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1、微机保护高压输电线路保第1页，共122页，编辑于2022年，星期六目目 录录第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第二章第二章 高压输电线路保护高压输电线路保护第三章第三章 变压器保护变压器保护第四章第四章 母线保护母线保护第五章第五章 电容器保护电容器保护第六章第六章 电力系统稳定控制电力系统稳定控制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置第2页，共122页，编辑于2022年，星期六第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第一节第一节 继电保护的任务继电保护的任务 能反应电力系统故障和不正常能反应电力系统故障和不正常运行状态并作用于运行状态并作用于断路器跳闸或发断路器跳闸或发出信号出信号
2、的一种自动装置，我们称之的一种自动装置，我们称之为为继电保护装置继电保护装置。一、继电保护装置一、继电保护装置第3页，共122页，编辑于2022年，星期六二、继电保护的任务二、继电保护的任务1.有选择性地通过断路器将故障元件从系统中快速地、自动地切除，保证无故障设备继续运行，使电网损失减至最轻。2.反应电力系统的不正常工作状态，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。第4页，共122页，编辑于2022年，星期六第二节第二节 继电保护的基本原理继电保护的基本原理 电力系统各元件在正常运行时都有它的额定参数，当发生短路或不正常工作状态时，各元件的运行参数就有偏离其额
3、定值，构成对电力系统安全运行和电气设备的威胁。利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量 突变量达 到一定值 起动逻辑 控制环节发出相应的跳发出相应的跳闸脉冲或信号闸脉冲或信号第5页，共122页，编辑于2022年，星期六一、继电保护装置的组成一、继电保护装置的组成测量被保护元件工作状态的物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该动作。根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号执行逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。第6页，共122页，编辑于2022年，星期六发电机、变压器、母线和电动机等元件的继电保护，简
4、称为元件保护。电力网及电力系统中输电线路的继电保护，简称线路保护。（按按设设备备分分类类）继继电电保保护护的的分分类类 二、继电保护装置的分类二、继电保护装置的分类第7页，共122页，编辑于2022年，星期六主保护：能以最快的速度有选择性地切除故障的保护能以最快的速度有选择性地切除故障的保护后备保护：当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护，又分为近后备保护和远后备保护保护，又分为近后备保护和远后备保护。（按按作作用用分分类类）继继电电保保护护的的分分类类 辅助保护：辅助保护：为补充主保护与后备保护的性能，或当主保为补充主保护与后备保护的性能，或当主保护
5、与后备保护退出时用以切除故障的保护。护与后备保护退出时用以切除故障的保护。第8页，共122页，编辑于2022年，星期六电气量保护电气量保护（按按动动作作量量分分类类）继继电电保保护护的的分分类类 非电气量保护非电气量保护第9页，共122页，编辑于2022年，星期六三、继电保护的基本要求三、继电保护的基本要求基本要求基本要求可靠性可靠性选择性选择性快速性快速性灵敏性灵敏性第10页，共122页，编辑于2022年，星期六第三节第三节 电力系统电力系统继电保护的配置继电保护的配置主保护双重化主保护双重化阶段式后备距离双重化阶段式后备距离双重化反时限方向零序电流双重化反时限方向零序电流双重化短线保护短线
6、保护过电压保护，远方跳闸，开关过电压保护，远方跳闸，开关保护保护保护范围内任何故障保护均能保护范围内任何故障保护均能正确动作正确动作全线速动全线速动出口故障，正确动作出口故障，正确动作振荡时保护不能误动振荡时保护不能误动既能躲过最大负荷，又能在大电既能躲过最大负荷，又能在大电阻接地故障时正确动作阻接地故障时正确动作对线路保护的总体要求保护具体配置第11页，共122页，编辑于2022年，星期六目目 录录第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第二章第二章 高压输电线路保护高压输电线路保护第三章第三章 变压器保护变压器保护第四章第四章 母线保护母线保护第五章第五章 电容器保护电容器保护第六章第六章
