1、变电站保护配置及基本原理运行调通教研室 张红艳发电发电输电输电变电变电配电配电用电用电变电站是电网中一个个的节点，用以汇集电源、升降电压和分配电力 站用电低压系统直流系统监控系统二次控制回路保护及自动装置测控装置计量装置操作机构操作机构操作机构风冷控制箱动力、加热照明电源整流电源计算机电源UPS电源控制保护测控电源二次电压二次电流遥测遥控接通电路线圈带电传动机构跳闸命令告警遥信目录目录内容提纲内容提纲一、什么是继电保护装置？一、什么是继电保护装置？继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。保护对象保护动作条件保护动作结果二
2、、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理 能够区分系统正常运行状态与故障或不正能够区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态，找出存在常运行状态，找出存在差别差别的的特征量特征量。二、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理电流增大电流增大：在故障点与电源间直接连接的电气设备：在故障点与电源间直接连接的电气设备上的电流会增大。上的电流会增大。过电流保护过电流保护电压降低电压降低：系统故障相的相电压或相间电压会下降：系统故障相的相电压或相间电压会下降，而且离故障点越近，电压降低越多，甚至降为零。，而且离故障点越近，电压降低越多，甚至降为零。低电压保护低电压保护电压与电流的比值电压与电流的比值Z
3、会发生变化会发生变化：系统正常运行时，：系统正常运行时，Z基本上是负荷阻抗，其值较大，系统短路时，基本上是负荷阻抗，其值较大，系统短路时，Z是保是保护安装处到短路点的阻抗，其值较小护安装处到短路点的阻抗，其值较小。距离保护或距离保护或阻抗保护阻抗保护二、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理电压电流间的相位角会发生变化电压电流间的相位角会发生变化：正常：正常20左右左右，短路时，短路时6080。方向保护方向保护出现序分量出现序分量：接地故障时产生零序分量，非对称：接地故障时产生零序分量，非对称故障时产生负序分量。故障时产生负序分量。零序保护、负序保护零序保护、负序保护有无差流有无差流：利用正
4、常时流入电流和流出电流相等：利用正常时流入电流和流出电流相等，I入入=I出，差流近似为零，而短路时流入和流出出，差流近似为零，而短路时流入和流出不相等，不相等，I入入I出，产生很大差流。出，产生很大差流。线路差动、线路差动、母线差动、主变差动母线差动、主变差动二、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理非电量信号非电量信号：利用非电气量的变化接通继电器相：利用非电气量的变化接通继电器相应的接点动作，发信号或跳闸。应的接点动作，发信号或跳闸。瓦斯保护、压瓦斯保护、压力释放、过热保护力释放、过热保护 总之，只要找出正常运行与故障时系统中电气量总之，只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的或
5、非电气量的变化特征，变化特征，即可找出一种原理构成保即可找出一种原理构成保护，且差别越明显，保护性能越好。护，且差别越明显，保护性能越好。三、继电保护的配置要求三、继电保护的配置要求继电保护系统的配置应满足两点基本要求继电保护系统的配置应满足两点基本要求：任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继电保护的状任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继电保护的状态下运行。态下运行。任何电力设备和线路在运行中，必须在任何时候均由任何电力设备和线路在运行中，必须在任何时候均由两套完两套完全独立的继电保护装置全独立的继电保护装置分别控制分别控制两台完全独立的两台完全独立的断路器断路器实实现保护。现保护。
6、三、继电保护的配置要求三、继电保护的配置要求继电保护配置两点基本要求的实现：继电保护配置两点基本要求的实现：对于对于110kV及以下的电力系统中，靠及以下的电力系统中，靠“远后备远后备”原则实现。原则实现。对于对于220kV及以上的电力系统中，保护配置采用及以上的电力系统中，保护配置采用“近后备近后备”的原则。即的原则。即保护双重化断路器失灵保护保护双重化断路器失灵保护。三、继电保护的配置要求三、继电保护的配置要求继电保护的双重化配置：继电保护的双重化配置：220kV及以上线路、及以上线路、220kV及以上母线、及以上母线、110kV及以上主变保护采用双重化配及以上主变保护采用双重化配置。置。
