搜索
第三节电力线路及设备保护一、过电流保护和电流速断保护6～10kV线路保护只设过电流和电流速断保护；其原理接线图与变压器过流、速断保护相同；过流保护的电流整定值按躲过线路最大允许（负荷）电流考虑。过流保护的动作时间按选择性要求整定，考虑到做为后面相邻区段的后备保护——当后面相邻区段发生事故且保护拒动时，才由本区段过流保护动作跳闸，需要设0.5～0.7的时间阶段差；过流保护的动作时间一般为1.0～1.2秒；•相邻线路：与该线路相邻且位于其后端的线路（靠近电源侧为前端）•电流速断保护的电流整定值按躲过本线路末端三相最大短路电流整定，动作时间一般为0秒。二、限时电流速断保护电力线路的电流速断保护按躲过本线路末端三相最大短路电流整定，在本线路末端发生短路时，速断保护不一定会动作——称为速断保护的“死区”在速断保护的“死区”发生事故，只能由过流保护来跳闸；因此，过电流保护是速断保护的后备保护。由于电流速断保护无法保护线路全长，而过电流保护的动作时间又达不到快速反应的要求，因此可加设一套限时电流速断保护，动作时间一般取0.5秒；动作电流按下式整定：加设“时限速断保护”后，线路保护为三段式保护——速断保护、限时速断保护、过电流保护；其整定电流与整定时间的关系为：电流整定：速断＞限时电流速断＞过电流动作时间整定：速断＜限时电流速断＜过电流三、低电压保护和电流方向保护•发生短路时，电压大幅度降低（或三相电压严重不平衡），35kV及以上线路除了设电流速断保护外，有时还利用短路的这一特性，加设低电压保护，以提高保护的灵敏度，达到快速动作的目的。该保护称为“电压闭锁电流速断保护”或“复合电压闭锁电流速断保护”——加入电压闭锁后，可大大降低保护动作的整定电流值，提高了保护的灵敏度；同时，由于增加了保护的动作条件，降低了保护误动的机率。•电流方向保护就是在电流保护的基础上增加了一个功率方向闭锁元件以保证在短路功率方向由母线流向线路时才能动作。对两侧都有电源且能同时供电，难以用电流区分短路区段的线路可加设方向继电器，用以判别短路电流的方向，将事故停电范围限制在最小区域内，如“方向过电流保护”、“方向电流速断保护”——即：在保护动作时，不但要考虑短路电流的大小，还要判断短路电流的方向。综合几个方向元件的动作电流方向可以判断发生短路的位置。（加设了方向保护后，只有与短路电流流向一致的，该保护才动作）四、高压电动机保护•高压电动机的电流保护一般设电流速断与过负荷保护，其接线方式与变压器的过流、速断保护类似；•高压电动机的过负荷保护可动作于跳闸或信号（亦可装设两套，一套用于跳闸、一套用于信号）•2000kW及以上高压电动机，可采用纵联差动保护代替电流速断保护（2000kW以下高压电动机，在电流速断保护灵敏度不足时，亦可采用纵联差动保护代替）；纵联差动保护的原理与变压器差动保护相似。•此外，高压电动机有时还装设反映单相接地（或缺相）的零序保护；反映电压偏低的欠电压保护；同步电动机装设失步保护五、3～10kV电力电容器保护•中小容量的高压电容器普遍采用电流速断或延时电流速断做为相间短路的保护；其接线原理类似变压器的速断、过流保护。•电流速断保护：电流整定值为电容器额定电流的2～2.5倍，动作时间为0秒；•延时电流速断保护：电流整定值为电容器额定电流的1.5～2倍，动作时间0.2秒，以避开电容器的合闸涌流。•（为保护电容器本身，可加设零序电流保护）。六、变电所继电保护和自动装置新技术应用电子信息技术发展日新月异，继电保护自动装置及二次系统新技术新设备得到广泛应用。继电保护形式的更新——机电型（电磁型）→整流型→晶体管型→集成电路型→微机型•微机保护的特点：体积小、功能全、动作灵敏、快速，整定简单；并可自动记录故障时的各种参数并储存，以便随时查验。