技師培訓教材-繼電保護及自動裝置.ppt

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繼電保護及自動裝置,第一章概述一、電力系統(tǒng)的不正常運行狀態(tài)系統(tǒng)中設備的運行參數偏離了允許值，但還未發(fā)展成故障。二、故障電力系統(tǒng)中設備的正常工作已遭到破壞，但未發(fā)展成事故。三、事故電力系統(tǒng)的正常工作遭到破壞，且已造成嚴重后果。,四、繼電保護和自動裝置的任務,１、電力系統(tǒng)故障時，保護能自動、準確地切除故障。２、電力系統(tǒng)出現不正常工作狀態(tài)時，根據運行維護條件確定保護是動作與信號還是跳閘。,五、對繼電保護的基本要求,１、可靠性：保護的動作應安全可靠。２、選擇性：保護的動作應有選擇的。３、快速性：保護的動作應快速的。４、靈敏性：保護對故障的反應能力。,第二章、電網相間短路的電流保護,第一節(jié)略,第二節(jié)無時限電流速斷保護（Ι段）１、Ι段的作用：本線路的主保護。２、保護的范圍：本線路的一部分。３、整定原則：（１）電流的整定Ｉdz1Ι=kkΙIDmax躲過本線路末端短路故障時最大短路電流（最大運行方式下三相短路）。（２）時間整定：保護的固有動作時間。（４）0．06秒的作用躲過避雷器的放電時間。,第三節(jié)時限電流速斷保護（Ⅱ段）,１、Ⅱ段的作用：本線路的主保護。２、保護的范圍：本線路全長＋下一線路的一部分。３、整定原則：（１）電流的整定：躲過下一線路Ι段的動作電流。Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ι（Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ⅱ）（２）時間的整定：躲過下一線路Ι段的動作時間ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ＝０.５S（ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ⅱ＋△ｔ=1S)（３）靈敏度校驗：ＫＬ＝Ｉdl.ZX（本線路末）/Ｉdz1Ⅱ>1.3~1.5,第四節(jié)定時限過電流保護(Ⅲ段),１、Ⅲ段的作用：作為本線路的近后備，下一線路的遠后備２、保護的范圍：本線路的全長和下一線路全長３、整定原則（１）電流的整定：躲過最大負荷電流整定。IDZ=KK.KZq.Ifh.max/Kh（２）時間的整定：階梯形時限特性ｔ1Ⅲ＝ｔ２Ⅲ＋△ｔ（３）KL近＝Ｉｄｌ.ZX（本線路末）／IDZ>1.5KL遠＝Ｉｄｌ.ZX（下一線路末）／IDZ>1.2,第五節(jié)電流保護的接線方式,１、何謂電流保護的接線方式：電流元件與ＣＴ二次側的連接方式２、接線方式的種類（１）三相完全星形接線：特點：能反映各種類型的短路故障（２）兩相不完全星形接線：特點：能反映各種類型的相間故障（３）兩相三繼式：適用場合：適用于Ｙ／△接的變壓器保護目的：提高保護的靈敏度,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,三相完全星形接線：,*,*,*,*,*,*,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,兩相不完全星形接線：,*,*,*,*,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,,,,,,,,,兩相三繼式：,*,*,*,*,第三章、電網相間短路的方向電流保護,一、方向問題的提出二、裝設場合：雙電源及單電源環(huán)網的輸電線路,三、裝設原則,１、判斷功率的正方向（母線----線路）。２、同一方向的保護進行階梯形時限配合。３、同一母線兩側的保護時間較長的保護方向元件可以省略。