220kV变电站常见保护配置情况0306

PPT模板下载：变电站保护配置其他保护配置情况引言发电输电变电配电用电变电站是电网中一个个的节点，用以汇集电源、升降电压和分配电力。1.1变电站在电力系统中的地位和作用继电保护装置，就是指能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。1.2什么是继电保护装置任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继电保护的状态下运行。组成：测量部分、逻辑部分、执行部分1.3继电保护装置的组成保护及自动装置测控装置计量装置二次电压二次电流线路电压母线电压1.4继电保护的四个基本要求•可靠性继电保护四个基本要求•快速性•灵敏性•选择性线路保护配置情况2.110kV线路保护10kV线路保护配置：过流保护、重合闸2.1.1过流保护当线路发生短路故障时，会产生很大的短路电流，并且当故障点离保护安装处越近，短路电流也相对越大。保护当短路电流超过整定值时电流元件动作，并通过动作时间与下一级线路保护配合，以保证动作的选择性。保护范围动作时间电流速断（Ⅰ段）被保护线路全长的20％～50％。保护装置的固有动作时间。限时电流速断（Ⅱ段）被保护线路的全长及下一线路（不超过下一条线路的I段）。动作时限ｔⅡ要与下一线路Ⅰ段的动作时限相配合，一般为0.5s。过电流保护（Ⅲ段）本线路和下一线路的全长乃至更远，并躲过线路最大负荷电流。其动作时限按阶梯原则整定。Ⅰ段Ⅰ段Ⅰ段Ⅱ段Ⅱ段Ⅱ段整定值最大，延时最短Ⅲ段Ⅲ段Ⅲ段整定值最小，延时最长L1L2L3三段式过流保护2.1.1过流保护三段式过流保护动作逻辑II整定Ⅰ段II整定Ⅱ段II整定Ⅲ段tⅡtⅢ≥1出口当任一相电流大于定值，经相应段的延时，三段取或门，也就是任一段动作，保护均出口跳闸。电流定值动作时间2.1.1过流保护将输电线路一端的电压、电流引入保护装置中，求得电压和电流的比值，即测量阻抗。U/I2.235kV线路保护距离保护分类---接地距离保护、相间距离保护反映各种接地故障反映各种相间故障35kV线路保护配置：过流保护、距离保护、重合闸2.2.1距离保护三段式距离保护保护范围动作时间Ⅰ段被保护线路全长的80％～85％。保护装置的固有动作时间。Ⅱ段被保护线路的全长及下一线路全长的30％～40％。动作时限ｔⅡ要与下一线路Ⅰ段的动作时限相配合，一般为0.5s。Ⅲ段本线路和下一线路的全长乃至更远。其动作时限按阶梯原则整定。整定值最小，时间最短整定值最大，时间最长2.2.1距离保护三段式距离保护动作逻辑当任一测量阻抗小于定值，经相应段的延时出口跳闸，三段取或门，也就是任一段动作保护均出口。阻抗定值动作时间ZZ整定Ⅰ段tⅡtⅢ≥1出口ZZ整定Ⅱ段ZZ整定Ⅲ段2.2.1距离保护零序保护只反映接地故障→零序电流、零序电压。2.3110kV线路保护形成回路110kV线路保护配置：电流差动或高频保护、距离保护、零序保护、不对称相继速动、双回线相继速动、重合闸2.3.1零序保护跳闸逻辑：3I0整定值，跳开线路开关3I0四段式零序过流保护保护名称保护情况零序Ⅰ段按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的电流整定，不能保护线路全长零序Ⅱ段与相邻线路灵敏Ⅰ段配合，不仅保护本线路全长，还延伸至相邻线路零序Ⅲ段与相邻线路Ⅱ段配合，是Ⅰ、Ⅱ段的后备保护零序Ⅳ段作为零序电流Ⅲ段后备保护2.3.1零序过流保护概念：就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。保护保护2.3.2纵联保护•线路正常运行及外部故障时：MNIMIN保护保护╳╳•线路内部故障时：√保护保护MNIMIN√电流的参考方向以母线流向线路为正方向。2.3.2纵联保护不对称故障时，利用近故障侧切除后负荷电流的消失，可以实现不对称故障时相继跳闸。