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1、继电保护原理及应用,培训课件,培训内容,继电保护概述 继电保护装置检验 电流互感器检验 常用继电保护保护及自动装置介绍 攀钢35KV及以下供电系统中各类保护（电磁继电器与数字综合保护单元）定值单内容详解。常用短路计算方法,一、继电保护概述,1、介绍,（1）一门学科，电力系统继电保护原理。（2）继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。（3）继电保护装置：指能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。,（a）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除。(如电流速断保护、差动保护、变压器的重瓦斯、高温保护)（b）反应
2、电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，动作于发出信号，减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。(如过负荷保护、接地保护),继电保护装置的基本任务,（4）继电保护装置组成：测量（模拟量、数字量的比较：=/0,1）、逻辑（逻辑门：或、与、非、延时）、执行（动作于跳闸或发信）部分。（5）发展 最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了作用于断路器的电磁型继电保护装置、电子型静态继电器以至应用计算机的数字式继电保护。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、进
3、化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用。,微机保护装置的优点：,a.具有存储记忆功能b.具备自检功能c.同一硬件实现不同的保护原理。（简化）具备辅助功能：故障录波、故障测距、时间顺序记录、与计算机通讯（后台）。,（6）继电保护装置必须具备以下4项基本性能,灵敏性。反映故障的能力，通常以灵敏系数表示（短路计算）。可靠性。在该动作时，不发生拒动作。快速性。能以最短时限将故障或异常消除。选择性。在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。,（7）当前攀钢所用微机保护装置：种类繁多。,能动中心：西门子、SEL；南京电研、因泰莱、新世纪、深科博业。炼铁：深科博业；炼钢：GE焦化
4、：因泰莱、南京钛能热轧：ABB冷轧：施耐德,二、继电保护装置检验,1、检验分类：,1）新安装装置的验收检验：a.当新安装的一次设备投入运行时；b.当在现有的一次设备上投入新安装的装置时；（如更换保护装置）2）运行中装置的定期检验：a.全部检验b.部分检验c.用装置进行断路器跳、合闸试验。（结合检修）,3）运行中装置的补充检验,a.对运行中的装置进行较大更改或增设新的回路后的检验；（定值及二次回路变更）b.检修或更换一次设备后的检验。（断路器、电流互感器的更换二次回路）c.运行中发现异常情况后的检验；（如保护装置异常、二次回路短路等）d.事故后检验；e.已投入行的装置停电一年及以上，再次投入运行
5、时的检验。,2、继电保护装置部分及全部检验内容,1）电磁型、晶体管型、集成电路型继电保护装置的检验内容（1）电磁型、晶体管型、集成电路型继电保护装置部分检验内容：除需按各元件的基本检验项目进行外，尚需进行下列项目试验：a）继电器外观检查；b）二次回路绝缘检查；新安装：回路对地，回路之间，1000V兆欧表，10M定期检验：1000V兆欧表，10M,c）各逻辑回路以及有配合关系的回路之间的工作性能校验；d）定值测定、时间元件及延时元件工作时限的测定；e）各输出回路工作性能的校验；f）保护装置的整组试验及整组动作时间的测定。,以下只针对晶体管型、集成电路型继电保护装置：,g）保护所用逆变电源及逆变回
6、路工作正确性及可靠性的校验；h）检查设计及制造厂提出的抗干扰措施的实施情况；i）检验回路中各规定测试点的工作参数；j）各开关量输入回路工作性能的检验；,（2）电磁型、晶体管型、集成电路型继电保护装置全部检验内容,除需按各元件的基本检验项目进行外，尚需进行下列项目试验：a）继电器外观检查；b）二次回路绝缘检查；c）各逻辑回路以及有配合关系的回路之间的工作性能校验；d）定值测定、时间元件及延时元件工作时限的测定；,e）各输出回路工作性能的校验；f）检验各信号回路正常；（断路器、刀闸位置、非电量保护）g）保护装置的整组试验及整组动作时间的测定；h）扩展中间继电器检验；i）检验至故障录波相关回路、信号