7、电力系统稳定控制电力系统稳定控制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置第12页，共122页，编辑于2022年，星期六一、概述一、概述 有选择地、快速地、可靠地切除输、配电线路发生的各种故障。线路保护的任务（一）（一）第二章第二章 高压输电线路保护高压输电线路保护第13页，共122页，编辑于2022年，星期六1.1.过流保护过流保护 2.2.方向过流保护方向过流保护3.3.接地保护接地保护 4.4.电流电压联锁速断保护电流电压联锁速断保护5.5.距离保护距离保护 6.6.高频保护高频保护7.7.光纤差动保护光纤差动保护线路保护的种类线路保护的种类（二）（二）第14页，共122页，编辑于2
8、022年，星期六二、线路保护装置二、线路保护装置线路线路 保护装置保护装置三段过流保护装置三段过流保护装置电流电压联锁速断保护电流电压联锁速断保护电流方向保护装置电流方向保护装置距离保护装置距离保护装置高频保护装置高频保护装置光纤差动保护装置光纤差动保护装置第15页，共122页，编辑于2022年，星期六一）三段过流保护装置三段过流保护装置电流速断保护电流速断保护（段）段）定时限电流速断定时限电流速断保护（保护（段）段）定时限过流定时限过流 保护（保护（段）段）三段过流保护装置三段过流保护装置包包 括括第16页，共122页，编辑于2022年，星期六1 1、定时限过流保护、定时限过流保护 图图1
9、1 定时限过流保护定时限过流保护 为获得过流保护的选择性，各套保护装置应有不同的动作时间。若其时限用为获得过流保护的选择性，各套保护装置应有不同的动作时间。若其时限用tltl、t2t2、t3t3表示，则整定值应为表示，则整定值应为 tlt2t3 tlt2t3由此可得由此可得tl=t2+At t2=t3+Attl=t2+At t2=t3+At其中其中AtAt称为时间级差，通常取称为时间级差，通常取0.5s0.5s。第17页，共122页，编辑于2022年，星期六2 2、电流速断保护、电流速断保护为为减小电气设备的损坏程度减小电气设备的损坏程度 为为提高系统稳定性提高系统稳定性提高系统稳定性提高系统
10、稳定性 希望故障切除希望故障切除希望故障切除希望故障切除 时间越短越好时间越短越好时间越短越好时间越短越好 电流速断保护电流速断保护电流速断保护电流速断保护 第18页，共122页，编辑于2022年，星期六近后备：线路近后备：线路X-lX-l本身的主保护为速断保护和带时限速断保护，而本身的主保护为速断保护和带时限速断保护，而第三段过流保护对本线路的主保护起后备作用，故称近后备。第三段过流保护对本线路的主保护起后备作用，故称近后备。3 3、三段电流保护装置的动作过程、三段电流保护装置的动作过程 远后备：当线路远后备：当线路X-2X-2的保护或开关拒动时，线路的保护或开关拒动时，线路X-1X-1的过
11、流保护均的过流保护均可起后备作用，由于可起后备作用，由于X-1X-1的过流保护是对相邻的下一级线路的过流保护是对相邻的下一级线路X-2X-2的的保护起后备作用，故称远保护起后备作用，故称远远后备。远后备。图图2 2 三段过流保护装置及其动作时限的配合三段过流保护装置及其动作时限的配合 第19页，共122页，编辑于2022年，星期六三段电流三段电流 保保 护护 电流速断保护电流速断保护 （段）段）定时限电流速断定时限电流速断保护（保护（段）段）定时限过流定时限过流 保护（保护（段）段）动作时限动作时限 tI tI 保护范围保护范围线路线路15%15%tI=tII+AttI=tII+At 保护范围
12、保护范围线路线路X-1X-1的全部的全部线路线路X-2X-2的一部分的一部分 动作时限动作时限保护范围保护范围X-lX-l及及X-2X-2全部全部动作时限动作时限动作时限动作时限tI=z+AttI=z+At第20页，共122页，编辑于2022年，星期六二）电流电压联锁速断保护电流电压联锁速断保护图图1 1 电压速断保护的保护区电压速断保护的保护区在最小运行方式线路各点短路时，母线I上的残压 在最大运行方式线路各点短路时，母线I上的残压 继电器动作电压整定值，该直线与曲线1、2的交点，便确定了电压速断的保护范围 第21页，共122页，编辑于2022年，星期六图图2 2 低压起动电流闭锁保护装置低
