110kV继电保护课件.ppt

1、 110kV110kV继电保护及自动装置继电保护及自动装置第一节第一节 概概 述述 继电保护的作用继电保护的作用1 继电保护的要求继电保护的要求2 电气设备继电保护的配置电气设备继电保护的配置31.1 1.1 保护装置保护装置110kV110kV继电保护装置继电保护装置1.3 1.3 高压输电线路高压输电线路电容器断路器1.4 1.4 高压电气设备高压电气设备 当电气设当电气设备发生故障备发生故障时继电保护时继电保护装置迅速发装置迅速发出跳闸命令出跳闸命令，使故障设，使故障设备及时从电备及时从电力系统中隔力系统中隔离，从而减离，从而减少故障对设少故障对设备和电力系备和电力系统的危害统的危害。1

2、.5 1.5 继电保护作用继电保护作用变压器过负荷变压器过负荷变压器油温高变压器油温高变压器风扇故障变压器风扇故障轻瓦斯保护动作轻瓦斯保护动作PTPT二次回路故障二次回路故障直流回路绝缘损坏直流回路绝缘损坏控制回路断线控制回路断线不接地系统单相接地不接地系统单相接地 反应电力系反应电力系统的不正常工作统的不正常工作状态，根据运行状态，根据运行维护的具体条件维护的具体条件和设备的承受能和设备的承受能力，发出警报信力，发出警报信号、减负荷或延号、减负荷或延时跳闸。时跳闸。预告信号事故信号1.6 1.6 继电保护信号继电保护信号在电气设备发在电气设备发生故障时，继生故障时，继电保护装置迅电保护装置迅

3、速发出跳闸命速发出跳闸命令，使故障设令，使故障设备及时从电力备及时从电力系统中隔离系统中隔离。可可 靠靠 性性1选选 择择 性性2快快 速速 性性3灵灵 敏敏 性性42.1 2.1 继电保护要求继电保护要求可可 靠靠 性性当K1处发生故障时，3QF、4QF的保护应可靠动作，跳开3QF、4QF，切除故障设备。KMI1KMINIIIIIPQ2KKNIQF2QF1QF3QF4QF5QF62.2 2.2 继电保护可靠继电保护可靠性性保护装置在正常运保护装置在正常运 行和保护行和保护区外发生故障时，不应该误区外发生故障时，不应该误动作在保护区范围内发生故动作在保护区范围内发生故障时应可靠动作，不发生拒障

4、时应可靠动作，不发生拒绝动作。绝动作。选选择择性性KMI1KMINIIIIIPQ2KKNIQF2QF1QF3QF4QF5QF62.3 2.3 继电保护选择继电保护选择性性 当系统中发生故障时当系统中发生故障时保护装置动作，仅切除故障原保护装置动作，仅切除故障原件，保证非故障原件继续运行。件，保证非故障原件继续运行。快快速速性性快速性不仅可以减轻事故对设备的损坏，快速性不仅可以减轻事故对设备的损坏，防止故障扩大，而且是最有效的、最经防止故障扩大，而且是最有效的、最经济的提高电力系统暂态稳定的方法。济的提高电力系统暂态稳定的方法。2.4 2.4 继电保护快速继电保护快速性性保护装置装置尽可能用很短

5、的保护装置装置尽可能用很短的时间讲故障从电网中切除。时间讲故障从电网中切除。灵灵敏敏性性2.5 2.5 继电保护灵敏继电保护灵敏性性保护装置对故障和不正保护装置对故障和不正常运行状态的反应能力。常运行状态的反应能力。保护按保护按照设置照设置分类分类主保护主保护辅助保护辅助保护近后备近后备远后备远后备后备保护后备保护主保护主保护为满足系统稳定和设备安全要求，为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性的切除被能以最快速度有选择性的切除被保护设备和线路故障的保护保护设备和线路故障的保护瓦斯保护瓦斯保护差动保护差动保护距离保护距离保护高频保护高频保护后后备备保保护护 当主保护或断路器拒动时，当

6、主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。保护来实现的后备保护。远远后后备备当主保护或断路器当主保护或断路器拒动时，用来切除拒动时，用来切除故障的保护，故障的保护，当主保护拒动时，由本设备或当主保护拒动时，由本设备或 线路的另一套保护来实现的线路的另一套保护来实现的 后备保护。后备保护。近近后后备备主变故障类型主变故障类型故故障障类类型型内内 部部 故故 障障外外 部部 故故 障障不正常工作状态不正常工作状态 主 变 保 护主变故障类型主变故障类型主主 变变内部故障内部故障相相间间短短 路路 绕绕组组匝匝间间短短路路 单单相相接接地地短短路路铁铁芯