,,,,,,,１,２,３,４,1DL,2DL,3DL,4DL,,,,,時間整定例題,,,1,2,1.5,2,四、功率方向繼電器的接線方式,（一）對功率方向繼電器的接線要求１、能反映正方向的故障２、能使繼電器靈敏地動作,五、９００接線（相間故障）,１、何謂９０度接線方式三相電路對稱，ＣＯＳφ＝１，接入繼電器的電流超前于電壓９００2、電流電壓組合IJUJAIaUbcBIbUcaCIcUab,２、采用９００接線、功率方向繼電器的動作分析,(1)三相短路(正方向短路）,,,,,,,,,UA,UB,UC,UBC,IA,IB,IC,,,,,,α,UJ,,,,,,,,,,,,,,,,IJ,靈敏線,(２)二相短路B相繼電器IbUca(正方向短路）,靈敏線,,,,EA,EB,EC,,,,UB,UC,UA,,EBC,,Ib,,Uca,,,UJ,,,,,靈敏線,,IJ,,六、按相啟動,1、何為按相起動2、為何要按相啟動防止反方向故障時方向保護誤動作3、不按相啟動的后果反方向故障時方向保護會誤動作,,,,,,,,,,,,,,LJA,GJA,LJB,GJB,第四章、輸電線路的接地保護,一、中性點的接地方式（一）大電流接地系統(tǒng)變壓器的中性點直接接地（二）小電流接地系統(tǒng)變壓器的中性點不接地或經消弧線圈接地,二、中性點直接接地電網中線路的接地保護,（一）單相接地時的UＯ、ＩＯ、ＰＯ的分布１、ＩＯ的分布取決于變壓器的中性點接地的分布情況，與電源的數目無直接關系。方向：接地點----變壓器中性點２、ＵＯ的分布接地點另序電壓最高，變壓器中性點的另序電壓為另。３、ＰＯ的分布正方向為：線路指向母線,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（二）中性點直接接地電網中線路的接地保護,１、三段式零序電流保護（1）零序Ι段（無時限零序電流速斷）ａ保護范圍：本線路的一部分ｂ整定方式：躲過本線路末端接地故障時最大另序電流ｃ時間的整定：保護的固有動作時間（2）零序Ⅱ段（時限零序電流速斷）ａ保護范圍：本線路全長＋下一線路的一部分ｂ整定方式：電流的整定：躲過下一線路另序Ι段的動作電流時間的整定：躲過下一線路另序Ι段的動作時間（ｔ１＝ｔ２＋△ｔ）ｃKL：ＫＬ＝３ＩＯ/Id.bＯ>1.5,（３）零序Ⅲ段（定時限零序過電流）,a保護范圍：本線路的全長和下一線路全長b整定方式：電流的整定：躲過最大不平衡電流時間的整定：階梯形時限特性cKｌ近＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂdKｌ遠＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂ2、零序方向電流保護零序功率方向繼電器的接線Ij=3IoUj=-3Uo,（三）中性點不接地電網中線路的單相接地保護,１、單相接地時的電流、電壓（１）接地相電壓降低（等于零），其他兩相升高（√3倍），系統(tǒng)中出現另序電壓且處處相等。（２）非故障線路首端的另序電流為本線路對地電容電流之和。（３）故障線路首端的另序電流為所有非故障線路對地電容電流之和。,,,,,UA,UB,UC,,,,,,UB,UC,２、保護（絕緣監(jiān)察裝置）,圖各繞組的變比,第五章、輸電線路的距離保護,一、距離保護的優(yōu)點保護范圍不受或少受運行方式的影響。二、阻抗元件能正確測量故障點到保護安裝處距離的元件。三、何謂距離保護由阻抗元件構成的保護。,四、名詞解釋,１、測量阻抗Zj加在阻抗元件上的電壓與電流之比uj/Ij。２、整定阻抗Zz使阻抗元件動作的最大阻抗。３、動作阻抗Zdz落在圓周上的測量阻抗。