继电器在电网安全自动装置的作用.ppt
《继电器在电网安全自动装置的作用.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《继电器在电网安全自动装置的作用.ppt(112页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、继电保护及安全自动装置的 使用与配合,保护的配合(主保护、后备保护、近后备保护、 远后备保护) 山东首席技师、高级工程师闫大振,继电保护及自动装置,主要内容: 一、继电保护及安全自动装置作用及其分类 二、500kV保护与220kV及以下保护的区别 三、一次主接线的不同与继电保护配备 四、保护的配合(主保护、后备保护、近后备保护、远后备保护) 五 、继电保护的对于各种情况的自适应,继电保护及自动装置,电力系统中的电力设备和线路,应装设短路故障和异常运行保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护,必要时可再增设辅助保护。 1 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
2、切除被保护设备和线路故障的保护。 2 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来实现的后备。 b.近后备是当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护;是当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现的后备保护。 3 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。 4 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。,继电保护及自动装置,例如2005年6月,山东500kVZC站220kVGIS组合电器 母线扩建工程新旧母线筒对
3、接安装工作结束。母线送电过程中,8时27分,在合母联200B开关对母线充电时,220kV母线充电保护动作,200B开关掉闸,同时3号主变C相重瓦斯保护动作,5013、5012、203主变三侧开关掉闸。 故障后设备检查原因:发现220kVXXX线222间隔C相运行母线端部对扩建预留母线导电杆端部螺栓放电(实测间隙距离28.5cm)。GIS组合电器比较AIS设备,一旦发生故障,往往抢修时间长,工作量大并且牵连其他相关的设备。同时动作电流大,例如以上的事故220KV2号录波器动作,故障电流11.62A。母联变比2500/1,一次短路电流达29050A,引起母线充电保护动作的同时3号主变C相重瓦斯保护
4、动作。,继电保护及自动装置,图1 充电时的变电站主接线,继电保护及自动装置,1 跳闸过程 瞬时,220KV母线保护(RCS915AB)充电保护出口动作;220KV母线保护(RCS915AB)C相跳闸动作;220KV母线保护(RCS915AB)母线差动保护出口动作;由于保护的动作,跳闸命令的第一组跳闸R133、第二组跳闸R233, 通过母联保护操作箱的永跳继电器TJR1、TJR2,向母联200B开关发出跳闸脉冲正电位137A、137B、137C和237A、237B、237C,通过200B的组合电器GIS机构葙中的远方控制把手43R1第一组跳闸接点7、8(A相);9、10(B相);11、12(C相
5、),第二组跳闸接点13、14(A相);15、16(B相);17、18(C相)通过合闸回路压力继电器63Q2X1、X2的接点21、22和31、32,通过断路器的A、B、C各相常开辅助接点2、4和19、20到达A、B、C各相跳闸线圈TC1及TC2,TC1及TC2线圈励磁,对跳闸侧电磁发出跳闸指令。,继电保护及自动装置,2 现场巡视 合闸不成功,现场人员听到220kV城川线间隔处有响声并有青烟冒出,3号变跳闸;立即对监控机的报文进行查看:除了220KV母线保护(RCS915AB)充电保护出口动作外,主变保护C柜本体重瓦斯C相动作;500KV5013断路器事故跳;500KV5012断路器事故跳;3号变