变电站微机综合自动化能实现以下功能：1、对变电站正常运行时，各项主要参数（电压、电流、有功、无功、频率、功率因数）的自动采集、处理、显示、打印；2、定时打印电量和负荷率；3、通过自动投切电容器组，实现功率因数的自动调整；4、通过自动调整变压器的有载调压开关，实现自动调压；5、实现负荷的自动控制，在高峰负荷超过规定值时自动发出信号或自动切除部分次要负荷；6、当系统发生短路故障时，能自动记录事故发生的时间、短路参数（电流、电压、功率等）、开关跳闸及重合闸动作情况、继电保护动作情况等等；7、能对事故发生前、后的一些数据进行采集和处理，以利于对事故进行分析；8、实现对变电站倒闸操作票的自动填写、打印。可对一定范围内的配电系统进行智能化的控制——自动判别故障范围，隔离故障、并最大限度地恢复非故障设备的供电。七、继电保护动作与故障判断•根据继电保护装置的动作情况，正确、快速地判断事故发生的部位，对于正确处理事故、避免事故的扩大，迅速恢复正常供电具有十分重要的意义。•本章节有利于提高运行人员对设备运行、故障判断及处理的技能，请注意。当发现保护跳闸时，应立即查清：（1）哪些开关跳闸；（2）哪些保护动作（3）如果值班员在该供电系统的供电区域内，还可根据电灯的闪动、电机的声响等判断故障的情况。——应根据仪表、仪器的指示、继电保护装置的动作情况和设备的外部征象，综合已知的各类信息，迅速、准确地判断发生故障的部位，并尽快做出正确的处理。1、电流速断保护动作，断路器跳闸时的故障判断•由于电流速断保护是按照被保护设备或线路出现的短路故障电流来整定的，因此，电流速断保护动作、开关跳闸即表示发生了严重的短路性故障。（过电流保护则一般反应变压器负荷侧的故障或变压器、线路严重超载）如变压器速断保护动作，说明变压器内部或电源侧引线的短路故障，线路速断保护动作，表明线路上可能存在短路性故障电流速断保护动作的处理：•架空线路：在对开关、设备进行外部检查，未发现异常的情况下，可按规程规定试（强）送一次，强送时，须严密注视相关表计的指示，若强送不成功，则不允许再强送，应对线路进行深入、全面的检查、试验，在查出故障点并处理后，才可恢复送电；（可以强送的依据是架空线路可能存在瞬时性的故障）•变压器、电缆、电容器：在对有关设备进行全面检查、测试之前，不得试（强）送电。2、变压器差动保护动作，断路器跳闸时的故障判断变压器差动保护的范围：变压器一、二次电流互感器安装位置之间（即变压器本体及其一、二次引线）；变压器一次侧电流互感器安装位置以上、变压器二次电流侧互感器安装位置以下的区域不属于差动保护范围差动保护范围变压器差动保护动作，断路器跳闸时的故障判断发生差动保护动作的原因可能是：•变压器内部故障•变压器一、二次连接线（至互感器安装处）的短路性故障•差动电流互感器本身发生匝间短路、断线故障——属差动误动作范畴•差动保护误动（须对差动保护范围设备及保护装置进行全面检查、测试;确认设备无故障之后，才可下此结论）八、继电保护与二次回路对变电所安全运行的重要意义继电保护与二次回路是变电所的重要组成部分；它直接关系到对一次设备的保护、测量和控制继电保护与二次回路发生故障，将严重影响运行人员对一次设备状况的正确掌握和控制，无法进行正常操作，一旦发生事故，继电保护装置的不正确动作（误动或拒动）将对设备、线路及电力系统的安全、稳定运行带来严重的危害为了保证继电保护与二次回路的安全、可靠运行，应注意如下事项：(1)相关人员应根据工作需要熟练掌握继电保护装置与二次回路的工作原理、接线方式和运行注意事项（应有相应的运行规程，并严格按规程要求执行）；熟知各种保护的范围和相互间的配合关系；(2)变电所应具备继电保护与二次回路的相关图纸、资料（含检验、验收资料），并保证图纸、资料与现场实际情况相符；(3)继电保护整定值和投入、退出的使用应详细列表说明，并放置于明显、易找的地方；(4)继电保护的投入和退出应严格按整定说明或调度的命令执行，操作时应填写操作票，并严格按监护制度执行；(5)保证操作电源随时处于安全、可用状态，避免运行的保护和自动装置断电。