,五、距離保護的時限特性,1、距離Ι段：（1）保護范圍：本線路的80%----85%（2）時限特性：保護的固有動作時間2、距離Ⅱ段（1）保護范圍：本線路全長+下一線路的30%---40%（2）時限特性：ｔ１Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ=0.5s3、距離Ⅲ段（1）保護范圍：本線路的全長和下一線路全長（2）時限特性：階梯形時限特性（與下一線路Ⅲ段配合）,六、阻抗繼電器,1、全阻抗繼電器（1）動作方程:|ZJ|<|ZZ|（2）動作特性2、方向阻抗繼電器（1）動作方程:|ZJ-1/2ZZ|<|1/2ZZ|（2）動作特性3、偏移特性阻抗繼電器（1）動作方程:|ZJ-ZO|2f0，則采樣后所得到的信號才有可能較為真實地代表輸入信號x(t),3．低通濾波器(ALF),1、作用（1）將fs／2以上的頻率分量濾去，保證對所需最高頻率信號的采樣不發(fā)生失真。（2）降低了對硬件的速度要求2、模擬低通濾波器的種類（1）無源模擬低通濾波器:接線簡單，但電阻與電容回路對信號有衰減作用，并會帶來延遲，對快速保護不利，僅適用于要求不高的微機保護。（2）有源模擬低通濾波器有源低通濾過器通常由上述無源濾過器加上運算放大器構成，此時電容可取較小的數值，從而加快了保護動作速度（T在0．8～1．8ms之間）,(三)模擬量多路轉換開關(MPX),由于數模變換器接口復雜及價格昂貴，通常不宜對各路電壓、電流模擬量同時采用模數轉換，而是采用多路S／H共用一個模數變換器，中間經多路轉換開關切換，按順序由公用的模數變換器轉換成數字量，實現同時采樣、依次模數變換的要求。,(四)模數變換(A／D),1．模數變換器(ADC)原理（１）逐次逼近法的原理（２）重要指標a轉換精度即A／D轉換分辨率，它主要取決于設定數碼的最小量化單位，A／D轉換輸出的數字量位數越多，最小量化單位越小，分辨率越高，轉換出的數字量舍入誤差越小，A／D轉換的精度就越高。b轉換速度它與A／D轉換分辨率是有關的，通常分辨率越高，其轉換速度就相對降低。,EPROM、E２PROM、RAM芯片的作用,EPROM：在擴展插件中必須擴展有紫外線可擦除的只讀存儲器EPROM(27256)，用以存儲保護裝置的程序。E２PROM：電可擦除的存儲器E2PROM，它就是用來專門存放定值并可供調度人員遠方整定或繼保檢修人員就地調整修改。RAM：隨機存儲器，用于存放數值計算及邏輯運算過程的中間數據及其結果。,三、定值固化與定值撥輪電路,定值固化電路由一片E2PROM芯片和相應的控制電路構成，在片選信號有效時，該E2PROM被選中，地址總線AB(A0～A10)就指向E2PROM里某個存儲單元。在RD或WR控制線有效時CPU通過數據總線(DO～D7)DB，對AB指定存儲單元內的內容進行讀或寫操作。,(一)定值固化,CPU來的寫信號WR與固化開關S組成與門&1電路控制固化，只有固化開關打在允許位置(接通)和WR寫控制線低電平時，與門S11電路才輸出低電平，允許對2817A進行改寫。在改寫過程中，由BUSY(忙)端給出一個低電平，通知CPU還沒有改寫完，以免造成數據改寫出錯。,(二)讀操作,當繼保工作人員需要檢查固化的定值時，通過人機接口面板的鍵盤，下發(fā)查詢命令，在RD讀信號有效時(RD低電平)，軟件將根據定值區(qū)號，查E2PROM中對應的定值表，它通過數據總線DO～D7傳送，把所讀定值在液晶顯示器上顯示出來。,(三)定值撥輪電路,對于旁路保護或需要根據運行方式切換保護定值的保護裝置可使用定值撥輪改變定值。在2817EPROM中分設10個定值區(qū)，每個定值區(qū)存放了一套定值。在CPU插件的面板上設有一組撥輪開關，從０到9分別對應10個不同的定值區(qū)，定值區(qū)的編碼由撥輪開關輸出四根引線形成BCD碼送至8255并行擴展口。保護CPU通過8255并行口查詢撥輪開關的四位BCD碼，從而確定了定值區(qū)號。再根據定值區(qū)號就能從E2PROM中讀出當前使用的保護整定值。定值撥輪開關內部結構是一種機械式的編碼電路。當值班人員通過撥輪開關改變定值區(qū)號時，其內部的機械轉換開關就輸出一組對應的BCD碼。