電力系統繼電保護基礎知識
人氣：1472次發(fā)表時(shí)間：2013-08-02
1、當電力系統中的電力元件(如發(fā)電機、線(xiàn)路等)或電力系統本身發(fā)生了故障危及電力系統安全運行時(shí),能夠向運行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號,或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設備,一般通稱(chēng)為繼電保護裝置.
2、繼電保護的基本任務(wù):
(1)當被保護的電力系統元件發(fā)生故障時(shí),應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時(shí)從電力 系統中斷開(kāi),以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響,并滿(mǎn)足電力系統的某些特定要求(如保持電力系統的暫態(tài)穩定性 等).
(2)反應電氣設備的不正常工作情況,并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同(例如有無(wú)經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號,以便值班人員進(jìn)行處理, 或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調整,或將那些繼續運行會(huì )引起事故的電氣設備予以切除.反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作.
3、繼電保護主要利用電力系統中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化,構成繼電保護動(dòng)作的原理,也有其他的物理 量,如變壓器油箱內故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高.大多數情況下,不管反應哪種物理量,繼電保護裝置都包括測量部分(和定值 調整部分)、邏輯部分、執行部分.
4、繼電保護裝置應滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求:這四“性”之間緊密聯(lián)系,既矛盾又統一.
(1)可靠性是指保護該動(dòng)體時(shí)應可靠動(dòng)作.不該動(dòng)作時(shí)應可靠不動(dòng)作.可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求.
(2)選擇性是指首先由故障設備或線(xiàn)路本身的保護切除故障,當故障設備或線(xiàn)路本身的保護或斷路器拒動(dòng)時(shí),才允許由相鄰設備保護、線(xiàn)路保護或斷路器 失靈保護切除故障.為保證對相鄰設備和線(xiàn)路有配合要求的保護和同一保護內有配合要求的兩元件(如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件)的選擇性,其靈敏系數及 動(dòng)作時(shí)間,在一般情況下應相互配合.
(3)靈敏性是指在設備或線(xiàn)路的被保護范圍內發(fā)生金屬性短路時(shí),保護裝置應具有必要的靈敏系數,各類(lèi)保護的最小靈敏系數在規程中有具體規定.
選擇性和靈敏性的要求,通過(guò)繼電保護的整定實(shí)現.
(4)速動(dòng)性是指保護裝置應盡快地切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線(xiàn)路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動(dòng)重合閘和備 用電源或備用設備自動(dòng)投入的效果等.一般從裝設速動(dòng)保護(如高頻保護、差動(dòng)保護)、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動(dòng)作 時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性.
5、繼電保護的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來(lái)保證.任何電力設備(線(xiàn)路、母線(xiàn)、變壓器等) 都不允許在無(wú)繼電保護的狀態(tài)下運行.220kV及以上電網(wǎng)的所有運行設備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立,并分別控制不同斷路器的繼電保護裝 置進(jìn)行保護.當任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),能由另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器切除故障.在所有情況下,要求這購套繼電保護裝置和 斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電.
6、上、下級電網(wǎng)(包括同級和上一級及下一級電網(wǎng))繼電保護之間的整定,應遭循逐級配合的原則,滿(mǎn)足選樣性的要求,即當下一級線(xiàn)路或元件故障時(shí), 故障線(xiàn)路或元件的繼電保護鎮定值必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上均與上一級線(xiàn)路或元件的繼電保護整定值相互配合,以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障.
7、遇到如下情況時(shí)允許適當犧牲繼電保護部分選擇性:
(1)接入供電變壓器的終端線(xiàn)路,無(wú)論是一臺或多臺變壓器并列運行(包括多處T接供電變壓器或供電線(xiàn)路),都允許線(xiàn)路側的速動(dòng)段保護按躲開(kāi)變壓器其他側母線(xiàn)故障整定.需要時(shí),線(xiàn)路速動(dòng)段保護可經(jīng)一短時(shí)限動(dòng)作.
(2)對串聯(lián)供電線(xiàn)路,如果按逐級配合的原則將過(guò)分延長(cháng)電源側保護的動(dòng)作時(shí)間,則可將容量較小的某些中間變電所按T接變電所或不配合點(diǎn)處理,以減少配合的級數．縮短動(dòng)作時(shí)間.