6、203开关位置事故跳。保护室内检查,220KV母线保护屏:C相充电跳母联200B,C相稳态量差动跳母联200B,C相稳态量差动跳母;3号变本体保护屏:主变保护C柜本体重瓦斯C相动作;3号变、220KV2号录波器动作,故障电流二次11.62A,母联变比2500/1,一次短路电流达29050A。8:42将故障情况汇报了生产调度、省调、公司领导。 9:10现场检查,220kV 2A、2B母线及所属一次设备、3号变本体外观无明显异常,主变瓦斯继电器内未发现气体,相应动作开关位置正确,城川I线接地线有电弧放电现象,塑料外皮位置移动。将检查情况汇省调、生产调度。11:40根据省调命令将3号变停电并作好安全
7、措施,进行检查。13:25根据省调命令将220KV 2A2B母线及母联200B开关停电并作好安全措施,进行检查。23:11根据省调命令将3号变送电并环。事故原因为安装不合格。,继电保护及自动装置,3 区外保护动作分析 变压器瓦斯保护动作原因:首先了解3号变压器瓦斯继电器的动作原理 瓦斯继电器的动作在变压器内、外部短路时经常发生,是短路电流在线圈通过冷却油,转变为热能产生气体和涌流的原因。瓦斯继电器是变压器的主保护,3号主变为重庆ABB公司ODFS-250MVA/500kV变压器,瓦斯继电器为德国COMMEM公司BR80L型继电器,该重瓦斯整定值与部颁整定导则所规定的1.31.4米/秒相比较小。
8、以常州东芝变压器有限公司瓦斯继电器04-10型介绍,挡板整定1.5/S,1对微动开关:报警.2对独立微动开关:跳闸.工作原理:气体继电器安装在变压器油箱和储油柜之间的连管中,在正常运行时,气体继电器内充满绝缘气体,因为有浮力,浮子是在其最高位置。,继电保护及自动装置,31第一种故障属于变压器内部类型 如变压器出现故障,瓦斯气体继电器动作如下:1聚集气体故障类型:局部过热引起液体和固体绝缘材料逐渐分解而产生气体.反应:气体向上移动.聚集在气体继电器内,并排出其内部液体,液面随之下降,上浮子也随之下降.和上浮子连在一起的永久磁铁沿着一个干簧继电器滑动,当浮子下降到其整定位置时,触头动作,通常给出报
9、警信号.当变压器发生渗漏造成绝缘液体大量减少,反应:上浮子随液面下降,触头系统动作,其原理和聚集气体相同.如绝缘液体继续减少, 储油柜和联管中的油通过气体继电器放出,液面下降造成下浮子位置下降,其上的永久磁铁沿干簧继电器滑动,当下浮子位置到达整定位置时,永久磁铁使触头动作,通常给出分闸信号.,继电保护及自动装置,32第二种故障属于内部和外部短路类型 绝缘液体流动,故障类型:由于内部高能量放电,气体产生的速率较高,形成的压力波引起绝缘液体很快流向储油柜.反应:快速油流液体作用在放置在油路瓦斯继电器中的档板上,如果油流超过档板的整定值,档板即向油流方向很快移动.因此使下浮子移到其整定位置,触头动作
10、,通常给出分闸信号.切断与变压器有联系的所有电源。例如2007年12月5日,陕西西安供电局330千伏北郊变电站发生3511电容器开关B相炸裂,35千伏近区短路,引起330千伏1号瓦斯动作,主变三侧开关跳闸,造成变压器低压绕组绝缘受损,变压器返厂修复处理。,继电保护及自动装置,变压器保护 以RCS-978为例:独特的差动二次电流相位调整方法采用-Y变换调整变压器各侧TA二次电流相位,因此故障相、非故障相具有名特征,励磁涌流闭锁判据可以实现分相制动。 可选择的励磁涌流判别原理提供了二次谐波原理和波形识别原理两种方法识别励磁涌流,可经整定选择使用任一种原理,或同时使用两种原理。 高灵敏度的工频变化量
11、差动保护利用工频故障分量构成的工频变化量比率差动保护,不受负荷电流影响,灵敏度高,抗TA饱和能力强。 可靠的比例差动保护采用初始带制动的比例差动特性,并有TA饱和判据。 实用的零序比率差动保护各侧零序电流由装置自产,TA二次零序电流由软件调整平衡,TA极性易校验。采用正序电流制动来避免TA三相不平衡和TA饱和对零序比率差动的影响。 可靠的差动回路TA异常判断功能结合电压量对差回路的异常情况进行判别,可以判断出TA多相断线,多侧断线,短路等复杂情况。,继电保护及自动装置,这些保护包括: 稳态比率差动(主保护)指向变压器 差动速断(主保护)指向变压器 工频变化量比率差动(主保护)指向变压器 零序比
12、率差动/分侧比率差动(主保护)指向变压器 复合电压闭锁方向过流(后备保护)指向本侧母线 零序方向过流(后备保护)指向本侧母线 过激磁(后备保护) 相间阻抗(后备保护)零序过压(后备保护)指向本侧母线 间隙零序过流(后备保护)指向本侧母线 后备保护可以根据需要灵活配置于各侧。,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,继电保护及自动装置,线路保护 CSC-100系列数字式超高压线路保护装置适用于220kV及以上电压等级的电网。 根据全线速动保护原理的不同,主保护分为: 1)CSC
