1、- 1 -,2010 年 1 月,继电保护培训,- 2 -,培训提纲,保护的基本概念 基本的保护原理 保护技术规程及应用 对相关二次回路及设备的要求 中压系统保护用电流互感器新的参数选择方法,- 3 -,保护的基本概念,- 4 -,电力系统结构:工业企业中的辐射型网络,G,G,M,M,M,- 5 -,电压等级分类,- 6 -,电力系统故障运行状态的危害性,- 7 -,电力系统不正常运行状态的危害性,- 8 -,电力系统事故,- 9 -,继电保护的概念及作用,能够反映电气元件发生故障或者不正常运行状态，并能快速切断故障元件的供电，或者向工作人员发出信号进行处理，电力系统中起这种作用的装置即称为继
2、电保护装置,- 10 -,保护分类,主保护主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 后备保护后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。 a.远后备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实现后备。b.近后备是当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。 辅助保护辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。 异常运行保护异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。,-
3、11 -,对微机保护装置的基本要求,宜将被保护设备或线路的主保护(包括纵、横联保护等)及后备保护综合在一整套装置内，共用直流电源输入回路及交流电压互感器和电流互感器的二次回路。该装置应能反应被保护设备或线路的各种故障及异常状态，并动作于跳闸或给出信号。 对仅配置一套主保护的设备，应采用主保护与后备保护相互独立的装置。,- 12 -,对继电保护性能的要求,可靠性可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。 为保证可靠性，宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案，应采用由可靠的硬件和软件构成的装置，并应具有必要的自动检测、闭锁、告警等措施，以及便于整定、调试和运行维护。,- 13 -,对继
4、电保护性能的要求,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、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。 为保证选择性，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(如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件)，其灵敏系数及动作时间应相互配合。 在某些条件下必须加速切除短路时，可使保护无选择动作，但必须采取补救措施，例如采用自动重合闸或备用电源自动投入来补救。,- 14 -,对继电保护性能的要求,灵敏性灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生故障时，保护装置具有的正确动作能力的裕度，一般以灵敏系数来描述。灵敏系数应根据不
5、利正常(含正常检修)运行方式和不利故障类型（仅考虑金属性短路和接地故障）计算。,- 15 -,对继电保护性能的要求,速动性速动性是指保护装置应能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。,- 16 -,继电保护总则,电力系统继电保护的功能是在合理的电网结构前提下，保证电力系统和电力设备的安全运行。 继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。当确定其配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面，并结合具体情况，处理好上述四性的关系：a.电力设备和电力网的结构特点和运行特点；
6、b.故障出现的概率和可能造成的后果； c.电力系统的近期发展规划； d.相关专业的技术发展状况； e.经济上的合理性； f.国内和国外的经验。 对导致继电保护不能保证电力系统安全运行的电力网结构形式、厂站主接线形式、变压器接线方式和运行方式，应限制使用。,- 17 -,中性点接地,直接接地,低阻抗接地,不接地,补偿接地,- 18 -,断路开关,电流互感器CT,保护区域,- 19 -,电流,I,I,I,D,I,S,I,电压,U,U,阻抗,Z,Z,相角,j,Dj,功率,S,S,(t),频率,f,D,f,U,I,r,I,指示故障条件的判据,- 20 -,3-pole,2-pole,1-pole,三相