7、正确；j）检验至小电流选线装置相关回路、信号正确。,以下只针对晶体管型、集成电路型继电保护装置：,k）保护所用逆变电源及逆变回路工作正确性及可靠性的校验；l）检查设计及制造厂提出的抗干扰措施的实施情况；m）检验回路中各规定测试点的工作参数；n）各开关量输入回路工作性能的检验。,2）微机型继电保护装置的检验内容,（1）微机型继电保护装置的部分检验内容：a）继电器外观检查；b）二次回路绝缘检查；c）保护所用逆变电源及逆变回路工作正确性及可靠性的校验；d）整定值检验；,e）模数变换系统检验；f）各逻辑回路以及有配合关系的回路之间的工作性能校验；g）各开关量输入回路工作性能的检验；h）各输出回路工作性
8、能的校验；i）保护装置的整组试验及整组动作时间的测定；j）纵联保护通道检验；k）操作箱检验；l）检验至后台监控系统保护动作信号正确。,（2）微机型继电保护装置的全部检验内容,a）继电器外观检查；b）二次回路绝缘检查；c）保护所用逆变电源及逆变回路工作正确性及可靠性的校验；d）整定值检验；e）模数变换系统检验；f）各逻辑回路以及有配合关系的回路之间的工作性能校验；,g）各开关量输入回路工作性能的检验；h）各输出回路工作性能的校验；i）保护装置的整组试验及整组动作时间的测定；j）纵联保护通道检验；k）操作箱检验；l）检验至后台监控系统遥控、遥信、遥测、遥调功能正确；m）检验至故障录波相关回路、信号
9、正确；n）检验至小电流选线装置相关回路、信号正确。说明,三、电流互感器检验,1、铭牌参数查看及记录2、检查一次相别标识是否正确3、二次回路是否只有一点接地4、绝缘检查,5、变比试验及二次回路检验（二次相别）,6、极性试验7、负载8、伏安特性试验,四、常用继电保护保护及自动装置介绍,1、电动机,a.速断b.过负荷c.单相接地d.低电压e.差动（专题讲解）,2、变压器,a.速断b.过流c.中性点零序过流d.差动e.瓦斯、温度,3、线路,1）（限时）速断2）过流3）重合闸 前加速后加速,对于及以上高压线路还需配置,1）纵差（与高频选其一）2）横差（平行线路）3）相间距离4）接地距离5）零序6）高频,
10、4、母联,充电保护过流,5、电容器,低压过压速断过流,6、其它保护介绍,1）BZTA.概念：当工作电源因故障被断开以后，能自动且迅速地将备用电源投入工作或将用户供电自动地切换到备用电源，使用户不致于因工作电源故障而停电，提高供电可靠性。B.分类：合分段（暗备用）合受电（明备用）,C.技术要求,a.当工作电源失电时，备用电源应自动投入，保证不间断供电。b.备用电源失电时，BZT装置应不动作。c.备用电源必须等待故障网络切除后才能投入，防止故障扩大：如果故障未能消除，采用大电流闭锁方式闭锁BZT动作。d.投入必须快速：如果停电时间过长，电动机转速降低过多，启动时间也增加，导致电网电压大幅降低。,e
11、.BZT装置只动作一次。对于永久性故障，如果备用电源投入以后，故障电流仍然存在，备用电源的继电保护装置动作，迅速将备用电源断开，此时不允许再投入备用电源，以免对系统二次冲击，扩大事故。（目前大电流锁保护能够实现此要求）f.PT二次保险/熔丝熔断时，BZT装置应不动作。因此时一次电压仍然正常，采用小电流闭锁方式实现。g.备用电源容量不足时：应切除部分不重要电机（设置低压保护），保证BZT动作成功，否则影响电网电压或自启动电流过大导致电源过负荷保护动作；切除电容器（储存电子放电、充电）。h.时限：高于母线配出线路主保护一个动作时限。,D.试验,a.有压定值b.失压定值c.动作时间d.大电流闭锁定值
12、:试验时需跃变电压（低于失压整定值），电流（高于整定值）。e.小电流闭锁定值：试验时需跃变电压（低于失压整定值），电流（高于整定值，低于大电流闭锁定值）。,2)快切,a.新冶炼：两个电源系统，并列，合分段切4#主变10KV侧开关（检同期）b.厂用电不掉电（ms级）,3)发电机保护,a.差动b.过流c.定子单相接地d.励磁保护等,4)母差保护,a.大差b.小差c.切除故障线路上所有回路，如果保护拒动，将启动断路器失灵保护,5）同期装置,不同电源点合闸，判断电压幅值、频率、相位差。,6）PT并列与切换,1）概念a.PT并列：I、II两段母线，I段母线的PT检修时，该段母线的负荷需正常运行，此时需将
