继电保护基本知识培训资料PPT课件

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1、.,继电保护基本知识培训教程,2019年11月,.,第一章继电保护的基本概念,第一节电力系统继电保护的作用,第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成,第三节对继电保护装置的基本要求,.,第一节电力系统继电保护的作用,一、电力系统的故障和不正常运行状态,电力系统的故障：三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。,不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。,.,二、发生故障可能引起的后果,1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；2、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备

2、缩短使用寿命；3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。,事故,事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。,.,三、继电保护装置及其任务,继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。,返回,基本任务：1、发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。2、对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有

3、无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳闸），且能与自动重合闸相配合。,.,第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成,继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理。如发生不对称短路时，一般负序和零序都较大，根据这些分量的是否存在可以构成零序保护和负序保护，增加保护的选择性和灵敏性。也有其他的物理量，如反应变压器油箱内部故障时所产生的气体而构成瓦斯保护；反应于电动机绕组的温度升高而构成过负荷保护等。,一、继电保护的基本原理,.,二、继电保护装置的组成,继电保护一般由三个部分组成:测量部分（或定值整定）、逻辑部分和执行部

4、分，其原理结构如下图所示：,.,三、继电保护装置的硬件部分,继电保护装置的硬件回路主要有五部分组成：1、交流回路：采集交流模拟量；2、开入量部分：采集各类状态量，如开关量、非电量信号、闭锁信号等；3、开出部分：提供跳闸信号、告警信号及其他输出信号；4、CPU：保护装置的核心部分，由中央处理器、数据储存器、时钟器、A/D转换器、数据传输、开入开出光隔回路、通讯回路等组成，负责逻辑运算、数据分析、发送指令等；5、电源部分：提供220V、5V、24V/16V等工作电源。,.,第三节对继电保护装置的基本要求,可靠性选择性灵敏性速动性,.,一、可靠性,可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不

5、动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。,.,二、选择性,选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。,.,三、灵敏性,灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。,.,四、速动性,速动性是指保护装置

6、应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。,.,第二章常规保护简介,.,电流保护,按照短路故障点距离保护源的距离长短，通常将电流保护分为三段，即速断电流保护、过电流保护、后备电流保护。电流保护动作于跳闸，速断电流保护一般为无时限保护，其他电流保护的动作时限可通过定值进行整定。,.,变压器保护,变压器保护分为主保护与后备保护两大类。主保护主要

7、反映变压器内部故障；后备保护反映变压器外部线路的故障。变压器主保护主要由差动保护和非电量保护组成。差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间、层间短路故障；保护采用二次谐波制动，用以躲过变压器空投时励磁涌流造成的保护误动。,.,比率差动保护用以躲过穿越型故障而设置。变压器外部设备故障时，流入变压器的电流包括负荷电流和故障电流，这个电流称为穿越性电流，此时，变压器的差动动作电流会随着穿越电流的大小成比率变化，躲过穿越电流的冲击，防止变压器误动作。变压器非电量保护主要包括：瓦斯保护、绕组温度保护、油温保护、油位保护、压力释放、冷控失电等。,.,重合闸,当断路

8、器动作于瞬间故障时，为减少不必要的停电事故，引入了重合闸。重合闸动作后，如果故障为永久性故障，则进行后加速跳闸，重合闸不再动作，称为一次重合闸。重合闸适用于架空线路，对埋入电缆沟的线路，一般不设置。,.,零序保护,中性点直接接地的系统，发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统称为大电流接地系统。一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。当系统发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护

9、。过电流保护虽然也能反映接地短路，但灵敏度较低，保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足，这是因为系统正常运行和发生相间短路时，不会出现零序电流和零序电压因此零序保护的动作电流可以整定得较小，这有利于提高其灵敏度。对于小电流接地系统，因为其发生接地故障时，产生的零序电流很小，干扰大，常造成误判或漏判，为解决这一难题，引入了小电流接地选线的概念。,.,电压保护,系统电压过高或过低（欠压或失压）都会对系统产生影响，于是设置了过电压或低电压保护，视故障对电气设备的危害大小来决定是否动作于跳闸。在电容器保护中，低电压用来防止电源跳闸后，重投电源时电容器未放完电而引起的过电压。在电动机保护中，当母线电压

