配置接口软件配置 接口软件是指人机接口部分的软件，程序分为监

11、控程序和运行程序。 监控程序是键盘命令处理程序，为接口插件（或电路）及各CPU保护插件（或采样电路）进行调节和整定而设置的程序。 运行程序由主程序和定时中断服务程序构成。 保护软件的配置 保护CPU插件的软件配置有主程序和两个中断服务程序。 主程序有三个基本模块 初始化和自检循环模块 保护逻辑判断模块 跳闸处理模块 中断服务程序包括 定时采样中断服务程序 串行口通信中断服务程序 微机型保护及控制装置的软件功能4.2.2保护软件的工作状态：有三种工作状态：运行、调试和不对应状态。不同状态时程序流程也就不相同。有的保护没有不对应状态，只有运行和调试两种工作状态。中断服务程序配置 实时性与中断工作方

12、式 中断服务程序 保护的中断服务程序配置 微机保护软件主要模块4.2.3 微机继电保护的软件设计过程是：充分了解被保护电气设备的特性，包括正常和故障状态下的不同特征；根据被保护电气设备的特性设计保护方案，传统保护方案中有许多经验可以借鉴；熟悉数字信号处理的原理和实现方法，在软件设计中灵活应用；设计保护算法的粗框图，根据硬件条件设计详细程序框图。必要时可以改进硬件设计；软件设计、调试、装置通过试验检验软件正确性。 不同的微机继电保护的硬件结构基本相同，不同的保护功能主要是通过软件功能不同而实现的。不同原理的微机保护的软件都有以下几个部分组成： 初始化和自检 数据采集 数字滤波 保护算法 人机接口

13、和通信 算法流程l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系统2022-6-64.3.1 线路三段式电流保护4.3.3 自动重合闸 输电线路的微机保护4.34.3.2 方向过电流保护4.3.4 微机线路距离保护2022-6-6 输电线路的微机保护4.3 输电线路发生故障可能引起下的问题：u短路点通过很大的短路电流而引起电弧，使故障进一步扩大。u强大的短路电流使短路回路中的电

14、气设备可能遭到破坏，影响电力系统的稳定运行同时使用户的正常供电遭到破坏。 输电线路常见的不正常运行状态有过负荷、过电压、频率降低、中性点不接地系统的单相接地等。短时的不正常状态一般不会造成严重影响，长时间存在不正常状态则可能损坏设备或演变成故障。因此，对不正常状态必须及时告警并及时消除。 线路三段式电流保护4.3.1 与常规保护相同，微机电流保护也是设计成三段式的。I段是瞬时电流速断保护，段是限时电流速断保护，III段是过电流保护，三段均可选择带方向线路保护或不带方向馈线保护。 线路三段式电流保护4.3.1 三段式电流保护其动作电流的整定与系统运行方式密切相关，整定要求如下：无时限电流速断保护

15、。保护装置动作电流应大于最大运行方式下被保护线路末端发生三相短路时通过的电流：k maxoprelIK I时限电流速断保护。保护装置的动作电流应与相邻下一级线路无时限电流速断保护相配合：br maxoprelopIK KI定时限过电流保护。按躲开本线路最大负荷电流整定2022-6-6 方向过电流保护4.3.2u基本原理：对于两端电源供电的辐射形网络或单端电源供电的环网，如图所示，为了切除故障元件，应在线路两端装设断路器和继电保护装置。2022-6-6 方向过电流保护4.3.2u微机型方向过电流保护 反应相间短路故障的方向元件普遍采用 接线方式，所加的电流和电压的组合情况如表所示。保护相间短路的

16、功率方向最大灵敏角一般采用电流超前于电压 或 两种方式，目前在微机保护中一般仍然沿用了这一原理，只是由软件来实现判断是正方向发生故障还是反方向发生故障。其相位比较方向元件的正方向动作方程如下：(85)arg85rrUI2022-6-6 自动重合闸4.3.3 自动重合闸装置是将因故跳开后的断路器按需要自动再投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，而永久性故障一般不到10%。因此，在由继电保护动作切除短路故障之后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。常用的自动重合闸按不同的特征来分类，有以下几种：按重合闸的动作性能：机械式和电气式。按重合闸

