电磁型电流继电器动作分析:返回系数:返回系数越高,表明摩擦力越小,保护性能就越好。越近进于1,越好。
电磁型电流继电器动作分析:返回系数:返回系数越高,表明摩擦力越小,保护性能就越好。越近进于1,越好。
故障点离电源越远,流过CT的电流就越小。
故障点离电源越近,流过CT的6e电流就越大。
一般情况下速断保护只保护被保护线路的一部分,牺牲其灵敏性,保证其选择性。
电流速断保护单相原理图中中间继电器的作用是什么?
答:
学习继电保护的作用
明白基本原理
二。
电力系统继电保护的作用
1.按躲过线路末端变压器低压母线短路整定
按本线路末端故障效验灵敏度。
若灵敏度不满要求,应与相邻线路距离巴欧11段配合。
5.自动重合闸
一。输电线路自动重合闸装置的作用.分类
1.自动重合闸装置在电力系统中的应用
- (1)输电线路特点
.易发生瞬时性故障
-瞬时性故障(也称为自消性故障}
-.永久性故障
-(2) 自动重合闸概念:
. 把因故障而跳开的断路器自动重新投入的一种装置称为自动重合闸,简称为ARC。(旧国标为ZCH)
-(3)自动重合闸的作用
1. 提高供电可靠性
2.提高系统并列运行的稳定性
3.对误跳闸能起纠正作用
4.加快事故后电力系统电压恢复速度。
5.节省建设输电线路投资。缓建或不建第二回线
6.弥补输电线路耐雷水平降低的影响。
-2. 对自动重合闸的基本要求
(1)ARC动作应迅速。
2)手动跳闸时不应重合.
(3)手动合闸于故障线路时,继电保护动作使断路器跳闸后,不应重合。
(4)宜采用控制开关位置与断路器位置不对应启动。
(5)动作次数符合规定。
(6)ARC动作后,应自动复归,准备好再次动作。
(7)ARC应能在重合闸动作后或重合闸动作前,加速继电保护的动作。
(8)ARC可自动闭锁。
-3. 自动重合闸装置的分类
-4.自动重合闸装置的不利影响
二 单侧电源的三相一次自动重合闸装
置
. 所谓三相一次重合闸方式是指不论在输电线路上发生相间短路还是单相接地短路,继电保护装置动作将线路三相断路器一齐断开,然后重合闸装置动作,将三相短路器重新合上的重合闸方式。
对单侧电源线路三相自动重合闸的基本要求
一 安装地点:线路电源侧
二适用范围:35KV及以下线路(三相一次重合闸)
三 线路特点:只有一个电源供电(不存在非同期重合问题)
. 1. 三相一次ARC的构成
-.重合闸起动回路是用以起动重合闸时间元件的回路,一般按控制开关与断路器位置不对应原理起动;
- 重合闸时间元件 是用来保证断路器断开之后,故障点有足够的去游离时间和断路器操作机构复归所需的时间,以使重合闸成功;
-.一次合闸脉冲元件用以保证重合闸装置只重合一次,通常利用电容放电来获得重合闸脉冲;
-.执行元件用来将重合闸动作信号送至合闸回路和信号回路,使断路器重合及发出重合闸动作信号。
重合闸起动--Tzch--一次合闸脉冲元件
控制开关KK ------------------- -与
2. 动作情况分析
(1)正常工作状态
.DL1触点接通--三极管T1截止--电容器C3充满至电源电压(1点电位为+E,2点电位为0伏)--稳压管W2(其击穿电压选为10V)截止--T2导通--T3截止,
一(2)断路器由保护动作或其他原因误动作而跳闸
-(3)线路上存在有永久性故障时
-(4)用控制开关手动跳闸
(5)
输电线路保护回顾
第一章