当线路末端不对称故障时（B、C相间故障），N侧Ⅰ段动作快速切除故障，由于三相跳闸，非故障相电流同时被切除，M侧保护测量到任一相负荷电流突然消失，而Ⅱ段距离元件连续动作不返回时，将M侧开关不经Ⅱ段延时即跳闸，将故障切除。2.3.3不对称相继速动在并列双回线两条线路的双回线相继速动投入的前提下，它们Ⅲ段距离元件动作或其它保护跳闸时，输出FXJ信号（由保护1、3发出）分别闭锁另一回线Ⅱ段距离相继速跳元件。2.3.4双回线相继速动1324L1L2MN双回线相继速动保护原理说明图12.4220kV线路保护配置基本原则单击此处添加标题213双重化完整独立一一对应220kV及以上线路220kV及以上母线110kV及以上主变保护能处理可能发生的所有类型的故障两套保护装置的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈2.4220kV线路保护220kV线路保护类型：电流差动及高频保护、距离保护、零序保护、重合闸、开关失灵保护2.4.1重合闸自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。前加速后加速第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作。瞬时切除故障当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护先无选择性地瞬时动作于跳闸，而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作。停用综重三重2.4.1重合闸单重单相故障：跳X相，重合X相，重合不成功跳三相相间故障：跳三相，不重合任何故障，跳三相，合三相，重合不成功跳三相单相故障：按单相重合闸方式处理相间故障：按三相重合闸方式处理重合闸退出，任何故障跳三相不重合中性点不接地系统与中性点直接接地系统发生单相故障时有何区别？？？小结保护名称主保护后备保护其他保护10kV线路保护过流保护（两段或三段式（方向）过电流保护）、重合闸35kV线路保护距离保护、过流保护（两段或三段式（方向）过电流保护）、重合闸110kV线路保护电流差动或高频保护（纵联保护）距离保护（相间、接地距离）、零序保护（四段式零序方向过流保护）、不对称相继速动、双回线相继速动重合闸220kV线路保护电流差动及高频保护距离保护、零序保护重合闸、开关失灵保护主变保护配置情况主变保护电量保护差动保护3.1主变保护配置后备保护非电量保护单套配置双套配置轻瓦斯保护重瓦斯保护只发信3.2主变保护的保护范围差动保护：保护CT范围内的主变非电量保护：仅保护主变本体后备保护：保护本侧开关后的母线部分（高后备作为中低后备的后备保护）3.2差动保护变压器差动保护是按照循环电流原理构成，即将变压器各侧电流互感器的二次电流进行相量相加。原理用来保护变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。作用区外故障把变压器看成电路上的一个节点，流入的电流等于流出的电流，即相量和为0，所以差动电流差动保护不动作。110KV220KV35KV1I2I3I0321IIIId3.2差动保护电流的参考方向以母线流向变压器为正方向。区内故障各侧短路电流都是由母线流向变压器，差动电流很大，容易满足差动方程，差动保护动作。110KV220KV35KV1I2I3I321IIIId3.2差动保护3.3瓦斯保护瓦斯保护用来反映变压器的内部故障和漏油造成的油面降低，同时也能反映绕组的开焊故障。即使是匝数很少的短路故障，瓦斯保护同样能可靠反应原理当变压器的内部发生短路故障时，电弧分解油产生的气体在流向油枕的途中冲击气体继电器，使重瓦斯动作于跳闸。当变压器由于漏油等造成油面降低时，轻瓦斯动作于信号作用3.4复压闭锁过流保护原理作用高中低压三侧均装设，作为主变和相邻元件短路故障的后备保护。复合电压元件由低电压元件、负序过电压元件组成。加装复合电压闭锁后，过流的整定值就可以降低，提高灵敏度。3.4复压闭锁过流保护&≥IAIBIC复合电压开放方向条件满足过流保护：任一相电流大于整定值。