10、短时中断时，一些不允许或不需要自启动的电动机必须从电网中断开；当母线电压过低时，需要按电动机的重要程度分步切除，保证重要电动机的运行。,.,第三章继电保护事故类型及处理原则,.,一、继电保护事故的类型,1定值的问题2装置元器件的损坏3保护装置程序有问题4自然因素引起的故障5接线错误6抗干扰性能差7震动引起的故障,.,8误碰与误操作引起事故9工作电源的问题10TV、TA及其二次回路的问题11其他二次回路的问题12保护性能问题13设计问题,.,定值问题,整定计算错误继电保护设备更新较快，由于设备厂家提供的技术资料不全，在设备特性尚未被人们掌握透彻的情况下，继电保护的定制不容易计算。由于电力系统的参

11、数或元器件的参数的标称值与实际值有差别，有时两者的差别比较大，则以标称值算出的定制较不准确人为整定的错误参数错误，定值整定错误，例如：电流值输入时变大或变小，时间值输入变长或变短互感器变比设置错误，例如：主变差动、母线差动保护、线路保护变比设置错误临时定值校验后不恢复，例如：保护电流整定值较大，而校验议电流无法升到，校验人员只能将保护定值改小后进行试验，校验工作结束，忘记改回保护定值,.,装置元器件的损坏,保护装置A/D模数转换插件损坏，零漂变大，造成误动保护装置保护插件与管理插件同时故障，引起误出口保护装置内部硬件损坏，造成采样异常，产生差流，保护误动作保护装置CPU插件中的RAM芯片故障，

12、引起CPU上的启动继电器和出口继电器同时动作，导致保护装置出口跳闸,.,保护装置程序有问题,保护装置发生死机，引起保护拒动保护装置通信模块的CPU程序错误，引发保护与监控的通信时断时通，引起保护异常保护装置CPU程序版本太低，引起保护频繁启动保护装置CPU保护软件故障，致使故障检测逻辑判断失误，导致保护误动保护装置整定模式与内部逻辑判断出错,.,自然因素引起的故障,恶劣天气中，雷击、大风、大雨、大雪、冰冻等也能造成保护误动作，断路器跳闸。严重时可能引起线路断线、电塔倒塌等事故,.,接线错误,电流互感器接线错误，极性接反，相位接错导致保护误动跳闸二次接线端子排装配错误，跳闸正电源和跳闸出口线、辅

13、助触点线两个端子间没有隔离，引起保护误动作厂家接线工艺的质量较差,.,抗干扰性能差,外部干扰信号引发事故电焊机干扰引发事故，现场电焊机的干扰问题不容忽视，在运行设备周围进行氩弧焊焊接时，高频信号会感应到保护电缆上，是保护动作跳闸,.,振动引起的故障,振动导致TA断线振动导致出口继电器误动作,.,误碰与误操作引起的事故,电流二次回路连片断裂联跳回路未断开误投跳闸出口压板引发事故导线线头碰壳，未将解开的线头进行包扎，导致线头碰壳，引起电流二次回路两点接地，引起误跳带负荷试验操作错误,.,工作电源的问题,直流电源消失引起保护拒动母线压变直流控制电源消失引起保护误动直流电源短路接地，引起保护误动和拒动

14、直流绝缘监测系统性能恶化直流熔丝或直流空开的配置问题查找直流接地误拉直流开关引发事故,.,TV、TA及其二次回路的问题,线路TV空气小开关机械部分缺陷导致接触不良造成断路器跳闸电压切换接点接触不良造成距离保护保护动作出口TA饱和造成10%误差特性曲线不满足要求、二次接线错误等造成保护出口,.,其他二次回路问题,开断路器关辅助节点接触不良储能辅助开关接触不良辅助开关部分触电非正常变位,.,保护性能的问题,保护电压回路存在缺陷保护误判,.,设计问题,随着危机保护的大量应用，有些保护装置的保护原理设计不符合现场需求，成为引起事故的一个重要因素,.,二、继电保护事故的预防,继电保护事故预防原则：安全第