7、每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型的故障。两套保护之间不应有有类型的故障。两套保护之间不应有任何电气联任何电气联系系，当一套保护退出时，不应影响另一套保护的，当一套保护退出时，不应影响另一套保护的运行。运行。三、继电保护的配置要求三、继电保护的配置要求继电保护的双重化配置：继电保护的双重化配置：交流量采集：两套保护装置的交流电压交流量采集：两套保护装置的交流电压宜宜分别取自电压分别取自电压互感器互相独立的绕组；交流电流互感器互相独立的绕组；交流电流应应分别取自电流互分别取自电流互感器互相独立的绕组。其保护范围应交叉重叠，避免感器互相独
8、立的绕组。其保护范围应交叉重叠，避免死区。死区。直流电源：两套保护装置的直流电源应取自不同蓄电池直流电源：两套保护装置的直流电源应取自不同蓄电池组供电的直流母线段。组供电的直流母线段。跳闸回路：两套保护装置的跳闸回路应与断路器的两个跳闸回路：两套保护装置的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别跳闸线圈分别一一对应一一对应。四、继电保护保护范围的划分四、继电保护保护范围的划分大多数保护装置都是通过对接入的电压、电流量进大多数保护装置都是通过对接入的电压、电流量进行分析，判断设备是否正常运行，而电流量取自行分析，判断设备是否正常运行，而电流量取自各间隔的电流互感器二次，所以保护范围的划分各间隔的电流
9、互感器二次，所以保护范围的划分，通常是以，通常是以电流互感器电流互感器为分界点的。为分界点的。四、继电保护保护范围的划分四、继电保护保护范围的划分线路间隔线路间隔线路线路保护范围保护范围母线差动母线差动保护范围保护范围285283286284201-1-1-1-2-2-2四、继电保护保护范围的划分四、继电保护保护范围的划分母线及母联间隔母线及母联间隔母线差动母线差动保护范围保护范围母小差母小差保护范围保护范围母小差母小差保护范围保护范围四、继电保护保护范围的划分四、继电保护保护范围的划分主变间隔主变间隔主变差动主变差动保护范围保护范围母线差动母线差动保护范围保护范围五、保护死区分析五、保护死区
10、分析保护死区的概念保护死区的概念：保护范围的划分，通常是以保护范围的划分，通常是以电流互感器电流互感器为分界点的，为分界点的，而保护动作之后是通过跳开而保护动作之后是通过跳开断路器断路器切除故障，这样切除故障，这样判断判断故障故障和和切除故障切除故障的设备不同，在这两种设备之间就存在的设备不同，在这两种设备之间就存在一个特殊的位置，也就是我们通常所说的死区。一个特殊的位置，也就是我们通常所说的死区。201285283286284-1-1-1-2-2-2CT1CT2CT3CT4CT5III五、保护死区分析五、保护死区分析母联死区母联死区：母小差母小差保护范围保护范围201285283286284
11、-1-1-1-2-2-2CT1CT2CT3CT4CT5III五、保护死区分析五、保护死区分析线路死区线路死区：图ZY1000506001-1 线路死区保护装置跳闸命令保护保护 跳闸命令跳闸命令 母差保护母差保护 线路保护线路保护 死死区区 五、保护死区分析五、保护死区分析主变死区主变死区：五、保护死区分析五、保护死区分析死区故障的切除方式：死区故障的切除方式：在断路器两侧分别安装电流互感器在断路器两侧分别安装电流互感器 设置专门的母联死区保护设置专门的母联死区保护使用远跳功能使用远跳功能利用后备保护切除死区故障利用后备保护切除死区故障 五、保护死区分析五、保护死区分析死区故障与对应开关拒动时的
12、现象类似，但死死区故障与对应开关拒动时的现象类似，但死区故障没有开关拒动情况，应根据事故现象综合区故障没有开关拒动情况，应根据事故现象综合分析，做出正确判断，若能及时发现死区故障，分析，做出正确判断，若能及时发现死区故障，可大大提高事故处理速度，尽快恢复无故障设备可大大提高事故处理速度，尽快恢复无故障设备送电。送电。六、微机保护学习的要点六、微机保护学习的要点微机保护装置有哪些功能？哪些保护功能在使用？何时投退？各个保护功能的输入量及动作条件有哪些？各个保护功能动作后作用于哪些设备？常用压板的操作分析一、线路保护配置一、线路保护配置 各电压等级的输配电线路，根据所在变电站的各电压等级的输配电线
