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继电保护知识点总结


来源:乐橙娱乐官网 | 时间:2018-08-16

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  研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。

  当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

  不正常:过负荷;功率缺额而引起的频率降低;发电机突然甩负荷而产生的过电压;振荡

  利用电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态时,各种物理量的差别来判断故障或异常,并通过断路器将故障切除或者发出告警信号

  逻辑部分:常用逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”等,确定断路器跳闸或发出信号

  灵敏性:继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。故障的切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和

  可靠性:在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反映的故障时,保护装置应可靠地动作(即不拒动,称信赖性)而在不属于该保护装置动作的其他情况下,则不应该动作(即不误动,称安全性)。

  在被保护线路末端发生短路时,系统等值阻抗最小(大),而通过保护装置的电流最大(小)的运行方式

  三段式电流保护:由电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护

  电流速断保护:当所在线路保护范围内发生短路时,反应电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护,为了保证保护的选择性,一般情况下只保护被保护线路的一部分

  限时电流速断保护:切除本线路上电流速断保护范围之外的故障,作为电流速断保护的后备保护

  定时限过电流保护:反应电流增大而动作,保护本线路全长和下一条线路全长,作为本条线路主保护拒动的近后备保护,也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护。

  采用两相星形接线时,由于B相没有装设继电器,因此灵敏度系数只能由A、C相电流决定,灵敏度比三相接线降低一半,措施:中线上再接入一个继电器

  应用:三相接线:大型贵重电气设备保护,中性点直接接地电网作为相间保护及单相接地保护(专门的零序电流保护)

  由母线到线路(正方向故障),动作;由线路到母线(反方向故障),不动作。只有方向元件和电流元件同时动作,保护装置才能动作于跳闸

  90接线,只有正方向出口三相短路短路的很小死区外,基本无死区,且灵敏度高

  在具有两个以上电源的网络接线中,采用方向性保护能保证各保护之间的选择性。

  方向性过电流保护常用于35kV以下的两侧电源辐射型电网和单电源环网中作为主要保护

  35kV及110kV辐射型电网,方向性过电流保护常与电流速断保护配合使用,构成三段式方向电流保护,作为相间短路的整套保护。

  (2)零序电流的分布,主要决定于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗,而与电源的数目和位置无关。

  (4)零序电流与零序电压之间的相位差也将由背侧零序阻抗的阻抗角决定,而与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关

  (5)电力系统运行方式变化时,系统的正序阻抗和负序阻抗随着运行方式和变化,因而间接影响零序分量的大小。

  零序电流保护优点:灵敏度高、受系统运行方式变化影响较小、减少误动、速动性好、零序方向元件无死区

  在非故障的元件上的零序电流数值等于本身的对地电容电流,电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。

  在故障线路上,零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和,电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。

  (1)绝缘监视:三个电压表度数不同时动作,依次断开某线序电压信号消失,判别故障线)零序电流保护:利用故障线路零序电流较非故障线)零序功率方向保护

  电压、电流保护作为主保护一般只适应于35kV及以下电压等级电网;对于110kV及以上电压等级的复杂电网,线路保护常采用距离保护。距离保护的实质是用测量阻抗Zm与被保护线路的整定阻抗Zset比较,当Zm《Zset时,继电器动作

  全阻抗继电器:动作无方向性,无电压死区,动作阻抗固定为Zset,一般用作无需判断方向的启动元件等。

  方向阻抗继电器:动作具有方向性,有电压死区,动作阻抗随测量阻抗角变化而变化,最大动作阻抗为Zset,广泛作为距离保护的测量元件

  偏移特性阻抗继电器:正向保护范围长,反向短路范围短,具有一定的方向性;消除了方向阻抗继电器出口短路时的电压死区;动作阻抗随测量阻抗角的变化而变化;用于手合或重合于故障时采用。