13、压起动电流闭锁保护装置u电压速断保护的原理电压速断保护的原理图中2为低压起动元件图中1为电流闭锁元件采用的原因：如果采用的原因：如果DiDi点发点发 生短路或生短路或TVTV的二次侧熔断的二次侧熔断 器熔断，电压继电器都会器熔断，电压继电器都会 动作。如果只利用电压降动作。如果只利用电压降 低作为保护的动作条件，低作为保护的动作条件，保护装置将会误动。保护装置将会误动。采用电流闭锁元件后，采用电流闭锁元件后，电流继电器的动作电流按电流继电器的动作电流按 躲过最大负荷电流整定。躲过最大负荷电流整定。这样，可防止上述误动。这样，可防止上述误动。第22页，共122页，编辑于2022年，星期六三）电流
14、方向保护三）电流方向保护电流方向保护在双侧电源和环网供电中的作用1 图图1 1 双侧电源供电线路图双侧电源供电线路图图1 中：当Dl点发生短路时，流过保护2的电流是由线路指向母线，保护2不应动作；而流过保护D2的电流是由母线指向线路，保护3应该动作。这种功率的方向在图中用实箭头标出。当D2点发生短路时，流过保护2的电流是母线指向线路，保护2应动；而流过保护3的电流是由线路指向母线，保护3不应动。第23页，共122页，编辑于2022年，星期六电流方向保护原理图2 2 图图2 2 方向保护接线图方向保护接线图 图图2 2中，电流方向是通过功率方中，电流方向是通过功率方向继电器向继电器KPKP测定的
15、，如果正向短测定的，如果正向短路电流流过保护，则功率方向继路电流流过保护，则功率方向继电器接点接通，如果是区内故障，电器接点接通，如果是区内故障，则电流继电器起动，在功率方向则电流继电器起动，在功率方向继电器和电流继电器二者都动作继电器和电流继电器二者都动作的情况下保护发动作信号，使断的情况下保护发动作信号，使断路器跳闸。如果是反向短路，则路器跳闸。如果是反向短路，则即使电流继电器因流过反向电流即使电流继电器因流过反向电流而动作，但功率方向而动作，但功率方向 继电器不继电器不动作，保护被闭锁。动作，保护被闭锁。第24页，共122页，编辑于2022年，星期六四）距离保护四）距离保护反应保护安装地
16、点至故障点之间反应保护安装地点至故障点之间的距离，并根据距离的远近而确的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。定动作时限的一种保护装置。距离保护距离保护（一）（一）概念概念第25页，共122页，编辑于2022年，星期六相间距离保护的功能相间距离保护的功能是切除线路的相间短是切除线路的相间短路。路。接地距离保护和零序接地距离保护和零序电流保护用来切除占电流保护用来切除占总故障总故障90%以上的单以上的单相接地和两相接地短相接地和两相接地短路。路。距离保护距离保护分为分为相间距离保护相间距离保护接地距离保护接地距离保护第26页，共122页，编辑于2022年，星期六优点优点能正确地测量
17、故障距离，而基本上不受能正确地测量故障距离，而基本上不受系统运行方式的影响。系统运行方式的影响。缺点缺点受过渡电阻的影响较大。受过渡电阻的影响较大。接地距离保护的接地距离保护的优缺点优缺点第27页，共122页，编辑于2022年，星期六 各种距离保护在系统振荡和电压各种距离保护在系统振荡和电压互感器断线时都会误动，必须采取互感器断线时都会误动，必须采取闭锁措施。闭锁措施。注意注意第28页，共122页，编辑于2022年，星期六 由于距离保护是反应保护安装处电由于距离保护是反应保护安装处电压与线路电流的比值，即测量阻抗压与线路电流的比值，即测量阻抗而工作的，在正常运行情况下，距而工作的，在正常运行情
18、况下，距离保护感受的是工作电压和负荷电离保护感受的是工作电压和负荷电流之比即负荷阻抗。当被保护线路流之比即负荷阻抗。当被保护线路发生短路时，保护感受的电压是残发生短路时，保护感受的电压是残余电压，电流是短路电流，它们的余电压，电流是短路电流，它们的比值为短路阻抗，即从保护安装点比值为短路阻抗，即从保护安装点至线路短路处之间的线路阻抗，其至线路短路处之间的线路阻抗，其值远小于负荷阻抗，于是保护动作。值远小于负荷阻抗，于是保护动作。距离保护的基本原理距离保护的基本原理（二）（二）原原理理第29页，共122页，编辑于2022年，星期六距离保护的组成1 图图1 距离保护原理的组成元件框图距离保护原理的
