风电场继电保护小结

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过电压概述
• 2、过电压分类
直接雷击过电压
雷电过电压
雷电反击过电压
感应雷过电压
过电压
雷电侵入波过电压
工频过电压
内部过电压
谐振过电压 操作过电压
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内部过电压
• 工频过电压：（火电厂甩负荷但是频率依旧是 50Hz）
• 谐振过电压：（我们的集电线路为容性，变压器 为感性，容性感性一叠加 便形成了谐振过电压）
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发生谐振的处理
• 1、 基波或高频谐振的处理： • 1) 有运行电容器时，切除运行电容器;没有运行电容器时，
投入一组电容器; • 2) 以上措施无法消谐时，切除该母线所有电容器，向调度
申请切除部分馈线，最好是先切长线路。 • 2、 分频谐振的处理： • 1) 切除该母线所有电容器; • 2) 谐振仍无法消除时，向调度申请切除该母线上的线路，
• (2) 铁磁谐振过电压 谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载 变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。因铁芯电 感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含 有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生 铁磁谐振。
• (3) 参数谐振过电压 由电感参数作周期性变化的电感元件 (如凸极发电机的同步电抗在Xd ～ Xq间周期变化)和系统电 容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周 期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。
两个开关的常开辅助触点串联闭锁，只有当两个开关同时接入时，保护才作用。
方向横联差动保护的动作电流应大于穿越性故障时在差电流回路中引起的最大不平衡
电流。
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低电压保护
• 当线路线电压的最大相电压低于整定电压值时，低电压保护动作跳闸。
• 为避免PT三相断线引起低电压误动，低电压保护具有电流闭锁功能，当三相 电流的最大相低于0.2A时闭锁该保护，
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断线铁磁谐振过电压
• 是泛指由于导线的开断（可能伴随断线处 有一侧接地），开关的不同期合闸及熔断 器的一相或两相熔断而引起的铁磁谐振过 电压。只要电网的电源侧或负荷侧中有一 侧中性点不接地，在断线时经常出现谐振 和中性点电位偏移，造成负载变压器相序 反倾、绕组电流剧增和绕组两端、导线对 地的过电压等
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操作过电压注意事项
• 限制操作过电压的措施有；选用灭弧能力 强的高压开关；提高开关动作的同期性； 开关断口加装并联电阻；采用性能良好的 避雷器，如氧化锌避雷器；使电网的中性 点直接接地运行
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3、雷电过电压
雷电放电由带电荷的雷云引起 大多数的放电发生在雷云之间－不危险 少数的放电发生在雷云和大地之间－危险 理解以下几点：
• 系统发生谐振时，在谐振电压和工频电压的作用下，PT铁 芯磁密迅速饱和，激磁电流迅速增大，会使PT绕组严重过 热而损坏(同一系统中所有PT均受到威胁)，甚至引起母线 故障造成大面积停电。因此对发生谐振时，如何快速消除 谐振是保证设备安全运行的关键。
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产生条件、特点和危害
• 在中性点不接地电力系统中，由于电磁式电压互 感器（TV）激磁特性的非线性，当电压发生波动 使网络中电抗接近容抗时，便产生谐振过电压。 特别是遇有激磁特性不好（易饱和）的TV及系统 发生单相对地闪络或接地时，更容易引发谐振过 电压。轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆 炸；重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电 失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的 事故。
正常及外部故障时，ⅰ1=ⅰ2、ⅰR =0 、保护不动作。 在线路L-1上K点故障时，ⅰ1>ⅰ2 ，所以ⅰR =ⅰ1-ⅰ2>ⅰs，电流继电器KA1启动，功 率方向继电器KPD1触点闭合，KPD2触点不闭合，保护动作跳开断路器QF1。在线路受 端，流入继电器的电流ⅰR =ⅰ1+ⅰ2 [见图15（b）]，使电流继电器KA2、功率方向继电 器KPD3动作，而KPD4不动作，从而使断路器QF3跳闸。同理在线路L-2上短路时，送端 KA1、KPD2动作，受端KA2、KPD4动作，同时跳开断路器QF2、QF4。 为防止单回线运行时，横联差动保护在外部故障时误动作，保护的直流电源经双回线
• 谐振：系统进行操作或发生故障时。电感电容形 成一种振荡回路，自由震荡频率等于外加强迫频 率时发生谐振。是一种周期或准周期的运行状态。
• 操作过电压：
