供电系统保护详解.docx

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1、一、35KV 线路保护线路保护具有以下功能:1电流速断保护包括纵差保护。电流速断保护按被保护设备的短路电2过电流保护包括方向过电流保护。过电流保护一般分为定时限与反时限过流保护,电流速断保护,中性点不接地系统的单相接地保护。由电流继电器,时间继电器和信号继电器组成,电流互感器和电流继电器组成测量元件,用来推断通过线路电流是否超过标准,时间继电器为延时元件,它以适当的延时来保证装置动作有选择性,信号继电器用来发出保护动作信号。正常运行时,电流继电器和时间继电器的触点都是断开的,当被保护区故障或电流过大时, 电流继电器动作,通过其触点启动时间继电器,经过预定的延时后,时间继电器触点闭合, 将断路器

2、跳闸线圈接通,断路器跳闸,故障线路被切除,同时启动了信号继电器,信号牌掉 下,并接通灯光或音响信号。电流一过某个值就动作电磁式:将电流接入继电器线圈,电流越大安匝越大磁通越大吸合衔铁力越大,大于设定的弹簧阻力时吸合动作.电子式:电流在固定电阻上产生压降,经比较电路,信号放大,出口动作流整定,当短路电流超过整定值时,侧保护装置动作,断路器跳闸,电流速断保护一 般没有时限,不能保护线路全长为避开失去选择性,即存在保护的死区为抑制此缺陷, 常承受略带时限的电流速断保护以保护线路全长时限速断的保护范围不仅包括线路全长, 而深入到相邻线路的无时限保护的一局部, 其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差

3、微机式:小CT 二次变换,模数转换,进CPU,按程序比较定值,CPU 发动作指令,出口继电器动作(3) 过负荷保护。负荷电流,在大多数状况下,都是三相对称的,故过负荷保护只要接入一相电流,电流继电器来实现,并进过肯定的延时作用于信号。选择保护安装在哪一侧时,要考虑它能够反映变压器全部各侧线圈 过负荷状况。4低周波减载。发电厂需要这些保护.80-90 年月以前,我们国家的变配电所主要是载波通讯.特地有校时装置.主要是保证各电网间的周波保持全都.目前用的是GPS 授时.保证并网时周波全都.当电网负荷过大时,发电时机因超负荷导致转速下降,电网的频率发生向下波动,甚至停机的重大事故.为了电厂的正常供电

4、就必需有上面的保护.固然这些保护在输变站.当电网周波偏低时,切除不重要的用电负荷叫减载.电网的周波数上升是靠发电站自动调整.一般来说,周波数的下降和用电负荷过重,及发电力量缺乏有关.低周减载装置是特地监测系统频率的保护装置。当电压大于整定值、电流大于整定值时, 系统负荷过重,频率下降。下降的速度滑差小于整定值,当频率下降到整定值时出口就动作,投了低周保护压扳出口的开关就会被跳掉,甩掉局部系统负荷,保证系统正常运行。低周减载保护有个滑差闭锁,假设系统频率不是均匀变化,开头时频率下降比较快,超过滑差闭锁定值,那么低周减载保护被闭锁二、主变压器保护主保护差动保护和瓦斯保护共同组成变压器的主保护。变压

5、器的保护有本体保护主保护和后备保护。其中本体保护有重瓦斯保护、轻瓦斯保护、油温过高、压力释放等。这些保护可以作用于信号和驱动断路器跳闸。另外重瓦斯保护、压力释放和变压器差动保护一起作为变压器主保护。差动保护作为变压器内部以及套管引出线相间短路的保护以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护,同时对变压器内部绕组的匝间短路也能反响。瓦斯保护能反响变压器内部的绕组相间短路、中性点直接地系统侧的单相接地短路、绕组匝间短路、铁芯或其它部件过热或漏油等各种故障。由上可以看出,差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反响,且当绕组匝间短路时短路匝数很少时,也可能反响不出。而瓦斯保护虽然能

6、反响变压器油箱内部的各种故障,但对于套管引出线的故障无法反响, 因此,通过瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。后备保护 后备保护是主保护或断路器拒动时,用来切除故障的保护.可以分为近后备和远后备两中变压器后备保护则有一般有零序保护、过流保护、过负荷保护,中性点间隙保护等. 远后备保护是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护 近后备保护是当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备的保护:当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现后备保护 。后备保护分为两种:1.近后备保护:本段线路末端,1 段保护涉及不到的区域,由2 段来跳闸;2.远后备保护:承受相