13、路，根据所在变电站的性性质质、电压等级电压等级、供电负荷的重要性供电负荷的重要性等因素，所配等因素，所配置的保护也不相同。置的保护也不相同。一、线路保护配置一、线路保护配置反应一端电气量的保护，如过流保护、零序保护、距离保反应一端电气量的保护，如过流保护、零序保护、距离保护。护。反应两端电气量的保护，如纵联保护反应两端电气量的保护，如纵联保护。保护保护保保护护保保护护保护分类：保护分类：一、线路保护配置一、线路保护配置220kV线路保护采用双重化配置，每套保护装置包括纵联保护、线路保护采用双重化配置，每套保护装置包括纵联保护、相间距离、接地距离、零序电流、综合重合闸等功能。相间距离、接地距离、
14、零序电流、综合重合闸等功能。110kV线路保护装置包括三段式距离保护（相间距离和接地距离线路保护装置包括三段式距离保护（相间距离和接地距离）、四段式零序方向过流保护、三相一次重合闸等功能）、四段式零序方向过流保护、三相一次重合闸等功能。10kV、35kV线路配置两段或三段式（方向）过电流保护、三相线路配置两段或三段式（方向）过电流保护、三相一次重合闸。一次重合闸。二、过流保护二、过流保护 当线路发生短路故障时，会产生当线路发生短路故障时，会产生很大的短路电流很大的短路电流，并且，并且当故障点离保护安装处越近，短路电流也相对越大。当故障点离保护安装处越近，短路电流也相对越大。保护保护 当短路电流
15、超过当短路电流超过整定值整定值时电流元件动作，并通过时电流元件动作，并通过动作动作时时间间与下一级线路保护配合，以保证动作的选择性。与下一级线路保护配合，以保证动作的选择性。二、过流保护二、过流保护保护范围保护范围动作时间动作时间电流速断电流速断（段）段）被保护线路全长的被保护线路全长的2050。保护装置的固有动作时间。保护装置的固有动作时间。限时电流速断限时电流速断（段）段）被保护线路的全长及下一线路（被保护线路的全长及下一线路（不超过下一条线路的不超过下一条线路的I段）。段）。动作时限动作时限要与下一线路要与下一线路段段的动作时限相配合，一般为的动作时限相配合，一般为0.5s。过电流保护过
16、电流保护（段）段）本线路和下一线路的全长乃至更本线路和下一线路的全长乃至更远，并躲过线路最大负荷电流。远，并躲过线路最大负荷电流。其动作时限按阶梯原则整定。其动作时限按阶梯原则整定。段段段段段段整定值最大，延时最短段段段段段段整定值最小，延时最长L1L2L3三段式过流保护三段式过流保护二、过流保护二、过流保护三段式过流保护三段式过流保护 IIZD IIZD IIZD t t 1出口当任一相电流大于定值，经相应段的延时，三段取或门，也就是任一段动作，保护均出口跳闸。电流定值动作时间二、过流保护二、过流保护过流保护主要用于过流保护主要用于1035kV线路。线路。若线路对端有电源，需要在过流保护中加
17、入方向元若线路对端有电源，需要在过流保护中加入方向元件，反方向故障不会动作。件，反方向故障不会动作。三、距离保护三、距离保护将输电线路一端的将输电线路一端的电压电压、电流电流引入保护装置中，求得电压引入保护装置中，求得电压和电流的比值，即和电流的比值，即测量阻测量阻抗。抗。U/I三、距离保护三、距离保护 正常运行状态，为工作电压和负荷电流之比，为负荷阻抗，其值较大。正常运行状态，为工作电压和负荷电流之比，为负荷阻抗，其值较大。U/IU/I 在故障情况下，在故障情况下，母线电压下降母线电压下降，电流为短路电流电流为短路电流，其比值为短路阻抗，其比值为短路阻抗，反映短路点到保护安装处的阻抗，反映短
18、路点到保护安装处的阻抗，远小于负荷阻抗。其大小可反应远小于负荷阻抗。其大小可反应故障点距线路首端的距离。故障点距线路首端的距离。三段式距离保护三段式距离保护保护范围保护范围动作时间动作时间段段被保护线路全长的被保护线路全长的8085。保护装置的固有动作时间。保护装置的固有动作时间。段段被保护线路的全长及下一线被保护线路的全长及下一线路全长的路全长的3040。动作时限动作时限要与下一线路要与下一线路段的段的动作时限相配合，一般为动作时限相配合，一般为0.5s。段段本线路和下一线路的全长乃本线路和下一线路的全长乃至更远。至更远。其动作时限按阶梯原则整定。其动作时限按阶梯原则整定。整定值最小，时间最