(3)雙回線(xiàn)內部保護的配合,可按雙回線(xiàn)主保護(例如橫聯(lián)差動(dòng)保護)動(dòng)作,或雙回線(xiàn)中一回線(xiàn)故障時(shí)兩側零序電流(或相電流速斷)保護縱續動(dòng)作的條件考慮;確有困難時(shí),允許雙回線(xiàn)中一回線(xiàn)故障時(shí),兩回線(xiàn)的延時(shí)保護段間有不配合的情況.
(4)在構成環(huán)網(wǎng)運行的線(xiàn)路中,允許設置預定的一個(gè)解列點(diǎn)或一回解列線(xiàn)路.
8、接地故障保護最末一段(例如零序電流保護IV段),應以適應下述短路點(diǎn)接地電阻值的接地故障為整定條件:220kV線(xiàn) 路,100Ω;330kV線(xiàn)路,150Ω, 500kV線(xiàn)路,300Ω.對應于上述條件,零序電流保護最末一段的動(dòng)作電流整定值應不大于300A.由線(xiàn)路末端發(fā)生高電阻接地故障時(shí),允許由兩側線(xiàn)路繼 電保護裝置縱續動(dòng)作切除故障.
對于110kV線(xiàn)路,考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動(dòng)作靈敏度要求,其最末一段零序電流保護的電流暫定值一般也不應大于300A(一次值),此時(shí),允許線(xiàn)路兩側零序電流保護縱續動(dòng)作切除故障.
9、除了預定解列點(diǎn)外,不允許保護裝置在系統振蕩時(shí)誤動(dòng)作跳閘.如果沒(méi)有本電網(wǎng)的具體數據,除大區系統間的弱聯(lián)系聯(lián)絡(luò )線(xiàn)外,系統最長(cháng)振蕩周期一般按1．5s考慮.
10、對于220kV及以上電壓電網(wǎng)的線(xiàn)路繼電保護一般都采用近后備原則.當故障元件的一套繼電保護裝置拒動(dòng)時(shí),由相互獨立的另一套繼電保護裝置動(dòng)作切除故障,而當斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),啟動(dòng)斷路器失靈保護,斷開(kāi)與故障元件相連的所有其他連接電源的斷路器.
2、繼電保護的基本任務(wù):
(1)當被保護的電力系統元件發(fā)生故障時(shí),應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時(shí)從電力 系統中斷開(kāi),以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響,并滿(mǎn)足電力系統的某些特定要求(如保持電力系統的暫態(tài)穩定性 等).
(2)反應電氣設備的不正常工作情況,并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同(例如有無(wú)經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號,以便值班人員進(jìn)行處理, 或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調整,或將那些繼續運行會(huì )引起事故的電氣設備予以切除.反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作.
3、繼電保護主要利用電力系統中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化,構成繼電保護動(dòng)作的原理,也有其他的物理 量,如變壓器油箱內故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高.大多數情況下,不管反應哪種物理量,繼電保護裝置都包括測量部分(和定值 調整部分)、邏輯部分、執行部分.
4、繼電保護裝置應滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求:這四“性”之間緊密聯(lián)系,既矛盾又統一.
(1)可靠性是指保護該動(dòng)體時(shí)應可靠動(dòng)作.不該動(dòng)作時(shí)應可靠不動(dòng)作.可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求.
(2)選擇性是指首先由故障設備或線(xiàn)路本身的保護切除故障,當故障設備或線(xiàn)路本身的保護或斷路器拒動(dòng)時(shí),才允許由相鄰設備保護、線(xiàn)路保護或斷路器 失靈保護切除故障.為保證對相鄰設備和線(xiàn)路有配合要求的保護和同一保護內有配合要求的兩元件(如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件)的選擇性,其靈敏系數及 動(dòng)作時(shí)間,在一般情況下應相互配合.
(3)靈敏性是指在設備或線(xiàn)路的被保護范圍內發(fā)生金屬性短路時(shí),保護裝置應具有必要的靈敏系數,各類(lèi)保護的最小靈敏系數在規程中有具體規定.
選擇性和靈敏性的要求,通過(guò)繼電保護的整定實(shí)現.