7、邻线路或下一段线路的断路器跳闸,经过两个延时的时限,也称 3 段保护。非电量保护非电量保护 ,顾名思义就是指由非电气量反映的故障动作或发信的保护, 一般是指保护的判据不是电量电流、电压、频率、阻抗等,而是非电量,如瓦斯 保护通过油速整定、温度保护通过温度凹凸、防暴保护压力、防火保护通过火灾探头等、超速保护速度整定等。纵联差动保护非电量保护可对输入的非电量接点进展SOE 记录和保护报文记录并上传, 主要包括本体重瓦斯、调变重瓦斯、压力释放、冷控失电、本体轻瓦斯、调变轻瓦斯、 油温过高等,经压板直接出口跳闸或发信报警。对于冷控失电,可选择是否经本装置 延时出口跳闸,最长延时可达 300 分钟。还可

8、选择是否经油温过高非电量闭锁,投入时只有在外部非电量油温过高输入接点闭合时才开放冷控失电跳闸功能。带比率制动的纵差保护及差动速断保护。承受差动继电器作保护的测量元件, 用来比较被保护元件各端电流的大小和相位之差,从而推断保护区内是否发生短路。由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作, 不存在与系统中相邻元件保护的选择性协作问题,因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路,这是它的贵重优 点。但是,为了构成纵联差动保护装置,必需在被保护元件各端装设电流互感器,并将它们的二次线圈用关心导线连接起来, 接差动继电器。由于受关心导线条件的限制, 纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上,对于发电机、变压器

9、及母线等,则可广泛承受纵联差动保护实现主保护。复合电压启动过流保护,第一时限跳母联开关,其次时限跳主变凹凸压侧开关。过负荷保护。重瓦斯、轻瓦斯保护。有载重瓦斯保护。零序电压保护。1.中性点直接接地运行时的零序保护变压器零序保护由零序电流保护组成,电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。为提高牢靠性和满足选择性,变压器中性点均配置两段式零序电流保护,每段均设置两个延时。零序保护 I 段的动作电流延时 t1 和 t2 与相邻元件单相接地保护 I 段相协作。一般取t1=0.51.Os,而取 t2=t1+t 为时限阶段。零序保护 I 段以 t1 延时动作于母线解列, 以缩小故障影响范围;动作后仍不

10、能消退故障,再以t2 延时动作于发变组解列灭磁。设置 I 段的目的主要是应付母线及其四周的短路,因这类故障对电力系统影响特别严峻,应尽快切除。零序保护段的动作电流及相应的延时t3 和 t4 与相邻元件零序保护的后备段相协作,而t4=t3+t。t3 作用于母线解列,t4 作用于解列灭磁。为防止变压器与系统并列之前,在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器, 零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的关心触点闭锁。2.主变中性点不接地运行时的零序保护22OKV 及以上的大型变压器高压绕组均承受分级绝缘,绝缘水平偏低,例如220kV 变压器中性点冲击耐压为 400kV,l0 min;工

11、频耐压为 200kV。主变不接地运行时,单相接地故障引起的工频过电压将超过变压器中性点绝缘水平。如 220kV 主变最高工作电压为 242kV,而其中性点不能长时间耐受242/3=140kV 的稳态电压,同时暂态电压值可能高达 252kV取暂态系数为 1.8,超过了工频过电压允许值 200kV,这时中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。避雷器按冲击过电压设计,热容量小,在工频过电 压下放电后不能灭弧,将造成避雷器爆炸。另外在系统故障引起断路器非全相跳、合 闸时,假设发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值,甚至引起 避雷器爆炸。对此,前述零序保护往往不能起到保护作用,故目前在变

12、压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。但由于放电间隙是一种比较粗糙的保护,受外界环境状 况变化的影响较大,并不行靠,且放电时间不能允许过长。因此又装设了特地的零序 电流电压保护,其任务是准时切除变压器,防止间隙长时间放电,并作为放电间隙拒 动的后备。零序电压元件的输入取自相应的母线电压互感器的开口三角形,用于反响单相接地时 的零序过电压,间隙零序电流元件的输入取自放电间隙对地连线的电流互感器,用于 反响间隙放电电流。单相接地后,假设放电间隙未动,则零序电压元件3Uo动作,经延时 t一般取 t0.5s动作于解列灭磁,切除变压器;假设间隙零序电流元件(3Io)动作, 则瞬时动作于解列灭磁。零序电

13、压元件3U。的动作电压应低于变压器中性点绝缘耐压水平,但在电力系统中单相接地且不失去接地中性点的状况下,保护装置不应动作。定值需经过计算,一般电压互感器二次侧电压为 150180V=23。间隙零序电流元件3I。的动作电流,依据放电电流的阅历数据整定,一般一次动作电流取为 100A。过电压继电器,用作变压器中性点过电压保护元件;过电流继电器用作变压器中性点过电 流保护元件。7PT 断线保护。PT 是电压互感器的英文符号,PT 断线最主要的是其保护熔断器烧断。缘由主要是二次侧过载、绝缘下降或短路造成的。PT 断线还可能是安装方面的问题,假设 PT 引线安装位置不正确或固定不行靠, 工作时可能受到电