19、短整定值最大，时间最长三、距离保护三、距离保护三段式距离保护动作逻辑三段式距离保护动作逻辑三、距离保护三、距离保护当任一测量阻抗小于定值，经相应段的延时出口跳闸，三段取或门，也就是任一段动作保护均出口。阻抗定值动作时间 ZZZD t t 1出口 ZZZD Z 整定值，跳开线路开关电气量获得：线路CT自产3I0 3I0=Ia+Ib+Ic3I0四段式零序过流保护四段式零序过流保护零序零序段：段：按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的电流整定，不能保护线路全长。零序零序段：段：与相邻线路灵敏段配合，不仅保护本线路全长，还延伸至相邻线路。零序零序段：段：与相邻线路段配合，是、段的后备保护。零序零序段
20、：段：作为零序电流段后备保护。四、零序过流保护四、零序过流保护四、零序过流保护四、零序过流保护零序方向过流保护：零序过流保护零序方向过流保护：零序过流保护+零序方向元件零序方向元件零序方向元件零序方向元件比较零序电压和零序电流的相位来区分正反方向的接比较零序电压和零序电流的相位来区分正反方向的接地故障。地故障。正方向短路3I0A线路B线路3U03U03I0反方向短路A线路B线路3I03U03U03I0正方向短路时，零序电流超前于零序电压。反方向短路时，零序电流滞后于零序电压。四、零序过流保护四、零序过流保护零序零序过流保护可用于：过流保护可用于：110kV线路主保护220kV、500kV线路后
21、备保护五、纵联保护五、纵联保护反应一端电气量保护的缺陷反应一端电气量保护的缺陷无法区分本线路末端（无法区分本线路末端（F1F1）点和相邻线路始端）点和相邻线路始端（F2F2）点的短路，不能瞬时切除本线路全长范）点的短路，不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。围内的短路。五、纵联保护五、纵联保护 纵联保护的概念：纵联保护的概念：就是用某种就是用某种通信通道通信通道将输电线两端的将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量电气量（电流、功率（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内
22、还是在线路范围之外，从而决定是故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。否切断被保护线路。纵联保护能纵联保护能瞬时瞬时切除本切除本线路全长范围线路全长范围内的短路内的短路，但不能作为相邻线路的后备保护。不能作为相邻线路的后备保护。纵联差动保护分类纵联差动保护分类五、纵联保护五、纵联保护纵联差动保护纵联距离保护纵联方向保护按构成原理划分光纤纵联保护微波纵联保护电力载波纵联保护导引线纵联保护按通信通道划分纵联保护分类纵联保护分类基本原理基本原理纵联电流差动：两侧保护将CT输入的各相电流换算为数字数据，通过光纤数字通信系统的数据通道传送至对侧保护。两侧保护利用本侧和对侧电流数
23、据按相进行差动电流计算，并进行相应判断，若为内部故障时保护动作跳闸，判断为外部故障时保护不动作。保保护护保保护护五、纵联保护五、纵联保护-电流差动电流差动线路正常运行及外部故障时：时：五、纵联保护五、纵联保护-电流差动电流差动MNIMIN保护保护线路内部故障时：时：五、纵联保护五、纵联保护-电流差动电流差动保护保护MNIMIN差动保护的压板差动保护的压板电流差动保护只有在两侧差动压板均处于投入状态电流差动保护只有在两侧差动压板均处于投入状态时才能动作，两侧压板互为闭锁。若两侧压板投入时才能动作，两侧压板互为闭锁。若两侧压板投入状态不一致，装置会报告状态不一致，装置会报告“差动压板不一致差动压板
24、不一致”。五、纵联保护五、纵联保护-电流差动电流差动远方跳闸压板远方跳闸压板为了使断路器与电流互感器之间（死区）发生故为了使断路器与电流互感器之间（死区）发生故障或者故障情况下线路开关拒动时对侧保护能快障或者故障情况下线路开关拒动时对侧保护能快速动作跳闸，保护装置设有远方跳闸功能，当速动作跳闸，保护装置设有远方跳闸功能，当母母差、失灵差、失灵等保护动作后，通过纵联通道向对侧传等保护动作后，通过纵联通道向对侧传送远跳信号，对侧保护收到此信号后跳开该侧开送远跳信号，对侧保护收到此信号后跳开该侧开关。关。五、纵联保护五、纵联保护-电流差动电流差动四、三相一次重合闸四、三相一次重合闸 线路中线路中90
25、%以上的故障属于以上的故障属于瞬时故障瞬时故障，如雷击、鸟害等，如雷击、鸟害等引起的故障。引起的故障。保护动作后，切断故障电流，则故障点电弧熄灭，故障保护动作后，切断故障电流，则故障点电弧熄灭，故障消失。消失。此时，只需要此时，只需要将开关重新合上将开关重新合上即可恢复正常送电运行。即可恢复正常送电运行。六、自动重合闸六、自动重合闸四、三相一次重合闸四、三相一次重合闸 自动重合闸分为三相一次重合闸和综合重合闸。自动重合闸分为三相一次重合闸和综合重合闸。对于对于110kV及以下单电源线路采用普通的三相一及以下单电源线路采用普通的三相一次重合闸，而对于次重合闸，而对于220kV双电源线路采用综合重