7、芯故故障障主变故障类型主变故障类型主主 变变外部故障外部故障1 1、引线及套管处会产生各种相间短路、引线及套管处会产生各种相间短路 2 2、接地故障、接地故障 主变故障类型主变故障类型不正常不正常工作状态工作状态 1.1.外部短路引起的过电流外部短路引起的过电流 2.2.过过 负负 荷荷3.3.油箱漏油造成的油面降低油箱漏油造成的油面降低 4 4.风冷全停风冷全停 1 1、瓦斯保护、瓦斯保护2、差动保护3 3、零序方向保护、零序方向保护4、复合电压过流保护5、冷却器全停跳闸6、过负荷7、压力释放主变压器主变压器保保 护护主变保护配置主变保护配置瓦斯保护瓦斯保护开口杯挡板式瓦斯继电器，其内部结构

8、如开口杯挡板式瓦斯继电器，其内部结构如左图所示。正常运行时，上、下开口杯左图所示。正常运行时，上、下开口杯2 2和和1 1都浸在油中，都浸在油中，开口杯和附件在油内的重力所产生的力矩开口杯和附件在油内的重力所产生的力矩小于平衡锤小于平衡锤4 4所产生的力矩，所产生的力矩，因此开口杯向上倾，干簧触点因此开口杯向上倾，干簧触点3 3断开断开。瓦斯保护瓦斯保护 变压器内部有气体时变压器内部有气体时,少量少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降。而使上开口杯露部，迫使油面下降。而使上开口杯露出油面，此时由于浮力的减小，开口出油面，此时由于浮力的减小，开口杯和

9、附件在空气中的重力加上杯内油杯和附件在空气中的重力加上杯内油重所产生的力矩大于平衡锤重所产生的力矩大于平衡锤4 4所产生所产生的力矩，于是上开口杯的力矩，于是上开口杯2 2顺时针方向顺时针方向转动，带动永久磁铁转动，带动永久磁铁1010靠近干簧触点靠近干簧触点3 3，使触点闭合，发生，使触点闭合，发生“轻瓦斯轻瓦斯”保保护动作信号。护动作信号。瓦斯保护瓦斯保护 变压器内部发生严重故障变压器内部发生严重故障时时,大量气体和油流直接冲击挡板大量气体和油流直接冲击挡板8 8，使下开口杯使下开口杯1 1顺时针方向旋转，带动永顺时针方向旋转，带动永久磁铁靠近下部干簧的触点久磁铁靠近下部干簧的触点3 3使

10、之闭合，使之闭合，发出跳闸脉冲，表示发出跳闸脉冲，表示“重瓦斯重瓦斯”保护保护动作。当变压器出现严重漏油而使油动作。当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，继之下开口杯油面，发出报警信号，继之下开口杯露出油面后亦能动作，发出跳闸脉冲露出油面后亦能动作，发出跳闸脉冲。上面的触点表示上面的触点表示“轻瓦斯保护轻瓦斯保护”，动作后经延，动作后经延时发出报警信号。下面的触点表示时发出报警信号。下面的触点表示“重瓦斯保护重瓦斯保护”，动，动作后起动变压器保护的作后起动变压器保护的 总出口继电器，使断路器跳闸。总出口继电器，使断路器跳闸

11、。瓦斯保护瓦斯保护瓦斯保护瓦斯保护动作迅速动作迅速1灵敏度高灵敏度高2安装接线简单安装接线简单3能反应油箱内部发生的各种故障能反应油箱内部发生的各种故障4瓦斯保护瓦斯保护的优点的优点缺点缺点不能反应油不能反应油箱以外的套箱以外的套管及引出线管及引出线等部位上发等部位上发生的故障。生的故障。差动保护差动保护 纵联差动保护是纵联差动保护是反应被保护变压器各端流反应被保护变压器各端流入和流出电流的相量差。入和流出电流的相量差。对双绕组变压器实现纵差对双绕组变压器实现纵差动保护的原理接线如右图动保护的原理接线如右图所示。所示。3.4 3.4 差动保护差动保护差动保护本差动保护本身元件损坏身元件损坏套管