,四、其他電路,其他電路包括復位電路、工作方式開關及信號燈，這些元件均裝于面板上，開入、開出端口引自CPU芯片，當工作方式開關撥至上方，開關接通，即工作方式為投入運行；撥至下方，即投入調試。由軟件檢測CPU的P1．3端口的輸入電平，如是低電平，則由CPU的P1．7輸出低電平，“運行”燈亮。如果保護裝置有故障或保護動作有信息需報告工作人員，CPU的P1．4端口輸出低電平，“有報告”燈亮。,第四節(jié)開關量輸入輸出回路原理,一、開關量輸入回路開關量輸入回路包括斷路器和隔離開關的輔助觸點或跳合閘位置繼電器接點輸入，外部裝置閉鎖重合閘觸點輸入，輕、重瓦斯繼電器接點輸入，還包括裝置上連接片位置輸入等回路。1、本裝置上的接點接點狀態(tài)直接輸入CPU的并行接口。２、裝置外部經過端子排引入裝置的接點通過光隔元件輸入，光敏三極管的導通和截止完全反映外部接點狀態(tài)，,二、開關量輸出回路,開關量輸出主要包括跳閘出口、重合閘出口及就地和中央信號出口等。開關量輸出回路一般都采用并行輸出端口來控制有接點的繼電器。為了提高抗干擾能力，都要經過一級光電隔離，在實際保護裝置中應考慮出口的閉鎖，以防止保護誤動作，因此光敏三極管的集電極必須經啟動繼電器接點接正電源，形成保護出口的閉鎖回路,第六節(jié)保護裝置硬件舉例,一、總體性能特征WXB—11型微機高壓線路成套保護裝置是華北電力學院在01保護理論和裝置研究基礎上最新推出的成果，能實現高頻方向，距離、另序、綜重的保護功能。解決了01一些無法解決的問題。在硬件上有二大特點。（一）特點１、多CPU并行工作的結構，它還改變了原先數采ADC模式。２、采用了VFC模式構成模數變換器。,1、01模數換變采用常規(guī)AD574芯片：,,,,,,電壓形成,,低通,,,S／H,多路開關,A/D,CPU,,,,,,,小CT或小PT,數據總線,２、11采用VFC型A/D轉換（即壓頻轉換）,,,,,,電壓形成,,,,VFC,光隔,計數器,CPU,,,,,,（二）保護及模件的基本功能,WXB—11型微機保護，CPU1與高頻收發(fā)訊機、高頻通道組合完成高頻距離，另序方向保護，CPU2實現三階段相間距離，三階段接地距離的保護功能，CPU3實現四階段式方向另序保護功能，CPU4為綜合重合閘，CPU0為裝置自檢及故障電流、電壓的打印，并和外加單相電流判別元件配合構成斷路器失靈啟動回路。各保護和重合閘均采用相電流突變量啟動，其中CPU1由相電流突變量啟動發(fā)信，停信由本CPU的方向阻抗和方向另序。,（三）WXB—11型微機保護有以下幾個特點：,1、各保護CPU1~CPU4均獨立工作，相互間無任何聯系，各保護均采用相電流突變△I作為起動元件，均有自己的獨立選相元件（相電流差突變量和阻抗選相結合）。根據帶延時IWI定值監(jiān)視是否合閘，合閘則后加速，不需CPU4的后加速信號。2、常規(guī)距離在振蕩閉鎖過程中Ⅰ、Ⅱ段均被閉鎖，本裝置在振蕩閉鎖過程中除Ⅲ段外，設置了按感受阻抗先有突變而后R值持續(xù)0.25不變的原理來檢出振蕩中故障。3、本線非全相運行再故障或發(fā)展性故障判別按健全相電流差突變量DI2+軟件自動切換的相應保護。4、只有當CPU1、2、3中有兩個或兩個以上同時起動，（即CPU1、2、3三個QDJ接成三取二方式），才能開放跳閘回路，從硬件上保證了三個CPU之一出故障不誤動。,二、硬件構成,1、南京廠WXB—11裝置一共有14個插件組成，插件排列如圖，各插件之間接關系示意圖如圖。各個CPU的硬件配置1,２、各插件之間接關系示意圖,,+5v+15v0v+24v,對運行部門主要注意二個問題,（１）開關輸入外部接點K接通時，有電流通過光電器件的發(fā)光二級管回路，使光敏三極管導通。K打開，則截止，可以完全反映外部接點狀態(tài)。