繼電保護基本知識繼電保護的作用及系統(tǒng)分類小接地電流系統(tǒng)

不接地 經(jīng)消弧線圈接地 經(jīng)高阻抗接地大接地電流系統(tǒng)

直接接地 經(jīng)低阻抗接地我國110kV以上系統(tǒng)一般采用大接地電流系統(tǒng)，而3-60kV的系統(tǒng)大部分采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)繼電保護的作用：1、出現(xiàn)故障時，給控制設(shè)備的斷路器發(fā)出跳閘信號，將發(fā)生故障的主設(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證無故障部分繼續(xù)運行。2、出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，發(fā)出信號，運行人員根據(jù)信號對不正常工作狀態(tài)進行處理，防止不正常工作狀態(tài)發(fā)展成故障而造成事故。對繼電保護的基本要求：可靠性，迅速型，選擇性，靈敏性一、中性點不接地系統(tǒng)（W相金屬性接地為例）故障相中性點電壓非故障相電壓線電壓故障電流k單相接地故障特點特點：單相接地時，線電壓對稱，不影響負荷正常工作非故障相電壓升為線電壓，對設(shè)備絕緣要求高適用范圍：500V以下的三相三線制系統(tǒng)3-10kV系統(tǒng)，接地電流IC≤

30A20-60kV系統(tǒng)，接地電流IC≤15A線路保護配置1、接地保護（1）絕緣監(jiān)察：TV的二次側(cè)一組接成星形，接三只電壓表用以測量各相對地電壓；另一組接成開口三角形，以取得零序電壓，接通信號回路，用三個相對地電壓表（判斷哪一相接地）和零序過電壓信號（發(fā)告警信號）。（2）接地選線：a、用零序電流保護：故障線路的零序電流是所有非故障元件的零序電路之和，出線多時，故障線路的零序電流比非故障線路的要大。通過零序電流互感器取零序電流，保護發(fā)出信號，有選擇性。b、零序功率方向保護：發(fā)生接地故障時，故障線路的零序電流滯后與零序電壓90度，非故障線路的零序電流超前零序電壓90度。利用故障線路與非故障線路零序功率方向不同來選擇接地線路。c、諧波選線：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時在各線路都會出現(xiàn)零序諧波電流，故障相與非故障相的M次諧波電流方向相反。2、相間保護速斷、過流、自動重合閘（后加速）一、中性點不接地系統(tǒng)一、中性點不接地系統(tǒng)2、相間保護瞬時電流速斷保護(I段):工作原理：選擇保護的動作電流大于保護區(qū)末端的最大短路電流Ik.B.max

保護范圍：⑴保護裝置不能保護本線路的全長；⑵保護范圍在受系統(tǒng)運行方式和短路類型的影響。動作時限

t1I=0s:不反應(yīng)下一線路的故障,所以動作時限不受下一線路的保護時限的牽制可瞬時動作.線路保護配置一、中性點不接地系統(tǒng)靈敏性：以保護范圍衡量，要求：

Lmax≥50%LLmin≥15%LIΙact.2QF3QF2iⅡIIΙact.1BAQF1CIⅡact.22、相間保護限時電流速斷保護(II段)工作原理：保護的保護范圍可超過本線路全長，為保證動作的選擇性須帶有一時限，且此時限的長短與保護范圍的延伸程度有關(guān)IⅡact.1＞IⅠact.2

即IⅡact.1=KrelIⅠact.2動作時限：t1Ⅱ=t2Ⅰ+△t△t=0.5s：與下一線路I段保護時間t2Ⅰ配合。靈敏度高，可保護線路全長缺點：速動性差線路保護配置一、中性點不接地系統(tǒng)l應(yīng)用：一般上述兩種保護聯(lián)合起來構(gòu)成線路的主保護，但為防止主保護拒動，應(yīng)設(shè)后備保護即定時限過電流保護。IΙact.2QF3QF2iⅡIIΙact.1BAQF1CIⅡact.2IⅡact.12、相間保護定時限過電流保護（Ⅲ段）工作原理：正常運行時流過負荷電流時保護不動，當(dāng)發(fā)生故障時保護起動，經(jīng)過保證選擇性的延時動作將故障切除。動作電流：①正常運行狀態(tài)下通過最大負荷電流不誤動②短路故障時外部故障切除后電動機自啟動電流增大時不誤動。動作時限：⑴tn=tn-1+△t⑵過電流保護的動作時限必須與該線路末端變電所母線所有出線保護中的過電流保護動作時限最長者配合。(3)電網(wǎng)終端的保護動作時限可以是瞬時或帶一很短的時限線路保護配置一、中性點不接地系統(tǒng)主保護：I段和II段保護線路的全長（2）后備保護：防止線路的主保護拒動及下一線路的保護或開關(guān)拒動（3）作為本線路的近后備和下一線路的遠后備。IΙact.2QF3QF2iⅡIIΙact.1BAQF1CIⅡact.2