(4)速動(dòng)性是指保護裝置應盡快地切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線(xiàn)路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動(dòng)重合閘和備 用電源或備用設備自動(dòng)投入的效果等.一般從裝設速動(dòng)保護(如高頻保護、差動(dòng)保護)、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動(dòng)作 時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性.
5、繼電保護的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來(lái)保證.任何電力設備(線(xiàn)路、母線(xiàn)、變壓器等) 都不允許在無(wú)繼電保護的狀態(tài)下運行.220kV及以上電網(wǎng)的所有運行設備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立,并分別控制不同斷路器的繼電保護裝 置進(jìn)行保護.當任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),能由另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器切除故障.在所有情況下,要求這購套繼電保護裝置和 斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電.
6、上、下級電網(wǎng)(包括同級和上一級及下一級電網(wǎng))繼電保護之間的整定,應遭循逐級配合的原則,滿(mǎn)足選樣性的要求,即當下一級線(xiàn)路或元件故障時(shí), 故障線(xiàn)路或元件的繼電保護鎮定值必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上均與上一級線(xiàn)路或元件的繼電保護整定值相互配合,以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障.
7、遇到如下情況時(shí)允許適當犧牲繼電保護部分選擇性:
(1)接入供電變壓器的終端線(xiàn)路,無(wú)論是一臺或多臺變壓器并列運行(包括多處T接供電變壓器或供電線(xiàn)路),都允許線(xiàn)路側的速動(dòng)段保護按躲開(kāi)變壓器其他側母線(xiàn)故障整定.需要時(shí),線(xiàn)路速動(dòng)段保護可經(jīng)一短時(shí)限動(dòng)作.
(2)對串聯(lián)供電線(xiàn)路,如果按逐級配合的原則將過(guò)分延長(cháng)電源側保護的動(dòng)作時(shí)間,則可將容量較小的某些中間變電所按T接變電所或不配合點(diǎn)處理,以減少配合的級數．縮短動(dòng)作時(shí)間.
(3)雙回線(xiàn)內部保護的配合,可按雙回線(xiàn)主保護(例如橫聯(lián)差動(dòng)保護)動(dòng)作,或雙回線(xiàn)中一回線(xiàn)故障時(shí)兩側零序電流(或相電流速斷)保護縱續動(dòng)作的條件考慮;確有困難時(shí),允許雙回線(xiàn)中一回線(xiàn)故障時(shí),兩回線(xiàn)的延時(shí)保護段間有不配合的情況.
(4)在構成環(huán)網(wǎng)運行的線(xiàn)路中,允許設置預定的一個(gè)解列點(diǎn)或一回解列線(xiàn)路.
8、接地故障保護最末一段(例如零序電流保護IV段),應以適應下述短路點(diǎn)接地電阻值的接地故障為整定條件:220kV線(xiàn) 路,100Ω;330kV線(xiàn)路,150Ω, 500kV線(xiàn)路,300Ω.對應于上述條件,零序電流保護最末一段的動(dòng)作電流整定值應不大于300A.由線(xiàn)路末端發(fā)生高電阻接地故障時(shí),允許由兩側線(xiàn)路繼 電保護裝置縱續動(dòng)作切除故障.
對于110kV線(xiàn)路,考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動(dòng)作靈敏度要求,其最末一段零序電流保護的電流暫定值一般也不應大于300A(一次值),此時(shí),允許線(xiàn)路兩側零序電流保護縱續動(dòng)作切除故障.
9、除了預定解列點(diǎn)外,不允許保護裝置在系統振蕩時(shí)誤動(dòng)作跳閘.如果沒(méi)有本電網(wǎng)的具體數據,除大區系統間的弱聯(lián)系聯(lián)絡(luò )線(xiàn)外,系統最長(cháng)振蕩周期一般按1．5s考慮.
10、對于220kV及以上電壓電網(wǎng)的線(xiàn)路繼電保護一般都采用近后備原則.當故障元件的一套繼電保護裝置拒動(dòng)時(shí),由相互獨立的另一套繼電保護裝置動(dòng)作切除故障,而當斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),啟動(dòng)斷路器失靈保護,斷開(kāi)與故障元件相連的所有其他連接電源的斷路器.
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