方向元件将本侧母线TV提供的电压与本侧电流的相位角进行比较。3.4复压闭锁过流保护复压闭锁过流保护方向跳闸开关复合电压闭锁元件220kV侧指向主变跳三侧三侧电压“或”110kV侧指向母线跳母联、跳本侧、跳三侧三侧电压“或”10kV侧一般不带方向跳母联（分段）、跳本侧、跳三侧三侧电压“或”对于中性点直接接地的变压器，110kV、220kV侧零序方向过流保护作为主变和相邻元件接地短路故障的后备保护。3I0整定值判定短路为正方向&出口跳闸t3.5零序方向过流保护间隙保护包括间隙零序过流和零序过电压，作为变压器中性点经间隙接地运行时，接地故障的后备保护。3.6间隙保护方式一：取自变压器中性点绝缘套管CT方式二：取自放电间隙CT零序电压取自PT开口三角小结：电量保护配置主保护两套不同原理的纵差保护后备保护-10kV/35kV侧复合电压闭锁的过流保护后备保护-110kV侧复合电压闭锁的过流保护零序方向过流保护间隙过流和间隙过压保护后备保护-220kV侧复合电压闭锁的过流保护零序方向过流保护间隙过流和间隙过压保护电量保护配置其他：过负荷保护保护功能保护范围动作后果用途说明主保护比率差动/差动速动/工频变化量差动主变三侧开关CT之间1、跳各侧断路器。2、启动高、中压侧断路器失灵保护3、闭锁110/220kV断路器重合闸。4、启动故障录波器。5、发信号。高、中压侧内部及引线各种故障瞬时动作的主保护。低压侧相间短路故障低后备复压过流主变、母线、线路t1时限跳本侧开关t2时限跳各侧开关并发信号作为主变、低压母线、出线相间故障的保护小结保护功能保护范围动作后果用途说明高中后备高压侧复压方向过流保护→母线：本侧母线线路延时t1跳母联开关并发信号（视现场情况而定）延时t2跳本侧开关并发信号延时t3跳各侧开关并发信号作为变压器相间故障的后备和本侧母线、出线相间故障的后备中性点间隙保护主变、高中压侧母线和线路跳各侧断路器并发信号作为变压器接地故障的近后备和外部接地故障的远后备保护高压侧零序过流主变、母线、线路t1时限跳母联并发信号t2时限跳本侧并发信号t3时限跳各侧并发信号作为主变、母线、出线接地故障的保护高压侧过负荷发信号3.7220kV主变电量保护母线保护配置情况CT1CT2CT3CT4CT5III285283286284201-1-1-1-2-2-2四、继电保护保护范围的划分母线差动保护范围Ⅰ母小差保护范围Ⅱ母小差保护范围母线及母联间隔保护范围的划分线路保护与母差保护范围重叠区域单击此处添加标题线路间隔线路保护范围母线差动保护范围I1I2I3I4正常运行时，在母线所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等。（如果设定TA的正级性端在母线侧，电流参考方向由母线流向线路为正方向。）0I4.1母线保护原理0IIn1jjdI1I2I3I4母差保护范围外故障：把母线看成电路上的一个节点，节点上各元件电流相量和为0，所以差动电流为0，差动保护不动作。04321IIIIId4.1母线保护原理I1I2I3I4母差保护范围内故障：各元件实际短路电流都是由线路流向母线（短路点），此时差动电流很大，差流元件动作。4.1母线保护原理用于双母线或单母线分段接线方式的微机型母差保护由母线大差和各段母线小差组成。大差元件Ⅰ母小差Ⅱ母小差由除了母联开关以外的母线所有其余支路的电流构成，作用是区分母线内和母线外故障。由与该母线相连的各支路电流构成，作用是选择故障母线。III2852832862842014.1母线保护原理4.2母线保护配置220kV母线保护110kV母线保护220kV变电站双重配置单套配置保护范围：所在母线各出线开关CT至母线(包括母线PT、避雷器)动作条件：大差动作+I小差或II小差动作+复压开放动作结果：跳开故障母线上的所有开关（包括母联）母联过流保护双母接线的母线保护装置功能母联充电保护母联非全相保护（110kV无此功能）母联死区保护母联失灵保护断路器失灵保护（110kV无此功能）母线差动保