继电保护及原理归纳

主要的继电保护及原理

一、线路主保护纵联保护

纵联保护：利用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来,将各端的电气量传送到对端,将各端的电气量进行比较,一判断故障在本线路范围内还是范围之外,从而决定是否切断被保护线路;

任何纵联保护总是依靠通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内,信号按期性质可分为三类：闭锁信号、允许信号、跳闸信号;

闭锁信号：收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件;

允许信号：收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件;

跳闸信号：收到这种信号是保护动作与跳闸的充要条件;

按输电线路两端所用的保护原理分,可分为：纵联差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护;

通道类型：一、导引线通道；二、载波高频通道；三、微波通道；四、光纤通道;

1）纵联差动保护

纵联差动保护：原理是根据基尔霍夫定律,即流向一个节点的电流之和等于零; 差动保护存在的问题：

一、对于输电线路

1、电容电流：电容电流从线路内部流出,因此对于长线路的空载或轻载线路容

易误动;

解决办法：提高启动电流值牺牲灵敏度；加短延时牺牲快速性；必要是进行电容电流补偿;

注：穿越性电流就是在保护区外发生短路时,流入保护区内的故障电流;穿越电流不会引起保护误动;

2、TA断线,造成保护误动

解决办法：使差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件：本侧起动原件起动；本侧差动继电器动作；收到对侧“差动动作”的允许信号;

保护向对侧发允许信号条件：保护起动；差流元件动作

3、弱电侧电流纵差保护存在问题变压器不接地系统的弱电侧在轻载或空载时

电流几乎没有变化

解决办法：除两侧电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外,加装一个低压差流起动元件;

4、高阻接地是保护灵敏度不够

在线路一侧发生高阻接地短路时,远离故障点的一侧各个起动元件可能都不启动,造成两侧差动保护都不能切除故障;

解决办法：由零序差动继电器,通过低比率制动系数的稳态相差元件选相,构成零序1 段差动继电器,经延时动作;

注：比率制动差动即一个和电流差动,一个差电流制动,两者综合考虑,差电流越大,才能动作;

5、采样不同步

解决办法：改进技术

6、死区故障

解决办法：远跳

线路M、N侧;将M侧母线保护动作的接点接在电流差动保护装置的“远跳”端

子上,保护装置发现该端子的输入接点闭合后立即向N侧发“远跳”信号;N侧接收到该信号后再经也可不经起动元件动作作为就地判据发三相跳闸命令并闭锁重合闸;

注：3/2接线方式中母线保护动作是不允许发“远跳”信号的,而是母线保护起动失灵保护,失灵保护动作后起动“远跳”跳对侧断路器;

二、对于主变

在空载投入变压器、或者是外部故障切除电压恢复时,变压器电流表指针会有很剧烈的摆动,然后再返回正常的空载电流值,这个冲击电流就是所谓的励磁涌流;它有以下几个特点：

1、涌流含有数值很大的高次谐波分量主要是二次和三次谐波,主要是二次谐波,因此,励磁涌流的变化为尖顶波,并且有明显的间断角;

2、励磁涌流的衰减常数与的饱和程度有关,饱和越深,电抗越小,衰减越快;因

此,在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢;

3、一般情况下,变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些;

4、励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的6～8倍;当整定一台断路器控制一台变压器时,其速断可按变压器励磁电流来整定;

根据这些特点,可以提出相应的解决办法;比如采用带有饱和变流器的差动继电器构成差动保护；利用二次谐波制动原理构成差动保护;

2）纵联方向保护

纵联方向保护是在规定正方向的情况下,通过比较故障分量电压和和电流在模拟阻抗上产生的电压之间的相位,

正方向故障时,其功率方向为正,如上面公式所示;这是在假定各个阻抗的阻抗角相等的理想情况下的出来的,而在考虑各种因素的影响时,工频突变量的方向元件在正方向故障时功率方向为正的判据为270°,90°,即左半区域内,可以理解为阻抗部分的电阻值一定为负值,即所谓的电阻应该是变小的;

反之,就容易得出另一个判据,反方向时判据为90°,-90°;

纵联方向保护的原理决定它有以下几个特点：

1、不受负荷状态的影响；

2、不受故障点过渡电阻的影响；

3、故障分量的电压、电流间的橡胶与系统电阻决定,方向明确；

4、可消除电压死区；

5、不受系统振荡影响;

3）纵联距离保护

纵联距离保护和纵联方向保护类似,只是将方向元件改成了距离元件;

距离保护通过比较短路点与保护安装处的线路阻抗Zm和整定阻抗Zset,有以下三种情形：

1、Zm

2、Zm>Zset,说明在保护区外,保护不动作；

3、Zm在Zset的反方向,说明为反方向故障,保护不动作;

从它的保护原理,即通过比较两者的阻抗值可知,在考虑一定的裕量,以及发生高阻接地是要保证灵敏性的要求下,距离保护不能保护线路的全长,一般来说,距离1段能保护线路全长的80%；距离II段保护全长及下一线路的一部分；距离III段保护下一线路全全长,作为下一线路的远后备;

纵联距离保护归根于距离保护的一段,即距离I段;

纵联距离保护很少受系统运行方式、网络结构和负荷变化的影响;但它受系统振荡的影响、在串补电容线路上整定困难;

距离保护还可以兼做本线路和相邻线路的后备保护用;

二、重合闸

电力系统的运行经验表明,架空线路故障大都是“瞬时性”故障,这些故障发生时,继电保护动作开关断开,电弧很快自然熄灭,这时故障点的绝缘强度重新恢复,此时,合上断路器能够恢复正常供电;

重合闸的优点明显：首先能提高供电的可靠性,尤其是单回路线路；同事,也能提高电力系统并列运行的稳定性；对断路器机构本身或继电保护的误动作引起的误跳闸也能进行纠正补救;

重合闸的缺点在于：当重合于永久性故障时,电力系统又受到了一次故障的冲击,有可能降低并列运行的稳定性；同时,它要求断路器在短时内连续两次切断短路电流,对短路器的灭弧能力要求高;

重合闸不应动作的情况：1由值班人员手动或操作遥控装置将断路器断开；2手动合闸;

重合闸起动方式有位置不对应起动偷跳和保护户跳闸起动;

重合闸的单重、三重和综重

1、单相重合闸是指：线路上发生单相接地故障的时候,保护动作只跳开故障相的断路器并单相重合闸；

2、2、三重是指：不管线路上单相接地故障还是相间短路故障,都跳开三相,再三相重合闸；