,開關量輸入回路示意圖如圖,,-E,+5V,至各CPU插件,光隔片,外部接點,各CPU開關量輸入如下,高頻收訊SX*高頻保護投入CPU1高頻通道檢查*距離保護投入CPU2*另序總投入*另序ICPU3備用,,,,重合方式II*重合時間控制閉鎖重合閘氣壓低閉鎖重合閘斷路器三跳位置CPU4外部保護來N端外部保護來M端外部保護來P端重合方式I手動合閘均用單跳啟動重合閘三跳啟動重合閘CPU1~CPU4均用不對應重合閘,,,整個裝置的投?？赏ㄟ^跳、合閘出口壓板實現，高頻、距離、另序、重合閘各保護均可單獨投停，高頻、距離、零序用投運壓板，重合閘用重合方式開關和合閘出口壓板。但應注意幾點：,1、保護單獨投停是通過輸入開關量由軟件實現，當某保護插件異常時，是靠裝置的閉鎖措施防誤動。因此本裝置其它保護仍可繼續(xù)運行，但異常插件應及時處理。2、保護的出口經過3CPU1、2、3啟動元件“三取二”閉鎖以提高裝置的安全性，因此某保護無故障停用時，仍應使用該保護的啟動元件，即該保護壓板退出，測量元件和跳閘邏輯停止工作，但插件仍在運行，啟動元件仍舊投入。,3、本裝置高頻保護的接信號狀態(tài)與常規(guī)閉鎖高頻保護不同，當該壓板退出時，保護插件和收發(fā)訊機正常運行時，保護有發(fā)訊功能（QDJ）但停信和跳閘邏輯均停止工作，此時高頻保護無接信號狀態(tài)。因此本高頻保護投運應首先兩側收發(fā)訊機交換信號，正常后才能將高頻保護投運壓板啟用。4、重合閘方式開關不僅與重合閘有關，前面提到還提供保護是否選跳還是三跳信息。所以重合閘停用（解開合閘壓板）或重合閘插件不用（若故障拔出），重合閘方式開關須置“停用”位置，以保證保護動作后即三跳。另外若使用本裝置外的其他綜重時，必須使本裝置重合閘方式開關與此同時外部綜重裝置的方式一致，以提供給本裝置三個保護是否要求選跳訊息。,裝置常見異常及其處理,1、某一CPU告警燈及總告警燈亮。這時該CPU告警繼電器的常閉鎖接點已將該CPU插件的跳（合）閘+24V電源斷開并自保持。此時應首先解開該CPU投停壓板，其余各CPU還可運行。若CPU4壞，應將重合閘方式開關置于“停用”位置，應及時處理異常插件。2、各CPU同時告警，總告警燈亮，此為數據采集系統(tǒng)故障。此時裝置本身已閉鎖所有插件跳（合）閘光隔出口的+24V電源，應解開裝置的跳合閘出口壓板。,3、僅總告警燈亮。若打印機能打印，打印CPUXERR（X=1、2、3、4），說明CPUX致命部位8301芯片有故障，應及時將所有跳合閘出口壓板解開。打印CPUSERR，說明CPU0插件工作異常，各保護正常運行，及時處理CPU0插件。若打印機不能打印，也應及時將所有跳合閘出口壓板解開。應注意的是：當某CPU0處于運行位置，而該CPU巡檢開關未退出，也會出現這種現象。4、僅巡檢中斷告警，無打印信息，此說明CPU0插件的致命部位有故障，不影響保護的運行，但不能打印信息，及時處理CPU0插件。應注意當人機對話插件處于調試位置，CPU1~4處于運行位置，巡檢未退出，也會出現這種現象。5、PT斷線，告警打印PTDX信號，此時本裝置保留高閉另序和方向另序保護功能，無相間故障保護。,LFP—901A型微機線路保護運行及說明,一、保護功能和CPU分配：１、主保護工頻變化量方向元件和零序方向元件經高頻通道配合構成全線快速跳閘方向高頻保護。２、后備保護為工頻變化量距離元件構成的快速Ⅰ段，Ⅲ段式相間和接地距離，二個延時段零序方向過流。,３、保護功能及CPU的分配,CPU1：工頻變化量方向元件和零序方向元件經通道配合構成的全線路快速跳閘的方向高頻保護，Ⅰ段工頻變化量距離元件構成的快速獨立跳閘段，二個延時零序方向過流段構成的接地后備保護。CPU2：三段式相間和接地距離保護，以及重合閘；CPU3：起動和管理機，包含整機總起動元件，事件記錄、測距、人機對話、打印等功能。