14、磁力矩的作用,而由于 PT 引线所受的都是方向交变的电磁力的作用,时间一长,引线就简洁由于疲乏而断裂。主变温度报警。三、10KV 线路保护线路保护具有以下功能:电流速断保护。过电流保护。过负荷保护。低周波减载。三、10KV 电容器保护电容器保护具有以下功能:电流速断保护。过电流保护。过电压保护。欠电压保护。零序电压保护。三相电流平衡时,没有零序电流,不平衡时产生零序电流,零序保护就是用零序互感器采集零序电流,当零序电流超过肯定值综保中设定,综保接触器吸合,断开电路。零序、正序、负序是进展电路分析时人为的将要分析的量分 解成三个重量。一般同一个回路的导线全部穿过同一个电流互感器也叫零序互感器时,

15、互感器的次级没有输出,也就是该回路零序电流为零。当线路消灭漏 电时漏电发生在互感器以下 ,穿过互感器的电流矢量和不再为零,互感器次级就会有输出电流,利用这个原理可以进展漏电保护。四、开关柜“五防”电力系统中的五防是指:防止误分、合断路器。防止带负荷分、合隔离开关。防止带电挂合接地线接地开关。防止带接地线接地开关合断路器隔离开关。防止误入带电间隔。五、消弧消谐消弧线圈主要是由带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成,它们被放在布满变压器油的油箱内。绕组的电阻很小,电抗很大。消弧线圈的电感可用转变接入绕组的匝数加以调整。在正 常运行状态下,由于系统中性点的电压是三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧线圈

16、的 电流也很小,电弧可能自动熄灭。 一般承受过补偿方式,就是电感电流略大于电容电流消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈。它接于变压器或发电机的中性点与大地之间,构成消 弧线圈接地系统。正常运行时,消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧 性接地时,中性点电位将上升到相电压,这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容 性故障电流相互抵消,使故障电流得到补偿,补偿后的剩余电流变得很小,缺乏以维持电弧, 从而自行熄灭。这样,就可使接地快速消退而不致引起过电压。消弧指一次消弧,当系统发生非金属性接地弧光接地时,将引起另外两相电压上升,最高可达 3.5Un,威逼其他电气设备运行。此时消弧掌握器将

17、接地相的真空接触器接通,使接地相直接与大地接通,马上弧光接地转化为金属性接地,可以将过电压限制在1.732Un,同 时使电弧熄灭。消协是对二次回路消退谐波,主要是安装在PT 二次回路的大电阻吸取二次谐波PT 断线、系统接地、母线失压的判据2023-09-09 16:141 引言目前在我局的 110kV 变电站二次系统中承受的推断 PT 断线、系统接地、母线失压的判据都是由 PT 引出的,但是由于 PT 是通过二次电压来反响系统运行状态,因此很难真实地把一次设备运行状况反映出来,常常使我们的运行人员或保护装置误判,造成运行人员一些不必要操作或保护装置误动,严峻地危害着电力系统的安全运行。2PT

18、的根本学问2.1PT 的主要用途(1) 将二次回路与高压的一次回路隔离开(2) 不管其一次额定电压的大小如何,都可得到标准的二次电压2.2PT 的接线方式电力系统的 PT 接线一般有星形接线、不完全三角形接线、开口三角接线三种方式,但在我局的变电站中,为了取得开口电压而普遍承受开口三角接线即承受单相 PT 组合或直接用三相五柱式 PT。PT 一次线圈接成星形,二次主线圈接成星形,关心线圈接成开口三角形。如图 1,负荷分别接在 an、bn、cn 和开口 mn 端子上,mn 端子上的电压与一次系统的三倍零序电压成正比,即3 判据分析3.1 PT 断线PT 断线一般分为 PT 一次断线和二次断线,无

19、论哪一侧断线都能使 PT 二次电压特别,使运行人员对设备运行状况错误分析,更为严峻的是造成保护及备投等自动装置误动。3.1.1 PT 断线时现象分析当仅 PT 一次断线时,分两种状况:一是全部断线,此时二次电压全无,开口亦无电压。二是不全部断线即只有一相断线或两相断线,此时对应相二次无相电压,不断线相二次相电压不变,开口三角有电压。当仅 PT 二次断线时,PT 开口三角无电压,断线相相电压为 0。3.1.2PT 断线判据分析(1) 开口电压和相电压综合判别法:即开口无电压和相电压不平衡时就判为断线。这是一般 PT 断线继电器所承受的方法,局限在于当发生 PT 一次断线时不能正确地作出推断,以致

