一、基本元件
继电保护的材料
(1) 电流互感器:
1 作用:
5A 或1A );隔离
作用。
2 工作特点和要求:
1)一次绕组与高压回路串联,I 1只取决于所在高压回路电流,而与二次负荷大小无关。
2)二次回路不允许开路,否则会产生危险的高电压,危及人身及设备
安全。
3)CT 二次回路必须有一点直接接地,防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压,但仅一点接地。
4)变换的准确性。
3 极性:
“减极性”原则:当同时从一、二次绕组的同极性端子通入相同方向电
流时,它们在铁芯中产生磁通的方向相同。
当从一次绕组“*”标端通入交流电时,则在二次侧感应电流从“*”
反方向,称为减极性标记。此标端流出。从两侧同极性端观察时,I 1,I 2
=N 1I =I '。这表明I ,I -N I =0,则I 时铁芯中的合成磁势为N 1I 21112212N 2
同相位。
4 误差:
表现在两方面:幅值误差和相位误差。
(2) 电压互感器:
1 二次低电压(额定值100V )
2 工作特点和要求:
1)一次绕组与高压电路并联。
2)二次绕组不允许短路(短路电流烧毁PT ), 装有熔断器。
3)二次绕组有一点直接接地。
4)变换的准确性。
二、基本知识
1. 继电保护装置的定义:
当电力系统某元件发生异常或故障时,能迅速有选择地把异常和故障元件从系统中断开,保证其他良好设备继续正常运行的装置统称为继电保护装置。如:电流保护、距离保护、零序保护、高频保护等。
2. 继电保护在送电线路中的作用:
运行中的送电线路,由于大风、冰雪、雷击、外力破坏、绝缘损坏,及外绝缘污闪等原因,引起线路故障时,继电保护装置能快速并有选择性的动作使故障线路断路器(开关)跳闸。若故障是非永久性的,当瞬时性故障消失后则开关重合成功,恢复线路的安全供电,若故障是永久性的,则开关重合不成功,快速切除故障线路,保证其他正常运行的线路供电。
3. 电流保护装置
利用故障线路的电流显著增大的特点所构成的保护装置称为电流保护装置。当线路故障电流达到保护整定值(起动电流)时,电流保护装置立即动作。达到时间整定值时,使线路断路器跳闸。电流保护一般分有:电流速断保护、过电流保护和方向电流保护等。
无限时电流速断保护:其优点是装置简单、可靠、动作迅速,但只能保护本线路的一部分。
限时电流速断保护:指带有一个较短动作时限的保护装置,不单可以保护本线路的全部长度,还可以延伸至下一级线路的速断保护相配合。
过电流保护:是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。它不仅能保护本线路的全长,也能保护下一级线路的全长。可作为本线路的后备保护。
方向电流保护:即在过流保护的基础上加一个功率方向判别元件,当短路功率方向由母线流向线路时,该元件动作,反之则不动作,从而保护在反方向故障时不致误动。
4. 距离保护装置:
能反应故障点至保护安装地点之间距离(阻抗)的一种保护装置。具有良好的方向性,被广泛用在电压较高的环网线路上,目前广泛采用三段式距离保护,即称为距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。
距离Ⅰ段:瞬时动作。保护本线路全长80%~85%
距离Ⅱ段:保护本线路全长及下一段线路Ⅰ段。
距离Ⅲ段:保护本线路全长及下一段线路全长,作为Ⅰ、Ⅱ段的后备保护。
5. 零序电流保护装置:
在中性点直接接地的电网(又称大接地电流系统)中,发生线路单相接地故障时,将出现较大的零序电流。利用零序电流来构成接地短路的保护装置称为零序电流保护装置。常采用三段式。
零序Ⅰ段:瞬时零序电流速断,保护本线路全长70%~80%
零序Ⅱ段:带时限零序电流速断,保护本线路全长及下一段线路一部分。 零序Ⅲ段:零序过流保护,保护本线路全长及下一段线路的后备保护。
6. 自动重合闸装置
线路断路器动作跳闸后,能够自动地将断路器重新合闸的装置,称为自动重合闸装置。
自动重合闸装置的作用:线路发生瞬时性故障跳闸时,当瞬时性故障消失后,自动重合闸装置能在极短的时限内重新合上线路断路器,恢复线路的正常供电。若
线路发生永久性故障时,则自动重合闸不成功,故障线路再次跳闸,迅速切除故障线路,保证其他运行线路的供电。
7. 线路故障录波器
能自动记录线路故障前和故障过程中的电流,电压等变化的波形,时间和断路器动作情况的一种装置。通过所记录的有关波形,能较准确分析和确定故障类型,并计算出故障点的大致距离。为故障分析,排除故障,恢复正常供电提供重要的依据。
三、主变差动保护原理