13、II段母线的二次电压通过联络装置（PT并列装置）使I段的电压二次回路与II段的电压二次回路并联。即此时的I、II段的二次电压都为II段PT提供。（一般在回路中串入断路器、隔离手车/刀闸位置）,b.PT切换：双母线运行，当回路由I母倒至II母运行时，所接入的二次电压也相应由II母提供，反之。,五、攀钢35KV及以下供电系统中各类保护（电磁继电器与数字综合保护单元）定值单内容详解,1、过流、速断、过压：高于整定值保护动作。低压、低周解列：低于整定值保护动作。,2、母联/分段充电保护：举例：瞬时速断：7.5A，0S；保护开放时间：0.9S，动作于切闸。,3、电机过负荷保护定值：3.3A，200%，1
14、9S（微机保护：TD=1.89）,4、变压器中性点零序过流定值：6.8A，（500%），0.6S,5、方向过流：针对带发电机、同步机（发馈）、电源联络。,6、电压闭锁过流/速断：如带有冲击负荷或负荷较大的情况，防止保护误动作。,7、电压闭锁电流方向过流/速断：1）、2）的结合。,8、功率方向保护,9、绝缘监视：举例：15V，0S；动作于信号。,10、对于代码定值表（如西门子微机保护：变压器差动保护、线路纵差保护），需与保护说明书对应。,11、接地一次：电缆或所接电气设备接地时的保护。,六、常用短路计算方法,、标幺值,标幺值是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物理量及参数的相对值
15、，单位为pu（也可以认为其无量纲）。标幺值是相对于某一基准值而言的，同一有名值，当基准值选取不同时，其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值有名值/基准值。,、使用标幺值的好处,1）三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电压的标幺值与相电压的标幺值相等式，三相功率的标幺值和单相功率的标标幺值相等；2）只需确定各电压级的基准值，而后直接在各自的基准值下计算标幺值，不需要进行参数和计算结果的折算；3）用标幺值后，电力系统的元件参数比较接近，易于进行计算和对结果的分析比较。,、相关电气设备阻抗计算,1）发电机次暂态电抗2）变压器短路阻抗3）电抗器，Ue、Ie额定电压，Up平均电压4）线路a
16、.单导线：b.分裂导线：5)母线（一般未考虑）,2、短路计算基本假设,1）电力系统三相对称，将三相对称短路变为单相网络进行计算。不对称短路可应用对称分量法分解成对称网络。2）系统中发电机电势的相位相同，频率与正常工作时相同。3）发电机转子认为是对称的。4）变压器励磁电流略去不计，将变压器等效为电抗。5）发电机、变压器、电动机的铁芯都未饱和，电抗值与电流大小无关。6）线路电容略去不计。7）电力系统各元件的电阻略去不计：通常R1/3X，当R1/3X，通过Z作为电抗进行计算。8）负荷的影响一般略去不计。电动机反馈问题另行研究。,、三相短路（简化）计算,、无限大功率系统电源内阻抗为零，其端电压在整个短
17、路过程中保持不变，即E*=1。（次暂态）短路电流标幺值有名值Ij(100MVA基准容量下的)基准电流(kA)：230 115 66 37 10.5 6.3 3.15 0.4（kV）0.251 0.502 0.875 1.56 5.5 9.16 18.3 144(kA),、有限功率系统（较复杂，短路计算中一般不考虑）,、对称短路,将三相系统直接用单相系统代替来进行计算。而非对称短路不能直接用用单相系统代替三相系统进行计算，必须采用对称分量法。,1）将三相不对称分量分解成为正序、负序、零序分量，组成正序、负序、零序网络，相当于转换为单相系统进行计算。2）UA、UB、UC正序：负序：正常矢量相加为零
18、零序：正常矢量相加为零,、攀钢常用保护计算,、电动机：1）保护配置a.速断需校验灵敏度b.过负荷c.单相接地（躲过系统外部线路接地时流过本开路的接地电流）d.低电压,、变压器,1）保护配置a.速断需校验灵敏度b.过流：动力变、电炉变系数1.5、2.5需校验灵敏度时限：0.5S、0.3Sc.中性点零序过流d.差动e.瓦斯、温度,、线路,1）（限时）速断2）过流1）纵差 2）横差 3）相间距离 4）接地距离5）零序 6）高频 7）光纤差动 8）重合闸,、母联,1）充电保护2）过流,、电容器,低压过压速断过流,、差动保护,1）装设原则a.变压器b.电机2）原理Id=I1I2 Ir=0.5(I1+I2)注：根据保护装置原理而定，部分保护装置Ir=I1+I2,