12、或引出线故障套管或引出线故障内部故障内部故障差动保护用的差动保护用的CT开路或短开路或短路引起的误动路引起的误动差动保护差动保护动作的原因动作的原因直流回路两点直流回路两点接地或二次线接地或二次线短接引起误动短接引起误动差动保护差动保护新投入的差新投入的差动保护，投动保护，投入前应做那入前应做那些试验？些试验？进行带负荷测相位和差流进行带负荷测相位和差流以检查电流回路接线的正以检查电流回路接线的正确性确性1变压器合闸充电变压器合闸充电5次，以检次，以检查差动保护躲过励磁电流查差动保护躲过励磁电流的性能。的性能。2Add Your Text变压器后备保护变压器后备保护Add Your Text复

13、压过流保护接线图复压过流保护接线图跳 1QFKSKTKM信 号+ITTA2QF1QF+II_+跳 2QF电 压 回 路断 线 信 号KCO+UabcU2过滤 器U2KVUKVN主变零序电流保护主变零序电流保护主变零序电流保护主变零序电流保护主变间隙零序保护主变间隙零序保护110kV110kV线路保线路保护配置护配置1、距离保护2、方向零序保护3、过流保护第一节第一节 概概 述述3.3 3.3 线路保护配置线路保护配置THANK YOUSUCCESS2022-11-10可编辑TextText接地保护接地保护 速断保护速断保护线路保护线路保护的种类的种类任务任务:有选择、快速、可靠切除线路有选择、

14、快速、可靠切除线路发生的各种故障发生的各种故障过流保护过流保护方向过流方向过流距离保护距离保护高频保护高频保护一、线路保护的分类一、线路保护的分类二、定时限过流保护二、定时限过流保护单单电电源源供供电电的的辐辐射射网网络络t1 t1 t2 t2 t3 t3 t1t1t2+t2+t t2t t2t3+t3+t t t3ttt2t1d11各段保护的动作各段保护的动作时间是固定的，时间是固定的，与短路电流的大与短路电流的大小无关。小无关。2各级保护的时限各级保护的时限特性是呈阶梯形特性是呈阶梯形状，越靠近电源，状，越靠近电源，动作时间越长。动作时间越长。3每一段线路的定每一段线路的定时限保护，除了时

15、限保护，除了保护本线路外，保护本线路外，还作相邻下一级还作相邻下一级线路的后备保护。线路的后备保护。定时限过流保护的特点定时限过流保护的特点三段式过流三段式过流保护装置保护装置第一段电流速断保护第一段电流速断保护2KA1KS1KA2KS第二段时限电流速断第二段时限电流速断4KA1KT3KA3KS第三段电流保护第三段电流保护6KA2KT5KA双侧电源供电线路图双侧电源供电线路图D1 短路短路t3t2D2 短路短路t2t3跳闸时跳闸时间矛盾间矛盾方方向向电电流流保保护护接接线线图图特点：保证单电源环形特点：保证单电源环形网和多电源网各段电流网和多电源网各段电流保护之间动作的选择性。保护之间动作的选

16、择性。零序方向电流零序方向电流保护接线图保护接线图零序零序段是与段是与保护安装处的保护安装处的相邻下一线路相邻下一线路的零序的零序段相段相配合，保护本配合，保护本线路全长并延线路全长并延伸到下一线路伸到下一线路零序零序段是按段是按躲过本线路末躲过本线路末端单相短路时端单相短路时流经保护装置流经保护装置的最大零序电的最大零序电流来整定，它流来整定，它不保护本线路不保护本线路全长。全长。零序零序段是与段是与相邻线路零序相邻线路零序段配合，是段配合，是零序零序、段段的后备保护。的后备保护。零序零序段段零序零序段段零序零序ZdA12BIdCUd=0d(3)图 1 1 单 侧 电 源 线 路 距距 离离

17、保保 护护 反应保护安装处至故障点的距离，并根据距离的反应保护安装处至故障点的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。远近而确定动作时限的一种保护装置。Zm=mmIU距距离离保保护护原原理理接接线线三段式距离保护原理接线图三段式距离保护原理接线图876543?出 口元 件跳闸12图 3-2 距 离 保 护 原 理 的 组 成 元 件 框 图起 动元 件方 向元 件?ZIZIIZIIItIIItII距距离离保保护护的的组组成成 1.测测量部分量部分 2.起起动动部分部分 3.振振荡闭锁荡闭锁部分部分 4.二次二次电压电压回路回路断线闭锁断线闭锁部分部分 5.逻逻 辑辑 部部 分分ZZ