,二、硬件結構,整個裝置有十個插件，DC為直流逆變電源，設有電源監(jiān)視燈，AC為交流電壓，電流輸入模件；OPT為光隔模件，將輸入開關信號經光隔輸入到裝置內部，VFC為壓頻變換器，將交流模擬量電壓轉換成相應的頻率信號，CPU1為方向高頻保護，OP為運行正常監(jiān)視燈，DX為PT斷線信號，CPU2為距離保護，OP為運行正常監(jiān)視燈，CD是重合閘“充電”指示燈，“充電”時間到燈亮；CPU3為管理CPU；SIC為信號及轉換模件，OP為總正常運行監(jiān)視燈，Ta、Tb、Tc為保護跳閘信號，CH為重合閘信號；OUT1、OUT2為各輸出繼電器。,三、裝置的正常運行操作：,LFP—901A型微機線路保護整個裝置的投停可通過跳、合閘出口的壓板實現，方向高頻，三段式距離，另序、重合閘各保護均可單獨投停，方向高頻，三段式距離，另序用投運壓板實現，重合閘用重合閘方式開關和合閘出口壓板實現。,1、裝置的各種運行方式操作,(1)整個裝置改信號狀態(tài)時，應取下該裝置的跳、合閘出口壓板，起動失靈壓板及起動重合閘壓板。(2)整個裝置停用時，除關閉該裝置的電源外，還應將該裝置的跳合閘出口壓板，起動失靈壓板，起動重合閘壓板取下。(3)裝置投運時，給上直流電源，兩側收發(fā)訊機交換信號，檢查通道正常，后把各保護投運壓板投上，最后把跳、合閘出口壓板，該裝置起動失靈壓板，啟動外部重合閘壓板投上。,(5)保護裝置的重合閘投?？赏ㄟ^合閘出口壓板實現，重合閘方式可通過保護屏上切換開關實現“單重”、“綜重”、“三重”、“仃用”（直跳）四種方式。并可通過控制字實現“同期”、“無壓”、“快速重合（不檢）”的重合條件。在運行中須注意浙江電網新上的線路保護一般為一套WXB—11型微機線路保護，一套為LFP—901A型微機線路保護，重合閘僅使用WXB—11型裝置內的重合閘，LFP—901A型的重合閘停用，LFP—901A型屏上的合閘出口壓板解開，并置LFP—901A型重合閘的方式于“仃用”位置。,(6)本裝置方向高頻保護的信號狀態(tài)與常規(guī)高頻保護不同，當該壓板退出時，保護插件和收發(fā)訊機正常運行，保護有發(fā)訊功能（QDJ），但停信和跳閘邏輯均停止工作，因此方向高頻保護無完全的信號狀態(tài)。所以本方向高頻保護投運應首先兩側收發(fā)訊機交換信號，正常后才能將方向高頻保護投運壓板啟用。(7)本裝置方向高頻保護不考慮切換至“旁路”運行方式。,四、保護裝置異常情況的處理方法：,LFP—901A型微機線路保護裝置引至中央信號一共有4付節(jié)點，其中有二付節(jié)點，一付為BSJ裝置報警信號，一付為BJJ裝置異常信號，現設計二付節(jié)點并聯驅動一塊中央光字牌“裝置報警”。若“裝置報警”中央光字牌亮，有二大可能。(一)一種為裝置總運行燈滅，CPU1、CPU2運行燈滅，說明BSJ繼電器動作，本裝置公共部分有異常，例如數據采集系統(tǒng)，跳閘出口回路。CPU3插件異常，直流電源消失等，這時保護已自動全部閉鎖。,(二)另一種可能為裝置總運行燈亮，CPU1或CPU2運行燈之一亮，說明BJJ繼電器動作，CPU1或CPU2插件上某部分硬件異?；騊T斷線，這時僅閉鎖掉與該異常情況相關的部分保護，但不閉鎖保護整體，這時有三種可能。a、總運行燈，CPU2運行燈亮；CPU1運行燈滅，說明CPU1插件異常，這時所剩保護為Ⅲ段相間、接地距離保護。b、總運行燈，CPU1運行燈亮，CPU2運行燈滅，斷線燈不亮，說明CPU2插件異常，這時所剩保護為方向高頻，工頻變化量距離Ⅰ段，二延時段另序方向過流。c、總運行燈，CPU1運行燈亮，CPU2運行燈滅，斷線燈亮，說明PT斷線。對PT單相斷線所剩保護為，工頻變化量方向高頻（對斷線相接地故障不起作用），工頻變化量距離Ⅰ段，二段另序（無方向）。對PT三相斷線所剩的保護為：工頻變化量距離Ⅰ段，二段另序（無方向）。,處理方法如下：,(1)若本線路另外一套高頻運行，應把本裝置跳、合閘出口壓板解開，停用整套裝置。(2)若本線路另一套高頻正在檢修，應考慮旁路代。