26、双电源线路采用综合重合闸。合闸。六、自动重合闸六、自动重合闸四、三相一次重合闸四、三相一次重合闸三相一次重合闸：三相一次重合闸：不论线路上发生不论线路上发生单相单相接地短路还是接地短路还是相间相间短路，继电保护短路，继电保护装置动作均将线路断路器装置动作均将线路断路器三相跳开三相跳开，然后重合闸装置起，然后重合闸装置起动，将断路器三相一起合上。若故障为瞬时性，则重合动，将断路器三相一起合上。若故障为瞬时性，则重合成功；若故障为永久性，则保护再次将断路器三相断开成功；若故障为永久性，则保护再次将断路器三相断开，不再重合。，不再重合。六、自动重合闸六、自动重合闸六、综合重合闸六、综合重合闸综合重合
27、闸：分为单重、三重、综重、停用几种方式综合重合闸：分为单重、三重、综重、停用几种方式单重方式单重方式对于单相故障，跳单相，合单相，1）若瞬时故障，重合成功。2）若永久故障，跳三相。对于相间故障，跳三相，不重合。保护能发单相跳闸命令（保护能判断出故障相）；各相控制回路相互独立（分相的跳闸出口压板及二次回路）；断路器三相机构及通断元件相互独立（分相的机构、通断元件、机械指示）。六、自动重合闸六、自动重合闸六、综合重合闸六、综合重合闸三重方式三重方式发生任何故障，线路保护动作跳三相，三相重合，重合成功继续运行，重合于永久性故障上保护动作再次将断路器三相跳开。综重方式综重方式单相故障按单相重合闸方式处
28、理；相间故障按三相重合闸方式处理。停用停用重合闸退出，重合闸长期不用时，应设置于该方式。六、自动重合闸六、自动重合闸母线保护配置母线保护配置220kV220kV变电站：变电站：220kV母线保护应按双重化配置；110kV母线保护单套配置。110kV110kV变电站：变电站：一般不设专用母线保护。220kV220kV双母线接线双母线接线断路器失灵保护按单套配置（具备条件的投双套）。使用微机型母线保护装置时，由该装置实现失灵保护功能，不单独配置失灵保护。一、母线保护配置一、母线保护配置微机母线保护装置功能微机母线保护装置功能 母线差动保护 母联充电保护 母联过流保护 母联死区保护 母联失灵保护 母
29、联非全相保护（110kV无此功能）断路器失灵保护（110kV无此功能）一、母线保护配置一、母线保护配置用于双母线接线的微机母线保护装置功能用于双母线接线的微机母线保护装置功能母联相关保护差动回路差动回路二、母线差动保护二、母线差动保护用于双母线或单母线分段接线方式的微机型母差保护由母线大差和各段母线小差组成。大差元件母小差母小差由除了母联开关以外的母线所有其余支路的电流构成，作用是区分母线内和母线外故障。由与该母线相连的各支路电流构成，作用是选择故障母线。-1-1-2-2-1-2285283286284201差动回路差动回路二、母线差动保护二、母线差动保护-1-1-2-2-1-22852832
30、86284201大差元件母小差母小差母线正常运行时母线正常运行时差动回路差动回路二、母线差动保护二、母线差动保护母线发生故障时母线发生故障时-1-1-2-2-1-2285283286284201大差元件母小差母小差复合电压闭锁元件复合电压闭锁元件复合电压复合电压闭锁元件闭锁元件作用：防止差动元件误动或其他原因误跳闸。U最小的相电压3U0零序电压（自产）U2负序电压（自产）二、母线差动保护二、母线差动保护当低电压元件、零序过电压元件、负序电压元件中只要有一个或一个以上的元件动作，则立即开放母差保护。二、母线差动保护二、母线差动保护I母电压闭锁开放母电压闭锁开放I母小差选择元件动作母小差选择元件动
31、作大差启动元件动作大差启动元件动作II母小差选择元件动作母小差选择元件动作II母电压闭锁开放母电压闭锁开放&1&1跳跳母母&2&2跳跳II母母双母线方式的保护出口逻辑图双母线方式的保护出口逻辑图二、母线差动保护二、母线差动保护母线运行方式识别：母线运行方式识别：母线保护装置引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检。LEDLED指示目前的各元件刀闸位置状态指示目前的各元件刀闸位置状态S1S1、S2S2为强制开关的辅助触点为强制开关的辅助触点强制开关有三种位置状态：自动、强制接通、强制断开。强制开关有三种位置状态：自动、强制接通、强制断开。自动：自动：S1S1打开，打开，S