（操作回路熔丝的管理）(6)加强对继电保护装置与二次回路的日常巡视检查，按规程要求做好继电保护装置的定期检验，及时消除继电保护与二次回路的缺陷。小结•掌握电力线路保护的配置、作用、保护原理•掌握高压电动机保护的配置、作用、保护原理•熟悉电力电容器保护的配置、作用、保护原理•分别说明电流速断和过电流保护动作时，可能发生了什么样的事故•了解继电保护和二次系统对变电所安全的影响？任何保证继电保护和二次系统的安全运行？第四节电力系统自动装置一、自动重合闸装置•电力系统的许多短路故障是瞬间性的；如架空线路落雷或因刮风或鸟类碰撞引起导线舞动的瞬间短路，在断路器跳闸后，故障点电弧很快熄灭，绝缘会自动恢复，此时若断路器能自动重新投入，则线路将恢复正常供电。•发生事故跳闸后，使断路器自动合闸的装置称为自动重合闸装置•自动重合闸装置还可以弥补继电保护选择性不足的问题——同一线路连接多处高压用户，若一处发生短路，则线路与该用户的高压开关将同时跳闸；在经过预定的延时之后，若线路开关重新合闸（此时故障点已切除），则可迅速恢复其他用户的用电。•因电缆线路存在瞬间故障的情况很少，故不适用重合闸。自动重合闸装置应符合以下基本要求：1)在以下情况下自动重合闸装置不应动作：（A）值班人员操作断路器分闸；（B）值班人员手动操作断路器合闸瞬间，由于线路上存在故障，断路器随即跳闸。2)除以上两种情况，当保护动作（或误碰断路器的手动分闸机构），造成断路器跳闸时(断路器的状态与操作把手的位置不对位时)——重合闸装置应可靠动作；3)自动重合闸应符合预定的重合次数要求，对一次式重合闸而言，只能重合一次。4)自动重合闸装置动作后应能自动复归，以备下一次发生线路短路故障跳闸后，可再自动重合。（指重合于瞬间性故障线路）5)当断路器处于非正常动作状态时，重合闸应退出运行（如液压操动机构的工作压力低于正常工作压力）或断路器即将超过规定的开断短路电流次数或线路上有人进行带电作业时。DH型自动重合闸装置简介（附图：6-18-自动重合闸装置原理图）QF1接通时，电阻R、1KM与合闸接触器HC的串联电路虽然都加上电压，但由于1KM的直流电阻远大于HC，按串联电路的电压分配原理，HC此时并不动作一次式自动重合闸装置动作原理的简要介绍：（1）手动操作开关电动合闸后，重合闸装置内的电容器经15~25s的充电达到重合闸工作的电压；（2）当保护动作（或误碰断路器的手动分闸机构），造成断路器跳闸，重合闸装置内的时间元件被启动，经短延时（0.5~5秒）启动出口中间继电器，重合闸动作一次；（3）手动操作断路器电动分闸时，自动重合闸装置内部的电容器被放电，重合闸装置不能启动（4）重合闸动作后，因线路故障未消失，再度跳闸，重合闸不能再动作——因重合闸装置内的电容器来不及充电到工作电压，无法动作，因此，只能动作一次；且电容器将一直维持在低电压状态，无法再启动（只能等待手动复归到断路器合闸后状态时，才能开始下一动作循环）二、备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置——指当工作电源因故障自动跳闸后，备用电源自动投入；可作用于合上备用线路的断路器或作用于合上备用变压器的断路器。1QF3QF2QF当任意一点发生短路时，只要将靠近短路点两侧的断路器断开（隔离了故障点）即可恢复非故障设备的供电为保证备用电源自动投入装置的安全、可靠动作，应满足以下要求：1.只有正常工作的电源断路器（保护动作）跳闸后，方能自动投入备用电源断路器；2.当正常工作的电源断路器跳闸后，备用电源自动投入装置只能动作一次，如果备用电源断路器合闸后又跳闸，不得再次自动合闸；3.当备用电源无电压时，自投装置不应动作；4.当电压互感器熔丝熔断时，自投装置不应动作。5.备自投装置不应引起主、备用线路的误并列。小结•掌握自动重合闸的作用、配置以及对自动重合闸的基本要求•掌握备用电源自动投入装置的作用、配置以及对备用电源自动投入装置的基本要求