舉例：第I段瞬時速斷電流保護k1點故障，要求保護3動作，所以t3＜t2k2點故障，要求保護2動作，所以t3＞t2雙側(cè)電源電網(wǎng)需要加裝方向元件以保證動作的選擇性。雙側(cè)電源電網(wǎng)或在單電源環(huán)網(wǎng)中，需在兩側(cè)加裝斷路器及保護裝置，三段式電流保護將不能保證動作的選擇性。Ak2Bk1CD123456

QF1QF2QF3QF4QF5QF6規(guī)定從母線流向線路的電流為正向電流，而從線路流向母線的電流為反向電流。當(dāng)流過保護的電流為正向電流時，保護動作，當(dāng)流過保護的電流為反向電流時，保護不動作。一、中性點不接地系統(tǒng)第Ⅰ段：當(dāng)反向短路電流大于其瞬時電流速斷動作電流時，裝設(shè)方向元件。第Ⅱ段：選擇性是靠動作電流和動作時限共同取得的。當(dāng)反向短路電流大于其動作電流或反向保護的動作時限小于本保護的動作時限時，裝設(shè)方向元件。第Ⅲ段：動作選擇性是靠動作時限保證的，所以可比較同一條母線兩側(cè)的兩個保護的動作時限，如動作時限相同，均加方向元件，動作時限不同，則動作時限短的加方向元件。

線路故障分析：1、單相接地：發(fā)接地信號，不跳閘2、相間短路（相間接地短路）：速斷或過流保護動作3、同一線路的不同名相？4、同一母線上不同線路的不同名相？TA采用不完全星形接法，且兩條線路都裝在同名相上(A、C相)，發(fā)生不同地點不同相別的兩點接地短路時，2/3的機會切除一條故障線路，且節(jié)省投資。如表所示。L1L2L1保護L2保護停電線路AAAABBBBCCCC動不動不動不動不動動動動動動動動111122一、中性點不接地系統(tǒng)L1L2故障參數(shù)特點1、正常運行或相間短路時沒有零序電壓與零序電流。2、發(fā)生單相接地時：二、中性點直接接地系統(tǒng)3、BC兩相接地說明：出現(xiàn)零序電壓和零序電流時接地故障區(qū)別于正常運行和相間短路的基本特征零序電壓和電流的分布1、故障處三相電壓不對稱程度最高，該點零序電壓最高，距離故障點越遠零序電壓越小，中性點零序電壓為零。2、接地故障零序電流的大小取決于輸電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的數(shù)目，中性點接地的變壓器臺數(shù)越多，系統(tǒng)零序阻抗越小，接地故障零序電流越大。取出零序分量用以構(gòu)成專門的接地保護----零序保護。零序電流：通過零序電流濾過器（將三相電流互感器二次側(cè)同極性端并聯(lián)）和零序電流互感器（電纜引出線）獲得。二、中性點直接接地系統(tǒng)保護配置--110kV線路保護常規(guī)配置：

相間距離I、II、Ⅲ段 接地距離I、II、Ⅲ段

(方向)零序I、II、Ⅲ、Ⅳ段 重合閘一側(cè)投檢同期一側(cè)投無壓+檢同期

為何兩側(cè)均投同期?投無壓與同期，防止無壓側(cè)偷跳后無法重合;檢無壓側(cè)負擔(dān)重，線路兩側(cè)重合方式要定期切換二、中性點直接接地系統(tǒng)特殊配置：1、雙回線的全線速斷動作原理：

2QF出口故障時，

1QF借助3QFⅢ段動作信息判斷對側(cè)2QF是否已速斷，如果2QF已速斷1QF立即跳。（相繼速動）2QF出口故障時，1QF動作條件是：本保護II段動作接到3QFⅢ段動作信息12特殊配置：2、不對稱故障的全線速斷動作原理：

不對稱故障時，微機保護檢測到非故障相負荷電流消失，說明對側(cè)已跳閘，則本側(cè)也速斷。2QF出口故障時，

1QF距離II段啟動，非故障相電流如果消失，1QF立即跳。二、中性點直接接地系統(tǒng)保護配置--110kV線路保護特殊配置：3、單側(cè)電源多級線路的全線速斷動作原理：

