继电保护基本知识培训资料

比率差动保护用以躲过穿越型故障而设 置。变压器外部设备故障时，流入变压 器的电流包括负荷电流和故障电流，这 个电流称为穿越性电流，此时，变压器 的差动动作电流会随着穿越电流的大小 成比率变化，躲过穿越电流的冲击，防 止变压器误动作。 变压器非电量保护主要包括：瓦斯保护、 绕组温度保护、油温保护、油位保护、 压力释放、冷控失电等。

第三章 继电保护事故类型及处理 原则
一、继电保护事故的类型
1 2 3 4 5 6 护装置程序有问题 自然因素引起的故障 接线错误 抗干扰性能差 震动引起的故障
8 误碰与误操作引起事故 9 工作电源的问题 10 TV、TA及其二次回路的问题 11 其他二次回路的问题 12 保护性能问题 13 设计问题

抗干扰性能差
外部干扰信号引发事故 电焊机干扰引发事故，现场电焊机的干 扰问题不容忽视，在运行设备周围进行 氩弧焊焊接时，高频信号会感应到保护 电缆上，是保护动作跳闸

振动引起的故障
振动导致TA断线 振动导致出口继电器误动作

误碰与误操作引起的事故
电流二次回路连片断裂 联跳回路未断开 误投跳闸出口压板引发事故 导线线头碰壳，未将解开的线头进行包 扎，导致线头碰壳，引起电流二次回路 两点接地，引起误跳 带负荷试验操作错误

保护装置程序有问题

保护装置发生死机，引起保护拒动 保护装置通信模块的CPU程序错误，引发保护 与监控的通信时断时通，引起保护异常 保护装置CPU程序版本太低，引起保护频繁启 动 保护装置CPU保护软件故障，致使故障检测逻 辑判断失误，导致保护误动 保护装置整定模式与内部逻辑判断出错
装置元器件的损坏
保护装置A/D模数转换插件损坏，零漂变大， 造成误动 保护装置保护插件与管理插件同时故障，引起 误出口 保护装置内部硬件损坏，造成采样异常，产生 差流，保护误动作 保护装置CPU插件中的RAM芯片故障，引起 CPU上的启动继电器和出口继电器同时动作， 导致保护装置出口跳闸
返回
第二节 继电保护的基本原理和保护 装置的组成
一、继电保护的基本原理
继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或 异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等) 的变化，构成继电保护动作的原理。如发生不对称 短路时，一般负序和零序都较大，根据这些分量的 是否存在可以构成零序保护和负序保护，增加保护 的选择性和灵敏性。也有其他的物理量，如反应变 压器油箱内部故障时所产生的气体而构成瓦斯保护； 反应于电动机绕组的温度升高而构成过负荷保护等。

重合闸
当断路器动作于瞬间故障时，为减少不 必要的停电事故，引入了重合闸。 重合闸动作后，如果故障为永久性故障， 则进行后加速跳闸，重合闸不再动作， 称为一次重合闸。 重合闸适用于架空线路，对埋入电缆沟 的线路，一般不设置。

零序保护
中性点直接接地的系统，发生单相接地故障时，接地短路 电流很大，这种系统称为大电流接地系统。一般110kv及以 上的系统采用大电流接地系统。 中性点不接地或经消弧线 圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回 路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电 流接地系统。 当系统发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序 功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护 装置统称为零序保护。 过电流保护虽然也能反映接地短路，但灵敏度较低，保护 时限较长。采用零序保护就可克服此不足，这是因为系统 正常运行和发生相间短路时，不会出现零序电流和零序电 压．因此零序保护的动作电流可以整定得较小，这有利于 提高其灵敏度。 对于小电流接地系统，因为其发生接地故障时，产生的零 序电流很小，干扰大，常造成误判或漏判，为解决这一难 题，引入了小电流接地选线的概念。
二、继电保护装置的组成
继电保护一般由三个部分组成 :测量部分（或定值 整定）、逻辑部分和执行部分，其原理结构如下图所示：
测量被保护元件工作 状态的物理量，并和 已给的整定值进行比 较，从而判断保护是 否应该起动。 根据测量部分各输 出量的大小，性质， 出现的顺序等，使 保护装置按一定的 逻辑程序工作，最 后传到执行部分。 根据逻辑部分送 的信号，最后完 成保护装置所担 负的任务。如发 出信号，跳闸或 不动作等。
继电保护基本知识 培训教程
2016年3月
第一章
第一节
继电保护的基本概念
电力系统继电保护的作用
第二节 继电保护的基本原理和保护装 置的组成 第三节 对继电保护装置的基本要求
第一节 电力系统继电保护的作用
一、电力系统的故障和不正常运行状态
电力系统的故障：三相短路、两相短路、单相接
地短路、两相接地短路、断线、变压器绕组匝间 短路、复合故障等。
第三节 对继电保护装置的基本要求
可靠性 选择性 灵敏性 速动性
一、可靠性
可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不 该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电 保护装置性能的最根本的要求。
二、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 保护、线路保护或断路器失灵保护切除故 障。为保证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 （如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件） 的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一 般情况下应相互配合。
三、灵敏性
灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内 发生金属性短路时，保护装置应具有必要 的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在 规程中有具体规定。 选择性和灵敏性的要 求，通过继电保护的整定实现。
四、速动性
速动性是指保护装置应尽快地切除短路故 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。一般从装设速动保 护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零 序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、 减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时 间等方面入手来提高速动性。