7、系统中的故障类型,- 21 -,继电保护系统的规划,快速、安全、 有选择性的保护系统,最优的保护概念,好的保护装置,精确设定,精确调试,定期控制: 维护、检查、自检,- 22 -,除保护装置本身外,一个保护系统还包括以下部分:,CT/PT 二次电缆 一次开关 二次接线 直流系统,保护系统设计,- 23 -,CT,PT,一次开关,二次接线,电池,保护装置,直流系统,举例: 线路保护系统,- 24 -,基本的保护原理,- 25 -,（一）时限过流保护,故障判据: 过流选择性判据: 时间,- 26 -,时限过流保护逻辑图（4组CT）,- 27 -,时限过流保护逻辑图（3组CT）,- 28 -,时限过
8、流保护逻辑图（不完全星形接线）,- 29 -,定时限保护跳闸特性,- 30 -,反时限保护跳闸特性,- 31 -,过流保护应用,- 32 -,过流保护应用,- 33 -,时延分级,- 34 -,过流保护应用,- 35 -,过流保护应用,- 36 -,过流保护应用,- 37 -,开关失灵保护应用,- 38 -,（二）方向时限过流保护,故障判据: 过流选择性判据: 方向+时间,- 39 -,方向时限过流保护逻辑图,- 40 -,方向时限过流保护应用,- 41 -,方向时限过流保护应用,- 42 -,方向时限过流保护应用,- 43 -,方向时限过流保护应用,- 44 -,（三）过压/欠压保护,- 4
9、5 -,（四）差动保护原理,- 46 -,差动保护应用及判据,- 47 -,差动保护整定,- 48 -,差动保护动作特性,- 49 -,（五）阻抗保护原理,- 50 -,保护技术规程及应用,- 51 -,3kV10kV线路保护,3kV10kV中性点非有效接地电力网的线路，对相间短路和单相接地应按本节规定装设相应的保护。可能时常出现过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护。保护宜带时限动作于信号，必要时可动作于跳闸。相间短路保护应按下列原则配置： 保护装置如由电流继电器构成，应接于两相电流互感器上，并在同一网路的所有线路上，均接于相同两相的电流互感器上。 保护应采用远后备方式。 如线路短路使发电厂厂用
10、母线或重要用户母线电压低于额定电压的60%以及线路导线截面过小，不允许带时限切除短路时，应快速切除故障。(*) 过电流保护的时限不大于0.5s0.7s，且没有(*)所列情况，或没有配合上要求时，可不装设瞬动的电流速断保护。,- 52 -,对相间短路，应按下列规定装设保护：单侧电源线路 可装设两段过电流保护，第一段为不带时限的电流速断保护；第二段为带时限的过电流保护，保护可采用定时限或反时限特性。 带电抗器的线路，如其断路器不能切断电抗器前的短路，则不应装设电流速断保护。此时，应由母线保护或其他保护切除电抗器前的故障。 自发电厂母线引出的不带电抗器的线路，应装设无时限电流速断保护，其保护范围应保
11、证切除所有使该母线残余电压低于额定电压60%的短路。为满足这一要求，必要时，保护可无选择性动作，并以自动重合闸或备用电源自动投入来补救。 保护装置仅装在线路的电源侧。 线路不应多级串联，以一级为宜，不应超过二级。 必要时，可配置光纤电流差动保护作为主保护，带时限的过电流保护为后备保护。,3kV10kV线路保护,- 53 -,3kV10kV线路保护,双侧电源线路 a.可装设带方向或不带方向的电流速断保护和过电流保护。 b.短线路、电缆线路、并联连接的电缆线路宜采用光纤电流差动保护作为主保护，带方向或不带方向的电流保护作为后备保护。 c.并列运行的平行线路 尽可能不并列运行，当必须并列运行时，应配
12、以光纤电流差动保护，带方向或不带方向的电流保护作后备保护。 环形网络的线路 3kV10kV不宜出现环形网络的运行方式，应开环运行。当必须以环形方式运行时，为简化保护，可采用故障时将环网自动解列而后恢复的方法，对于不宜解列的线路，可参照上条的规定。,- 54 -,3kV10kV线路保护,对单相接地短路，应按下列规定装设保护： 在发电厂和变电所母线上，应装设单相接地监视装置。监视装置反应零序电压，动作于信号。 有条件安装零序电流互感器的线路，如电缆线路或经电缆引出的架空线路，当单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求时，应装设动作于信号的单相接地保护。如不能安装零序电流互感器，而单相接地保护能够