k1點短路時，QF1、QF2速斷跳；當(dāng)k2點（線路末端）短路時，QF1距離II段保護投前加速，則QF1、QF2皆速斷跳閘。這樣當(dāng)k3點短路時，由于在其距離II段保護范圍內(nèi)，QF1也會跳閘。所以QF1、QF3都會瞬時跳閘，然后用順序重合彌補，QF1重合后，QF3檢有壓重合，QF3如果重合于故障上再跳，這時QF1重合閘會有15S充電時間，不會再跳，QF1II段不加速。1、雙重主保護：縱聯(lián)方向+縱聯(lián)距離，要求不同原理不同廠家的產(chǎn)品。縱聯(lián)保護原理：線路兩側(cè)的保護通過通道相互聯(lián)系，在區(qū)內(nèi)故障時，實現(xiàn)兩側(cè)同時速斷。判別元件電流差動方向元件（縱聯(lián)方向）距離元件（縱聯(lián)距離）通道電力線載波微波光纖導(dǎo)引線閉鎖：正向停，反向發(fā)，收不到信號就跳閘信號允許：正向發(fā)，反向停，收到信號跳閘直跳：收到信號使保護跳閘二、中性點直接接地系統(tǒng)保護配置--220kV線路保護分類：二、中性點直接接地系統(tǒng)保護配置--220kV線路保護輸電線路阻波器：阻止本線路的高頻信號傳輸?shù)酵饩€路;工頻電流仍可順利通過.耦合電容器:與連接濾波器共同配合,將高頻信號傳輸?shù)捷旊娋€路上;使高頻收發(fā)信機與工頻高壓線路隔離.連接濾波器通過串聯(lián)諧振回路，減小其他頻率信號的干擾使高頻電流順利通過;進一步將高頻收發(fā)信機與工頻高壓線路隔離高頻電纜:連接高頻收發(fā)信機和連接濾波器高頻收發(fā)信機

發(fā)送和接受高頻信號的裝置.接地刀閘:當(dāng)檢查連接濾波器時,作為耦合電容器接地之用;放電間隙:作為線路過電壓保護用.2、雙重后備保護相間距離、接地距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段零序電流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，單相重合閘二、中性點直接接地系統(tǒng)保護配置--220kV線路保護說明：（1）主保護為雙重縱聯(lián)保護，區(qū)內(nèi)故障兩側(cè)同時速動，判別元件判斷，利用通道告訴對側(cè)，當(dāng)本側(cè)知道對側(cè)信號，兩側(cè)判斷都為正方向時啟動。如：K1短路，1、2都判別為正方向，雙側(cè)都停止發(fā)信（閉鎖信號），所以1、2都跳閘。K3短路，1判斷為正方向立刻停信，2判斷為反方向保持繼續(xù)發(fā)信（閉鎖信號），所以2不跳，保護1收到對側(cè)閉鎖信號，也不跳二、中性點直接接地系統(tǒng)保護配置--220kV線路保護說明：（1）主保護為雙重縱聯(lián)保護，區(qū)內(nèi)故障兩側(cè)同時速動，判別元件判斷，利用通道告訴對側(cè)，當(dāng)本側(cè)知道對側(cè)信號，兩側(cè)判斷都為正方向時啟動。（2）相間后備：相間距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，按階梯式整定，優(yōu)于電流保護。接地后備：①零序距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，針對接地距離零序保護靈敏度高，利用零序分量來實現(xiàn)保護。②零序電流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，零序電流可靠。其中零序Ⅲ段，按本線末有足夠的靈敏度，作為接地距離Ⅲ段的后備保護，Ⅳ段全國統(tǒng)一按<300A。零序電流很可靠，當(dāng)接地電阻高（刮風(fēng)、導(dǎo)線對樹梢放電）時，最好用零序電流的末端來切除。全相時四個靈敏段：零序Ⅰ-Ⅳ段非全相時設(shè)兩個不靈敏段瞬時動作的不靈敏I段帶延時的不靈敏II段零序電流方向保護配置全相時四個靈敏段：零序Ⅰ-Ⅳ段非全相時設(shè)兩個不靈敏段瞬時動作的不靈敏I段帶延時的不靈敏II段靈敏Ⅰ-Ⅲ段整定按理論整定Ⅰ段：（1）躲過被保護線路末端可能出現(xiàn)的最大短路電流。（2）躲過由于斷路器三相觸頭不同合閘時所出現(xiàn)的最大零序電流，同時保護裝置的動作時間大于斷路器觸頭不同合閘時的時間。當(dāng)采用單重和綜重時，出現(xiàn)非全相運行，此時又振蕩，零序要誤動。但是要躲過振蕩，整定值提高，保護范圍縮小。設(shè)置兩個Ⅰ段：靈敏Ⅰ段按（1）（2）原則整定，定值低，靈敏度高，保護全相運行狀態(tài)下出現(xiàn)的接地故障，在單相重合閘時閉鎖，帶延時。投入不靈敏Ⅰ段，按躲開非全相振蕩的零序整定，定值大，靈敏度低，用來保護非全相運行下的接地故障，可實現(xiàn)快速切除重合或手合于嚴重接地故障，帶延時的不靈敏II段：不靈敏II段：①與下一線路的零序Ⅰ段配合，如果靈敏度不高，在正常運行方式和最大運行方式下一較短延時切除本線路上的接地故障，保留；靈敏II段：