19、组成元件框图 第30页，共122页，编辑于2022年，星期六距离保护的时限特性 2 图图2 2 距离保护的时限特性距离保护的时限特性 距离保护距离保护距离距离段段距离距离段段距离距离段段动作动作时限时限tItI保护保护范围范围线路线路8080 85%85%t=t=t1+Att1+At 保护保护范围范围线路线路全长的全长的125%125%动作动作时限时限保护保护范围范围本线路本线路全长及全长及下一级下一级线路的线路的一部分一部分动作动作时限时限动作动作时限时限T=T=T+AtT+At 瞬时瞬时 动作动作 第31页，共122页，编辑于2022年，星期六阻抗继电器3阻抗继电器是距离保护装置的核心元阻
20、抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是：件，其主要作用是：测量短路点到保护安装处之间的距离，测量短路点到保护安装处之间的距离，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作是否应该动作.第32页，共122页，编辑于2022年，星期六对距离保护接线方式的要求4根据距离保护的工作原理，加入继根据距离保护的工作原理，加入继电器的电压和电流应满足：电器的电压和电流应满足：继电器的测量阻抗应能准确判断故继电器的测量阻抗应能准确判断故障地点，即与故障点至保障安装处障地点，即与故障点至保障安装处的距离成正比。的距离成正比。继电器的测量阻抗应与故障类型无继电器的测量阻
21、抗应与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变关，即保护范围不随故障类型而变化。化。第33页，共122页，编辑于2022年，星期六影响距离保护正确工作的因素51电网的接线中可能具有分支电路电网的接线中可能具有分支电路2输电线路可能具有串联电容补偿输电线路可能具有串联电容补偿5短路点具有过渡电阻短路点具有过渡电阻电力系统发生振荡电力系统发生振荡在在Y/Y/接线变压器后面发生短路接线变压器后面发生短路436电流互感器和电压互感器的误差、过渡过电流互感器和电压互感器的误差、过渡过程及二次回路断线等程及二次回路断线等.因因素素第34页，共122页，编辑于2022年，星期六电压回路断线对距离保护的影响6
22、当电压互感器二次回路断当电压互感器二次回路断线时，距离保护将失去电线时，距离保护将失去电压，这时阻抗元件失去电压，这时阻抗元件失去电压而电流回路仍有负荷电压而电流回路仍有负荷电流通过，可能造成误动作。流通过，可能造成误动作。对此，在距离保护中应装对此，在距离保护中应装设断线闭锁装置。设断线闭锁装置。第35页，共122页，编辑于2022年，星期六 主要优点主要优点能满足多电能满足多电源复杂电网源复杂电网对保护动作对保护动作选择性的要选择性的要求求阻抗继电器是阻抗继电器是同时反应电压同时反应电压的降低与电流的降低与电流的增大而动作的增大而动作的，因此距离的，因此距离保护较电流保保护较电流保护有较高
23、的灵护有较高的灵敏度敏度对距离保护的评价7第36页，共122页，编辑于2022年，星期六 主要优点主要优点、段距段距离保护仍受离保护仍受系统运行方系统运行方式变化的影式变化的影响，但比电响，但比电流保护要小流保护要小些，保护区些，保护区域和灵敏度域和灵敏度比较稳定比较稳定段距离保段距离保护基本不受护基本不受运行方式的运行方式的影响影响第37页，共122页，编辑于2022年，星期六 主要缺点主要缺点不能实现全线瞬动不能实现全线瞬动.对双侧电源线路，对双侧电源线路，将有全线的将有全线的30%30%40%40%范围以第范围以第段时段时限跳闸，这对稳定限跳闸，这对稳定有较高要求的超高有较高要求的超高压
24、远距离输电系统压远距离输电系统来说是不能接受的来说是不能接受的阻抗继电器本身较阻抗继电器本身较复杂，还增设了振复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因断线闭锁装置，因此，距离保护装置此，距离保护装置调试比较麻烦，可调试比较麻烦，可靠性也相对低些靠性也相对低些第38页，共122页，编辑于2022年，星期六五）输电线路纵联保护五）输电线路纵联保护 输电线路的纵联保护，就是用输电线路的纵联保护，就是用某种通信通道某种通信通道(简称通道简称通道)将输电将输电线两端或各端线两端或各端(对于多端线路对于多端线路)的的保护装置纵向连接起来，将各端保护装置纵向连接起来，将各端的电气量的
25、电气量(电流、功率的方向等电流、功率的方向等)传送到对端，将各端的电气量进传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。决定是否切断被保护线路。纵联保护纵联保护（一）（一）概念概念第39页，共122页，编辑于2022年，星期六（二）（二）纵联保护的基本原理纵联保护的基本原理纵联保护的基本原理纵联保护的基本原理 保护原理的本质是识别系统正常和故障状态下电保护原理的本质是识别系统正常和故障状态下电气量或非电气量之间的差别，纵联保护也不例外。输气量或非电气量之间的差别，纵联保护也不例