32、2S2闭合，开入取决于刀闸辅助触点；闭合，开入取决于刀闸辅助触点；强制接通：强制接通：S1S1闭合，开入状态被强制为导通状态；闭合，开入状态被强制为导通状态；强制断开：强制断开：S1S1、S2S2均打开，开入状态被强制为断开状态均打开，开入状态被强制为断开状态 二、母线差动保护二、母线差动保护母线运行方式识别母线运行方式识别二、母线差动保护二、母线差动保护母差母差“选择选择”方式：方式：母差保护能够按照一次设备的运行方式选择故障母线，分别跳闸。也称“有选择”方式。母差母差“非选择非选择”方式：方式：母线故障时，母差保护不选择故障母线直接跳开各母线上的断路器，投入“母线互联”、“母联互联”、“单
33、母方式”压板时均会使母差“非选择”跳闸。也称“无选择”方式。下列情况应将母差保护投入“非选择”方式：采用隔离开关跨接母线运行时。不停电进行倒母线操作期间。其它需要投入“非选择”方式的情况。考虑到操作的方便性及运行的安全性，一般不使用母差保护装置中的母联充电、过流保护功能，而是设置独立的母联保护装置，采用其中的充电、过流功能。三、母联充电、过流保护三、母联充电、过流保护母联充电保护：当任一组母线检修后再投入之前，利用母联断路器对该母线进行充电时可投入母联充电保护，若母线存在故障时，则充电保护切除故障。三、母联充电、过流保护三、母联充电、过流保护CT3CT4III母联过流保护：利用母联断路器作为线
34、路的临时保护时，当线路有故障时，由母联过流保护动作跳母联开关切除故障。三、母联充电、过流保护三、母联充电、过流保护 母联过流保护由相电流元件、零序电流元件、延时元件构成。若线路故障，任一相电流元件或零序电流元件动作经延时跳母联断路器。Ia、Ib、Ic、3I0：母联CT相电流、零序电流XB：母联过流保护投退压板（或控制字）四、母联死区保护若母联开关和母联若母联开关和母联TATA之间之间发生故障，断路器侧母线发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正跳开后故障仍然存在，正好处于好处于TATA侧母线小差的死侧母线小差的死区，为提高保护动作速度区，为提高保护动作速度，专设了母联死区保护。，专设了母联
35、死区保护。注意：注意：母联死区保护经过母联死区保护经过两条母线的复合电压闭锁两条母线的复合电压闭锁四、母联死区保护-1-1-2-2-1-2285283286284201大差元件母小差母小差母差保护判定为II母线故障跳开II母母联开关已跳开母联CT仍有电流大差元件不返回II母小差元件不返回母联死区保护动作跳开I母四、母联死区保护-1-1-2-2-1-2285283286284201考虑到母线分列运行的考虑到母线分列运行的情况情况，防止造成两条母防止造成两条母线全停线全停。当两母线当两母线都有都有电压电压、母联在、母联在跳位跳位且三且三相均相均无电流无电流时，母联电时，母联电流不再计入两条母线小流
36、不再计入两条母线小差。差。五、母联失灵保护母联失灵保护母联开关失灵判别及动作条件母联开关失灵判别及动作条件有保护曾给它发过跳闸命令在一定时间内母联仍存在电流两母线电压闭锁均动作母联失灵动作后切除两母线上所有连接元件母联失灵动作后切除两母线上所有连接元件五、母联失灵保护母联失灵保护起动母联失灵的保护有母差保护、母联充电保护、母联过流保护及外部保护。其中，母联过流保护及外部保护需要经过控制字选择是否投入起动母联失灵保护。启动失灵压板支路1支路2双母线接线，断路器失灵保护与母线保护一体化，失灵保护动作后，跳开失灵开关所在母线上其他所有的开关。六、断路器失灵保护启动失灵压板判断开关失灵2个条件：1.线
37、路保护或变压器保护对该开关发过跳闸命令；（本条件判断在线路保护或主变保护装置中实现）2.开关在一段时间里仍有电流流过。（本条件判断在母线保护装置或线路辅助保护装置中实现）启动失灵压板通过引入刀闸位置接点，确定失灵断路器接于哪条母线，从而经过该母线的电压闭锁元件，去切除该条母线。（本部分在母线保护装置中实现。）六、断路器失灵保护各断路器出口压板注意：失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路注意：失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接断路器，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件元件启动失灵压板六、断路器失灵保护220kV220kV母差保护动作，