- .电力系统的保护的作用及基本任务
-继电保护装置的构成
-对电力系统的保护的基本要求
第二章
-. 电磁型电流继电器
. 动作电流.返回电流.返回系数
-.电流速断保护.限时电流速断保护.定时限 过电流保护的整定计算原则
-电流保护的接线方式
方向性电流保护的工作原理
功率方向继电器的工作原理
集成电路型功率方向继电器
相间短路功率方向继电器的接线方式及动作特性分析
双侧电源网络中电流保护整定的特定
方向元件加装的原则
零序电流I II . III段保护的整定原则
零序功率方向继电器的接线方式
零序电流保护与相间电流保护的比较
-中性点不接地电网中单相接地故障的特点
- 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点及补偿方式
中心的不接地电网中单相接地故障的保护
第三章
-. 距离保护的基本概念
-.距离保护的主要组成元件
-.利用复平面分析特性的阻抗继电器(各种阻抗继电器的动作方程式)
-.测量阻抗.动作阻抗.整定阻抗.极化电压.补偿电压的含义。
-.阻抗继电器交流回路的原理接线
-.阻抗继电器的幅值比较回路及相位比较回路
-.阻抗继电器的接线方式
-.方向阻抗继电器的死区及消除死区的方法
-.极化阻抗记忆作用对继电器动作特性的影响
距离保护的整定计算原则及对距离保护的评价
-.过度电阻对距离保护的影响
-. 电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路
第四章
-. 纵联保护的基本概念及分类
-.输电线的纵联差动保护基本原理
-.影响输电线的纵差动保护正确工作的因素
-.高频保护的基本概念
-. 高频通道的构成
-. 高频通道的工作方式和高频信号的作用
-. 高频闭锁方向保护的工作原理
-.高频闭锁负序.零序方向保护及高频闭锁距离保护
-.相差动高频保护的基本原理
-.
4.2.5 相差动高频保护
二.高频相差动保护的相位特性和相继动作区
一 理想:
. 区内故障:可能出现的最小间隙角
(1) d对称短路时引起间隙角减小的因素
1由于两侧电势相位差及阻抗角不同引起的误差
一 系统稳定性要求两侧电势相位差不大于70度
- 系统发生短路时阻抗角为:60度-90度
- 此时
两侧电流互感器的误差
保护装置误差
信号传输的延迟角度
- 最不利的情况
M侧收到N侧高频信号的相位差
.N侧收到M侧高频信号的相位差
内部故障时最小间隙角
2.不对称短路时引起间隙角减小的因素
此时一负序电流为主导,而两侧的负序电流是由同一负序电压产生
由于两侧阻抗角不同引起的误差
保护装置误差
信号传输的延迟角度
最不利的情况
.M侧收到N侧高频信号的相位差
N侧受到M侧高频信号的相位差
内部故障时的最小间隙角
-2. 外部故障时可能出现的最大间隙角
(1)影响间隙角的因素
两侧电流互感器误差
-3.闭锁角的确定
-4. 保护的相继动作区
-保护装置在一端的保护先动作以后,另一端的保护才能再动作跳闸的情况,称为“相继动作”
。主要影响因素:故障类型.两侧电源电动势间相角差以及线路长度。
。对相差高频保护的评价
一. 优点:
.能反映各种短路
. 不反应系统振荡
. 不反应系统非全相运行
. 不受电压回路断线影响
缺点
. 对于重负荷线路不利于保护动作
. 不能作为相邻线路的后备保护
.