17、作用于断路器的方式：三相、单相和综合重合闸三种。按动作次数，可分为一次式和二次式（多次式）。按重合闸的使用条件，可分为单侧电源重合闸和双侧电源重合闸。双侧电源重合闸又可分为检定无压和检定同期重合闸、非同期重合闸。2022-6-6 自动重合闸4.3.3 三相自动重合闸主要包含以下两类：单电源线路的三相自动重合闸双电源线路的三相自动重合闸 综合重合闸装置应设置重合闸方式切换开关，以便于运行部门根据实际运行条件，分别实现下列几种方式：综合重合闸方式三相重合闸方式单相重合闸方式直跳方式2022-6-6 微机线路距离保护4.3.4三段式距离保护的组成逻辑框图 起动元件的主要作用是在发生故障的瞬间起动整套

18、保护并和距离元件动作后的输出组成与门，起动出口回路动作于跳闸，以提高保护的可靠性。起动元件可以由过电流继电器、低阻抗继电器或反应负序和零序电流的继电器构成。微机距离保护中一般没有与这些继电器相对应的硬件模块，这些继电器以软件模块体现。对于某一条被保护线路，选择哪一种或哪几种起动方式要根据具体情况确定。距离元件的主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，或者说测量短路点到保护安装地点之间的距离。2022-6-6 微机线路距离保护4.3.4距离I段 采用方向阻抗特性。为了保证动作的选择性，距离I段的整定值应按躲开下一条线路出口处短路的原则来确定.2zdkABZK Z.1zdkBCZK Z距离段

19、 距离保护段亦采用方向阻抗特性，应该能保护线路全长，并力求动作时限尽可能短，因此它必须与相邻元件的距离I段配合，按以下两原则来确定起动阻抗： 与相邻线路距离I段配合，并考虑分支系数 的影响.2.min.1()zdkABfzzdZKZKZ2022-6-6 微机线路距离保护4.3.4 与相邻变压器上装设的瞬时动作保护配合，并考虑分支系数 的影响。设变压器的阻抗为 则起动阻抗应整定为 灵敏性校验:与电流保护反应电流数值增大而动作所不同，距离保护是反应于测量阻抗的数值下降而动作的，因此，其灵敏系数为bZ.2.min()zdkABfzbZKZKZlmK保护装置的动作阻抗保护范围内发生金属性短路时故障阻抗

20、的计算值距离III段 保护装置的起动阻抗应按小于正常时的最小负荷阻抗 来整定 当线路上流过最大负荷电流 且母线上电压最低时（用 表示），在线路始端所测量到的阻抗为.minfZ.maxfI.minfU.min.min.maxfffUZI2022-6-6 微机线路距离保护4.3.4 继电器的起动阻抗为 参照过电流保护的整定原则，考虑到外部故障切除后，在电动机自起动的条件下，保护第III段必须立即返回的要求，应采用min1dzfkzqhZKK K K.TAzd JdzTVnZZn 灵敏性校验:距离III段作为远后备保护时，其灵敏系数应按相邻元件末端短路的条件来校验，并考虑分支系数为最大的运行方式，要

21、求 ；当作为近后备保护时，则按本线路末端短路的条件来校验，要求 1.2lmK1.5lmK2022-6-6 微机线路距离保护4.3.4 根据继电保护所提出的基本要求来评价距离保护可以做出如下几个主要的结论：距离保护可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。距离I段是瞬时动作的，但是它只能保护线路全长的80%90%，因此，两端合起来就使得在30%40%的线路长度内的故障不能从两端瞬时切除。对于220kV及以上电压的网络中有时候就不能满足电力系统稳定运行的要求，因而不能作为主保护来应用。由于阻抗继电器同时反应电压的降低和电流的增大而动作，因此距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。此外，距离I段的

22、保护范围不受系统运行方式变化的影响，其他两段受到的影响也较小，因此，保护范围比较稳定。距离保护较为复杂。l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系统2022-6-64.4.1 电力变压器的保护类型及配置4.4.3 变压器的后备保护 变压器及母线的微机保护4.44.4.2 变压器的差动保护4.4.4 母线微机保护2022-6-6 电力变压器的保护类型及配置4.4.1u根据D

