搜索
调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）调度人员素质提升培训模块教材继电保护模块（1）培训单位：华北电网培训中心培训内容：线路保护及纵联通道、变压器保护授课：李国武（张家口供电公司）联系电话：13833333221电子邮箱：liguowu1021@yahoo.com.cn日期：2009.08.26调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）一.培训需要达到的要求1.实现调度值班人员对系统继电保护设备配置情况的深入了解，重点掌握继电保护与一次系统的配合。2.实现调度值班人员对电网继电保护设备基本原理的概括性了解，重点明确各种继电保护功能的应用范围。3.重点要根据继电保护的基本原理明确系统运行方式发生变化时，继电保护系统需要进行的操作及相关注意事项。4.提升调度值班人员对电网及设备事故的分析能力，全面实现调度人员的电网管控能力的提升。5.对各继电保护专题的学习与培训中，必须达到“既知其然，也要知其所以然”的目标。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）二.培训的主要方式1.授课方式，这是继电保护培训模块中主要采用的方法，目的是为了充分利用培训时间，实现培训内容的最大优化配置。2.互动方式，为了达到继电保护运行知识培训效果的优化，在课程中加强互动，希望参加培训人员能够根据自己的工作实践及本地区电网调度工作的要求和对继电保护系统的关注情况，广泛探讨，综合提升。3.考核方式，作为模块化培训工作的一个部分，希望大家正确对待关于继电保护模块的培训考核工作。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）三.继电保护模块（1）的主要培训内容调度人员素质提升类培训中继电保护共分为三个部分，第一模块的主要内容是线路保护和变压器保护的基本原理及运行注意事项的培训，重点是讲解根据系统运行方式调整及一次设备操作要求，继电保护系统需要注意的问题和相关的原因。另外，结合220kV及以上系统的线路保护中，纵联电流差动保护应用日益广泛，其简单灵活的运行特性和纵联通道工作可靠的特点优势突出，为促进调度人员的知识丰富，对相关的纵联保护通道工作情况及运行注意事项进行讲解。另外，为了使继电保护模块（1）自成体系，对电网继电保护基本知识进行简单的阐述。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）三.继电保护模块（1）的主要培训内容1.继电保护关键词分析与讲解，这是大家了解本教材相关内容的关键点之一。2.电力系统分析的基础知识，包括小接地电流系统和大接地电流系统，这是对继电保护动作行为了解的关键。3.小接地电流系统线路及变压器保护的配置与运行，重点进行系统中常见的几种故障案例，分析继电保护在一次系统发生故障时的反应和作用。4.220kV及以上电网线路保护的基本原理与运行注意事项分析，这是课程的重点之一。5.纵联电流差动保护及闭锁式高频保护通道原理简介，这是课程的重点之二。6.220kV及以上系统变压器保护的基本原理与运行注意事项分析，这是课程的重点之三。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与基础知识讲解1.继电保护装置的动作区与选择性：继电保护装置的动作区是对电力系统发生故障时，能灵敏反应并正确产生动作行为的区域。任意一种保护功能都有确定的动作区域，这是继电保护“选择性”的要求（继电保护的“四性”包括选择性、快速性、灵敏性、可靠性）。继电保护的动作原则是：继电保护装置动作区内发生故障或异常状况时，可靠灵敏动作切除故障或终止异常运行状态，即不发生拒动。而在继电保护区外发生故障时，应可靠不动作，即不发生误动。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）2.电力系统向量分析基础电阻上的电流与电压同相位，即电流与电压的夹角为0度。电感上的电流与电压相差90度，即电流滞后（顺时针旋转为滞后）电压的夹角为90度。电容上的电流与电压相差90度，即电流超前（逆时针旋转为超前）电压的夹角为90度。阻感性元件上的电流滞后电压角度大于0度小于90度，角度大小取决于阻抗角。阻容性元件上的电流超前电压角度大于0度小于90度，角度大小取决于阻抗角。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解3.电力系统故障状况下的特征3.1小接地电流系统(指变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，在有的电网中还有经过电阻接地的系统）发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，所以短路电流很小，故障点的电流为整个系统中非故障相的对地电容电流，所以称为小接地电流系统。3.1.1相关电压的特点：电压特点分析与PT二次反应的电压状况相同，因为PT反应的同样是各点对地的电压。故障相电压为零；非故障相对地电压升高为1.732倍；（分析绝缘问题）中性点电压升高为相电压；调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解3.1.1相关电压的特点：三个相间电压大小和相位均未发生变化，所以不影响相间负荷的供电；3.1.2相关电流的特点：接地点流过整个系统非故障相对地电容电流之和；非故障元件流过本元件的对地电容电流，电容电流方向为母线流向线路；故障元件流过整个系统中所有非故障元件的电容电流之和，电容电流方向为线路流向母线；（分析通过功率方向元件进行小接地系统故障元件选相的原理，并且说明系统越大对选线灵敏度的提升）调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）3.1.3小接地电流系统相关问题分析（1）电容电流的分布调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）3.1.3小接地电流系统相关问题分析（2）双回线异名相故障分析-电流互感器均在AC相切除一回线路的几率为2/3；同时切除双回线的几率为1/3。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）3.1.3小接地电流系统相关问题分析（2）双回线异名相故障分析-电流互感器不在同名相切除一回线路的几率为1/3；同时切除双回线的几率为1/2；拒动几率为1/6。