繼電保護(hù)基本知識(shí)

培訓(xùn)教程

2019年11月整理課件第一章繼電保護(hù)的基本概念

第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用第二節(jié)繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)裝置的組成第三節(jié)對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求

整理課件第一節(jié)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用

一、電力系統(tǒng)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的故障：三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路、斷線、變壓器繞組匝間短路、復(fù)合故障等。不正常運(yùn)行狀態(tài)：小接地電流系統(tǒng)的單相接地、過負(fù)荷、變壓器過熱、系統(tǒng)振蕩、電壓升高、頻率降低等。整理課件二、發(fā)生故障可能引起的后果

1、故障點(diǎn)通過很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障設(shè)備燒壞；

2、系統(tǒng)中設(shè)備，在通過短路電流時(shí)所產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力使設(shè)備縮短使用壽命；

3、因電壓降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品質(zhì)量；破壞系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。

事故事故：指系統(tǒng)的全部或部分的正常運(yùn)行遭到破壞，以致造成對(duì)用戶的停止送電、少送電、電能質(zhì)量變壞到不能容許的程度，甚至毀壞設(shè)備等等。整理課件三、繼電保護(hù)裝置及其任務(wù)

繼電保護(hù)裝置：就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。

返回基本任務(wù)：

1、發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件（設(shè)備）從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。

2、對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài)，為保證選擇性，一般要求保護(hù)經(jīng)過一定的延時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（如有無經(jīng)常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)（減負(fù)荷或跳閘），且能與自動(dòng)重合閘相配合。整理課件

第二節(jié)

繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)

裝置的組成

繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)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(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理。如發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，一般負(fù)序和零序都較大，根據(jù)這些分量的是否存在可以構(gòu)成零序保護(hù)和負(fù)序保護(hù)，增加保護(hù)的選擇性和靈敏性。也有其他的物理量，如反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成瓦斯保護(hù)；反應(yīng)于電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高而構(gòu)成過負(fù)荷保護(hù)等。

一、繼電保護(hù)的基本原理整理課件

二、繼電保護(hù)裝置的組成

繼電保護(hù)一般由三個(gè)部分組成:測(cè)量部分（或定值整定）、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結(jié)構(gòu)如下圖所示：測(cè)量被保護(hù)元件工作狀態(tài)的物理量，并和已給的整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動(dòng)。根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小，性質(zhì)，出現(xiàn)的順序等，使保護(hù)裝置按一定的邏輯程序工作，最后傳到執(zhí)行部分。根據(jù)邏輯部分送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如發(fā)出信號(hào)，跳閘或不動(dòng)作等。整理課件

三、繼電保護(hù)裝置的硬件部分

繼電保護(hù)裝置的硬件回路主要有五部分組成：1、交流回路：采集交流模擬量；2、開入量部分：采集各類狀態(tài)量，如開關(guān)量、非電量信號(hào)、閉鎖信號(hào)等；3、開出部分：提供跳閘信號(hào)、告警信號(hào)及其他輸出信號(hào)；4、CPU：保護(hù)裝置的核心部分，由中央處理器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器、時(shí)鐘器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)傳輸、開入開出光隔回路、通訊回路等組成，負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析、發(fā)送指令等；5、電源部分：提供220V、5V、24V/16V等工作電源。整理課件第三節(jié)對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求

可靠性選擇性靈敏性速動(dòng)性整理課件一、可靠性

可靠性是指保護(hù)該動(dòng)體時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作。不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。整理課件二、選擇性

選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。為保證對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)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(shù)及動(dòng)作時(shí)間，在一般情況下應(yīng)相互配合。整理課件三、靈敏性

靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，各類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。整理課件四、速動(dòng)性

速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障，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，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)(如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù))、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來提高速動(dòng)性。整理課件第二章常規(guī)保護(hù)簡(jiǎn)介

