配网继电保护培训

配网继保原理及基础系统运行部2014年6月1.保护原理2.配网相关保护配置3.馈线自动化4.配网保护存在的问题继电保护的作用1、当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确的给距离故障元件最近的断路器发跳闸命令，使故障元件及时从系统中断开，以最大限度减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。2、反映电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动的进行调整，或将那些继续运行会引起故障的电气设备切除。地区电网的继电保护，应当满足可靠性、选择性、灵敏性及速动性四项基本要求。10kV～110kV电网继电保护的整定应满足选择性、灵敏性和速动性的要求，如果由于电网运行方式、装置性能等原因，不能兼顾选择性、灵敏性和速动性的要求，则应在整定时，保证规定的灵敏系数要求，同时，按照如下原则合理取舍：地区电网服从主系统电网；下一级电网服从上一级电网；局部问题自行处理；保护电力设备的安全；保重要用户供电。4继电保护运行整定的基本原则5电网接线图0.9＂0.3＂0.9＂0.6＂1.2＂0.9＂1.5＂2.1＂0.6＂1.5＂0＂1.8＂0.3＂2.1＂0.6＂2.4＂0.9＂2.7＂1.5＂2.7“0.1“3＂1.5＂1.2＂0.6＂2.1＂1.5＂0.9＂2.1＂1.8＂0.9＂0.3＂2.1＂0.6＂1.8＂0.3＂1.8＂0.3＂2.1＂0.6＂1.8＂0.3＂广州电网各级保护时间级差配置110kV变压器保护配置图10kV后备保护作为10kV母线相间故障的主保护。作为10kV母联保护和10kV出线（电容器、站用变、馈线）保护的后备保护。曲折变零序保护作为10kV母线桥及母线接地故障的主保护作为10kV出线（电容器、站用变、馈线）保护的后备保护10kV母联保护配置图•作为母线相间故障的主保护，•作为10kV出线保护的后备保护。10220KV变压器变低保护整定范例过电流•电流：Idz=Kk*Kzqd*ILn=1.3×1.2×Iln若不满足母线故障灵敏度，按保证Klm＝1.5整定。•电压闭锁：UL=70VU2=3.5V（相电压）•时间：1.5S切分支DL并闭锁自投2.1S切各侧总过流电流：Idz=kp*Kk*Kzqd*ILn=1.1×1.3×1.2×Iln若不满足母线故障灵敏度，按保证Klm＝1.5整定。•电压闭锁：UL=100VU2=0V•时间：1.8S切本侧并闭锁自投2.1S切各侧跳闸时间：躲电源线路Ⅱ段动作时间与重合闸时间之和，并大于后备保护动作闭锁自投时间：T1=T´2+Tch+Tjs+ΔtTch大于1S的，按实际时间带入计算；无重合闸的，躲电容器失压保护动作时间，并大于后备保护动作闭锁自投时间；若该站上级电源装有自投装置，自投跳闸时间应与上级自投装置跳闸时间配合：T1=T´1+△T11备自投10kV线路二次重合闸二次重合闸的一般可整定为：第一次重合时间5秒；第二次重合闭锁时间应小于第一个柱上开关动作时间，可取同第一次重合时间；第二次重合时间需考虑开关两次重合闸的间歇时间，可取60S；重合闸充电时间则按照柱上开关的数目整定，9个以内的柱上开关可整定为65S。1210kV线路保护二次重合闸动作时间示意图1310kV线路保护小电阻接地方式电网中变压器配电电压侧一般为△接线，没有可供接接地电阻的中性点，引入特制星形接地的三相变压器。Z形接地变压器结构特点接地变三相铁心三相铁心的每个心柱上的绕组被平均分成两段，两段绕组极性相反，三相绕组按Z型联结法接成星形接线。14配网中性点接地方式及接地变UA1UB1UC1UBUAUC2UCUB2UA2Z形接地变压器绕组间的相量关系：每相电势是半个线圈电势的√3倍，星形连接时每相电势是半个线圈电势的2倍。在相同材料消耗下，Z形连接的相电势和额定容量都减少到只有星形连接时的√3/2倍。UA1UB1UC1UBUAUC2UCUB2UA2UA1UB1UC1UBUAUC2UCUB2UA215配网中性点接地方式及接地变tX'1X2XCX3NR3gdZ31AI2AI0I1AU2AU0UAEA相接地时的复合序网正序网络负序网络零序网络16配网中性点接地方式及接地变3IIII2III3I=I1+I2+I03I17配网中性点接地方式及接地变对于小电阻接地的10kV系统，不需再考虑PT回路的消谐问题。小电阻接地是最根本和最有效的消除PT铁磁谐振过电压的措施。小电阻接地仍然属非有效接地系统，母线PT开口三角电压应选100/3而不是100V。低电阻接地系统必须且只能有一个中性点接地运行，当接地变压器或中性点电阻失去时，供电变压器的同级开关必须同时打开。18配网中性点接地方式及接地变列子：对于小电阻接地系统（电阻值10欧姆），零序定值可取一次值75A。220kV站零序电流保护不切各侧。相过流：（电阻值10欧姆）过流Ⅰ段：系统接地短路电流被限制在一次值600A，每相故障的短路电流限制在一次值200A。考虑1.3的可靠系数，1.3×200=260A过流Ⅱ段：可取一次值40A（1.5×25）2.5S切曲折变开关19配网中性点接地方式及接地变1.