其他二次回路问题
开断路器关辅助节点接触不良 储能辅助开关接触不良 辅助开关部分触电非正常变位

保护性能的问题
保护电压回路存在缺陷 保护误判

设计问题

随着危机保护的大量应用，有些保护装 置的保护原理设计不符合现场需求，成 为引起事故的一个重要因素
二、继电保护事故的预防

继电保护事故预防原则：安全第一、预 防为主。继电保护工作要立足于全过程 管理理念，在选型配置、设计、施工、 验收、运行、技改反措个环节，认真执 行继电保护技术规程、标准化设计规范、 标准化作业指导书、验收规范、校验规 程、运行管理规程、现场工作保安规定、 反事故措施等，安全、技术、管理措施。
不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、
过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频 率降低等。
二、发生故障可能引起的后果
1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电 弧，使故障设备烧坏； 2、系统中设备，在通过短路电流时所产生的 热和电动力使设备缩短使用寿命； 3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影 响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产 生振荡，甚至使整个系统瓦解。 事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破 坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电 能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备 等等。

工作电源的问题
直流电源消失引起保护拒动 母线压变直流控制电源消失引起保护误 动 直流电源短路接地，引起保护误动和拒 动 直流绝缘监测系统性能恶化 直流熔丝或直流空开的配置问题 查找直流接地误拉直流开关引发事故

TV、TA及其二次回路的问题
线路TV空气小开关机械部分缺陷导致接 触不良造成断路器跳闸 电压切换接点接触不良造成距离保护保 护动作出口 TA饱和造成10%误差特性曲线不满足要 求、二次接线错误等造成保护出口
故障参数量
测量 部分 整定值
逻辑 部分
执行 部分
输出信号
三、继电保护装置的硬件部分
继电保护装置的硬件回路主要有五部分组成：
1、交流回路：采集交流模拟量；
2、开入量部分：采集各类状态量，如开关量、非电量信号、 闭锁信号等；
3、开出部分：提供跳闸信号、告警信号及其他输出信号；
4、CPU：保护装置的核心部分，由中央处理器、数据储存器、 时钟器、 A/D 转换器、数据传输、开入开出光隔回路、通 讯回路等组成，负责逻辑运算、数据分析、发送指令等； 5、电源部分：提供220V、5V、24V/16V等工作电源。

定值问题


整定计算错误
继电保护设备更新较快，由于设备厂家提供的技术资料不全，在设备特性尚未被 人们掌握透彻的情况下，继电保护的定制不容易计算。由于电力系统的参数或元 器件的参数的标称值与实际值有差别，有时两者的差别比较大，则以标称值算出 的定制较不准确


人为整定的错误
参数错误， 定值整定错误，例如：电流值输入时变大或变小，时间值输入变长或变短 互感器变比设置错误，例如：主变差动、母线差动保护、线路保护变比设置错误 临时定值校验后不恢复，例如：保护电流整定值较大，而校验议电流无法升到， 校验人员只能将保护定值改小后进行试验，校验工作结束，忘记改回保护定值
事
故
三、继电保护装置及其任务
继电保护装置：就是指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。 基本任务： 1、 发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障 元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续 运行。 2、 对不正常运行状态，为保证选择性，一般要 求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有 无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳 闸），且能与自动重合闸相配合。

电压保护
系统电压过高或过低（欠压或失压）都会对系 统产生影响，于是设置了过电压或低电压保护， 视故障对电气设备的危害大小来决定是否动作 于跳闸。 在电容器保护中，低电压用来防止电源跳闸后， 重投电源时电容器未放完电而引起的过电压。 在电动机保护中，当母线电压短时中断时，一 些不允许或不需要自启动的电动机必须从电网 中断开；当母线电压过低时，需要按电动机的 重要程度分步切除，保证重要电动机的运行。