整理課件電流保護(hù)按照短路故障點(diǎn)距離保護(hù)源的距離長(zhǎng)短，通常將電流保護(hù)分為三段，即速斷電流保護(hù)、過電流保護(hù)、后備電流保護(hù)。電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘，速斷電流保護(hù)一般為無時(shí)限保護(hù)，其他電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可通過定值進(jìn)行整定。整理課件變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)分為主保護(hù)與后備保護(hù)兩大類。主保護(hù)主要反映變壓器內(nèi)部故障；后備保護(hù)反映變壓器外部線路的故障。變壓器主保護(hù)主要由差動(dòng)保護(hù)和非電量保護(hù)組成。差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障、高壓側(cè)單相接地短路及匝間、層間短路故障；保護(hù)采用二次諧波制動(dòng)，用以躲過變壓器空投時(shí)勵(lì)磁涌流造成的保護(hù)誤動(dòng)。整理課件比率差動(dòng)保護(hù)用以躲過穿越型故障而設(shè)置。變壓器外部設(shè)備故障時(shí)，流入變壓器的電流包括負(fù)荷電流和故障電流，這個(gè)電流稱為穿越性電流，此時(shí)，變壓器的差動(dòng)動(dòng)作電流會(huì)隨著穿越電流的大小成比率變化，躲過穿越電流的沖擊，防止變壓器誤動(dòng)作。變壓器非電量保護(hù)主要包括：瓦斯保護(hù)、繞組溫度保護(hù)、油溫保護(hù)、油位保護(hù)、壓力釋放、冷控失電等。整理課件重合閘當(dāng)斷路器動(dòng)作于瞬間故障時(shí)，為減少不必要的停電事故，引入了重合閘。重合閘動(dòng)作后，如果故障為永久性故障，則進(jìn)行后加速跳閘，重合閘不再動(dòng)作，稱為一次重合閘。重合閘適用于架空線路，對(duì)埋入電纜溝的線路，一般不設(shè)置。整理課件零序保護(hù)中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地短路電流很大，這種系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)。一般110kv及以上的系統(tǒng)采用大電流接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于不構(gòu)成短路回路，接地短路電流比負(fù)荷電流小很多，這種系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障后，就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電氣量構(gòu)成保護(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱為零序保護(hù)。過電流保護(hù)雖然也能反映接地短路，但靈敏度較低，保護(hù)時(shí)限較長(zhǎng)。采用零序保護(hù)就可克服此不足，這是因?yàn)橄到y(tǒng)正常運(yùn)行和發(fā)生相間短路時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)零序電流和零序電壓．因此零序保護(hù)的動(dòng)作電流可以整定得較小，這有利于提高其靈敏度。對(duì)于小電流接地系統(tǒng)，因?yàn)槠浒l(fā)生接地故障時(shí)，產(chǎn)生的零序電流很小，干擾大，常造成誤判或漏判，為解決這一難題，引入了小電流接地選線的概念。整理課件電壓保護(hù)系統(tǒng)電壓過高或過低（欠壓或失壓）都會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，于是設(shè)置了過電壓或低電壓保護(hù)，視故障對(duì)電氣設(shè)備的危害大小來決定是否動(dòng)作于跳閘。在電容器保護(hù)中，低電壓用來防止電源跳閘后，重投電源時(shí)電容器未放完電而引起的過電壓。在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中，當(dāng)母線電壓短時(shí)中斷時(shí)，一些不允許或不需要自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)必須從電網(wǎng)中斷開；當(dāng)母線電壓過低時(shí)，需要按電動(dòng)機(jī)的重要程度分步切除，保證重要電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。整理課件第三章繼電保護(hù)事故類型及處理原則整理課件一、繼電保護(hù)事故的類型1定值的問題2裝置元器件的損壞3保護(hù)裝置程序有問題4自然因素引起的故障5接線錯(cuò)誤6抗干擾性能差7震動(dòng)引起的故障整理課件8誤碰與誤操作引起事故9工作電源的問題10TV、TA及其二次回路的問題11其他二次回路的問題12保護(hù)性能問題13設(shè)計(jì)問題整理課件定值問題整定計(jì)算錯(cuò)誤繼電保護(hù)設(shè)備更新較快，由于設(shè)備廠家提供的技術(shù)資料不全，在設(shè)備特性尚未被人們掌握透徹的情況下，繼電保護(hù)的定制不容易計(jì)算。