23、L400-1991继电保护和自动装置设计技术规程的规定，变压器一般应装设以下保护装置：变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护；变压器绕组和引出线相间短路、大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的纵联差动保护；变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备的低电压启动过电流保护或者复合电压启动的过电流保护或者负序过电流保护；大电流接地系统中变压器外部接地短路的零序电流保护；变压器对称过负荷的过负荷保护；变压器过励磁的过励磁保护。2022-6-6 电力变压器的保护类型及配置4.4.1u保护配置中压变电站主变压器的保护配置 主保护 后备保护a. 小电流接地系统变压器后备保

24、护的配置b. 大电流接地系统变压器后备保护的配置 高压、超高压变电站主变压器的保护配置 主保护配置 后备保护配置2022-6-6变压器的差动保护4.4.2u变压器差动保护的基本原理 差动保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律，把变压器、发电机或其他被保护电力设备看成是一个节点，如果流入节点的电流等于流出节点的电流，则节点无泄漏，这时说明被保护设备无故障。如果流入节点的电流不等于流出节点的电流，则节点中存在其它电流通路，说明被保护设备发生了故障，用输入电流与输出电流的差作为动作量的保护就称为差动保护。 以变压器的纵联差动保护为例，说明差动保护的基本原理2022-6-6变压器的差动保护4.4.2u变

25、压器不平衡电流产生的原因变压器励磁涌流 产生的不平衡电流变压器两侧电流相位不同产生的不平衡电流计算变比与实际变比不同产生的不平衡电流两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流变压器带负荷调整分接头产生的不平衡电流 LYI2022-6-6变压器的差动保护4.4.2u变压器差动保护整定计算最小动作电流 .minopI.min( )()oprelfzqsti nTNIKKK fUM I 拐点电流 可选取kneeI1.0kneenII最大制动系数 和制动特性斜率m.maxresK.max.max1.1.max.max. .max.maxunbstnperikKMK MIK IIIK IIIK Kf IU

26、IU Im Im I .max.max()unbkstnperiIIK KfUm.max.max/resrelunbresKKII2022-6-6变压器的差动保护4.4.2u变压器差动保护整定计算 速断保护的定值整定。为了加速切除变压器严重的内部故障，常常增设差动速断保护，其动作电流按照励磁涌流来整定，即对于降压变压器，最大励磁涌流可取内部短路的灵敏度校验.min/senkopKII.maxoprelexIKI.max(2 3)exTNII.max(4 8)exTNII2022-6-6变压器的差动保护4.4.2u变压器差动保护整定计算 变压器差动保护中防止励磁涌流引起误动的整定 二次谐波对基波

27、之比 ,通常选取下列条件作为差动保护的闭锁判据 间断角原理闭锁判据。 一种是直接由各相涌流间断角 实现闭锁，则要求 ；另一种是由涌流导数波形的间断角 和波宽 实现闭锁，则要求 21/II21/15% 20%II 1165。dw65d。140w。2022-6-6变压器的差动保护4.4.2u微机型变压器差动保护的特点可将差动回路二次侧电流的直接差接改为数字差。变压器两侧电流相位不同产生的不平衡电流可由电流互感器副边 Y， d变换改为数字计算补偿。可改善励磁涌流的鉴别能力。由计算变比和实际变比不同产生的不平衡电流可用数字运算进行补偿。可采用运算实现电流互感器断线的报警和闭锁。采用灵活的算法可获得高速

28、度和高灵敏度。2022-6-6变压器的后备保护4.4.3u变压器零序电流保护 在电力系统中，接地故障是主要的故障形式，所以在大接地电流系统中的变压器都要求装设接地保护（零序保护）作为变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。 中性点直接接地的普通变压器接地后备保护由两段式零序过电流保护构成，零序过电流保护装置接在变压器接地中性点回路电流互感器二次侧。零序过电流保护的整定如下： 零序过电流保护I段的动作电流应与相邻线路零序过电流保护第I段相配合 零序过电流继电器II段的动作电流应与相邻线路零序过电流保护的后备段相配合 灵敏系数校验。.0.0.1 /opIrelbrIopI IIIKKI