13、-101:纵联距离、零序保护; 2)CSC-102:纵联方向保护; 3)CSC-103:纵联电流差动保护 后备保护功能完全相同,具备: 1)相间和接地距离保护; 2)零序电流保护; 3)TV断线后的电流保护。,继电保护及自动装置,CSC-100的特点: 2)综合使用多种判据,每种判据均在充分条 件下才投入使用。 如选相:按相补偿 突变量选相 对称分量选相 阻抗选相 电压选相(弱馈),继电保护及自动装置,CSC-100A(B)装置功能配置,继电保护及自动装置,电流差动保护主要原理 数字电流差动保护系统的构成,数字式电流差动保护系统构成示意图,继电保护及自动装置,差动保护的制动特性:,继电保护及自
14、动装置,1. 相电流突变量差动保护 2. 高定值分相电流差动保护 3.低定值分相电流差动保护 4. 零序电流差动保护,差动保护原理,继电保护及自动装置,差动动作方程: IDIH ID0.6IB 00.8IB-IH ID=3IH 式中: ID=(M-MC)+( N-NC),为经电容电流补偿后的差动电流。 IB=(M-MC)-( N-NC), 为经电容电流补偿后的制动电流。 IH=MAX(IDZ,2IC), 其中IDZ为“分相差动定值”,按大于2倍电容电流整定;IC 为正常运行时的实测电容电流。 且低定值分相电流差动保护经40ms延时动作。,继电保护及自动装置,电流差动保护装置与通信系统的连接方式
15、 连接有复用方式和专用式两种。 复用连接方式示意图:,继电保护及自动装置,专用连接方式示意图:,继电保护及自动装置,常用光缆,单模: 只传输单一波长 传输距离远( 20km) 多模: 传输多个波长,传输距离2km,ST 单模,SC 单模,ST 多模,继电保护及自动装置,远方召唤启动功能 (差流电压突变启动) 如果被保护线路发生高阻接地时,近故障侧保护能够可靠启动,远故障侧保护的电流可能很小,装置无法启动,为此,装置设有远方召唤启动功能: 1) 收到对侧启动信号 2) 任一相差动电流大于动作值: ID IDZ 或者零序差动电流大于动作值:ID0 I0Z 3) 本侧U8v 或U0 1v,继电保护及
16、自动装置,电流差动保护装置与通信系统的连接方式 连接有复用方式和专用方式两种。 复用连接方式示意图:,继电保护及自动装置,专用连接方式示意图:,继电保护及自动装置,通道误码监视和告警功能,1)、正常运行时(启动前): 误码较轻时,如果每600帧报文中,因误码而丢失的报文帧数(以下简称丢帧数)大于10帧,驱动通道告警继电器(非保持),不闭锁保护。 误码较重时,如果连续丢帧大于30帧、或者每600帧报文中,累计丢帧数大于60帧,驱动通道告警继电器,并给出告警报告:“通道A(B)通信中断”,闭锁保护(双通道时,只闭锁相应通道);误码消失后报:“通道A(B)通信恢复”,保护自动投入。,继电保护及自动装
17、置,2)、保护启动后,除了具备启动前的所有功能外,增加以下功能: 保护启动时,将当时A、B两个通道的状态、丢帧(误码)数、采样同步状态以报告的形式记录下来。 在整个故障处理过程中,对A、B两个通道的状态和采样同步状态以“逻辑节点”形式进行详细记录:收不到报文时,“逻辑节点”置1,收到报文时,“逻辑节点”清0。,继电保护及自动装置,手合加速判别,在三相开关跳闸位置10s后,保护启动,则判为手动合闸; 纵联距离保护和距离保护采用阻抗加速判别是否手合于故障; 零序保护采用延时100ms判别是否手合于故障; PT断线时,手合加速功能仍投入; 永跳。 开放1s后整组复归;,继电保护及自动装置,跳闸后逻辑
18、1,在保护发出跳闸命令后,当跳闸相无电流后,保护装置则判断开关跳开; 如果跳闸相一直有电流,经250ms延时后,保护发三跳令; 若保护发三跳命令后,任一相持续250ms仍有电流,保护再发永跳命令; 若开关仍未断开,则5s后告,并整组复归。 启动近后备断路器失灵保护。,继电保护及自动装置,跳闸后逻辑2,驱动跳闸令应在故障切除后收回 本装置在发出跳闸命令后的40ms内不考虑撤销命令,以保证可靠跳闸。,继电保护及自动装置,非全相保护逻辑(非全相再故障) : 只投入纵联距离保护 靠反映二个健全相相电流差突变量的DI2元件启动,计算二个健全相分别对地及两个健全相相间阻抗,任一个在阻抗元件动作区内,保护停