13、躲过电流回路中的不平衡电流的影响，例如单相接地电流较大，或保护反应接地电流的暂态值等，也可将保护装置接于三相电流互感器构成的零序回路中。 在出线回路数不多，或难以装设选择性单相接地保护时，可用依次断开线路的方法，寻找故障线路。 根据人身和设备安全的要求，必要时应装设动作于跳闸的单相接地保护。,- 55 -,3kV10kV线路保护,3kV10kV经低电阻接地单侧电源单回线路 3kV10kV经低电阻接地单侧电源单回线路，除配置相间故障保护外，还应配置零序电流保护。 零序电流构成方式 可用三相电流互感器组成零序电流滤过器，也可加装独立的零序电流互感器，视接地电阻阻值、接地电流和整定值大小而定。 应装
14、设二段零序电流保护，第一段为零序电流速断保护，时限宜与相间速断保护相同，第二段为零序过电流保护，时限宜与相间过电流保护相同。若零序时限速断保护不能保证选择性需要时，也可以配置两套零序过电流保护。,- 56 -,3kV10kV线路保护,可能时常出现过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护。保护宜带时限动作于信号，必要时可动作于跳闸。,- 57 -,35kV66kV线路保护,35kV66kV中性点非有效接地电力网的线路，对相间短路和单相接地， 应按本节的规定装设相应的保护。 对相间短路，保护应按下列原则配置： 保护装置采用远后备方式； 下列情况应快速切除故障 a.如线路短路，使发电厂厂用母线电压低于额定
15、电压的60%时； b.如切除线路故障时间长，可能导致线路失去热稳定时； c.城市配电网络的直馈线路，为保证供电质量需要时； d.与高压电网邻近的线路，如切除故障时间长，可能导致高压电网产生稳定问题时；,- 58 -,35kV66kV线路保护,单侧电源线路 可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护，必要时可增设复合电压闭锁元件。 由几段线路串联的单侧电源线路及分支线路，如上述保护不能满足选择性、灵敏性和速动性的要求时，速断保护可无选择地动作，但应以自动重合闸来补救。此时，速断保护应躲开降压变压器低压母线的短路。,- 59 -,35kV66kV线路保护,复杂网络的单回线路 a.可装设一段或两段式
16、电流速断保护和过电流保护，必要时，保护可增设复合电压闭锁元件和方向元件。如不满足选择性、灵敏性和速动性的要求或保护构成过于复杂时，宜采用距离保护。 b.电缆及架空短线路，如采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和速动性要求时，宜采用光纤电流差动保护作为主保护，以带方向或不带方向的电流电压保护作为后备保护。 c.环形网络宜开环运行，并辅以重合闸和备用电源自动投入装置来增加供电可靠性。如必须环网运行，为了简化保护，可采用故障时先将网络自动解列而后恢复的方法。,- 60 -,35kV66kV线路保护,平行线路： 平行线路宜分列运行，如必须并列运行时，可根据其电压等级，重要程度和具体情况按下列方式之一
17、装设保护，整定有困难时，允许双回线延时段保护之间的整定配合无选择性：a.装设全线速动保护作为主保护，以阶段式距离保护作为后备保护； b.装设有相继动作功能的阶段式距离保护作为主保护和后备保护。,- 61 -,35kV66kV线路保护,中性点经低电阻接地的单侧电源线路装设一段或两段三相式电流保护，作为相间故障的主保护和后备保护；装设一段或两段零序电流保护，作为接地故障的主保护和后备保护。 串联供电的几段线路，在线路故障时，几段线路可以采用前加速的方式同时跳闸，并用顺序重合闸和备用电源自动投入装置来提高供电可靠性。,- 62 -,35kV66kV线路保护,对中性点不接地或经消弧线圈接地线路的单相接
18、地故障。对单相接地短路，应按下列规定装设保护： 在发电厂和变电所母线上，应装设单相接地监视装置。监视装置反应零序电压，动作于信号。 有条件安装零序电流互感器的线路，如电缆线路或经电缆引出的架空线路，当单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求时，应装设动作于信号的单相接地保护。如不能安装零序电流互感器，而单相接地保护能够躲过电流回路中的不平衡电流的影响，例如单相接地电流较大，或保护反应接地电流的暂态值等，也可将保护装置接于三相电流互感器构成的零序回路中。 在出线回路数不多，或难以装设选择性单相接地保护时，可用依次断开线路的方法，寻找故障线路。 根据人身和设备安全的要求，必要时，应装设动作于跳闸