若旁路不能代，應及時匯報有關領導，研究決定是停線路還是線路無完整保護運行。,CSL-101A型微機線路保護運行及說明,一、主要性能特點由四方公司研制的CSL-101A型微機線路保護裝置，是在總結目前國內運行的WXB-11（C）微機保護運行經驗的基礎上研制的新一代微機線路保護裝置，其保護配置和原理與WXB-11（C）基本相似，但不含重合閘（重合閘與斷路失靈啟動保護構成獨立的裝置）。,1、與WXB-11（C）微機保護相比的特點,一、硬件上采用了四方公司新推出的通用單片機系統(tǒng)，總線不出芯片，即把和CPU有總線聯系的芯片（計數器、開關量輸出接口芯片PPI，程序儲薦芯片EPROM，隨機數據存儲芯片RAM集成在一塊芯片上）因而抗干擾性能大大提高，可以滿足“保護下放”的設計要求。二、每個獨立保護裝置的數據信息的集中管理與共享，適應變電站綜合自動化的技術要求，裝置背板設置了二個獨立LON網絡接口可以分別接至帶雙網的綜合自動化變電站監(jiān)控系統(tǒng)。裝置內帶有一個存儲容量達0.5M的錄波插件，并設有錄波專用高速網絡（LON）接口，可以將分散在各保護裝置記錄的數據從網絡匯總后存盤或打印或遠傳，除上述三個LON網絡接口外，還可根據要求提供一個RS-232或RS-485標準串口，以便同其他制造部門提供的設備通訊。,三、重合閘功能單獨構成一個裝置，并增加了以下幾種保護功能，（1）斷路器失靈啟動保護；（2）母線充電保護。四、調試更加簡便。裝置面板上設有標準的RS-232串口插座，用于連接PC機，并有基于Windows的漢化的PC機調試軟件。,二、保護功能,CPU1：（3#插件）與收發(fā)信機配合構成的全線路快速跳閘的高頻閉鎖距離（相間和接地），零序保護。由相電流突變量啟動發(fā)信，距離和方向零序停信（當接地故障時，接地距離優(yōu)先動作，若其不動作，再由高頻另序動作）。發(fā)、停信邏輯判斷均由該插件完成。CPU2：（4#插件）三階段相間距離保護，三階段接地距離保護。在出口故障時還可由增設的阻抗快速Ⅰ段跳閘。CPU3：（5#插件）四階段全相運行時的零序保護，兩階段非全相運行時的零序保護，一個為瞬動段，通常稱為不靈敏Ⅰ段，另一個帶延時，稱不靈敏Ⅱ段。,此外，101保護還配有兩個CPU，分別作為故障信息錄波插件（6#插件）和人機對話部件（在裝置面板背后）。101保護不含重合閘，組屏設計方案在101保護屏上配置一套獨立的斷控單元CSI，并且具有斷路器失靈保護功能，不再單獨配置斷路器失靈保護裝置。,,,,1#插件為交流插件（AC），本插件將系統(tǒng)電壓互感器，電流互感器二次側信號變換成保護裝置所需的弱電信號，本插件設有九個模似量輸入，分別用于三相電壓，三相電流，3U。、3I。及一路備用。2#插件為模數變換插件（VFC），將交流模擬量電壓轉換成相應的頻率信號，并經快速光耦（6N137）光電隔離后送至CPU系統(tǒng)的計數器計數，以實現模數轉換。3#、4#、5#插件分別為高頻保護，距離保護，零序保護插件。6#插件為專用故障錄波插件，實現了一種新型的故障錄波方式——分散式故障錄波，并且可以連接成故障錄波專用網。,7#插件為跳閘（1）插件，包括三個分相出口繼電器及分別用于驅動操作繼電器箱中JJQ和TJR的三跳和永跳繼電器。各分相出口及永跳繼電器均由CPU插件開出光耦直接驅動，三跳繼電器CKJQ由三個分相出口繼電器的接點接成三取二回路驅動。所有跳閘出口繼電器線圈都經過由一個起動繼電器（高頻、距離、另序）接點接成的三取二回路才接至24V負電源?？梢酝ㄟ^屏上的壓板控制三取二閉鎖的投退。8#插件為跳閘（2）插件，本插件提供了另外兩組跳閘出口，連同跳閘插件（1）本裝置共有四組跳閘出口，以滿足跳雙開關，而每組開關又都有雙跳閘線圈的場合。,9#插件為邏輯插件主要完成起動重合閘及遠方信號功能，若有需要可完成聯鎖切機功能（分單跳，三跳及永跳切機三個接點輸出回路）。