變電站繼電保護與自動裝置

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1、變電站繼電保護及自動裝置一、對繼電保護的基本要求1、繼電保護及自動裝置的定義：當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如線路、變壓器、母線等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障或危及其安全運行的事件時，能夠向值班員及時發(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，以終結(jié)這些事件發(fā)展的設(shè)備。2、繼電保護的作用：（1）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運行。（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件，而動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。3、繼電保護的基本要求：（1）選擇性：保護裝置動作時僅將故障元件從電

2、力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡可能縮小，以保證系統(tǒng)中無故障部分繼續(xù)運行。即：保護裝置不該動作時就不動作（如發(fā)生在下一段線路的故障，本段的保護就不應(yīng)該動作跳閘）。（2）快速性：保護裝置應(yīng)盡快將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍。（3）靈敏性：指保護裝置在其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行時的反應(yīng)能力。（4）可靠性：在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生應(yīng)該動作的故障，保護裝置應(yīng)可靠動作，而在任何不應(yīng)動作的情況下，保護裝置不應(yīng)誤動。二、變電站繼電保護裝置的分類：1、根據(jù)保護裝置的作用，保護可分為：主保護、后備保護、輔助保護。（

3、1）主保護：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇性地切除故障的保護。（2）后備保護：當(dāng)主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護。后備保護又分為：遠后備保護：當(dāng)主保護拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。近后備保護：當(dāng)主保護或斷路器拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護來實現(xiàn)的后備保護。（3）輔助保護：為補充主保護與后備保護的性能或當(dāng)主保護與后備保護退出運行時而起作用的保護。例如：斷路器三相不一致保護、充電保護等。2、根據(jù)保護的動作原理不同，保護可分為：（1）反映電流變化的電流保護：如過流保護；（2）反映電壓變化的電壓保護：如低電壓、

4、過電壓等；（3）同時反映電流和電壓變化的保護：1）復(fù)合電壓（低電壓、負序電壓、零序電壓）閉鎖的過流保護：在電流保護的基礎(chǔ)上，加裝電壓閉鎖元件，只有電壓和電流都滿足條件時，保護才動作出口，這樣可以提高保護的靈敏度。2）距離保護：通過測量阻抗來反映故障點到保護安裝處的距離，并根據(jù)距離的遠近確定動作時間的一種保護。（4）同時反映被保護元件各側(cè)電氣量變化的快速保護：1）差動保護：是將被保護設(shè)備各側(cè)按照環(huán)流法接線形成差動回路，保護范圍內(nèi)故障，差動回路出現(xiàn)差電流時，保護動作跳閘。2）線路高頻保護：是通過某種通信通道將線路兩側(cè)的保護裝置縱向連接起來，，將各端的電氣量（如電

5、流、功率的方向等）轉(zhuǎn)化為高頻信號傳送到對端進行比較，判斷故障是否在保護范圍內(nèi)，從而決定是否動作于跳閘。高頻保護的保護范圍為本線路全長，但不能作為相鄰線路的后備保護。線路的高頻保護根據(jù)不同的動作原理又可分為：a方向高頻保護：按照比較線路兩側(cè)短路功率方向的原理構(gòu)成，以母線指向線路為正方向，以線路指向母線為反方向；在外部故障時，兩側(cè)方向相反，保護不動作，在內(nèi)部故障時，兩側(cè)方向相同，保護動作跳閘。b距離高頻保護：以方向距離元件（方向阻抗繼電器）為判別元件，通過收發(fā)信機接收和發(fā)送故障信息，進行比較。外部故障時，至少有一側(cè)保護不動作，保護閉鎖跳閘。內(nèi)部故障時，兩側(cè)保護同

6、時動作，將兩側(cè)開關(guān)跳開。高頻保護根據(jù)動作特性又分為閉鎖式及允許式。閉鎖式高頻保護在線路發(fā)生故障時，首先由啟動元件向?qū)?cè)發(fā)送閉鎖信號，當(dāng)保護正向元件動作后停止發(fā)信，收不到對側(cè)閉鎖信號同時本側(cè)保護元件動作時，保護出口跳閘。允許式高頻保護在發(fā)生故障時，保護元件動作后向?qū)?cè)發(fā)送允許信號，收到對側(cè)允許信號同時本側(cè)保護元件動作保護出口跳閘。（5）反映系統(tǒng)異常運行時出現(xiàn)的判據(jù)的保護：如零序電流、零序電壓保護等。（6）反映非電氣量的保護，如瓦斯、過溫、壓力釋放等。三、各電壓等級保護裝置配置的特點1、10kV、35kV電網(wǎng)：反映相間短路故障的一般采用過電流保護，后備保護為遠后

7、備方式。對于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)的單回線路，一般裝設(shè)帶速斷或不帶速斷的過電流保護，保護裝置采用定時限或反時限特性。對于多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，電流保護可增加方向元件。對于發(fā)電廠引出的電源聯(lián)絡(luò)線，如方向電流保護不能滿足要求，可采用簡單的距離保護；如線路很短，可采用差動保護。對于平行線路，可采用方向橫差或電流平衡保護作為主保護，以電流保護作為后備保護。對于單相接地故障，不裝設(shè)作用于跳閘的保護，只裝設(shè)反映零序電壓的信號裝置。2、110kV電網(wǎng)：當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜時，反映相間短路故障的一般應(yīng)采用三段式距離保護或電流保護，反映接地故障的采用零序電流保護。后備保護為遠后備方式。當(dāng)

8、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如多電源網(wǎng)絡(luò)，可采用帶方向的電流保護和