4.2.5 相差动高频保护
一. 相差动高频保护的基本原理
一1.基本工作原理
. 相差动高频保护是利用高频电流信号,比较输电线路两侧电流相位,从而决定其是否动作的一种保护。
.规定电流从母线流向线路为正方向
.在理想情况下,两端电流相位相同,保护装置不应动作。
.当保护范围外部故障时,两端电流相位相差
0度到10度高频信号 20ms-30ms依次类推
一周期360/20ms 180度/10ms 正半周方波为高电平发出高频频信号 当输入方波 为负半周为低电平,无高频信号发出 内部或外部正方向或反方向故障 两端 每一侧高频发信号都在工作过程中状态一周期 每过180度 停发再过180度再发送高频信号 每发10ms停发高频信号
由于相位角
4.2.4方向高频保护
二. 高频闭锁负序方向保护的构成原理
-1. 对方向元件要求:
. 1能反映所有类型的故障
2.没有死区
3. 正常负荷状态下不动作
4. 系统振荡时不会误动作
5. 线路两端在灵敏度上容易配合
一 高频闭锁方向保护中,广泛采用负序功率方向继电器作为方向元件,构成高频闭锁负序方向保护--2. 保护的构成
.双向动作的负序功率方向元GJ2件
--正方向时:触点向下闭合
-- 反方向时:触点向上闭合
. 具有工作线圈和制动线圈的极化电气2ZJ
串接于于起动发信机回路 中带延时时返回的中间继电器I 1ZJ
C出口跳闸继电器 3ZJ
--3.保护动作分析
. 正常运行时
.--在正常运行时由于没有,由于没负序功率所以 它不会动作
.内部故障时-
两侧高频发信机均不发信,两侧极化继电器工作线圈带电,保护动作
、1.---.3外部故障时
--1反方向故障时(靠近故障点一侧)发信机起动
三. 高频闭锁距离保护和高频闭锁零序方向保护的基本原理
一 高频闭锁方向保护可以快速地切除保护范围内部的各种故障,但却不能作为变电所母线和下一条线路的后备。
-- 高频闭锁距离保护的构成
(1)起动元件ZIII
(2)距离元件ZI. 距离元件在I。ZII
(3)
42.2方向高频保护
一. 高频闭锁方向保护的基本原理
-1.基本分析
. 由短路功率为负的一侧发出高频闭锁信号,这个信号被两端的收信机所接受,而把保护闭锁。故称高频闭锁方向保护。
-2 .方向高频保护的组成
.由起动元件.功率方向元件.记忆元件KT1.时间元件KT2. 与门.禁止门1.2 及收发信机组成
-3 。方向高频保护动作情况分析
(1) 正常运行情况
(2)内部故障时(两端供电线路及单端供电线路)
(3)系统振荡时
- 3. 外部故障时
时间配合
. 记忆元景安的作用:防止外部故障切除后,近故障点的保护起动元件先返回停止发信,而远故障点端的起动元件和功率方向元件后返回,造成保护误动作跳闸。
.延时元件的作用:等待对端高频信号的到来,防止区保护的外故障造成保护的误动作。在具有远方起动发信的高频闭锁保护中,延时时间一般取10ms.
--.采用两个灵敏度不同的起动元件
. I2/I1=1.6至2 防止区外故障误跳闸
. 若采用一个起动元件,当区外接地时,由于LH误差,起动元件误差。S+侧起动元件动作,S-侧起动元件未动。S+侧误动。
. 采用两个起动元件I1.I2 S+侧 I 2动作时,S-侧I1
4.2.4 方向高频保护
一.高频闭锁方向保护的基本原理
1.基本分析
. 内部故障时 :保护3. 4:正方向故障,两侧都不发高频信号,保护动作跳3 .4 BC
. 外部故障时:保护2 .5 :反方向故障,它们发出高频闭锁信号,送至保护 1. 6. 2. 5 . AB,CD线路均保持不动
它是以由短路功率为负的一侧发出高频闭锁信号,这个信号被两端的收信机所接收,而把保护闭锁。故称高频闭锁方向保护。
2. 方向高频保护的组成
- 由起动元件.功率方向元件.记忆元件 KT1.时间元件KT2.与门.禁止门1. 2 及收发信机组成。
-3.方向高频保护动作情况分析
(1)正常运行情况