  四边形阻抗继电器:电抗特性下倾a4,防止相邻线路出口经过渡电阻短路时的稳态超越;电阻特性倾斜a3,提高躲长线路负荷阻抗的能力;二象限边界线,金属性短路时,动作特性有一定的裕度;四象限下倾a1,保证本线路出口经过度电阻短路时,保护能够可靠动作

  常用接线o接线o接线补偿的相电流接线。设负荷的功率因数(cos)为1时,若Um与Im同相位,称0o接线o接线以此类推

  对接地距离保护阻抗继电器采用零序电流补偿接线要接三个

  最小精确工作电流:阻抗继电器的动作阻抗与整定阻抗的差距在10&时,加入阻抗继电器的最小电流。基座Iac.min

  单侧电源:使测量阻抗值增大,缩小保护范围;保护装置距离短路点越近时,受影响越大,保护装置整定值越小,受影响越大

  双侧电源:阻抗继电器动作特性在+R轴方向所占面积越大,受过渡电阻的影响就越小。

  在相同定值下,全阻抗继电器所受影响大;当保护安装点越靠近震荡中心,受影响越大

  当系统只发生震荡而无故障时,区外故障引起的系统振荡时,应可靠闭锁;区内故障,无论是否振荡,都不应闭锁

  纵联保护:用通信信道将输电线两端的保护装置纵向联接起来,将各端电气量相互传到对端进行比较,判断故障在本线路范围内还是在本线路外

  纵联差动保护:两侧电流方向不一致时继电器中有电流,继电器动作,跳两侧断路器

  结合电容器:通高频,阻工频连接滤波器:带通滤波器,使所需频带的高频电容能够通过

  自动重合闸的作用及对它的基本要求自动重合闸(ZCH)装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置

  (2)对两侧电源线路,可提高系统并列运行的稳定性,从而提高线) 可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸

  (4) 在电网的设计与建设过程中,有些情况下由于考虑重合闸的作用,即可以暂

  当线路上发生故障,继电保护断开故障线路的三相断路器后,重合闸启动,并经过预订延时后发出重合命令,使三相断路器重新合闸,若瞬时性故障,重合成功,永久性,不再重合

  当线路短路时,两侧QF断开,线路失去电压,M侧低电压继电器动作,经ZCH重合。

  a、重合成功,N侧同步检定继电器在两侧电源符合同步条件后再进行重合,恢复正常供电;

  外部相间短路时:过电流保护;复合电压启动的过电流保护;负序电流及单相式低压起动的过电流保护;阻抗保护外部接地短路时:过负荷保护;过励磁保护;其他保护

  (3)计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流(4)带负荷调变压器的分接头产生的不平衡电流

  1、在正常运行情况下为防止电流互感器二次回路断线时引起差动保护误动作,保护装置的起动电流应大于变压器的最大负荷电流IL.max。当负荷电流不能确定时,可采用额定电流IN,并引入可靠系数K rel,Krel=1.3。

  在变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路),由于故障点电流和电弧的作用,使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体,流向油枕。故障严重时,油会迅速膨胀产生大量的气体,冲向油枕利用这一特点构成反应于上述气体而动作的保护装置瓦斯保护。

  产生原因:空载合闸时,铁心中会产生很大的磁通,使变压器铁芯严重饱和,励磁电流急剧增大,称为励磁涌流

  影响因素:励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压的相位,铁芯中剩磁的大小和方向,电源容量的大小,回路阻抗以及变压器容量的大小等都有关

  特点:含有很大成分的非周期分量,使励磁涌流偏于时间轴的一侧;含有大量的高次谐波,而以二次谐波为主;

  低压起动过电流保护:只有当电流元件和电压元件同时动作后,才能起动时间继电器,经延时后,通过出口继电器动作于跳闸

  复合电压起动的过电流保护:将三个低电压继电器改由一个负序电压继电器和一个接于线电压上的低电压继电器组成。负序过电流保护:对于大型发电机变压器组其额定电流大,电流元件往往不能满足作为后备保护灵敏度的要求,此时宜采用负序电流保护。

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