19、信或发允许令。 包括在发出单跳脉冲前发生转换性故障及非全相运行过程中再发生的转换性故障,都采用这种方式。 发生单相故障时保护将故障相跳开后,进入非全相逻辑(单跳后);本保护未跳闸,跳位端子有开入,在检测到相应相电流消失后,进入非全相逻辑。 由健全相的突变量方向元件判断方向 。 三跳。,继电保护及自动装置,重合闸后加速 开关重合后,保护将根据整定值中纵联保护阻抗瞬时加速控制字投入与否决定是否投入重合闸后阻抗瞬时加速功能; 阻抗瞬时加速功能保护的动作区为纵联距离保护的偏移特性动作区,特性包括座标原点。此时不利用通道,即无须判别对侧是否停信,本侧保护正方向元件动作就加速出口。 同时纵联保护一直投入(
20、带通道判别),继电保护及自动装置,反方向元件 零序、负序、突变量及阻抗元件都设有正、反两个方向的方向元件,灵敏度自动比正向元件高。 为防止区外短路切除过程中因零序或负序功率倒向而造成误动作,本保护方向元件从反向到正向停信带40ms延时,通道确认15ms ; 在同复用载波机接口装置配合而用于闭锁式时要求有反方向元件起动发信; 在弱电源侧保护逻辑中必须正、反方向元件均不动作才能投入低电压停信元件。 任何反方向元件动作,均闭锁正方向元件的出口动作。,继电保护及自动装置,三种通道方式: 专用(收发信机)闭锁式; 允许式; 复用载波机闭锁式。 专用收发信机闭锁式: 采用专用收发信机闭锁式时,要求为单频制
21、,线路两侧的收信机都同时接收本侧及对侧的信号。 保护输出发信触点和停信触点,保护起动时发信触点闭合,停信触点打开,判为正方向后发信触点返回,停信触点闭合。 二级延时,一是每侧必须在收到闭锁信号5ms之后才允许停信,二是本侧停信后要求持续8ms收不到闭锁信号才动作于出口。,继电保护及自动装置,专用收发信机闭锁式: 两种与专用收发信机配合的方式(通过控制字实现): )远方起信由保护完成 )远方起信由收发信机完成 一般推荐远方起信由保护完成。 允许线路两侧纵联保护,一侧是远方起信由保护完成(单接点方式)、另一侧是远方起信由收发信机完成(双接点方式)。,继电保护及自动装置,远方起信及相应逻辑由保护完成
22、: 与纵联通道相关的逻辑均由保护装置完成,包括远方起信、其它保护动作停信、开关三跳位置停信、纵联通道手动检查和定时自动检查等。 发信控制触点打开时,要求收发信机立即停信。 保护完成远方起信等逻辑的 几个有关问题: 手动通道试验:按下通道试验按钮,手动检查通道端子有开入时,本侧发信,200ms后本侧停信。对侧保护收到闭锁信号立即连续发信10s,本侧保护收到对侧闭锁信号达5s后,本侧再次发信10s后通道试验结束。,继电保护及自动装置,保护完成远方起信等逻辑的 几个有关问题: 定时通道试验:通过整定控制字,可以选择每天固定的整点时间自动进行纵联通道试验,其动作过程与手动通道试验一样。 此功能仅在纵联
23、保护投入时才有效。 两侧时间应不一致。 其它保护动作停信:其它保护停信端子有开入时,保护停信,在开入消失后停信展宽120ms,且只有在保护启动状态下才起作用。,继电保护及自动装置,保护完成远方起信等逻辑的 几个有关问题: 三跳位置停信:三相跳闸位置端子都有开入时,当收到对侧纵联信号后,则停信160ms再发信。 远方起信及相应逻辑由收发信机完成: 与纵联通道相关的逻辑均由专用收发信机完成,包括远方启信、纵联通道手动检查和定时自动检查、其它保护动作停信、开关三跳位置停信等。 开关三跳位置停信回路应采用先将三相跳位接点串联,再与手合动断触点串联,合成后作为开入信号输入到装置中。,继电保护及自动装置,
24、允许式通道逻辑: 可采用各种通道: 复用载波通道 光纤通道等 采用各种复用接口设备时,要求每侧都只接收对侧传来的命令信号。 允许式只有发信触点。 在保护判为正方向故障时,发允许信号,允许对侧跳闸,本侧接受到对侧允许信号5ms,且保护判为正方向时也跳闸。 保护与通信设备间的接口为通信设备接入保护的发信触点,保护接入通信设备的收信触点和解除闭锁信号触点。 其他保护停信和三跳位置停信等功能均由保护完成。,继电保护及自动装置,载波通道允许式的特殊问题: 本线路故障引起纵联通道阻塞可能造成拒动,“解除闭锁”逻辑可解决这一问题。 不考虑单相接地故障造成通道阻塞的可能。 本侧保护判为正方向区内相间故障,收不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 继电器 电网 安全 自动装置 作用
链接地址:https://www.31doc.com/p-2828626.html