(2)内部故障时(两端供电线路及单端供电线路)
(3)系统振荡时
4.1.2影响输电线纵联差动保护正确工作的因素
1.。稳态情况下的不平衡电流
一(1)分析
. 不平衡电流实际是两个电流互感器励磁电流之差。
. 导致励磁电流增加的各种因素,以及两个电流互感器励磁特性的差别,是使不平衡电流增大的主要原因。
一(2)影响电流互感器误差的主要因素有
. 铁心越饱和则误差越大,铁心的饱和与否主要取于铁心中的磁通密度
当一次侧电流一定时
当二次负载已确定之后,
-(3)稳态不平衡电流的计算
2. 暂态过程中不平衡电流
3. 减少不平衡电流的措施
- 选择型号相同。磁化特性一致。铁心截面较大的电流互感器
二. 导引线的故障和感应过电压对保护的影响
-1. 导引线故障的影响
导引线故障 环流法 均压法
断线 可能误动 可能拒动
短路 可能拒动 可能误动
-2. 感应过电压的影响:过电压仍有可能进入保护回路,造成保护装置中元器件的损坏。
4.2 输电线的高频保护
高频保护的定义
--所谓高频保护,即是应用载波技术,以输电线路本身作为通道,将线路两则工频电气量(或两侧阶段式保护中测量元件的判别结果)调制在频率为40V~500KHz的高频电波上,沿通道互相传送;两侧保护保护收到此高频电波后,再将其还原为工频电气量(或判断结果)并在各自的保护中比较这些量,以判断是区内还是区外故障。
--目前,高频保护是220K及以上电压等级复杂电网的主要保护方式。
二.高频保护的方式
1. 高频保护由继电保护部分.高频收。发信机和高频通道沟通
三.高频保护部分
--按工作原理分为方向高频保护和相差高频保护
. 方向高频保护的基本原理是比较被保护线路两侧的功率方向
相差高频保护的基本原理是比较被保护线路两侧的电流相位
-. 按比较方式分:直接比较方式和间接比较方式
- 按两侧发信机工作频率的异同分: 有单频和双频制
按高频通道的工作方式;;有长期发信方式.故障启动发信方式.故障启动发信方式.故障起动发信方式和移频发信方式。
高频通道分为“相-相制”和“相-地制”两中方式我国一般采用“相-地制”
高频通道由五部分构成
一.阻波器
1. 原理
. L .C并联谐振回路,谐振于载波频率。
1.对载波电流:Z>1500欧姆-----限制在本线路。
2. 对工频电流:Z<0.04欧姆---畅流无阻
2. 作用:通工频.阻高频
将高频信号限制在被保护线路上传递,而不至于分流到其他线路上去
二.结合电容器
1. 原理:
耦合电容器的电容量很小,对工频电流呈现很大的阻抗:对高频电流呈现的阻抗值很小
2. 作用:低压高频设备耦合到高压线路上,通高频.阻工频。
三.连接滤波器
1.原理
. 一个绕组匝数可以调节的变压器。
2.作用:
与结合滤波器共同组成带通滤波器,减少其他高频信号的干扰
阻抗匹配
使高频收发信机与高压设备进一步隔离
四. 高频收发信机
一.作用:
.向本端及对侧发送高频信号
. 接受本端或对侧的高频信号
五。 高频电缆
1.作用:
连接高频收发信机与连接滤波器
高频通道的工作方式
高频通道的工作方式:有正常无高频电流方式.正常有高频电流方式
1. 正常无高频电流方式
正常情况下发信机不发信,通道中无高频电流通过。
当系统故障时,发信机由起动元件起动发信,通道中才有高频电流出现
优点:
- 对邻近通道的影响小,可以延长收发信机的寿命
缺点:
必须要有起动元件,且需要定时检查通道是否良好
目前电力系统中广泛采用这一方式。
2. 正常有高频电流方式
正常情况下,发信机连续发信,通道中经常有高频电流通过。
优点
--通道的工作状态可得到经常监视,可靠性较高。
-- 无需发信起动元件,使保护简化,并可提高保护的灵敏度
缺点:
增大了通道间的相互干扰,并降低了收发信机的使用年限
--- 高频保护的信号应在系统故障情况下起作用。当线路内部故障时,将保护开放,允许保护跳闸;当线路外部故障时,将保护闭锁。
二. 高频信号的作用
--可分为传送跳闸信号.
