變電站繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置

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1、變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置一、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求1、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的定義：當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如線(xiàn)路、變壓器、母線(xiàn)等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障或危及其安全運(yùn)行的事件時(shí)，能夠向值班員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)、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(hù)的作用：（1）自動(dòng)、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(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。3、繼電保護(hù)的基本要求：（1）選擇性：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)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(wú)故障部分繼續(xù)運(yùn)行。即：保護(hù)裝置不該動(dòng)作時(shí)就不動(dòng)作（如發(fā)生在下一段線(xiàn)路的故障，本段的保護(hù)就不應(yīng)該動(dòng)作跳閘）。（2）快速性：保護(hù)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(xiàn)路的損壞程度，縮小故障波及范圍。（3）靈敏性：指保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)的反應(yīng)能力。（4）可靠性：在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生應(yīng)該動(dòng)作的故障，保護(hù)裝置應(yīng)可靠動(dòng)作，而在任何不應(yīng)動(dòng)作的情況下，保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)。二、變電站繼電保護(hù)裝置的分類(lèi)：1、根據(jù)保護(hù)裝置的作用，保護(hù)可分為：主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)。（

3、1）主保護(hù)：為滿(mǎn)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(hù)。（2）后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來(lái)切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)又分為：遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線(xiàn)路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線(xiàn)路的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。（3）輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)與后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)與后備保護(hù)退出運(yùn)行時(shí)而起作用的保護(hù)。例如：斷路器三相不一致保護(hù)、充電保護(hù)等。2、根據(jù)保護(hù)的動(dòng)作原理不同，保護(hù)可分為：（1）反映電流變化的電流保護(hù)：如過(guò)流保護(hù)；（2）反映電壓變化的電壓保護(hù)：如低電壓、

4、過(guò)電壓等；（3）同時(shí)反映電流和電壓變化的保護(hù)：1）復(fù)合電壓（低電壓、負(fù)序電壓、零序電壓）閉鎖的過(guò)流保護(hù)：在電流保護(hù)的基礎(chǔ)上，加裝電壓閉鎖元件，只有電壓和電流都滿(mǎn)足條件時(shí)，保護(hù)才動(dòng)作出口，這樣可以提高保護(hù)的靈敏度。2）距離保護(hù)：通過(guò)測(cè)量阻抗來(lái)反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)。（4）同時(shí)反映被保護(hù)元件各側(cè)電氣量變化的快速保護(hù)：1）差動(dòng)保護(hù)：是將被保護(hù)設(shè)備各側(cè)按照環(huán)流法接線(xiàn)形成差動(dòng)回路，保護(hù)范圍內(nèi)故障，差動(dòng)回路出現(xiàn)差電流時(shí)，保護(hù)動(dòng)作跳閘。2）線(xiàn)路高頻保護(hù)：是通過(guò)某種通信通道將線(xiàn)路兩側(cè)的保護(hù)裝置縱向連接起來(lái)，，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(hào)傳送到對(duì)端進(jìn)行比較，判斷故障是否在保護(hù)范圍內(nèi)，從而決定是否動(dòng)作于跳閘。高頻保護(hù)的保護(hù)范圍為本線(xiàn)路全長(zhǎng)，但不能作為相鄰線(xiàn)路的后備保護(hù)。線(xiàn)路的高頻保護(hù)根據(jù)不同的動(dòng)作原理又可分為：a方向高頻保護(hù)：按照比較線(xiàn)路兩側(cè)短路功率方向的原理構(gòu)成，以母線(xiàn)指向線(xiàn)路為正方向，以線(xiàn)路指向母線(xiàn)為反方向；在外部故障時(shí)，兩側(cè)方向相反，保護(hù)不動(dòng)作，在內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)方向相同，保護(hù)動(dòng)作跳閘。b距離高頻保護(hù)：以方向距離元件（方向阻抗繼電器）為判別元件，通過(guò)收發(fā)信機(jī)接收和發(fā)送故障信息，進(jìn)行比較。外部故障時(shí)，至少有一側(cè)保護(hù)不動(dòng)作，保護(hù)閉鎖跳閘。內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)保護(hù)同

6、時(shí)動(dòng)作，將兩側(cè)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)。高頻保護(hù)根據(jù)動(dòng)作特性又分為閉鎖式及允許式。閉鎖式高頻保護(hù)在線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，首先由啟動(dòng)元件向?qū)?cè)發(fā)送閉鎖信號(hào)，當(dāng)保護(hù)正向元件動(dòng)作后停止發(fā)信，收不到對(duì)側(cè)閉鎖信號(hào)同時(shí)本側(cè)保護(hù)元件動(dòng)作時(shí)，保護(hù)出口跳閘。允許式高頻保護(hù)在發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)元件動(dòng)作后向?qū)?cè)發(fā)送允許信號(hào)，收到對(duì)側(cè)允許信號(hào)同時(shí)本側(cè)保護(hù)元件動(dòng)作保護(hù)出口跳閘。（5）反映系統(tǒng)異常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的判據(jù)的保護(hù)：如零序電流、零序電壓保護(hù)等。（6）反映非電氣量的保護(hù)，如瓦斯、過(guò)溫、壓力釋放等。三、各電壓等級(jí)保護(hù)裝置配置的特點(diǎn)1、10kV、35kV電網(wǎng)：反映相間短路故障的一般采用過(guò)電流保護(hù)，后備保護(hù)為遠(yuǎn)后

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