18、Z312保护3的I段保护3的II段保护3的III段I3tI2tII2tII3tIII3ttIII2tI1t图 3-1距离保护的时限特性lACB距离保护的范围距离保护的范围距离距离段段保护范围保护范围是本线路是本线路80%80%85%85%距离距离段段保护范围保护范围是本线路是本线路全长延伸全长延伸到下一段到下一段线路的一线路的一303040%40%距离距离段段是是 、的后备，的后备，保护本线保护本线路和下一路和下一级线路的级线路的全长并延全长并延伸到再下伸到再下一级线路一级线路的一部分的一部分0CBAIII.CUIIICBA.中性点不接地电网中单相接地故障的特点中性点不接地电网中单相接地故障的

19、特点10kV10kV系统正常运行情况下：系统正常运行情况下：UA=UB=UC=6kVUA=UB=UC=6kV35kV35kV系统正常运行情况下：系统正常运行情况下：UA=UB=UC=20kVUA=UB=UC=20kV在正常运行情况下在正常运行情况下0ADU.0150.3jAABBDeEEEU0150.3jAACCDeEEEU在在A A相接地时，各相对地的电压为：相接地时，各相对地的电压为：结论：结论：故障相电压为零，故障相电压为零，非故障相对地电压升非故障相对地电压升高为原来高为原来 倍。倍。3正常运行时：正常运行时：没有零序电压，没有零序电压，三只电压表读数相等，继电器三只电压表读数相等，继

20、电器KVKV不动作。不动作。当系统任一出线发生接地故障时，当系统任一出线发生接地故障时，接地相对地电压为零，而其他两接地相对地电压为零，而其他两相对地电压升高。同时在开口三相对地电压升高。同时在开口三角处出现零序电压，过电压继电角处出现零序电压，过电压继电器器KVKV动作，给出接地信号。动作，给出接地信号。1、过流保护2、零序电压保护3、电流平衡保护4、过电压保护5、欠压保护3.4 3.4 电容器保护配电容器保护配置置电电容容器器保保护护电容器电容器保护配置保护配置电流不平衡电流不平衡零序电流零序电流横差保护横差保护过负荷过负荷过压保护过压保护低压保护低压保护过流保护过流保护熔断器熔断器零序电

21、压零序电压并联电容并联电容器组与器组与 断断路器之间路器之间的设备的设备过流保护过流保护零序电流零序电流零序电压零序电压保护范围保护范围单台电容器单台电容器内部极间内部极间短路保护短路保护并联电容器并联电容器组多台电容组多台电容器故障器故障电流不平衡电流不平衡零序电流零序电流保护范围保护范围三角形接线三角形接线的电容器组，的电容器组，当某相中的当某相中的一台故障。一台故障。并联电容器并联电容器组多台电容组多台电容器故障器故障横差保护横差保护 任一台电任一台电容容 器故障或气器故障或气体故障造成体故障造成的三相电流的三相电流不平衡不平衡适用于双三适用于双三角接线的电角接线的电容器组容器组并联电容

22、器并联电容器允许在允许在1.1倍倍额定电压下额定电压下长期运行，长期运行，当母线电压当母线电压升高时保护升高时保护电容器不致电容器不致于损坏。于损坏。电容器可以在电容器可以在有值为有值为1.3倍倍额额定电流下长期定电流下长期运行运行.避免在系避免在系统高次谐波和统高次谐波和高电压引起的高电压引起的 过电流过电流过负荷保护过负荷保护过电压保护过电压保护低压保护低压保护保护范围保护范围并联电容器组并联电容器组突然失压，而突然失压，而线路重合有使线路重合有使母线带电，使母线带电，使电容器产生高电容器产生高压损坏。压损坏。重重 合合 闸闸1 按频率自动减负荷装置按频率自动减负荷装置 2 备用电源自投装

23、置备用电源自投装置3自自 动动 装装 置置就是将因故障就是将因故障跳闸后的断路跳闸后的断路器按需要自动器按需要自动投入的一种自投入的一种自动装置。动装置。什么是重合闸？什么是重合闸？对重合闸对重合闸的要求一的要求一 由值班员手动跳闸或遥控跳闸时由值班员手动跳闸或遥控跳闸时1 手动合闸，线路故障，保护跳闸时手动合闸，线路故障，保护跳闸时2 断路器闭锁断路器闭锁,处于不正常工作状态处于不正常工作状态3重合闸重合闸不应动作不应动作对重合对重合闸的要闸的要求二求二 重合闸动作后重合闸动作后能自动复归，准备能自动复归，准备一次故障跳闸后一次故障跳闸后 再重合再重合 重合闸只能实现一重合闸只能实现一 次重