26、外。输电线路的纵联保护就是利用线路两端的电气量在故障电线路的纵联保护就是利用线路两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成的。当线路发生区内故障与非故障时的特征差异构成的。当线路发生区内故障或区外故障时，电力线两端电流波形、功率、电流相或区外故障时，电力线两端电流波形、功率、电流相位以及两端的测量阻抗都有明显的差异，利用这些差位以及两端的测量阻抗都有明显的差异，利用这些差异就可以构成不同原理的纵联保护。异就可以构成不同原理的纵联保护。第40页，共122页，编辑于2022年，星期六两侧电流量特征1双端电源线路区内、外故障示意图双端电源线路区内、外故障示意图(a)(a)内部故障；内部故障；(b)(
27、b)外部故障外部故障1.当线路发生内部故障时，当线路发生内部故障时，图示有图示有 在故障点有较大短在故障点有较大短路电流流出路电流流出;2.2.当线路发生区外短路故障或正常运行时，线路两端电流相当线路发生区外短路故障或正常运行时，线路两端电流相量关系为量关系为 第41页，共122页，编辑于2022年，星期六两侧功率方向特征2 当线路上发生区内故障和区外故障时，输电当线路上发生区内故障和区外故障时，输电线两端的功率方向也有很大差别。令功率正方线两端的功率方向也有很大差别。令功率正方向由母线指向线路，则线路发生区内故障时，向由母线指向线路，则线路发生区内故障时，两端功率方向都由母线流向线路，两端功
28、率方两端功率方向都由母线流向线路，两端功率方向同，同为正方向；而发生区外故障时，远故向同，同为正方向；而发生区外故障时，远故障点端功率由母线流向线路，功率方向为正，障点端功率由母线流向线路，功率方向为正，近故障点端功率由线路流向母线，功率方向为近故障点端功率由线路流向母线，功率方向为负两端功率方向相反。负两端功率方向相反。第42页，共122页，编辑于2022年，星期六根据根据保护动作原理保护动作原理的不同划分：的不同划分：1 1、方向比较式纵联保护、方向比较式纵联保护2 2、纵联电流差动保护、纵联电流差动保护根据根据利用信息通道利用信息通道的不同划分：的不同划分：1 1、导引线纵联保护；、导引
29、线纵联保护；2 2、电力线载波纵联保护；、电力线载波纵联保护；3 3、微波纵联保护；、微波纵联保护；4 4、光纤纵联保护。、光纤纵联保护。（三）（三）纵联保护的分类纵联保护的分类纵联保护的分类纵联保护的分类第43页，共122页，编辑于2022年，星期六1.导引线通道；2.电力线载波通信（高频）通道；3.微波通道；4.光纤通道。（四）（四）纵联保护的通信通道的构成和特点纵联保护的通信通道的构成和特点纵联保护的通信通道的构成和特点纵联保护的通信通道的构成和特点第44页，共122页，编辑于2022年，星期六 是反应被保护线路首末两端是反应被保护线路首末两端电流的差或功率方向信号，用高电流的差或功率方
30、向信号，用高频载波将信号传输到对侧加以比频载波将信号传输到对侧加以比较而决定保护是否动作。较而决定保护是否动作。高频保护高频保护（一）（一）概念概念六）高频保护六）高频保护第45页，共122页，编辑于2022年，星期六高频保护信号逻辑图1(a)闭锁信号(b)允许信号(c)跳闸信号阻止保护动作于跳闸的信号保护动作于跳闸的必要条件收到跳闸信号是跳闸的充要条件第46页，共122页，编辑于2022年，星期六高频闭锁方向保护的基本原理 2 是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。概念概念第47页，共122页，编辑于2022年，星期六 被保护线路近短路点一侧
31、为负短路功率，向输电线路发高频波，两侧收信机收到高频波后将各自保护闭锁。区外故障区外故障第48页，共122页，编辑于2022年，星期六 线路两端的短路功率方向为正，发信机不向线路发送高频波，保护的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。区内故障区内故障第49页，共122页，编辑于2022年，星期六 在在d1d1点短路，被保护线路点短路，被保护线路ABAB两侧的起动发信机电流继电器两侧的起动发信机电流继电器1 1动作，接通发信机的功放级电源，向高频通道发信，并将方动作，接通发信机的功放级电源，向高频通道发信，并将方向高频保护闭锁。对向高频保护闭锁。对ABAB线路来说，近短路点线路来说，近短路点B