三绕组变压器差动保护的动作原理和双绕组变压器差动保护的动作原理是一样的,也是按循环电流原理构成的。正常运行和外部短路时,三绕组变压器三侧电流向量和(折算至同一电压等级)为零。它可能是一侧流入另两侧流出,也可能由两侧流入,而从第三侧流出。所以,若将任何两侧电流相加再去和第三侧电流相比较,就构成三绕组变压器的差动保护。其原理接线如图19所示。
当正常运行和外部短路时,若不平衡电流忽略不计,则流入继电器的电流为零。
即ⅰR=ⅰI2+ⅰⅡ2+ⅰⅢ2=0
当内部短路时,流入继电器的电流则为
ⅰR=ⅰI2+ⅰⅡ2+ⅰⅢ2=ΣⅰK/na
即等于各侧短路电流(二次值)的总和。
可见在正常及区外短路时,保护不会动作,而发生内部故障时,保护将灵敏动作。
为保证三绕组变压器差动保护的可靠性和灵敏性,应注意以下几点:(1)各侧电流互感器的变比应统一按变压器最大额定容量来选择。
(2)外部短路时的三绕组变压器比双绕组变压器的不平衡电流大,宜采用带制动特性的BCH-1型差动继电器,若BCH-1型仍不满足灵敏度要求,可采用二次谐波制动的差动保护,
(3)为解决实际变比与计算变比不一致而引起的不平衡电流,以保证每两侧线圈之间的平衡,对BCH-1型差动保护,应将两组平衡线圈分别接在二次电流较小的两侧。
四、主变后备保护
为了反应变压器因外部短路引起的过电流,并作为变压器本身故障的后备保护,变压器均装设过电流保护。
对于单侧电源的变压器,过电流保护的电流互感器安装在电源侧,这样当变压器内部故障且差动等快速动作的保护装置拒动时,则由过电流保护经过整定时限动作与变压器两侧的断路器。过电流保护可根据变压器容量的大小和保护装置对灵敏度的要求,采用下列方式:过电流保护,带低电压启动的过电流保护,复合电压启动的过电流保护。
1. 过电流保护
这种保护一般用于容量较小的降压变压器,保护装置的动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。
2. 带低电压起动的过电流保护
在过电流保护灵敏度不能满足要求时,可以采用低电压起动的过电流保护。 双侧电源变压器或多台并列运行的变压器,为了降低电流元件的动作值,一般均采用低电压起动的过电流保护,其动作电流可按躲过变压器的额定电流来整定。低电压继电器的动作电压值应小于正常运行情况下的最小工作电压。
一、基本元件
继电保护的材料
(1) 电流互感器:
1 作用:
5A 或1A );隔离
作用。
2 工作特点和要求:
1)一次绕组与高压回路串联,I 1只取决于所在高压回路电流,而与二次负荷大小无关。
2)二次回路不允许开路,否则会产生危险的高电压,危及人身及设备
安全。
3)CT 二次回路必须有一点直接接地,防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压,但仅一点接地。
4)变换的准确性。
3 极性:
“减极性”原则:当同时从一、二次绕组的同极性端子通入相同方向电
流时,它们在铁芯中产生磁通的方向相同。
当从一次绕组“*”标端通入交流电时,则在二次侧感应电流从“*”
反方向,称为减极性标记。此标端流出。从两侧同极性端观察时,I 1,I 2
=N 1I =I '。这表明I ,I -N I =0,则I 时铁芯中的合成磁势为N 1I 21112212N 2
同相位。
4 误差:
表现在两方面:幅值误差和相位误差。
(2) 电压互感器:
1 二次低电压(额定值100V )
2 工作特点和要求:
1)一次绕组与高压电路并联。
2)二次绕组不允许短路(短路电流烧毁PT ), 装有熔断器。
3)二次绕组有一点直接接地。
4)变换的准确性。
二、基本知识
1. 继电保护装置的定义:
当电力系统某元件发生异常或故障时,能迅速有选择地把异常和故障元件从系统中断开,保证其他良好设备继续正常运行的装置统称为继电保护装置。如:电流保护、距离保护、零序保护、高频保护等。
2. 继电保护在送电线路中的作用:
运行中的送电线路,由于大风、冰雪、雷击、外力破坏、绝缘损坏,及外绝缘污闪等原因,引起线路故障时,继电保护装置能快速并有选择性的动作使故障线路断路器(开关)跳闸。若故障是非永久性的,当瞬时性故障消失后则开关重合成功,恢复线路的安全供电,若故障是永久性的,则开关重合不成功,快速切除故障线路,保证其他正常运行的线路供电。
3. 电流保护装置
利用故障线路的电流显著增大的特点所构成的保护装置称为电流保护装置。当线路故障电流达到保护整定值(起动电流)时,电流保护装置立即动作。达到时间整定值时,使线路断路器跳闸。电流保护一般分有:电流速断保护、过电流保护和方向电流保护等。