38、主变断路器失灵时：母差保护动作，主变断路器失灵时：（1 1）双套装置配置的，每套装置的母差保护提供各自的动作）双套装置配置的，每套装置的母差保护提供各自的动作接点，启动失灵保护的主变单元。接点，启动失灵保护的主变单元。（2 2）主变）主变220kV220kV侧断路器失灵，失灵保护出口除应跳开其所侧断路器失灵，失灵保护出口除应跳开其所在母线的所有断路器外，在母线的所有断路器外，还应跳开该主变其他侧的断路器还应跳开该主变其他侧的断路器。系统环网内的系统环网内的220kV220kV变电站发生母线故障，母差动作，变电站发生母线故障，母差动作，跳主变跳主变220kV220kV侧断路器失灵时，系统通过主变
39、另两侧传侧断路器失灵时，系统通过主变另两侧传送故障电流，可能会导致多台主变后备保护动作，从送故障电流，可能会导致多台主变后备保护动作，从而扩大事故损失。为此，考虑增加失灵保护出口跳该而扩大事故损失。为此，考虑增加失灵保护出口跳该主变三侧断路器的回路，以缩小故障影响的范围。主变三侧断路器的回路，以缩小故障影响的范围。启动失灵压板六、断路器失灵保护U最小的相电压3U0零序电压U2 负序电压思考：思考：1.母差保护复压闭锁和失灵保护复压闭锁元母差保护复压闭锁和失灵保护复压闭锁元件件是否共用是否共用？2.主变保护屏主变保护屏“解除失灵电压闭锁解除失灵电压闭锁”压板有压板有什么作用？为什么设置该压板？什
40、么作用？为什么设置该压板？考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时，高压侧母线的电压闭锁灵敏度考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时，高压侧母线的电压闭锁灵敏度有可能不够，因此可选择主变支路跳闸时失灵保护不经电压闭锁，这种情有可能不够，因此可选择主变支路跳闸时失灵保护不经电压闭锁，这种情况下应同时将另一付跳闸接点接至解除失灵复压闭锁开入。况下应同时将另一付跳闸接点接至解除失灵复压闭锁开入。七、母差、失灵保护与其他保护的配合闭锁线路重合闸。母差、失灵保护动作后，能启动线路光纤纵联电流差动保护中的“远跳”，使线路对侧断路器跳闸。本侧母差保护、失灵保护动作后启动永跳继电器，其接点引入线路光差保护，经过线路
41、“远跳压板”向对侧发“远跳”信号，对侧收到该信号后再经相关就地判据向线路开关发永跳令。远跳开入端子远跳压板线路光差保护可以启动远跳的保护出口接点（七）母差、失灵保护与其他保护的配合远跳的目的：远跳的目的：1）断路器与TA之间发生短路故障 2）母线上故障断路器失灵MN七、母差、失灵保护与其他保护的配合八、复合电压闭锁方式 双母线接线母线保护中，母线差动保护、断路器双母线接线母线保护中，母线差动保护、断路器失灵保护、母联死区保护、母联失灵保护都要经失灵保护、母联死区保护、母联失灵保护都要经过复合电压闭锁。过复合电压闭锁。母联充电保护、母联过流保护不经复合电压闭锁母联充电保护、母联过流保护不经复合电
42、压闭锁。220kV、110kV主变保护按双套配置主后一体的电量保护（差动保护和后备保护），非电量保护按单套配置。一、主变保护配置一、主变保护配置非电量保护非电量保护装设重瓦斯、压力释放、油温度高、绕组温度高、有载调压开关重瓦斯、冷却器全停等输入回路,其出口继电器不起动失灵保护；轻瓦斯则只发信号。一、主变保护配置一、主变保护配置220kV220kV主变压器电量保护主变压器电量保护主保护为两套不同原理的纵差保护。后备保护配置：各侧装设复合电压闭锁的过流保护，复合电压闭锁元件取三侧电压的“或”逻辑。220kV和110kV侧装设零序方向过流保护。220kV和110kV侧装设间隙过流和间隙过压保护，经0
43、.3-0.5S 跳主变各侧。装设过负荷保护，发信号。装设过负荷闭锁有载调压；按负荷起动风扇回路。装设失灵起动回路（电量保护出口+电流）。一、主变保护配置一、主变保护配置110kV110kV主变压器电量保护主变压器电量保护主保护为两套不同原理的纵差保护。后备保护配置 各侧装设复合电压闭锁的过流保护，110kV侧复合电压闭锁元件取三侧电压的“或”逻辑，中低压侧复合电压闭锁元件取本侧电压。110kV侧装设零序过流保护。110kV侧装设间隙过流和间隙过压保护。中低压侧配置母线充电保护。中低压侧配置零序电压保护，延时发信号。装设过负荷保护，发信号。装设过负荷闭锁有载调压；按负荷起动风扇回路。一、主变保护
44、配置一、主变保护配置一、主变保护配置一、主变保护配置二、瓦斯保护二、瓦斯保护瓦斯保护用来反应变压器油箱内部故障。当变压器油箱内部发生故障产生电弧，会使变压器油以及绝缘物分解产生大量气体，根据产生气体的数量及油流速度而动作的保护即为瓦斯保护。二、瓦斯保护二、瓦斯保护一般油箱内气体排出的多少与变压器故障的严重程度和性质有关当变压器内部发生轻微故障时，有少量气体产生，气体继电器的上触点闭合，作用于预告信号当发生严重故障时，产生大量气体，形成油气流沿连接管冲向油枕，冲击气体继电器挡板使其下触点闭合，发出报警信号，同时将断路器跳闸气体继电器的下触点闭合，也可以利用切换片切换位置，只给出报警信号。三、差动