20、于保护得不到准时的闭锁而误动。(2) 进线有流和 PT 二次无电压的判别法:这主要针对 PT 三相断线而承受的一种判别法,广泛用于 110kV 变电站的备用电源自投装置。其优点在于通过 PT 和 CT 两种元件来判别,突破了传统的仅靠 PT 二次电压的特别来推断 PT 断线的做法,具有较大的推广价值。但是,从我局玉涵变微机备自投装置运行状况看, 还具有肯定的局限性。问题出在推断进线有流定值的太大和 PT 二次保险承受的是三相保险(只要一相有特别三相全跳),结果 PT 断线时三相全无压,备投装置不能牢靠闭锁造成误动。解决的方法是承受三个单相保险,降低 PT 三相保险一起熔断的几率。其次是尽量压低

21、检进线有流的定值(此定值不能无限减小,否则由于微机备投零漂的存在,造成 BZT 拒动,后果更为严峻)。(3) 进线有流、开口电压、三相电压计算的综合判别法。此判据在微机保护中有广泛的应用价值,利用 CPU 的计算功能通过三相电压计算得零序电压,规律如图 2。此种判据最大限度把PT 断线的真实性反映出来,现场的运行状况良好, 是值的推广的一种判据,也是承受微机技术的优越性集中表达。(4) 并接不平衡电容法:这种方法主要是针对 PT 二次是三相保险时,为判PT 断线而实行的一种对策,广泛用于 110kVPT 二次系统。具体做法是在三相保险的任一相两端并接一电容,这样在 PT 二次保险全断开时,由于

22、电容放电而产生不平衡电压,使 PT 断线继电器在二次失压时判为 PT 断线,并闭锁相应的保护及 BZT 等自动装置。缺点在于在一次保险熔断时也不能正确地推断,因此必需和PT 开口电压协作推断。3.2 系统接地3.2.1 系统接地时状态分析110kV 系统是大电流接地系统,接地时,接地相电压为 0,非故障相电压为相电压,零序电压为相电压,一般通过方向零序电流保护切除接地线路。对于10kV 接地系统为小电流接地系统,虽然系统接地时允许运行一段时间,但运行人员和小电流接地装置必需马上推断出接地线路并断开,否则时间过长,系统绝缘损坏严峻直至发生相间短路故障。10kV 系统接地时:见向量图 3。对地电压

23、上升为系统线电压仍旧对称;零序电压,方向与相即在小电流接地系统中,发生单相接地时,故障相对地电压为零;非故障相反。3.2.2 系统接地的判据分析目前系统中 10kV 不接地系统判别接地的方法仍旧承受零序电压判别法,一般二次定值整定为 30V,小电流接地装置还借助零序电流推断哪条线路接地。这种判据缺乏之处在于 PT 一次断线时,仍判为接地。此时,运行人员应特别留意非接地相电压是否上升或是否伴随有 PT 断线信号来推断是否真正接地。3.3 母线失压在排解 PT 断线和 PT 检修二次无并列的状况下,假设 PT 二次无压,这说明母线真正失压。我们使用 PT 断线判据的目的也是在于推断母线是否真正失压

24、。一般承受“PT 二次无压,进线无流,开口无电压”的判据来推断母线无压,假设无其它客观缘由,应当能正确推断。4 完毕语以上论述,是想使运行人员更好地把握系统运行状态,使设计人员在设计时依据需要选择一种更好更完善的判据。过电流保护为何要带低电压闭锁 以前不加装低压元件,定值计算时要躲过最大负荷电流来整定,这样就不能满足保护的灵敏度,加装低压元件后,不仅可以不用最大负荷电流整定,而且可以降低动作电流,提高他的灵敏度。只是一个过电流判据,会使保护的牢靠性降低,假设线路本身负荷比较大,当线路上有很多诸如电动机负载,并同时启动时,纯过流保护很简洁动作。当加上低电压闭锁判据时就可以推断是否真正发生短路故障

25、, 由于真正发生短路故障时,电压会急剧下降,假设只是电流大于定值,而电压正常,就表示线路没有故障, 保护不动作。假设电流大于定值的同时电压也低于定值,这时就表示线路发生短路故障了,保护要动作,切断故障。过流保护是否带电压闭锁,主要看定值依据躲过最大负荷电流来整定时是否满足灵敏性,假设满足可不带电压闭锁。复合电压闭锁过电流 ;当系统发生三相对称短路或不对称短路时保护都能牢靠动作。低电压与负序电 压闭锁过电流保护即:1、当三相对称短路时电压会降低, 此时低电压闭锁的电压继电器长闭节点闭合接通电 流回路,假设电流到达定制时,保护动作跳闸。2、当系统发生不对称短路,此时负序电压继电器动作长开节点闭 合接通电流回路,假设电流到达定制时,保护动作跳闸。

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