继电保护.docx

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继电保护

继电保护

继电保护的功用：

用来切除短路故障；

（1）影响工农业和交通运输业的正常生产；

（2）使电气设备损坏或缩短寿命。

用来发出不正常运行状态的信号。

继电保护的自动重合闸装置配合使用，可进一步提高供电质量。

继电保护是保护电力系统安全进行和提高供电质量的重要手段。

继电保护在技术上四个基本要求:

选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

继电保护的发展历程：

第一代（晶体管）、第二代（集成电路型）第三代（微机保护）。

微机保护的优点：

（1）能充分利用计算的存储，快速运算和软件技术，有效解决其他继电保护难以实现；

（2）具有自我检查和自诊断功能；

（3）灵活性好，响应时间短。

缺点：

易受环境的电磁场干扰、传导性浪涌干扰影响,软件不易移植。

要改变继电器的动作电流，可采取下列方法：

（1）改变继电器线圈匝数；

（2）改变弹簧的阻力距；（3）改变空气隙（4）返回电流和返回系数。

能使电流继电器动作的最小电流值Iact,，叫做继电器的动作电流（启动电流）。

电流互感器二次侧不允许开路，电压互感器二次侧不允许短路。

电压继电器常用于当母线电压降低时启动保护装置。

这种继电器叫欠压保护继电器。

当欠压继电器线圈电压降低时，电磁力减小，衔铁被释放，使常开触点闭合，称为欠压继电器的动作；当电压升高时，衔铁被吸住，使常闭触点断开，称为欠电压继电器返回。

信号继电器的用途是：

继电保护装置动作时给出有关保护动作的信号。

中间继电器是为了增加触点数量和增大触点容量的一种辅助继电器。

电流保护包括电流速断保护、限时速断保护和电流保护。

过电流保护的整定原则：

（1）在正常情况下，过电流保护不动作IACT大于最大负荷电流ILMAX;

（2）在外部短路故障切除后，保护装置应能返回；（3）保护范围内发生短路时，保护装置应灵敏运行。

过电流保护的校验灵敏系数Ksen，必须按最小运行方式下保护范围末端发生金属性两相短路来校验灵敏系数，即

选择性与速动性是矛盾的。

保护装置就可以不带动作时限，这种动作电流按躲开保护范围末端最大三相短路电流整定，不带动作时限的电流保护叫做电流速断保护。

最小保护范围按最小运行方式下被保护线路两相短路电流曲线进行检验，并要求其不得小于被保护线路全长的15%，如果小于15%，采用速断保护就没意义。

减小电流互感器二次侧负载ZZ的措施：

（1）增大连接导线的截面，如采用大截面芯线的电缆；

（2）改变电流保护的接线方式；（3）采用两个电流比相同的电感器二次线圈串联使用，以减小每个二次线圈承担的负载，使其为二次侧所带全部负载的一半。

电流互感器在满足电流误差不超过10%的要求时，相位角就不会超过7度。

电压速断保护在电力系统继电保护实际实用常见的是给出失压信号，而不用来动作跳闸，这是因为：

（1）不能保证动作的选择性；

（2）当电压互感器回路断线时，因送电压继电器的电压下降，也会引起电压速断保护装置误动作。

由于零序电流必须通过变压器接地的中性点来构成回路，所以零序电流的大小和分布与变压器的中性点接地的数目和位置有关。

零序电流保护即包括零序电流速断保护、零序电流限时速断保护、零序过电流保护。

第一、第二段作为本线路的主保护，第三段作为本线路和相邻元件的后备保护。

零序过电流的动作时间较短。

110KV以上电压等级的线路，由于其负荷电流大、距离远、电流保护已经不能满足继电保护。

零序电压和零序电流有以下特点；

（1）接地短路点零序电压最高距离接地短路点越远，零序电压越低，到变压器中性点接地处，零序电压等于零;

（2）零序功率方向是由线路向母线；（3）保护安装的零序电压，实际上是从该点到零序网络中性点之间零序阻抗上的电压降。

分支系数的概念和选择原则：

当K点发生短路时，I1=I2+I’2，I2称为汲出电流，A点的距离保护的测量阻抗为：

ZA=UA/I1=（I1ZAB+I2ZK）/I1=ZAB+KbraZK

Kbra=I1/I’2,叫做分支系数，在应用中取绝对值。

因为I1=I2+I2,I2

在此情况下，仍按A点的二段距离保护，那么B点的距离保护范围末端发生短路时，A点的二段保护课能误动作。

因此，ZAB应乘以按电力网络实际情况可能出现的最小分支系数ZSET=K2（ZAB+KIKbraZBC）=K2

为什么要采用距离保护（与电流保护相比）：

（1）灵敏度较高；

（2）保护范围与选择性基本上不受系统运行方式的影响；（3）迅速动作范围较长。

从全阻抗继电器的动作特性可以看出，其动作没有方向性，因此，限制了全阻抗继电器的应用。

电压互感器回路断线的影响和防止措施：

（1）影响：

当电压互感器回路短线时，二次回路的相电压和线电压降低，阻抗继电器的测量阻抗减小，会引起距离保护装置误动作.

（2）防止措施：

采用断线闭锁装置。

当电压互感器回路短线时，断线闭锁装置动作，将距离保护装置闭锁。

从而保护装置误动作也不会出口，相应的断路器也不会因为距离保护而跳闸。

对震荡闭锁装置的基本要求如下：

（1）电力系统发生振荡时，应可靠的将距离保护装置闭锁，使其免于误动作;

（2）电力系统发生断路时，距离保护应不受震荡闭锁装置的影响而可靠地动作;（3）在振荡的过程中发生短路时，距离保护应能正确的动作;（4）先短路而后发生振荡时，距离保护不应无选择地动作;

架空输电线路和接触网的短路故障大多数是瞬间性、自消性。

变压器中性点接地的选择原则：

总的原则是，不论发电厂或变电所，首先要根据工频过电压保护的要求来确定；其次要以保持变压器所接母线的零序电抗在运行中变化最小来考虑，以适应零序电流保护的要求。

变压器中性点接地的选择如下：

1.发电厂和变压器低压侧有电源的变压器，中性点都应接地运行，以防止出现不接地系统的工频过电压状态。

若事前确定不能接地运行，则应采取其他防止工频过电压的的措施。

2.自耦变压器，中性点必须接地运行。

若在任何运行方式下都能保持为中性点直接接地系统，分级绝缘的变压器中性点也可以不接地运行。

3.T接于线路上的变压器、终端变压器，中性点以不接地运行为宜。

当低压侧有电源时，则应采取防止工频过电压的措施。

4.中性点接地运行的变压器台数，应使电网各短路点的综合零序电抗与综合正序电抗之比小于3，以使单相接地短路时健全相的工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压；还应小于1.0~1.5，以使单相接地短路电流不超过三相短路电流。

5.所有普通变压器中性点都应经隔离开关接地，以便于电力调度灵活选择接地点，若变压器是按分级绝缘设计而又可能中性点不接地运行，应在中性点装置避雷器保护。

6.选择性变压器中性点，应保证在任何故障形式下都比应使电网解裂成为中性点不接地的系统。

7.为防止操作过电压，在投运和停运变压器时，操作前必须将该变压器中性点接地，操作完毕后在断开，这种情况不按变压器接地运行。