无限时电流速断保护:其优点是装置简单、可靠、动作迅速,但只能保护本线路的一部分。
限时电流速断保护:指带有一个较短动作时限的保护装置,不单可以保护本线路的全部长度,还可以延伸至下一级线路的速断保护相配合。
过电流保护:是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。它不仅能保护本线路的全长,也能保护下一级线路的全长。可作为本线路的后备保护。
方向电流保护:即在过流保护的基础上加一个功率方向判别元件,当短路功率方向由母线流向线路时,该元件动作,反之则不动作,从而保护在反方向故障时不致误动。
4. 距离保护装置:
能反应故障点至保护安装地点之间距离(阻抗)的一种保护装置。具有良好的方向性,被广泛用在电压较高的环网线路上,目前广泛采用三段式距离保护,即称为距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。
距离Ⅰ段:瞬时动作。保护本线路全长80%~85%
距离Ⅱ段:保护本线路全长及下一段线路Ⅰ段。
距离Ⅲ段:保护本线路全长及下一段线路全长,作为Ⅰ、Ⅱ段的后备保护。
5. 零序电流保护装置:
在中性点直接接地的电网(又称大接地电流系统)中,发生线路单相接地故障时,将出现较大的零序电流。利用零序电流来构成接地短路的保护装置称为零序电流保护装置。常采用三段式。
零序Ⅰ段:瞬时零序电流速断,保护本线路全长70%~80%
零序Ⅱ段:带时限零序电流速断,保护本线路全长及下一段线路一部分。 零序Ⅲ段:零序过流保护,保护本线路全长及下一段线路的后备保护。
6. 自动重合闸装置
线路断路器动作跳闸后,能够自动地将断路器重新合闸的装置,称为自动重合闸装置。
自动重合闸装置的作用:线路发生瞬时性故障跳闸时,当瞬时性故障消失后,自动重合闸装置能在极短的时限内重新合上线路断路器,恢复线路的正常供电。若
线路发生永久性故障时,则自动重合闸不成功,故障线路再次跳闸,迅速切除故障线路,保证其他运行线路的供电。
7. 线路故障录波器
能自动记录线路故障前和故障过程中的电流,电压等变化的波形,时间和断路器动作情况的一种装置。通过所记录的有关波形,能较准确分析和确定故障类型,并计算出故障点的大致距离。为故障分析,排除故障,恢复正常供电提供重要的依据。
三、主变差动保护原理
三绕组变压器差动保护的动作原理和双绕组变压器差动保护的动作原理是一样的,也是按循环电流原理构成的。正常运行和外部短路时,三绕组变压器三侧电流向量和(折算至同一电压等级)为零。它可能是一侧流入另两侧流出,也可能由两侧流入,而从第三侧流出。所以,若将任何两侧电流相加再去和第三侧电流相比较,就构成三绕组变压器的差动保护。其原理接线如图19所示。
当正常运行和外部短路时,若不平衡电流忽略不计,则流入继电器的电流为零。
即ⅰR=ⅰI2+ⅰⅡ2+ⅰⅢ2=0
当内部短路时,流入继电器的电流则为
ⅰR=ⅰI2+ⅰⅡ2+ⅰⅢ2=ΣⅰK/na
即等于各侧短路电流(二次值)的总和。
可见在正常及区外短路时,保护不会动作,而发生内部故障时,保护将灵敏动作。
为保证三绕组变压器差动保护的可靠性和灵敏性,应注意以下几点:(1)各侧电流互感器的变比应统一按变压器最大额定容量来选择。
(2)外部短路时的三绕组变压器比双绕组变压器的不平衡电流大,宜采用带制动特性的BCH-1型差动继电器,若BCH-1型仍不满足灵敏度要求,可采用二次谐波制动的差动保护,
(3)为解决实际变比与计算变比不一致而引起的不平衡电流,以保证每两侧线圈之间的平衡,对BCH-1型差动保护,应将两组平衡线圈分别接在二次电流较小的两侧。
四、主变后备保护
为了反应变压器因外部短路引起的过电流,并作为变压器本身故障的后备保护,变压器均装设过电流保护。
对于单侧电源的变压器,过电流保护的电流互感器安装在电源侧,这样当变压器内部故障且差动等快速动作的保护装置拒动时,则由过电流保护经过整定时限动作与变压器两侧的断路器。过电流保护可根据变压器容量的大小和保护装置对灵敏度的要求,采用下列方式:过电流保护,带低电压启动的过电流保护,复合电压启动的过电流保护。
1. 过电流保护
这种保护一般用于容量较小的降压变压器,保护装置的动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。
2. 带低电压起动的过电流保护
在过电流保护灵敏度不能满足要求时,可以采用低电压起动的过电流保护。 双侧电源变压器或多台并列运行的变压器,为了降低电流元件的动作值,一般均采用低电压起动的过电流保护,其动作电流可按躲过变压器的额定电流来整定。低电压继电器的动作电压值应小于正常运行情况下的最小工作电压。