由于電力系統(tǒng)的參數(shù)或元器件的參數(shù)的標(biāo)稱值與實(shí)際值有差別，有時(shí)兩者的差別比較大，則以標(biāo)稱值算出的定制較不準(zhǔn)確人為整定的錯(cuò)誤參數(shù)錯(cuò)誤，定值整定錯(cuò)誤，例如：電流值輸入時(shí)變大或變小，時(shí)間值輸入變長(zhǎng)或變短互感器變比設(shè)置錯(cuò)誤，例如：主變差動(dòng)、母線差動(dòng)保護(hù)、線路保護(hù)變比設(shè)置錯(cuò)誤臨時(shí)定值校驗(yàn)后不恢復(fù)，例如：保護(hù)電流整定值較大，而校驗(yàn)議電流無法升到，校驗(yàn)人員只能將保護(hù)定值改小后進(jìn)行試驗(yàn)，校驗(yàn)工作結(jié)束，忘記改回保護(hù)定值整理課件裝置元器件的損壞保護(hù)裝置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換插件損壞，零漂變大，造成誤動(dòng)保護(hù)裝置保護(hù)插件與管理插件同時(shí)故障，引起誤出口保護(hù)裝置內(nèi)部硬件損壞，造成采樣異常，產(chǎn)生差流，保護(hù)誤動(dòng)作保護(hù)裝置CPU插件中的RAM芯片故障，引起CPU上的啟動(dòng)繼電器和出口繼電器同時(shí)動(dòng)作，導(dǎo)致保護(hù)裝置出口跳閘整理課件保護(hù)裝置程序有問題保護(hù)裝置發(fā)生死機(jī)，引起保護(hù)拒動(dòng)保護(hù)裝置通信模塊的CPU程序錯(cuò)誤，引發(fā)保護(hù)與監(jiān)控的通信時(shí)斷時(shí)通，引起保護(hù)異常保護(hù)裝置CPU程序版本太低，引起保護(hù)頻繁啟動(dòng)保護(hù)裝置CPU保護(hù)軟件故障，致使故障檢測(cè)邏輯判斷失誤，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)保護(hù)裝置整定模式與內(nèi)部邏輯判斷出錯(cuò)整理課件自然因素引起的故障惡劣天氣中，雷擊、大風(fēng)、大雨、大雪、冰凍等也能造成保護(hù)誤動(dòng)作，斷路器跳閘。嚴(yán)重時(shí)可能引起線路斷線、電塔倒塌等事故整理課件接線錯(cuò)誤電流互感器接線錯(cuò)誤，極性接反，相位接錯(cuò)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)跳閘二次接線端子排裝配錯(cuò)誤，跳閘正電源和跳閘出口線、輔助觸點(diǎn)線兩個(gè)端子間沒有隔離，引起保護(hù)誤動(dòng)作廠家接線工藝的質(zhì)量較差整理課件抗干擾性能差外部干擾信號(hào)引發(fā)事故電焊機(jī)干擾引發(fā)事故，現(xiàn)場(chǎng)電焊機(jī)的干擾問題不容忽視，在運(yùn)行設(shè)備周圍進(jìn)行氬弧焊焊接時(shí)，高頻信號(hào)會(huì)感應(yīng)到保護(hù)電纜上，是保護(hù)動(dòng)作跳閘整理課件振動(dòng)引起的故障振動(dòng)導(dǎo)致TA斷線振動(dòng)導(dǎo)致出口繼電器誤動(dòng)作整理課件誤碰與誤操作引起的事故電流二次回路連片斷裂聯(lián)跳回路未斷開誤投跳閘出口壓板引發(fā)事故導(dǎo)線線頭碰殼，未將解開的線頭進(jìn)行包扎，導(dǎo)致線頭碰殼，引起電流二次回路兩點(diǎn)接地，引起誤跳帶負(fù)荷試驗(yàn)操作錯(cuò)誤整理課件工作電源的問題直流電源消失引起保護(hù)拒動(dòng)母線壓變直流控制電源消失引起保護(hù)誤動(dòng)直流電源短路接地，引起保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)直流絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能惡化直流熔絲或直流空開的配置問題查找直流接地誤拉直流開關(guān)引發(fā)事故整理課件TV、TA及其二次回路的問題線路TV空氣小開關(guān)機(jī)械部分缺陷導(dǎo)致接觸不良造成斷路器跳閘電壓切換接點(diǎn)接觸不良造成距離保護(hù)保護(hù)動(dòng)作出口TA飽和造成10%誤差特性曲線不滿足要求、二次接線錯(cuò)誤等造成保護(hù)出口整理課件其他二次回路問題開斷路器關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)接觸不良儲(chǔ)能輔助開關(guān)接觸不良輔助開關(guān)部分觸電非正常變位整理課件保護(hù)性能的問題保護(hù)電壓回路存在缺陷保護(hù)誤判整理課件設(shè)計(jì)問題隨著危機(jī)保護(hù)的大量應(yīng)用，有些保護(hù)裝置的保護(hù)原理設(shè)計(jì)不符合現(xiàn)場(chǎng)需求，成為引起事故的一個(gè)重要因素整理課件二、繼電保護(hù)事故的預(yù)防繼電保護(hù)事故預(yù)防原則：安全第一、預(yù)防為主。繼電保護(hù)工作要立足于全過程管理理念，在選型配置、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行、技改反措個(gè)環(huán)節(jié)，認(rèn)真執(zhí)行繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書、驗(yàn)收規(guī)范、校驗(yàn)規(guī)程、運(yùn)行管理規(guī)程、現(xiàn)場(chǎng)工作保安規(guī)定、反事故措施等，安全、技術(shù)、管理措施。整理課件防止誤碰運(yùn)行設(shè)備防止繼電保護(hù)的誤接線防止繼電保護(hù)的誤整定防止繼電保護(hù)的誤校驗(yàn)防止繼電保護(hù)配置引發(fā)事故整理課件三、繼電保護(hù)事故處理的基本原則1.繼電保護(hù)事故處理的基本思路（1）正確利用故障信息判斷故障：