19、的单相接地保护。,- 63 -,35kV66kV线路保护,对中性点不接地或经消弧线圈接地线路的单相接地故障。对线路单相接地，可利用下列电流构成有选择性的电流保护或功率方向保护 网络的自然电容电流； 消弧线圈补偿后的残余电流，例如残余电流的有功分量或高次谐波分量； 人工接地电流，但此电流应尽可能地限制在10A20A以内； 单相接地故障的暂态电流。,- 64 -,35kV66kV线路保护,可能出现过负荷的电缆线路或电缆与架空混合线路，应装设过负荷保护，保护宜带时限动作于信号，必要时可动作于跳闸。,- 65 -,110kV线路保护,110kV双侧电源线路符合下列条件之一时，应装设一套全线速动保护。
20、a.根据系统稳定要求有必要时； b线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般为60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时； c如电力网的某些线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能。对多级串联或采用电缆的单侧电源线路，为满足快速性和选择性的要求，可装设全线速动保护作为主保护。,- 66 -,110kV线路保护,110kV线路的后备保护宜采用远后备方式。 单侧电源线路，可装设阶段式相电流和零序电流保护，作为相间和接地故障的保护，如不能满足要求，则装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切除经电阻接地故障的一段零序电流保护。 双侧
21、电源线路，可装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切除经电阻接地故障的一段零序电流保护。,- 67 -,110kV线路保护,对需要装设全线速动保护的电缆线路及架空短线路，宜采用光纤电流差动保护作为全线速动主保护。 电缆线路或电缆架空混合线路，应装设过负荷保护。保护宜动作于信号，必要时可动作于跳闸。,- 68 -,电力变压器保护,对升压、降压、联络变压器的下列故障及异常运行状态，应按本条的规定装设相应的保护装置； a.绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地或经小电阻接地侧的接地短路； b.绕组的匝间短路； c.外部相间短路引起的过电流； d.中性点直接接地或经小电阻接地电力网中外部接地短路引
22、起的过电流及中性点过电压； e.过负荷； f.过励磁； g.中性点非有效接地侧的单相接地故障； h.油面降低； i.变压器油温、绕组温度过高及油箱压力过高和冷却系统故障。,- 69 -,电力变压器保护,0.4MVA及以上车间内油浸式变压器和0.8MVA及以上油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当壳内故障产生大量瓦斯时，应瞬时动作于断开变压器各侧断路器。 带负荷调压变压器充油调压开关，亦应装设瓦斯保护。 瓦斯保护应采取措施，防止因瓦斯继电器的引线故障、震动等引起瓦斯保护误动作。,- 70 -,电力变压器保护,对变压器的内部、套管及引出线的短路故障
23、，按其容量及重要性的不同，应装设下列保护作为主保护，并瞬时动作于断开变压器的各侧断路器 : 电压在10kV及以下、容量在10MVA及以下的变压器，采用电流速断保护。 电压在10kV以上、容量在10MVA及以上的变压器，采用纵差保护。对于电压为10kV的重要变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时也可采用纵差保护。,- 71 -,电力变压器保护,纵联差动保护应满足下列要求： a.应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流； b.在变压器过励磁时不应误动作； c.在电流回路断线时应发出断线信号，电流回路断线允许差动保护动作跳闸； d.在正常情况下，纵联差动保护的保护范围应包括变压器套管和引出线，如
24、不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。在设备检修等特殊情况下，允许差动保护短时利用变压器套管电流互感器，此时套管和引线故障由后备保护动作切除；如电网安全稳定运行有要求时，应将纵联差动保护切至旁路断路器的电流互感器。,- 72 -,电力变压器保护,对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用过电流保护、复合电压（负序电压和线间电压）启动的过电流保护或复合电流保护（负序电流和单相式电压启动的过电流保护） 。 35kV66kV及以下中小容量的降压变压器，宜采用过电流保护。保护的整定值要考虑变压器可能出现的过负荷 。 11