32、B侧的短路功率是侧的短路功率是负的，功率方向继电器不动作，不去停信。输电线路负的，功率方向继电器不动作，不去停信。输电线路ABAB两侧方两侧方向高频保护的收信机收到高频信号，将各自的保护闭锁，不发向高频保护的收信机收到高频信号，将各自的保护闭锁，不发出跳闸脉冲。出跳闸脉冲。区外故障第50页，共122页，编辑于2022年，星期六 被保护线路被保护线路ABAB区内故障如在区内故障如在d2d2点短路，两侧起动发信机继电点短路，两侧起动发信机继电器器1 1及起动跳闸继电器及起动跳闸继电器2 2动作，继电器动作，继电器1 1起动，向高频通道发信，起动，向高频通道发信，两侧收信机收到高频信号后，立刻将保护
33、闭锁，但两侧方向继电两侧收信机收到高频信号后，立刻将保护闭锁，但两侧方向继电器器3 3承受正方向短路功率而起动。首先停信，解除闭锁，与此同承受正方向短路功率而起动。首先停信，解除闭锁，与此同时闭锁继电器起动，发出跳闸脉冲。时闭锁继电器起动，发出跳闸脉冲。区内故障第51页，共122页，编辑于2022年，星期六高频闭锁距离保护的作用3 内部故障时能够瞬时动作，而在外部故障时具内部故障时能够瞬时动作，而在外部故障时具有不同的时限特性，起到后备保护的作用。有不同的时限特性，起到后备保护的作用。如图：假设线路两侧均采用三段式距离元件，如图：假设线路两侧均采用三段式距离元件，I I段能保护线路全长的段能保
34、护线路全长的8585，II II 段能保护线路的全长并具有足够的灵敏度，段能保护线路的全长并具有足够的灵敏度，IIIIII段作为起动元件并可作为段作为起动元件并可作为后备保护。后备保护。第52页，共122页，编辑于2022年，星期六距离部分和高频部分的配合关系4 III III段起动元件段起动元件ZIIIZIII动作时，起动发信机发出高频闭锁信号，动作时，起动发信机发出高频闭锁信号，IIII段距离元件段距离元件ZIIZII动作时则停止高频发信机。距离动作时则停止高频发信机。距离IIII段动作后一方段动作后一方面起动时间元件面起动时间元件tictic，可经一定延时后跳闸，同时还可经过一收信，可经
35、一定延时后跳闸，同时还可经过一收信闭锁触点瞬时跳闸。闭锁触点瞬时跳闸。第53页，共122页，编辑于2022年，星期六高频闭锁距离保护的动作过程5 靠近故障点的靠近故障点的B B端距离端距离IIII段不动作，不停止发段不动作，不停止发信；信；A A端端IIII段动作停止发信（正方向），但段动作停止发信（正方向），但A A端端收信机收到收信机收到B B端送来的高频闭锁信号，闭锁了端送来的高频闭锁信号，闭锁了IIII段的瞬时跳闸回路，使它只能经过段的瞬时跳闸回路，使它只能经过IIII段时间元段时间元件去跳闸，从而保证了动作的选择性。件去跳闸，从而保证了动作的选择性。注：外部故障点为注：外部故障点为d
36、2点；点；第54页，共122页，编辑于2022年，星期六 两端的起动元件动作，起动发信机，但两端的两端的起动元件动作，起动发信机，但两端的距离距离IIII段也动作，又停止了发信机。当收信机收段也动作，又停止了发信机。当收信机收不到对侧高频闭锁信号时，距离不到对侧高频闭锁信号时，距离IIII段瞬时动作段瞬时动作于跳闸。于跳闸。注：外部故障点为注：外部故障点为d1点；点；第55页，共122页，编辑于2022年，星期六 利用比较被保护元件始末端利用比较被保护元件始末端电流的大小和相位的原理来构成电流的大小和相位的原理来构成输电线路保护的。当在被保护范输电线路保护的。当在被保护范围内任一点发生故障时，
37、它都能围内任一点发生故障时，它都能瞬时切除故障。瞬时切除故障。纵联差动保护纵联差动保护（一）（一）概概念念七）七）线路纵联差动保护线路纵联差动保护第56页，共122页，编辑于2022年，星期六线路纵联差动保护原理及结论（二）（二）电网的纵联差动保护反应被保护线路首末两端电流的大小和相位，保护整条线路，全线速动。纵联差动保护原理接线如左图所示。第57页，共122页，编辑于2022年，星期六 流入差回路的电流为I2I2，即为电流互感器二次电流的差，约为零。时差动保护不会动作。正常运行及外部发生短路1 1第58页，共122页，编辑于2022年，星期六内部发生短路3 3。被保护线路内部被保护线路内部故
38、障时，流入差故障时，流入差回路的电流远大回路的电流远大于差动继电器的于差动继电器的起动电流，差动起动电流，差动继电器动作，瞬继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，时发出跳闸脉冲，断开线路两侧断断开线路两侧断路器。路器。第59页，共122页，编辑于2022年，星期六结论4 4不能作为相不能作为相邻元件的后备邻元件的后备保护保护灵敏度灵敏度很高很高保护范围保护范围 稳定稳定可以实现可以实现全线速动全线速动高频保护高频保护第60页，共122页，编辑于2022年，星期六（二）（二）横差方向保护横差方向保护保护范围保护范围是用于平行线路的保护装置，它装设于是用于平行线路的保护装置，它装设于平行线路的两侧。平行线