24、合，重合于永次重合，重合于永 久故障再次跳闸后久故障再次跳闸后 不重合不重合 应能和继电保护应能和继电保护 配合实现前加速配合实现前加速 或后加速故障的或后加速故障的 切除切除 双侧电源的线路上实双侧电源的线路上实现重合闸时，应现重合闸时，应能实现无压检定能实现无压检定和同期检定和同期检定重合重合闸的闸的作用作用4.4.对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而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，也能起纠正的作用。引起的误跳闸，也能起纠正的作用。3.3.在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。设双回线路，以节约投资。1.1

25、.大大提高供电的可靠性，大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数减少线路停电的次数2.2.在高压输电线路上采用重合闸，以在高压输电线路上采用重合闸，以提高电力系统并列运行的稳定性。提高电力系统并列运行的稳定性。单相故障，跳单相重合单单相故障，跳单相重合单相，重合于永久故障跳三相，重合于永久故障跳三相；相见故障跳三相不重相；相见故障跳三相不重合合综合综合重合闸重合闸三相三相重合闸重合闸单相单相重合闸重合闸停用停用重合闸重合闸单相故障，跳单相重合单相故障，跳单相重合单相，重合于永久故障单相，重合于永久故障跳三相：相见故障跳三跳三相：相见故障跳三相，重合三相，重合于相，重合三相，重合于永久故障跳三相

26、永久故障跳三相任何类型的故障，跳三相，任何类型的故障，跳三相，重合三相，永久故障再跳重合三相，永久故障再跳三相三相任何故障跳三相，任何故障跳三相，不重合不重合重合闸重合闸前前加速加速D1点点故障故障1QF处电流处电流段无选择跳闸段无选择跳闸重合闸重合闸动动 作作恢复恢复送电送电保护延时保护延时选择性跳闸选择性跳闸切除切除故障故障瞬时故障瞬时故障永久故障永久故障保护保护A保护保护B保护保护C重合闸重合闸后后加速加速保护保护AAAR保护保护C保护保护BAARD2点点故障故障3QF处保护处保护延时选择跳闸延时选择跳闸重合闸重合闸动动 作作恢复恢复送电送电保护保护C瞬时跳闸瞬时跳闸切除切除故障故障瞬时

27、故障瞬时故障永久故障永久故障检同期和检同期和检无压重合闸检无压重合闸按频率自动按频率自动减负荷装置减负荷装置ft断开断开负荷负荷电压互感器来电压互感器来F整定值整定值ft中间中间继电器继电器断开部断开部分负荷分负荷按频率自按频率自动减负荷动减负荷装置运行装置运行注意事项注意事项投入投入（退出）（退出）交流电源交流电源投入投入装置装置投入投入（退出）（退出）直流电源直流电源投入投入装置装置ZPJHZPJH在投入（退出）在投入（退出）断路器跳闸连接片断路器跳闸连接片同时同时投入（退出）投入（退出）重合闸放电连接片重合闸放电连接片巡视巡视检查检查 指示灯指示灯正常正常连接片连接片投投 入入备用电源自

28、投装置的要求备用电源自投装置的要求工作电源不论工作电源不论何种原因消失何种原因消失BZTBZT装置均应装置均应起动，但要要起动，但要要防止防止PTPT熔断器熔断器备用电源应在备用电源应在工作电源确实工作电源确实断开后才能投断开后才能投入，工作电源入，工作电源如是变压器，如是变压器，则其高、低压则其高、低压侧均应断开。侧均应断开。备用电源只能备用电源只能自投一次。备自投一次。备用自投装置的用自投装置的时限整定应尽时限整定应尽可能的短。通可能的短。通常常1 11.51.5秒秒当备用电源当备用电源自投在故障自投在故障母线时，应母线时，应使其保护装使其保护装置可靠动作，置可靠动作，防止扩大事防止扩大事故故备用电源备用电源侧有电压侧有电压时才能自时才能自投投2 23 34 45 51 1站用备用站用备用电源自投电源自投一次接线一次接线1 W1 W失压失压1QF1QF跳闸跳闸3QF3QF合闸合闸BZTBZT装置动作装置动作1 W1 W带带 电电THANK YOUSUCCESS2022-11-10可编辑