25、0kV500kV降压变压器、升压变压器和系统联络变压器，相间短路后备保护用过电流保护不能满足灵敏性要求时，宜采用复合电压起动的过电流保护或复合电流保护。,- 73 -,电力变压器保护,对降压变压器，升压变压器和系统联络变压器，根据各侧接线、连接的系 统和电源情况的不同，应配置不同的相间短路后备保护，该保护宜考虑能 反映电流互感器与断路器之间的故障。 单侧电源双绕组变压器和三绕组变压器，相间短路后备保护宜装于各侧。非电源侧保护带两段或三段时限，用第一时限断开本侧母联或分段断路器，缩小故障影响范围；用第二时限断开本侧断路器；用第三时限断开变压器各侧断路器。电源侧保护带一段时限，断开变压器各侧断路器
26、。 两侧或三侧有电源的双绕组变压器和三绕组变压器，各侧相间短路后备保护可带两段或三段时限。为满足选择性的要求或为降低后备保护的动作时间，相间短路后备保护可带方向，方向宜指向各侧母线，但断开变压器各侧断路器的后备保护不带方向。 低压侧有分支，并接至分开运行母线段的降压变压器，除在电源侧装设保护外，还应在每个分支装设相间短路后备保护。 相间后备保护对母线故障灵敏度应符合要求。为简化保护，当保护作为相邻线路的远后备时，可适当降低对保护灵敏度的要求。,- 74 -,电力变压器保护,与110kV及以上中性点直接接地电网连接的降压变压器、升压变压器和系统联络变压器，对外部单相接地短路引起的过电流，应装设接
27、地短路后备保护，该保护宜考虑能反映电流互感器与断路器之间的接地故。 在中性点直接接地的电网中，如变压器中性点直接接地运行，对单相接地引起的变压器过电流，应装设零序过电流保护，保护可由两段组成，其动作电流与相关线路零序过电流保护相配合。每段保护可设两个时限，并以较短时限动作于缩小故障影响范围，或动作于本侧断路器，以较长时限动作于断开变压器各侧断路器。(*) 对自耦变压器和高、中压侧均直接接地的三绕组变压器，为满足选择性要求，可增设零序方向元件，方向宜指向各侧母线。 普通变压器的零序过电流保护，宜接到变压器中性点引出线回路的电流互感器；零序方向过电流保护宜接到高、中压侧三相电流互感器的零序回路；自
28、耦变压器的零序过电流保护应接到高、中压侧三相电流互感器的零序回路。,- 75 -,电力变压器保护,在110kV、220kV中性点直接接地的电力网中，当低压侧有电源的变压器中性点可能接地运行或不接地运行时，对外部单相接地短路引起的过电流，以及对因失去接地中性点引起的变压器中性点电压升高，应按下列规定装设后备保护： 全绝缘变压器 应按(*)条规定装设零序过电流保护，满足变压器中性点直接接地运行的要求。此外，应增设零序过电压保护，当变压器所连接的电力网失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3s0.5s时限动作断开变压器各侧断路器。 分级绝缘变压器 为限制此类变压器中性点不接地运行时可能出现的中性点过
29、电压，在变压器中性点应装设放电间隙。此时应装设用于中性点直接接地和经放电间隙接地的两套零序过电流保护。此外，还应增设零序过电压保护。用于中性点直接接地运行的变压器按(*)条的规定装设保护。用于经间隙接地的变压器，装设反应间隙放电的零序电流保护和零序过电压保护。当变压器所接的电力网失去接地中性点，又发生单相接地故障时，此电流电压保护动作，经0.3s0.5s时限动作断开变压器各侧断路器。,- 76 -,电力变压器保护,10kV66kV系统专用接地变压器应按前述各条的要求配置主保护和相间后备保护。 对低电阻接地系统的接地变压器，还应配置零序过电流保护。零序过电流保护宜接于接地变压器中性点回路中的零序
30、电流互感器。 当专用接地变压器不经断路器直接接于变压器低压侧时，零序过电流保护宜有三个时限，第一时限断开低压侧母联或分段断路器，第二时限断开主变低压侧断路器，第三时限断开变压器各侧断路器。 当专用接地变压器接于低压侧母线上，零序过电流保护宜有两个时限，第一时限断开母联或分段断路器，第二时限断开接地变压器断路器及主变压器各侧断路器。,- 77 -,电力变压器保护,一次侧接入10kV及以下非有效接地系统，绕组为星形-星形接线，低压侧中性点直接接地的变压器，对低压侧单相接地短路应装设下列保护之一 ：a.在低压侧中性点回路装设零序过电流保护； b.灵敏度满足要求时，利用高压侧的相间过电流保护，此时该保