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工频过电压
• 工频过电压（power frequency overvoltage）系统中在操 作或接地故障时发生的频率等于工频（50 Hz）或接近工 频的高于系统最高工作电压的过电压。当系统操作、接 地跳闸后的数百毫秒之内，由于发电机中磁链不可能突 变，发电机自动电压调节器的惯性作用，使发电机电动 势保持不变，这段时间内的工频过电压称为暂时工频过 电压。随着时间的增加，发电机自动电压调节器产生作 用，使发电机电动势有所下降并趋于稳定，这时的工频 过电压称为稳态工频过电压。产生工频过电压的主要原 因是：空载长线路的电容效应，不对称接地引起的正序、 负序和零序电压分量作用，系统突然甩负荷使发电机加 速旋转等。限制工频过电压应针对具体情况采取专门的 措施，常用的方法有：采用并联电抗器补偿空载长线的 电容效应，选择合理的系统中性点运行方式，对发电机 进行快速电压调整控制等等。
③按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类，有模拟式保护和数字式保 护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型（运算放大器）保护装置，它 们直接反映输入信号的连续模拟量，均属模拟式保护；采用微处理机和微型计算 机的保护装置，它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量,这是 数字式保护。
④按保护动作原理分类，有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方 向保护、距离保护、差动保护、高频（载波）保护等。
• 过电压概述 • 直接雷击过电压保护 • 操作过电压 • 过电压保护设备
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过电压概述
• 1、定义及危害
• 电力系统运行中，出现危及电气设备绝缘的电压称为过电 压。
• 过电压对电力系统的安全运行有极大危害 如：雷击造成人员伤亡
造成电力线路或电力设备绝缘击穿损坏 由于电气设备运行操作不当引起的内部过电压也会引起 电气设备绝缘击穿损坏，造成电力系统的极大破坏
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保护分类
继电保护可按以下4种方式分类： ①按被保护对象分类，有输电线保护和主设备保护(如发电机、变压器、母线、
电抗器、电容器等保护)。 ②按保护功能分类，有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、
后备保护和辅助保护；后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保 护、非全相运行保护等。
直至谐振消除; • 3) 若所有线路全部切除后仍无法消谐，向调度申请切除变
低开关，将母线停电; • 4) 恢复母线及线路送电
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操作过电压
• 由线路故障、空载线路投切、隔离开关操 作空载母线、操作空载变压器或其它原因 在系统中引起的相对地或相间瞬态过电压； 其波形具有缓波前、持续时间短、单极性 或振荡、强衰减电压特性。利用高性能避 雷器可以使操作过电压限制在较低水平。
XX风电场继电保护
讲解人：李XX
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• 什么是保护 • 保护的作用
目录
• 本风场所配置保护
• 主要保护的原理及 作用
• 常见保护的故障及处理
• 个人小结，实际遇到的情况 及相关标准如：不能使用大 功率无线设备
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什么是保护
• 研究电力系统故障和危及安全运行的异常 工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。 因在其发展过程中曾主要用有触点的继电 器来保护电力系统及其元件（发电机、变 压器、输电线路等），使之免遭损害，所 以也称继电保护。
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电力系统限制工频过电压的措施
• 1、利用并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应； 2、利用静止无功补偿器SVC补偿空载线路电容效 应；3、变压器中性点直接接地可降低由于不对称 接地故障引起的工频电压升高；4、发电机配置性 能良好的励磁调节器或调压装置,使发电机突然甩 负荷时能抑制容性电流对发电机的助磁电枢反应, 从而防止过电压的产生和发展。5、发电机配置反 应灵敏的调速系统,使得突然甩负荷时能有效限制 发电机转速上升造成的工频过电压。
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本风场的保护配置
22万送出线路保护：1、差动保护；2、断路器失灵保护
22万送出线路保护：距离保护，通过计算故障点的阻抗来判断故障 距离 22万送出线路保护：零序保护
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本风场的保护配置