15、一、预防为主。继电保护工作要立足于全过程管理理念，在选型配置、设计、施工、验收、运行、技改反措个环节，认真执行继电保护技术规程、标准化设计规范、标准化作业指导书、验收规范、校验规程、运行管理规程、现场工作保安规定、反事故措施等，安全、技术、管理措施。,.,防止误碰运行设备防止继电保护的误接线防止继电保护的误整定防止继电保护的误校验防止继电保护配置引发事故,.,三、继电保护事故处理的基本原则,1.继电保护事故处理的基本思路（1）正确利用故障信息判断故障：1）利用保护、监控信息判明故障点；2）利用故障录波装置信息判明故障点；有些继电保护事故发生后，按照现场的信号指示无法找到故障原因，要充分利用故障

16、录波和时间记录、故障录波图形来判断事故原因，根据有用的信息做出正确的判断和解决问题的关键。3）利用一次信息判明故障点：在无法分清一次系统故障还是继电保护等二次设备误动作的前提下，最简单的办法就是一次、二次方面同时展开工作。（2）运用逆序思维法查找故障如果利用微机保护事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时，应注意从事故发生的结果出发，逆向思维，一级一级往前查找，直到找到根源为止。这种逐级逆序思维检查的方法程勇在保护出现误动现象时。（3）运用顺序思维法查找故障按直流回路、一次设备的性能、电流和电压回路、二次切换回路、闭锁回路、跳闸回路、逆变电源性能测试、外部检查、绝缘检测、定值复核、

17、开关量检查、保护功能检查、整组传动试验等顺序进行。顺序检查法常用于继电保护出现拒动或者保护逻辑出现错误的事故处理中。,.,2.继电保护事故处理的基本方法（1）一般程序法1）设备发生事故时，立即清楚、准确的向值班调度员、上级主管领导和相关部门汇报。2）做好故障设备的安全隔离措施，通知检修人员处理。3）进行善后处理工作，包括事故现场及处理过程的详细记录，断路器故障跳闸及继电保护动作情况的记录等。（2）感官检查法感官检查法就是利用人的感官（眼看、耳听、手摸、鼻闻）检查电器设备故障，常采用顺藤摸瓜的检查方式到故障原因及所在部位，是最简单、最常用的一种方式。（3）分割法（拉路实验法）分割法是把电气相连的

18、有关部分进行切割分区，逐步将有故障的部位与正常的部位分离开，准确查出具体故障的方法，是运行人员查找电气设备故障常用的一种方法（4）回路分析法回路分析法师根据电气设备的工作原理、控制原理和控制回路，结合感官，初步诊断设备的故障性质，分析设备故障原因，这顶设备故障范围的方法。分析时先从主电路入手，在依次分析各个控制回路及其辅助回路。,.,（5）仪器、仪表测量法仪器测量法是利用仪器设备对某些电气量进行实时测量，常用测量仪器有选频表、示波器、光功率仪等。仪器测量法是利用仪表器材对电气设备进行检查，根据仪表测量某些电参数的大小并与正常的数值比较后，确定故障原因及部位的方法。检查人员常用的测量仪表有万用表和绝缘摇表（6）再现故障法再现故障法就是接通电源，操作控制开关或按钮，让故障现象再次出现，以找到故障点所在部位(7)断电复位法自动装置本身是由各种电子元件组成的整体，加之装置长时间带电运行，常引起元器件工作不稳定，容易受到电气干扰、热稳定等因素的的影响而发生各种偶发性故障。如微机保护装置死机、自检程序出错等。（8）整组实验法运用整组试验方法的主要目的是检查继电保护装置的逻辑功能是否正常，动作时间是否正常。整组试验的方法可以用很短的时间再现其故障、并判明问题的根源。在进行整组试验时输入适量的模拟量、开关量使保护装置动作，如果动作关系出现异常，再结合上述逆序检查法去寻找故障点。,