拒动调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）3.1.3小接地电流系统相关问题分析（3）中性点经消弧线圈接地的补偿问题在点用调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）3.1.3小接地电流系统相关问题分析（3）中性点经消弧线圈接地的补偿问题根据补偿情况的不同，有三种补偿方式：全补偿：︳IL︳=︳IB+IC︳,这时虽然接地点电流为零，但整个系统处于谐振状态，在很小的电压偏移情况下，会产生很高的谐振过电压，故全补偿方式应该绝对避免。欠补偿：︳IL︳＜︳IB+IC︳,欠补偿方式同样有产生谐振状态的可能，即当大系统中部分线路切除后，电容电流减小，可能进入全补偿状态，所以在实际系统中该补偿方式是不可用的。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）3.1.3小接地电流系统相关问题分析（3）中性点经消弧线圈接地的补偿问题过补偿：︳IL︳＞︳IB+IC︳,过补偿方式是系统中应用的容性电流补偿方式，优点是即使部分线路切除，仍然为过补偿方式不会产生谐振状态。需要注意的问题是：当系统逐渐增大时，需要及时增加消弧线圈的容量，防止出现全补偿方式。在发电机系统的电压母线中采用欠补偿方式，主要原因是发电机一般采用单元接线方式，系统中的电容电流不会有很大的变化，一般是停机的时候必然将变压器停运。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.3.电力系统故障状况下的特征4.3.1大接地电流系统故障特征在大接地电流系统中，故障状况下的三大特征是：故障相（相间）电流增大、故障相（相间）电压降低、故障相（相间）电压与电流之间的相位角发生变化。继电保护装置的构成就是要引入电流互感器的二次电流（要求二次电流正确反应一次电流的变化，波形不畸变，一、二次无响应的时滞）；同时要引入电压互感器的二次电压（要求同“电流互感器”），然后由继电保护装置进行分析计算，判断故障特征，并与事先设定的定值（决定了保护的动作范围和时间）进行比较，实现保护装置的动作或不动作。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.3.电力系统故障状况下的特征4.3.1大接地电流系统故障特征现在系统中广泛应用的保护功能，如差动保护、纵联方向（距离）保护、阶段式距离保护、方向过流保护、零序方向过流保护，归根结底是反应电流大小的变化或者电流相对参考量（一般为电压量或不同量的组合）的相位角发生变化，所以保护区的大小或者是方向元件的正反均以保护装置所用电流互感器的安装位置为界线的。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.3.电力系统故障状况下的特征4.3.2大接地电流故障情况下序分量（正序、负序、零序）的分析（1）系统中发生三相短路时，仅有正序电压和电流；（2）系统中产生负序电流的原因是发生了不对称故障，包括单相接地、两相接地、相间短路、负荷电流情况下的一相断线和两相断线；（3）系统中产生零序电流的原因是发生了接地故障或负荷电流的不对称，包括单相接地、两相接地、负荷电流情况下的一相断线和两相断线；（4）负序、零序电压源在故障点，所以故障点零、负序电压最高、远离故障点会减小。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.4.继电保护功能的保护区（举例说明）-线路纵联（差动）保护220kV电网纵联电流差动保护多采用南瑞公司的RCS-931AM、四方公司的CSC-103B、深圳南瑞公司的PRS-753A、许继公司的WXH-803A等。主要特点：接在线路两侧的两个“半套”装置构成一整套纵联保护。甲220kV变电站乙220kV变电站丙220kV变电站甲乙220线路纵联（电流）保护的保护区域甲丙220线路纵联保护的保护区域调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.4继电保护功能的保护区（举例说明）-母线差动保护母线差动保护区，由母线所连接的各个元件（包括母联开关）接入母差保护的电流互感器绕组位置所确定的区域。母联开关母线小差保护区母线小差保护区母线大差保护区表示母差用电流互感器调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.4继电保护功能的保护区（举例说明）-母线差动保护在双母线完全电流母线差动保护中，包括母线大差元件和小差元件，大差元件是母线内部故障判别元件，而小差元件是故障母线的选择元件。大差元件，其接入的电流为母线上所有支路的电流互感器（但不包括母联），所以母线保护中大差元件的保护范围就明确了。小差元件，其接入的电流为一段母线上所有支路的电流互感器（包括母联），所以母线保护中小差元件的保护范围就明确了。正是由于母联电流参与小差电流计算，使得小差元件具有母线选择功能。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.4继电保护功能的保护区（举例说明）-变压器保护变压器差动保护的保护区为各侧电流互感器包围的区域，对于不同的差动保护功能，根据其使用的电流互感器不同保护区也不同，如自耦变压器保护的分侧差动保护，使用的电流互感器为高中压侧及中性点侧，所以其保护范围为有电气联系的高中压侧绕组。变压器后备保护的保护区由各侧后备保护所用的电流互感器为界，并根据保护方向的不同和定值能够包含的区域决定。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.5.继电保护功能保护区域的交叉根据继电保护运行规定，任何电力设备不得在无继电保护的状态下运行，对于220kV及以上多电源电网，为保证系统运行的稳定性，任何一点故障必须保证“0S”切除。根据系统运行实际情况，分析现在系统中广泛采用的110kV及以下电网线路保护带电改定值的问题，线路保护是否在无继电保护的状态下运行。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.5.1由于相关保护的保护区未交叉造成的保护死区母联开关母差保护区线路保护区线路保护区线路保护区对于每个元件：CT1电流接入母线差动保护；CT2电流接入线路保护1；CT3电流接入线路保护2；如图所示，在母差保护和线路保护之外的区域为保护死区；该死区在电流互感器的内部，发生的几率仅管较少，但对系统影响很大。调度人员素质提升培训—继电保护模块（1）四.继电保护关键词分析与讲解4.5.2保护范围