1）利用保護(hù)、監(jiān)控信息判明故障點(diǎn)；

2）利用故障錄波裝置信息判明故障點(diǎn)；有些繼電保護(hù)事故發(fā)生后，按照現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)指示無法找到故障原因，要充分利用故障錄波和時(shí)間記錄、故障錄波圖形來判斷事故原因，根據(jù)有用的信息做出正確的判斷和解決問題的關(guān)鍵。

3）利用一次信息判明故障點(diǎn)：在無法分清一次系統(tǒng)故障還是繼電保護(hù)等二次設(shè)備誤動(dòng)作的前提下，最簡(jiǎn)單的辦法就是一次、二次方面同時(shí)展開工作。（2）運(yùn)用逆序思維法查找故障如果利用微機(jī)保護(hù)事件記錄和故障錄波不能在短時(shí)間內(nèi)找到事故發(fā)生的根源時(shí)，應(yīng)注意從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā)，逆向思維，一級(jí)一級(jí)往前查找，直到找到根源為止。這種逐級(jí)逆序思維檢查的方法程勇在保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象時(shí)。（3）運(yùn)用順序思維法查找故障按直流回路、一次設(shè)備的性能、電流和電壓回路、二次切換回路、閉鎖回路、跳閘回路、逆變電源性能測(cè)試、外部檢查、絕緣檢測(cè)、定值復(fù)核、開關(guān)量檢查、保護(hù)功能檢查、整組傳動(dòng)試驗(yàn)等順序進(jìn)行。順序檢查法常用于繼電保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)或者保護(hù)邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤的事故處理中。整理課件2.繼電保護(hù)事故處理的基本方法（1）一般程序法

1）設(shè)備發(fā)生事故時(shí)，立即清楚、準(zhǔn)確的向值班調(diào)度員、上級(jí)主管領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門匯報(bào)。

2）做好故障設(shè)備的安全隔離措施，通知檢修人員處理。

3）進(jìn)行善后處理工作，包括事故現(xiàn)場(chǎng)及處理過程的詳細(xì)記錄，斷路器故障跳閘及繼電保護(hù)動(dòng)作情況的記錄等。（2）感官檢查法感官檢查法就是利用人的感官（眼看、耳聽、手摸、鼻聞）檢查電器設(shè)備故障，常采用順藤摸瓜的檢查方式到故障原因及所在部位，是最簡(jiǎn)單、最常用的一種方式。（3）分割法（拉路實(shí)驗(yàn)法）分割法是把電氣相連的有關(guān)部分進(jìn)行切割分區(qū)，逐步將有故障的部位與正常的部位分離開，準(zhǔn)確查出具體故障的方法，