31、护应采用三相式，保护带时限断开变压器各侧。,- 78 -,电力变压器保护,0.4MVA及以上数台并列运行的变压器和作为其他负荷备用电源的单台运行变压器，根据实际可能出现过负荷情况，应装设过负荷保护。自耦变压器和多绕组变压器，过负荷保护应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。 过负荷保护可为单相式，具有定时限或反时限的动作特性。对经常有人值班的厂、所过负荷保护动作于信号；在无经常值班人员的变电所，过负荷保护可动作跳闸或切除部分负荷。,- 79 -,电力变压器保护,对变压器油温、绕组温度及油箱内压力升高超过允许值和冷却系统故障，应装设动作于跳闸或信号的装置。 变压器非电气量保护不应启动失灵保护。,-
32、80 -,异步电动机和同步电动机保护,电压为3kV及以上的异步电动机和同步电动机，对下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护： a.定子绕组相间短路；b.定子绕组单相接地；c.定子绕组过负荷；d.定子绕组低电压；e.同步电动机失步；f.同步电动机失磁；g.同步电动机出现非同步冲击电流；h.相电流不平衡及断相。,- 81 -,异步电动机和同步电动机保护,对电动机的定子绕组及其引出线的相间短路故障，应按下列规定装设相应的保护 2MW以下的电动机，装设电流速断保护，保护宜采用两相式。 2MW及以上的电动机，或2MW以下，但电流速断保护灵敏系数不符合要求时，可装设纵联差动保护。纵联差动保护应防止在电动
33、机自起动过程中误动作。 上述保护应动作于跳闸，对于有自动灭磁装置的同步电动机保护还应动作于灭磁。,- 82 -,异步电动机和同步电动机保护,对单相接地，当接地电流大于5A时，应装设单相接地保护 。 单相接地电流为10A及以上时，保护动作于跳闸；单相接地电流为10A以下时，保护可动作于跳闸，也可动作于信号 。,- 83 -,异步电动机和同步电动机保护,下列电动机应装设过负荷保护 ： a.运行过程中易发生过负荷的电动机，保护应根据负荷特性，带时限动作于信号或跳闸。 b.起动或自起动困难，需要防止起动或自起动时间过长的电动机，保护动作于跳闸。,- 84 -,异步电动机和同步电动机保护,下列电动机应装
34、设低电压保护，保护应动作于跳闸 ：a.当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时，为保证重要电动机自起动而需要断开的次要电动机；b.当电源电压短时降低或中断后，不允许或不需要自起动的电动机；c.需要自起动，但为保证人身和设备安全，在电源电压长时间消失后，须从电力网中自动断开的电动机；d.属类负荷并装有自动投入装置的备用机械的电动机。,- 85 -,异步电动机和同步电动机保护,2MW及以上电动机，为反应电动机相电流的不平衡，也作为短路故障的主保护的后备保护，可装设负序过流保护，保护动作于信号或跳闸。 对同步电动机失步，应装设失步保护，保护带时限动作，对于重要电动机，动作于再同步控制回路，不能再同步或
35、不需要再同步的电动机，则应动作于跳闸。 对于负荷变动大的同步电动机，当用反应定子过负荷的失步保护时，应增设失磁保护。失磁保护带时限动作于跳闸。 对不允许非同步冲击的同步电动机，应装设防止电源中断再恢复时造成非同步冲击的保护 。保护应确保在电源恢复前动作。重要电动机的保护，宜动作于再同步控制回路。不能再同步或不需要再同步的电动机，保护应动作于跳闸。,- 86 -,对相关二次回路及设备的要求,- 87 -,二次回路,二次回路的工作电压不宜超过250V，最高不应超过500V。 互感器二次回路连接的负荷，不应超过继电保护和安全自动装置工作准确等级所规定的负荷范围。 发电厂和变电所，应采用铜芯的控制电缆
36、和绝缘导线。在绝缘可能受到油浸蚀的地方，应采用耐油绝缘导线。,- 88 -,二次回路,按机械强度要求，控制电缆或绝缘导线的芯线最小截面，强电控制回路，不应小于1.5mm2，屏、柜内导线的芯线截面应不小于1.0mm2；弱电控制回路，不应小于0.5mm2。电缆芯线截面的选择还应符合下列要求： a.电流回路：应使电流互感器的工作准确等级符合继电保护和安全自动装置的要求。无可靠依据时，可按断路器的断流容量确定最大短路电流； b.电压回路：当全部继电保护和安全自动装置动作时(考虑到电网发展，电压互感器的负荷最大时)，电压互感器到继电保护和安全自动装置屏的电缆压降不应超过额定电压的3%； c.操作回路：在