39、路的两侧。为双回线的全长为双回线的全长动作原理动作原理 是反应双回线路的电流及功率方向，是反应双回线路的电流及功率方向，有选择性地瞬时切除故障线路有选择性地瞬时切除故障线路.第61页，共122页，编辑于2022年，星期六正常运行及外部发生短路1 1 两线路中的电流两线路中的电流相等。两电流互感器相等。两电流互感器差回路中的电流仅为差回路中的电流仅为很小的不平衡电流，很小的不平衡电流，小于保护装置的起动小于保护装置的起动电流，电流保护不会电流，电流保护不会起动。起动。第62页，共122页，编辑于2022年，星期六内部故障时2 2 故障线路两侧的功率故障线路两侧的功率方向继电器正方向功方向继电器正
40、方向功率动作，保护装置动作，率动作，保护装置动作，跳开故障线路两跳开故障线路两侧开关。侧开关。注：横联差动方向保护主要用于平行线路.故障线路两侧的功率故障线路两侧的功率方向继电器正方向功方向继电器正方向功率动作，保护装置动作，跳率动作，保护装置动作，跳开故障线路两开故障线路两侧开关。侧开关。注：横联差动方向保护主要用于平行线路.第63页，共122页，编辑于2022年，星期六目目 录录第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第二章第二章 高压输电线路保护高压输电线路保护第三章第三章 变压器保护变压器保护第四章第四章 母线保护母线保护第五章第五章 电容器保护电容器保护第六章第六章 电力系统稳定控制电
41、力系统稳定控制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置第64页，共122页，编辑于2022年，星期六第三章第三章 变压器保护变压器保护主变压器内部故障主变压器内部故障1主变压器外部故障主变压器外部故障2主变压器不正常运行状态主变压器不正常运行状态3一、主变常见故障及不正常运行状态一、主变常见故障及不正常运行状态第65页，共122页，编辑于2022年，星期六=+差动保护双重化 二、保护配置二、保护配置第66页，共122页，编辑于2022年，星期六保护的的基本原理：保护的的基本原理：利用差动原理，将流入变压器的电流和流出变压器利用差动原理，将流入变压器的电流和流出变压器的电流进行比较（比较被
42、保护变压器两侧的电流和相的电流进行比较（比较被保护变压器两侧的电流和相位），而决定是否动作的一种保护。位），而决定是否动作的一种保护。保护范围：保护范围：变压器油箱内部的故障、变压器外部绝缘套管及引变压器油箱内部的故障、变压器外部绝缘套管及引出线上的故障（差动用电流互感器以内的设备均受到出线上的故障（差动用电流互感器以内的设备均受到保护）。保护）。三、差动保护三、差动保护第67页，共122页，编辑于2022年，星期六差动保护原理图与相量图第68页，共122页，编辑于2022年，星期六 动作电流（差动电流）：动作电流（差动电流）：制动电流制动电流 当动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性
43、曲线当动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性曲线上方时继电器动作。上方时继电器动作。变压器内部短路时变压器内部短路时 ，且，且 故继电器动作。故继电器动作。变压器外部短路时变压器外部短路时 ，且制动电流等于外部短路，且制动电流等于外部短路电流，继电器不动作。电流，继电器不动作。四、差动保护原理四、差动保护原理第69页，共122页，编辑于2022年，星期六主变瓦斯保护的基本原理：主变瓦斯保护的基本原理：反应油箱内部产生的气体或油流而动作。反应油箱内部产生的气体或油流而动作。主变瓦斯保护的作用：主变瓦斯保护的作用：反应油箱内的各种故障以及油面降低。反应油箱内的各种故障以及油面降低。五、主变
44、瓦斯保护五、主变瓦斯保护第70页，共122页，编辑于2022年，星期六励磁电流的产生：空投变压器时；区外故障切除时。过励磁保护的原理：过励磁保护是利用测量电压和频率的关系来监视变压器是否过励磁，即通过测量U/f之比实现。过励磁保护的作用：动作于跳闸。六、主变过励磁保护六、主变过励磁保护第71页，共122页，编辑于2022年，星期六阻抗保护的基本原理：阻抗保护的基本原理：等同于线路的距离保护等同于线路的距离保护阻抗保护范围阻抗保护范围：高、中压侧相对地，相间接地故障时起后备保护作用，高、中压侧相对地，相间接地故障时起后备保护作用，也可作为母线保护的后备。保护方向指向变压器。也可作为母线保护的后备