影响输电线纵联差动保护正确工作的因素
1. 电流互感器的误差和不平衡电流;
2. 导引线的阻抗和分布电容;
3 . 导引线的故障和感应过电压。
一. 电流互感器的误差和不平衡电流
--正常运行及保护范围外故障时
--不平衡电流是由于两端电流互感器的磁化特性不一致。励磁电流不等造成。
--继电器的启动值必须躲过最大的不平衡电流
-不平衡电流分为两种:稳态不平衡电流; 暂态不平衡电流
1. 稳态情况下的不平衡电流
-- 不平衡电流实际是两个电流互感器励磁电流只差。
==导致励磁电流增加的各种因素,以及两个电流互感器励磁特性的差别,是使不平衡电流增大的主要原因。
-- (2) 影响电流互感器误差的主要因素有
. 铁心越饱和和则误差越大,铁心的饱和与否主要取决于铁心中的磁通密度。
当一次侧电流一定时。二次的负载(即阻抗Z2)越大,则要求二次则的感应电势越大,因而,要求铁心中的磁通密度越大,铁心就容易饱和,误差越大;
2.当二次负载已确定之后,一次电流的升高也将引起铁心中磁通密度增大因此,一次电流越大时,二次电流的误差也增大。
(3)稳态不平衡电流的计算
。 应采用外部故障时,流过电流互感器的最大短路电流,并保证在这种最大的一次电流情况下,二次电流的误差不大于10%。
2. 暂态过程中的不平衡电流
原因:在外部短路暂态过程中,LH一次侧有非周期分量,不能变换到二次侧,主要作为励磁电流,使二次电流误差增大。
- 特点:数值较大.出现较迟。衰减较快
3. 减小不平衡电流的措施
--
反应单侧电气量保护的缺陷
无法区分本线路末端短路与相邻线路出口短路
无法实现全线速动
原因:
1. 电气距离接近相等.
2. 继电器本身测量误差.
3.线路参数不准确.
4. LH. YH有误差.
5. 短路类型不同.
6. 运行方式变化等.
对于超高压线路,一般要求采用能够瞬时切除本线路任意点故障的全线速动保护
输电线纵联保护
输电线纵联保护的概念及分类
1. 纵联保护:
所谓输电线的纵联保护,就是用某种通信通道{简称通道)将输电线两端的保护装置纵向联结起来,将各端的电气量(电流。功率的方向等)传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外。从而决定是否切断被保护线路。
因此,理论上这种纵联保护具有绝对的选择性。
分类
4.1 输电线纵联差动保护的基本原理
4.1 输电线差动保护
纵联差动保护是最简单的一种用辅助导线或称导引线作为通道的纵联保护。
输电线路纵联差动保护实际接线原理分析
1.按实际接线方式分为: 环流法 均压法
1. 环流法
1.正常及外部故障时
大小相等,相位相差180度
相当于短路状态 ---继电器不动作
2. 内部故障时
不相等,相位相差0度
相当于带负荷状态--大
继电器动作。
2. 均压法
正常及外部故障时
大小相等,相位相差0度
相当于开路状态 均较小 继电器不动作。
2. 内部故障时
Um与Un 不相等,相位差180度----相当于负荷状态--Im和In大-- 保护动作。
小结
一. 选择性:保护范围是两侧电流互感器之间所包括的范围,不需要与相邻元件的保护在整定值及动作时间上配合
一.速动性:不需要与相邻元件的保护在动作时间上配合,可以迅速判断故障,实现全线速动。
一.灵敏性:不需要与相邻元件的保护在整定值,灵敏性较好。
一.可靠性:需要辅助导引线等
一.
一. 输电线纵联保护
1.纵联保护使用的
2. 分类 按线路纵联保护原理及所
线路高频相差保护
3.6.1 短路点过度电阻对距离保护的影响
一小结:
阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占面积越大,则受过度电阻的影响也就越小。
2. 防止过度电阻影响的方法(两种措施)
1. 在保护范围不变的前提下,采用动作特性在+R轴方向上有较大面积的阻抗继电器
2. 采用瞬时测量装置
“瞬时测量”就是将测量元件的初始动作状态,通过起动元件的动作将其固定下来。
3.6.2 电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭
3.5.2 对距离保护的评价
1.选择性
一 在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。
2. 快速性
一 距离保护的第一段能保护线路全长的85%,对双侧电源 的线路,至少有30%的范围保护要以II段时间切除故障
3.灵敏性
一 保护灵敏度高。
一保护范围比较稳定。
4. 可靠性
一 可靠性较电流保护