37、最大负荷下，电源引出端到断路器分、合闸线圈的电压降，不应超过额定电压的10%。,- 89 -,二次回路,安装在干燥房间里的保护屏、柜、开关柜的二次回路，可采用无护层的绝缘导线，在表面经防腐处理的金属屏上直敷布线。 当控制电缆的敷设长度超过制造长度，或由于屏、柜的搬迁而使原有电缆长度不够时，或更换电缆的故障段时，可用焊接法连接电缆(通过大电流的应紧固连接，在连接处应设连接盒)，也可经屏上的端子排连接。 控制电缆宜采用多芯电缆，应尽可能减少电缆根数。在同一根电缆中不宜有不同安装单位的电缆芯。 屏、柜和屏、柜上设备的前面和后面，应有必要的标志，标明其所属安装单位及用途。屏、柜上的设备，在布置上应使各
38、安装单位分开，不应互相交叉。,- 90 -,电流互感器,保护用电流互感器的要求 保护用电流互感器的准确性能应符合DL/T 866-2004标准的有关规定 。 电流互感器带实际二次负荷在稳态短路电流下的准确限值系数或励磁特性（含饱和拐点）应能满足所接保护装置动作可靠性的要求 。 电流互感器在短路电流含有非周期分量的暂态过程中和存在剩磁的条件下，可能使其严重饱和而导致很大的暂态误差。在选择保护用电流互感器时，应根据所用保护装置的特性和暂态饱和可能引起的后果等因素，慎重确定互感器暂态影响的对策。必要时应选择能适应暂态要求的TP类电流互感器，其特性应符合GB 16847标准的要求。如保护装置具有减轻互
39、感器暂态饱和影响的功能，可按保护装置的要求选用适当的电流互感器 。,- 91 -,电流互感器,a.330kV及以上系统保护、高压侧为330kV及以上的变压器和300MW及以上的发电机变压器组差动保护用电流互感器宜采用TPY电流互感器。互感器在短路暂态过程中误差应不超过规定值。 b.220kV系统保护、高压侧为220kV的变压器和100MW级200MW级的发电机变压器组差动保护用电流互感器可采用P类、PR类或PX类电流互感器。互感器可按稳态短路条件进行计算选择，为减轻可能发生的暂态饱和影响宜具有适当暂态系数。220kV系统的暂态系数不宜低于2，100MW级200MW级机组外部故障的暂态系数不宜低
40、于10。c.110kV及以下系统保护用电流互感器可采用P类电流互感器。d.母线保护用电流互感器可按保护装置的要求或按稳态短路条件选用,- 92 -,电流互感器,保护用电流互感器的配置及二次绕组的分配应尽量避免主保护出现死区。按近后备原则配置的两套主保护应分别接入互感器的不同二次绕组。,- 93 -,电压互感器,保护用电压互感器的要求 保护用电压互感器应能在电力系统故障时将一次电压准确传变至二次侧，传变误差及暂态响应应符合DL/T 866-2004标准的有关规定。电磁式电压互感器应避免出现铁磁谐振。 电压互感器的二次输出额定容量及实际负荷应在保证互感器准确等级的范围内。 电压互感器的一次侧隔离开
41、关断开后，其二次回路应有防止电压反馈的措施。对电压及功率调节装置的交流电压回路，应采取措施，防止电压互感器一次或二次侧断线时，发生误强励或误调节。 在电压互感器二次回路中，除开口三角线圈和另有规定者(例如自动调整励磁装置)外，应装设自动开关或熔断器。接有距离保护时，宜装设自动开关。,- 94 -,互感器的安全接地,电流互感器的二次回路必须有且只能有一点接地，一般在端子箱经端子排接地。但对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置，如母差保护、各种双断路器主接线的保护等，则应在保护屏上经端子排接地。 电压互感器的二次回路只允许有一点接地，接地点宜设在控制室内。独立的、与其它互感器无电联系的电压互感器
42、也可在开关场实现一点接地。为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。 已在控制室一点接地的电压互感器二次线圈,必要时，可在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地，应经常维护检查防止出现两点接地的情况。 来自电压互感器二次的四根开关场引出线中的零线和电压互感器三次的两根开关场引出线中的N线必须分开，不得共用。,- 95 -,直流电源,继电保护装置的直流电源，电压纹波系数应不大于2%，最低电压不低于额定电压的85%，最高电压不高于额定电压的110%。 对装置的直流熔断器或自动开关及相关回路配置的基本要求应不出现寄生回路，并增强保护功能的冗余度。信号回路应由专用
43、的直流熔断器或自动开关供电，不得与其他回路混用。 由不同熔断器或自动开关供电的两套保护装置的直流逻辑回路间不允许有任何电的联系。 每一套独立的保护装置应设有直流电源消失的报警回路。 上、下级直流熔断器或自动开关之间应有选择性。,- 96 -,电磁兼容,发电厂和变电所的电磁环境 a) 高压电路开、合操作或绝缘击穿、闪络引起的高频暂态电流和电压； b) 故障电流引起的地电位升高和高频暂态； c) 雷击脉冲引起的地电位升高和高频暂态； d) 工频磁场对电子设备的干扰； e) 低压电路开、合操作引起的电快速瞬变； f) 静电放电； g) 无线电发射装置产生的电磁场。,- 97 -,电磁兼容,为人身和设