29、.0.0.1.opIIrelbrIopIIIKKI0.min.03/senkopKII2022-6-6变压器的后备保护4.4.3u复合电压起动的过电流保护 复合电压起动的过电流保护的整定方法如下： 过电流保护的动作电流应按躲过变压器的额定电流整定，其计算公式为 低电压保护的动作电压整定计算。低电压保护的动作电压应按躲过电动机自起动条件整定。当电压取自变压器的低压侧电压互感器时，其计算公式为 负序过电压的动作电压整定计算。负序过电压的动作值按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，不平衡电压值一般可通过实测确定，当无实测值时，根据电力系统运行规程的规定可取为oprelTnIKI(0.5 0.6)op

30、nUU.20.06opnUU2022-6-6变压器的后备保护4.4.3u复合电压起动的过电流保护4.灵敏系数校验。a. 过电流保护的灵敏系数为b. 负序过电压的灵敏系数为c. 低电压保护的灵敏系数为 .min/senkopKII.min.2.2/senkopKUU.max/senopcKUU2022-6-6母线微机保护4.4.4 母线保护与变压器保护同属于元件保护，因此其主保护均采用比率差动保护。为了防止电流回路断线引起差动保护误动，同样采用复合电压闭锁整套保护装置，这是元件差动保护的共同特点。母线保护的特殊之处在于母线是各路电流的汇流处，当发生区外故障时，故障单元的TA流过连接在母线上各元件

31、的总故障电流，使得该TA严重饱和，由此产生的差动不平衡电流比变压器、发电机等差动保护的区外故障不平衡差流大得多。于是有效克服区外故障的不平衡差流防止母线差动保护误动，就成了提高母线保护性能的关键因素。低阻抗型母线保护 对主TA没有特殊的要求。 每个连接元件的TA的变比可以不一致，可以采用标准的如5P20、30VA的保护用TA铁芯。 可以和其他保护共用一组TA铁芯。 TA二次回路不允许切换，即不允许开路。 TA绕组可通过对差动回路电抗的测量进行监视，并可判出TA断线。2022-6-6母线微机保护4.4.4高阻抗型母线保护 TA绕组不能与其他保护共享。 有相同的变比。 二次绕组必须有较低的阻抗。

32、励磁电流必须很低。 中阻抗型母线保护 中阻抗型母线保护是一种快速、灵敏、采用比率制动式电流差动原理的保护方案。它既具有低阻抗、高阻抗保护的优点，又避开了它们的缺点，特别是在处理TA饱和方面具有独到的优势。应该说，除了微机保护固有的优势外，中阻抗型母线保护是目前最好的一种母线保护方案。l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系统4.5.1 电容器的故障及保护配置4.5.2

33、电容器组的保护 电力电容器的微机保护4.52022-6-6电容器的故障及保护配置4.5.1u电容器的故障主要分为三类电容器内部故障：电力电容器组是由电容器元件并联和串联组成。电力电容器内部故障时，内部电流增大，致使内部气体压力增大，轻者发生漏油或“凸肚”现象，重者会引起爆炸。电力电容器保护应反映电容器组内部局部击穿与短路，并及时切除故障，防止故障扩大。电容器外部故障：外部短路故障时，使电容器失压，但在电荷尚未释放时，可能在恢复供电时再次充电使电容器过压；另一种情况是恢复供电时，变压器与电容器同时投入，容易引起操作过电压和谐振过电压，从而使电容器过压。系统异常 电容器组失压后放电未完毕又随即恢复

34、电压使电容器组带剩余电荷合闸，产生很大的冲击电流和瞬时过电压，使电容器损坏。 变电站失压后恢复送电时若空载变压器和电容器同时投入，LC电路空载投入的合闸涌流将使电容器受到损害。 变电站失压后恢复送电时可能因母线上无负荷而使母线电压过高造成电容器过电压。2022-6-6电容器的故障及保护配置4.5.1u按照相关的规程要求并联补偿电容器组应装设下列保护：对电容器组和断路器之间连接线的短路，可装设带有短时限的电流速断和过电流保护，动作于跳闸。对电容器内部故障及其引出线短路，可以对每台电容器分别装设专用的熔断器。当电容器组中故障电容器切除到一定数量，引起电容器端电压超过110%额定电压，保护应将断路器