45、。保护方向指向变压器。阻抗保护的作用：阻抗保护的作用：作为变压器的后备保护并对母线故障起后备保护作为变压器的后备保护并对母线故障起后备保护作用，由本侧阻抗保护的偏移部分来实现。作用，由本侧阻抗保护的偏移部分来实现。七、阻抗保护七、阻抗保护第72页，共122页，编辑于2022年，星期六中性点零序过流保护的作用：中性点零序过流保护的作用：作为变压器接地故障的近后备和外部接地故障的远后备保护作为变压器接地故障的近后备和外部接地故障的远后备保护1.1.对高、中压侧中性点接地的三卷变压器和自耦变压器，高、中压侧各装对高、中压侧中性点接地的三卷变压器和自耦变压器，高、中压侧各装零序电流方向保护作为接地短路
46、的后备保护。零序电流方向保护作为接地短路的后备保护。2.2.在大接地电流系统中：在大接地电流系统中：中性点直接接地的变压器装设零序电流保护作为接地短路的后备保护；中性点直接接地的变压器装设零序电流保护作为接地短路的后备保护；中性点可能不接地的分级绝缘变压器需装设间隙零序电流保中性点可能不接地的分级绝缘变压器需装设间隙零序电流保护和零序过电压保护作为接地短路的后备保护；护和零序过电压保护作为接地短路的后备保护；中性点可能不接地的全绝缘变压器需装设零序过电压保护作为接地短路中性点可能不接地的全绝缘变压器需装设零序过电压保护作为接地短路的后备保护。的后备保护。八、中性点零序过流保护第73页，共122
47、页，编辑于2022年，星期六温度、压力释放保护后备保护冷却器全停保护复压过流保护过负荷保护第74页，共122页，编辑于2022年，星期六目目 录录第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第二章第二章 高压输电线路保护高压输电线路保护第三章第三章 变压器保护变压器保护第四章第四章 母线保护母线保护第五章第五章 电容器保护电容器保护第六章第六章 电力系统稳定控制电力系统稳定控制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置第75页，共122页，编辑于2022年，星期六第四章第四章 母线保护母线保护第76页，共122页，编辑于2022年，星期六主要内容1.1.母线保护的配置原则母线保护的配置原则2.2
48、.母线保护的原理母线保护的原理3.3.断路器失灵保护断路器失灵保护4.4.微机母线保护微机母线保护重重重重 点点点点1.1.母线保护的原理母线保护的原理2.2.断路器失灵保护断路器失灵保护难点母线保护的原理母线保护的原理第77页，共122页，编辑于2022年，星期六装设母线保护的基本原则装设母线保护的基本原则 一般小容量的单母线不采用专门的母线保护。一般小容量的单母线不采用专门的母线保护。在下列情况下应装设专门的母线保护：在下列情况下应装设专门的母线保护：(1)(1)在在110kV110kV及以上的双母和分段单母上及以上的双母和分段单母上 (2)(2)重要发电厂、变电站单母线。重要发电厂、变电
49、站单母线。第78页，共122页，编辑于2022年，星期六实现母线保护的基本原理实现母线保护的基本原理正常运行：母线外部故障时，母线流入的电正常运行：母线外部故障时，母线流入的电流和流出的电流相等，即：流和流出的电流相等，即：I=0I=0当母线上发生短路故障时，所有与电源点都当母线上发生短路故障时，所有与电源点都向故障点供给短路电流，向故障点供给短路电流，I=IdI=Id利用电流流入的元件和流出的元件这两者的利用电流流入的元件和流出的元件这两者的相位相反原理就可以实现母线保护。相位相反原理就可以实现母线保护。第79页，共122页，编辑于2022年，星期六完全电流差动母线保护图图1 完全电流差动母
50、线保护的完全电流差动母线保护的原理接线图原理接线图故障点对完全电流差动母线保护整定值的对完全电流差动母线保护整定值的影响：影响：1 1、躲开外部故障的时产生的最大不、躲开外部故障的时产生的最大不平衡电流平衡电流Idz.JIdz.J。2 2、由于母线差动保护电流回路的、由于母线差动保护电流回路的启动电流大于任一连接元件中最启动电流大于任一连接元件中最大的负荷电流大的负荷电流If.maxIf.max。完全电流差动母线保护的实用范围：完全电流差动母线保护的实用范围：这种保护方式适用于单母线或这种保护方式适用于单母线或双母线经常只有一组母线运行的双母线经常只有一组母线运行的情况情况 第80页，共122