45、保护三、差动保护保护范围：各侧开关CT以内三、差动保护三、差动保护 变压器差动保护是按照变压器差动保护是按照循环电流循环电流原理构成，即将变压器各原理构成，即将变压器各侧电流互感器的二次电流进行相量相加。侧电流互感器的二次电流进行相量相加。正常运行和区外故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流，此时差动保护不应动作。当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，差动保护动作将变压器切除。四、复压闭锁过流保护四、复压闭锁过流保护高中低压三侧均装设，作为主变和相邻元件短路故障的后备保护。复合电压闭锁元件+方向元件+过流保护
46、四、复压闭锁过流保护四、复压闭锁过流保护 复合电压元件由复合电压元件由低电压元件、负序过电压元件组成低电压元件、负序过电压元件组成。加装复。加装复合电压闭锁后，过流的整定值就可以降低，提高灵敏度。合电压闭锁后，过流的整定值就可以降低，提高灵敏度。四、复压闭锁过流保护四、复压闭锁过流保护方向元件将本侧母线方向元件将本侧母线TVTV提供的电压与本侧电流的相位角提供的电压与本侧电流的相位角进行比较进行比较。过流保护：任一相电流大于整定值。过流保护：任一相电流大于整定值。四、复压闭锁过流保护四、复压闭锁过流保护电流取自哪电流取自哪个个CTCT方向方向跳闸开关跳闸开关复合电压闭复合电压闭锁元件锁元件22
47、0kV220kV侧侧开关CT指向主变跳三侧三侧电压“或”110kV110kV侧侧开关CT指向母线跳母联、跳本侧、跳三侧三侧电压“或”10kV10kV侧侧开关CT一般不带方向跳母联（分段）、跳本侧、跳三侧三侧电压“或”五、零序方向过流保护五、零序方向过流保护对于中性点直接接地的变压器，110kV、220kV侧零序方向过流保护作为主变和相邻元件接地短路故障的后备保护。3I0 整定值判定短路为正方向&出口跳闸t电流取自哪个电流取自哪个CTCT方向方向跳闸开关跳闸开关220kV220kV侧侧开关CT指向主变跳三侧110kV110kV侧侧中性点套管CT指向母线跳母联、跳本侧、跳三侧间隙保护的构成间隙保护
48、的构成 间隙保护包括间隙零序过流和零序过电压，作为间隙保护包括间隙零序过流和零序过电压，作为变压器中性点经间隙接地运行时，接地故障的后变压器中性点经间隙接地运行时，接地故障的后备保护。备保护。六、间隙保护六、间隙保护方式一：取自变压器中方式一：取自变压器中性点绝缘套管性点绝缘套管CT方式二：取自放电间隙方式二：取自放电间隙CT零序电压取自零序电压取自PT开口三角开口三角六、间隙保护六、间隙保护间隙保护的构成间隙保护的构成六、间隙保护六、间隙保护 中性点套管CT合中性点地刀，可能造成间隙保护误动，所以必须先退出间隙，再合中性点地刀。间隙专用CT合中性点地刀，不会造成间隙保护误动，所以可以不退出间
49、隙。S-变压器中性点接地变压器中性点接地刀闸的辅助触点，当刀闸的辅助触点，当变压器中性点接地运变压器中性点接地运行时，行时，S闭合，当变闭合，当变压器中性点接地不运压器中性点接地不运行时行时,S打开。打开。I0op与变压器的零序阻抗、间隙放电时的电弧电阻等因素有关，一般一般保护的一次保护的一次动作电流可动作电流可取为取为100A 100A 左右左右U0op要大于在部分中性点接地的系统中发生单相接地时或中性点不接地变压器两相运行时，可能出现的最大零序电压；要小于中性点直接接地系统中失去接地点时发生单相接地，开口三角绕组可能出现的最低电压。一般取一般取180V180V(高压系统电压互感器开口绕组每
50、相高压系统电压互感器开口绕组每相额定电压为额定电压为100V100V）保护投入压板保护投入压板间隙保护方式控制字间隙保护方式控制字,考虑到间隙击穿过考虑到间隙击穿过程中，间隙零序过流和零序过压可能交程中，间隙零序过流和零序过压可能交替动作，装置设有替动作，装置设有“间隙保护方式间隙保护方式”控控制字，当制字，当“间隙保护方式间隙保护方式”控制字设为控制字设为“1”时，间隙零序过流和零序过压元件时，间隙零序过流和零序过压元件动作后相互保持。动作后相互保持。六、间隙保护六、间隙保护开口三角开口三角二次副圈二次副圈一次主圈一次主圈六、间隙保护六、间隙保护Ue/3 /100/3 /100/3Ue/3