44、备安全及电磁兼容要求，在发电厂和变电所的开关场内及建筑物外，应设置符合有关标准要求的直接接地网。对继电保护及有关设备，为减缓高频电磁干扰的耦合，应在有关场所设置符合下列要求的等电位接地网。 a）装设静态保护和控制装置的屏柜地面下宜用截面不小于100mm2的接地铜排直接连接构成等电位接地母线。接地母线应首末可靠连接成环网，并用截面不小于50mm2、不少于4根铜排与厂、站的接地网直接连接。b）静态保护和控制装置的屏柜下部应设有截面不小于100mm2的接地铜排。屏柜上装置的接地端子应用截面不小于4mm2的多股铜线和接地铜排相连。接地铜排应用截面不小于50mm2的铜排与地面下的等电位接地母线相连。,-
45、 98 -,电磁兼容,控制电缆应具有必要的屏蔽措施并妥善接地。 a) 在电缆敷设时，应充分利用自然屏蔽物的屏蔽作用。必要时，可与保护用电缆平行设置专用屏蔽线。 b)屏蔽电缆的屏蔽层应在开关场和控制室内两端接地。在控制室内屏蔽层宜在保护屏上接于屏柜内的接地铜排；在开关场屏蔽层应在与高压设备有一定距离的端子箱接地。互感器每相二次回路经两芯屏蔽电缆从高压箱体引至端子箱，该电缆屏蔽层在高压箱体和端子箱两端接地。 c) 电力线载波用同轴电缆屏蔽层应在两端分别接地，并紧靠同轴电缆敷设截面不小于100mm2两端接地的铜导线。 d) 传送音频信号应采用屏蔽双绞线，其屏蔽层应在两端接地。 e) 传送数字信号的保
46、护与通信设备间的距离大于50m时，应采用光缆。f) 对于低频、低电平模拟信号的电缆，如热电偶用电缆，屏蔽层必须在最不平衡端或电路本身接地处一点接地。 g) 对于双层屏蔽电缆，内屏蔽应一端接地，外屏蔽应两端接地。,- 99 -,电磁兼容,电缆及导线的布线应符合下列要求： a)交流和直流回路不应合用同一根电缆。 b)强电和弱电回路不应合用一根电缆。c) 保护用电缆与电力电缆不应同层敷设。 d)交流电流和交流电压不应合用同一根电缆。e) 保护用电缆敷设路径，尽可能避开高压母线及高频暂态电流的入地点，如避雷器和避雷针的接地点、并联电容器、电容式电压互感器、结合电容及电容式套管等设备。f) 与保护连接的
47、同一回路应在同一根电缆中走线。,- 100 -,电磁兼容,保护输入回路和电源回路应根据具体情况采用必要的减缓电磁干扰措施。 a) 保护的输入、输出回路应使用空触点、光耦或隔离变压器隔离。 b) 直流电压在110V及以上的中间继电器应在线圈端子上并联电容或反向二极管作为消弧回路，在电容及二极管上都必须串入数百欧的低值电阻，以防止电容或二极管短路时将中间继电器线圈短接。二极管反向击穿电压不宜低于1000V。,- 101 -,中压系统保护用电流互感器新的参数选择方法,- 102 -,通常的参数选择方法,通常的保护用电流互感器参数选择方法，是在故障时通过互感器的最大短路电流不应超过其准确限值电流，在该
48、电流下互感器的复合误差不超过规定值。,- 103 -,产生的问题,随着电力系统不断扩大，变电所中压（310kV、35kV）系统短路电流越来越大，而有的馈线工作电流却不大。 电流互感器额定一次电流通常按负荷电流选择，以便于测量和保护整定。这样确定的互感器在短路时需要承受数百倍至千倍的短路电流，可能产生严重的饱和而影响其性能。 为解决此问题，一个可能办法是选择额定电流远大于负荷电流且具有较高准确限值系数的电流互感器，以保证在大短路电流下不致饱和，例如一台200kW的电动机，额定电流21.38A，为避免饱和需选择变比为2500/5，KALF20的电流互感器，此时实际二次电流仅为互感器额定值的1左右，
49、难以实现保护整定及保证测量误差。,- 104 -,新的选择途径,另一途径是详细分析电流互感器的饱和特性以及饱和程度对保护动作特性的影响，探求合理的互感器选择方法。,- 105 -,电流互感器饱和对保护的一般影响,互感器饱和时对不同结构和性能的继电保护有着不同的影响。 对于反应二次电流有效值或平均值的保护，如机电型或整流型继电保护，当互感器在饱和前二次电流能保证保护可靠动作，则一次电流继续增大导致互感器过饱和时，二次电流不会减少，能够保证保护可靠动作。 对于微机保护，饱和的影响则与其实现的原理及性能有关。如保护能正确反应电流波形有效值（波形能量）或平均值（波形面积），则与上述情况相同。即使保护反应电流基波分量，在严重过饱和时二次电流模拟量的基波分量也不会减少。但饱和二次电流已严重畸变，例如出现很窄的尖波，通过采样求得的电流值则将受采样频率和实际采样起始时间的影响。,