保护原理2.配网相关保护配置3.馈线自动化4.配网保护存在的问题配电终端配电网终端是配电网自动化系统的关键设备，根据监控对象的不同，分为馈线终端（FTU）、站所终端（DTU）、配变终端（TTU）三大类DTU和FTU保护定值设置优点：降低变电站馈线开关跳闸次数、提高供电可靠性缺点：方式变化适应性差、增加一级级差22主干线分支断路器保护1.保护原理2.配网相关保护配置3.馈线自动化4.配网保护存在的问题馈线自动化技术根据是否需要通信、使用的分段开关类型（负荷开关、断路器等）、检测的故障信号（电压、电流）等条件，有不同FA实现方案，具体可分为重合器-分段器配合、集中控制、分布式智能控制、网络保护4种类型。重合器-分段器配合型FA重合器-分段器配合型FA，根据就地电压和（或）电流的变化，由电源出口的重合器或断路器与线路上的自动分段器按照设定的逻辑顺序动作，完成故障隔离与非故障区段的恢复供电。该FA方式既不需要通信通道也不依赖于主站。根据检测信号的不同，重合器-分段器配合型FA又可分为电压控制型、电流控制型、电压电流控制型。重合器-分段器配合型FA1）电压控制型。又称电压-时间控制型，其特点是通过检测分段开关两侧的电压来控制其分闸与合闸。RQ2Q1FCCTVTVTVTV附图1-1辐射型架空线路手拉手电压控制型FA系统重合器-分段器配合型FA2）电流控制型。又称过流脉冲计数型，其特点是分段开关在连续计数到两次及以上故障电流后分闸隔离故障。RL1Q1TAL2Q2L3QbLbTATACCC附图1-3电流控制型FA系统重合器-分段器配合型FA3）电压电流控制型。又称电压-电流-时间控制型，其特点是分段开关采用断路器并同时检测电压与电流信号，在重合到故障上时立即跳闸隔离故障；与之配合，电源出口重合器（断路器）采用一快一慢的动作方式，在线路出现短路故障时首先快速跳闸（速断），然后改为带时限速断保护。电压电流控制型FA系统动作过程与电压控制型类似，但在故障区段两侧开关重合到故障后立即动作跳闸并闭锁，避免因出口重合器跳闸引起非故障区段再一次失电。集中控制型FA集中控制型FA，由配电网主站通过通信系统集中收集各配电网终端的故障检测信息，根据系统拓扑结构和预设算法进行故障定位，并通过遥控或手工方式实现自动定位、隔离与恢复供电。该FA方式需要由配电网终端、通信网及主站三部分共同完成。集中控制型FA电源1QF1Q11RelayQ12DTUQ21Q22DTUQ32DTUQ41Q42DTU电源2QF2RelayQ31F控制主站附图1-5电缆环集中控制型FA系统集中控制型FA集中控制型FA系统在配电网自动化系统主站上实现，无需增加硬件投资，便于管理维护。不要求出口断路器进行重合闸配合，不会对系统造成多次过流冲击，对架空线路与电缆线路都适用。其不足之处是需要通信通道及控制主站，投资较大；由于通信以及主站进行故障信息处理花费的时间较长，自动供电恢复的时间在1~3min。主要适用于城市对供电质量要求较高的区域。分布式智能控制型FA常规FA供电恢复时间都在分钟级，而基于点对点对等通信（Peer-to-Peer）技术的分布式智能控制型FA，能够在数秒内完成故障定位、隔离与恢复供电，使停电时间大为缩短。电源1QF1Q11RelayQ12FTUQ21Q22FTUQ32FTUQ41Q42FTU电源2QF2RelayQ31FCP点对点对等通信网控制主站RMU1RMU2RMU3RMU4附图1-6电缆环网分布式智能控制型FA系统网络保护型FA网络保护型FA用于闭环运行的电缆环网（联络开关正常运行时处于合位），两侧的电源取自同一母线，以避免因两侧电源电压不一致带来的潮流难以控制的问题。环网柜进线开关采用能够遮断故障电流的断路器，应用基于分布式智能控制的网络保护，在线路故障时直接跳开故障区段两侧断路器切除故障，使非故障区段用户的供电不受影响，实现所谓的无缝自愈。选择其中一个环网柜的一条出线与其他变电站出线联络，作为主供电源停电时的备供措施。网络保护型FA光纤以太网QF11#环网柜QF22#环网柜3#环网柜4#环网柜区段1区段2区段3QF11QF12QF21QF22QF31QF32QF41QF42FI11I21I21I22RelayRelayFTUFTU母线1FTUFTUCP控制主站附图1-7网络保护型FA系统构成网络保护型FA网络保护型FA系统能够实现电缆环网故障的无缝自愈，适用于对供电质量有很高要求的场合，不足之处是投资较大。我国香港与新加坡中压电缆环网都采用闭环运行方式，采用导引线差动保护切除故障，属于网络保护型FA系统。1.保护原理2.配网相关保护配置3.馈线自动化4.配网保护存在的问题根据上下级保护时间级差的配合原则：△T=T1+T2+Td+TyT1:保护动作时间:取30msT2:断路器熄弧时间:取20msTd:断路器跳闸时间Ty:裕度时间：50ms要求断路器跳闸时间Td≤150－50－20－30＝50ms37配网时间级差缩短探讨供电可靠性要求集中式和分布式CT和PT的选择保护配合与故障检测配网合环问题38配网自动化保护问题系统运行部张少凡2014年6月