35、断开。对不同接线的电容器组，可采用不同的保护方式。电容器组的单相接地保护。对电容器组的过电压应装设过电压保护，带时限动作于信号或跳闸。对母线失压应装设低电压保护，带时限动作于信号或跳闸。对于电网中出现的高次谐波有可能导致电容器过负荷时，电容器组宜装设过负荷保护，带时限动作于信号或跳闸。2022-6-6电容器组的保护4.5.2电流速断保护：电流速断保护应保证在电容器端部发生相间短路时可靠动作，同时应避免电容器投入瞬间的涌流造成误动。过电流保护：是电流速断保护的后备保护。不平衡电压保护： 中性点电压偏移保护 零序电压保护 电压差动保护 不平衡电流保护：不平衡电流保护是利用故障相电容器容抗减小后电流

36、增加，用增加的电流值与正常相电流值之间的差电流来启动保护，动作于断路器跳闸。 电容器的过压失压保护：电容器有较大的承受过电压的能力。l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系统2022-6-6微机继电保护技术的新发展4.6u 当代继电保护的发展是以模拟保护数字化、数字保护信息化为线索的。在计算机技术、数字信号处理技术、智能技术、网络技术及通信技术的共同推进下，信息技术（I

37、T）正在改变着保护的现状，微机保护已集保护、控制、测量、录波、通信功能于一体，具有以下特征： 自诊断和监视报警； 远方投切和整定； 信息共享、多种保护功能集成并得到优化； 支持并推动综合自动化的发展； 采用先进的DSP算法进行波形识别，识别对象由稳态量发展到暂态量； 提供动态修改定值的可能性。u 随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，国内外继电保护技术进一步发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。l4.1 微机保护的发展及特点l4.2 微机型保护及控制装置的硬件结构与软件功能l4.3 输电线路的微机保护l4.4 变压器及母线的微机保护l4.5

38、 电力电容器的微机保护l4.6 微机继电保护技术的新发展l4.7 本章小结以及课后习题第四章变电站综合自动化微机保护子系统4.7.1 本章小结4.7.2 课后习题 本章总结以及课后习题4.72022-6-6本章小结4.7.1 微机保护装置的硬件结构可分为数据采集系统、运算系统、开关量输入输出系统、通信系统、人机接口系统和电源系统等六大部分。微机保护装置的软件分为接口软件和保护软件两大部分。接口软件是人机接口部分的软件，其程序可分为监控程序和运行程序。保护软件主要是指各种保护实现所需要的算法实现。主要包含三个基本模块，初始化及自检循环模块、保护逻辑判断模块和跳闸处理模块。 输电线路运行中最常见和

39、最危险的故障是各种类型的短路，比如说三相短路、两相接地短路和单相接地短路。有时也会出现单相断线和两相断线故障。输电线路保护是微机保护中最重要的任务。电力系统中输电线路比任何其他元件需要的保护都多。本章主要介绍了输电线路的三段式电流保护、方向电流保护以及距离保护的相关理论知识。 电力元件的保护与输电线路的保护有着根本的不同。输电线路保护的复杂性是继电保护装置位于线路两端引起的。而电力元件总是位于一个固定地点，这使得可以方便的比较其不同引线端的测量值，而这是跳闸动作决策过程的一个重要的组成部分。元件保护都有一定的类似性。一个基本理念就是采用差动保护，它的特点就是测量所有流入一个设备点电流之和，无论

40、是发电机还是母线，这个电流和都为零。本章主要介绍了变压器、母线及电力电容器的微机保护。2022-6-6课后习题4.7.2变压器励磁涌流的特点是什么？简述零序电流保护的原理及特点。什么叫远后备保护、近后备保护？举例说明。画出微机型保护及控制装置的硬件结构示意图，并简述各部分的功能。三段式电流保护的意义何在？哪一段为线路的主保护，哪一段为线路的后备保护？何谓方向电流保护？为什么要采用方向电流保护？方向电流保护为什么要按相启动？何谓距离保护？它有何优缺点？何谓距离保护的时限特性？变压器一般都应带有什么保护装置？变压器差动保护的不平衡电流是如何产生的？如何选择变压器差动保护中变压器各侧电流互感器的变比？为什么要装设母线保护？哪些母线应装设专用的母线保护？ 谢谢ThatThats all for today.s all for today.Thanks!Thanks!变电站综合自动化微机保护子系统