22万送出线路保护：1、差动保护；2、微机保护（微机保护是用微 型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具 有高可靠性，高选择性，高灵敏度，微机保护装置硬件包括微处理 器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口 等。 ） 22万主变保护：1、差动保护
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保护的作用
• 当电力系统发生故障或异常工作工况时，通过检
测装置判断系统出故障（灵敏性），在可能实现的 最短时间内（速动性）和最小区域（选择性）内，
通过控制相关的继电保护设备和控制装置，自动
将或发故出障信设号备由从值系班统人中员完消全除安异全常的（工可况根靠源性，）切以除减，
轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
• 其动作方程为： Umax<UU
• Imax>0.2A
• t≥t_UU
• Umax为线电压的最大相电压； • UU为低电压整定值； • Imax为三相电流中最大电流值； • t为系统电压小于低电压保护定值的时间； • t辑
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一、过电压保护
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谐振过电压
• 电力系统中一些电感、电容元件在系统进 行操作或发生故障时可形成各种振荡回路， 在一定的能源作用下，会产生串联谐振现 象，导致系统某些元件出现严重的过电压。
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谐振过电压分类
• (1) 线性谐振过电压 谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输 电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁 芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。
11万主变保护：1、差动保护
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本风场的保护配置
xx升压站保护：1、差动保护 35kV集电线路保护：1、差动保护
箱变保护：1、差动保护
其他保护：1、差动保护
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横差保护
• 双回线的横联差动保护的构成及动作过程双回线横联差动保护装置是由电流启动元件 和功率方向元件组成，图15（a）中，功率方向继电器KPD1和KPD2的电流线圈与电流继 电器KA串联接于双回线的电流差上。功率方向继电器KPD1与KPD2加进同一电压（接母 线电压互感器），但极性相反。在I1> I2（即同一回线上发生故障）时，左边的方向继 电器KPD1的转矩为正，而右边的方向继电器KPD2的转矩为负；反之，在I2> I1 （即另一 回线上发生故障）时，KPD2的转矩为正，KPD1的转矩为负。这样两回线路中任一回线 路上发生故障时，电流继电器KA均启动保护装置，而两个功率方向继电器则用来判别 故障线路。
雷电反击过电压
雷云对电力架空线路的杆塔顶部或其顶部的避雷器放电，这时雷电流 经杆塔入地。在杆塔阻抗和接地装置阻抗上存在电压降，杆塔顶部出现 高电位，这个高电位作用于线路的导线绝缘子上，如果电压足够高可能 产生击穿，对导线放电。
雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放 被击物体的电位取决于雷电流和被击物体阻抗的乘积 从电源性质看，相当于一个电流源的作用过程 汤逊放电、流注理论
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1、雷击输电线路的方式
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雷电过电压
直接雷击过电压
雷云直接对电器设备或电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷 电流流通路径的阻抗上产生冲击电压，引起过电压。
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操作过电压产生原因
• A.空载线路合闸和重合闸； • B.空载变压器和并联电抗器分闸； • C.线路非对称故障分闸和振荡解列； • D.空载线路分闸。 线路合闸和重合闸过电压对电
网设备绝缘配合有重要影响，应采用有合闸电阻 的断路器对该过电压加以限制。避雷器可作为变 电所电气设备操作过电压的后备保护装置，该避 雷器同时是变电所的雷电过电压的保护装置。 设 计时对A、C 类过电压，应结合电网条件加以预测。
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限制谐振过电压的主要措施
• (1) 提高开关动作的同期性 由于许多谐振过电压是在非全 相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非 全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。
• (2) 在并联高压电抗器中性点加装小电抗，用这个措施可 以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。 (3) 破坏 发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。