10#插件信號插件，保護動作信號有三個分相動作信號繼電器CXJA、CXJB、CXJC和一個永跳動作信號繼電器CXJR。,告警信號設計了兩種告警方式1、稱告警I由各保護（高頻、距離、另序）CPU自檢發(fā)現有嚴重異常情況，必須立即切斷本保護跳閘電源。它們起動后一方面經過各自的常開接點自保持，另一方面由其常閉接點切斷本CPU插件的24V跳閘正電源，此外還經過另一組常開接點構成“或”門驅動告警I信號繼電器，其一付接點用以點亮面板上本地告警I信號燈，另一付節(jié)點用于中央信號。,2、告警Ⅱ不需要立即切斷保護跳閘正24V電源的異常情況，它可以由各保護CPU驅動，也可以由人機對話插件或故障錄波插件驅動。其一付節(jié)點用于裝置面板上本地告警Ⅱ信號燈，另一付節(jié)點用于中央信號。,四、保護組屏,目前我省CSL-101A和LFP-901A微機保護組屏方式如下圖；交流電壓切換回路和操作箱設置在901保護屏上，開關失靈保護和重合閘設置在101保護屏上。正常運行時，101保護、901保護均投入運行，重合閘使用開關斷控單元內重合閘。101保護動作后，由101裝置內的一組跳閘繼電器及101屏上的跳閘壓板，經901屏上操作箱中的跳閘回路出口跳閘。同時101裝置內的另一組分相跳閘接點和101屏上的開關斷控制單元內啟動失靈電流接點串接構成101保護的斷路器失靈保護。,901保護動作后，由901保護裝置內的一組跳閘繼電器及901屏上的跳閘壓板經901屏上操作箱中的跳閘回路出口跳閘。同時901裝置內的另一組分相跳閘節(jié)點和101屏上的開關斷控制單元內啟動失靈電流接點串接構成901保護的斷路器失靈保護。若901保護單相跳閘，則901保護一付單跳接點啟動101屏上開關斷控單元內重合閘。當重合閘停用或三跳方式時，由斷控單元CSI101輸出的二付溝通三跳接點分別接至101和901保護的溝通三跳回路，使兩套保護均能三相跳閘。,,,收發(fā)訊機,,,打印機,重合閘方式切換開關,,CSL-101A,CSI斷控單元,壓板,收發(fā)訊機,LFP-901A,電壓切換與操作箱,打印機,壓板,五、裝置的正常運行操作,CSL-101A型微機線路保護整個裝置的投停可通過跳、合閘出口的壓板實現，高頻保護，三段式距離，另序各保護均可單獨投停，高頻保護，三段式距離，另序保護用投運壓板實現。CSI101A斷控單元中重合功能的投停是通過合閘出口壓板和重合閘方式開關實現，充電保護、三相不一致保護的投停通過跳閘出口壓板實現，失靈保護投?？赏ㄟ^啟動公共端壓板實現。,1、CSL-101A裝置的各種運行方式操作,（1）整個裝置改信號狀態(tài)時，應取下該裝置的跳，合閘出口壓板，起動失靈壓板及起動重合閘壓板。（2）整個裝置停用時，除關閉該裝置的電源外，還應將該裝置的跳合閘出口壓板，起動失靈壓板，起動重合閘壓板取下。（3）裝置投運時，給上直流電源，保護裝置信號正常（運行指示燈亮），兩側收發(fā)訊機交換信號（注：101高頻閉鎖保護交換高頻信號時，用收發(fā)信機上遠方啟動回路；901方向高頻保護交換高頻信號時，用901保護裝置的遠方啟動邏輯，收發(fā)信機上遠方啟動功能停用），檢查通道正常，后把各保護投運壓板投上，最后把跳，合閘出口壓板，該裝置起動失靈壓板，啟動外部重合閘壓板投上。,（4）裝置的各部分保護可通過屏上的投運壓板單獨投停?？偲?塊投停壓板，一塊為高頻保護投停壓板，二塊為距離保護投停壓板，距離I段投停壓板和距離Ⅱ、Ⅲ段投停壓板。另外二塊為零序保護投停壓板，另序Ⅰ段投停壓板和零序其它段投停壓板。（5）旁路開關代出線開關運行時，將該線路101保護收發(fā)信機經切換開關切至與旁路線路保護配合構成高頻閉鎖保護。,2、CSI101A斷控單元各種運行操作,（1）整個裝置停用時，應取下該裝置充電保護，三相不一致保護，合閘出口壓板，失靈保護公共端壓板，并且必須把重合閘方式切換開關置于“停用”位置，以保證保護動作后三跳。（2）各保護功能可單獨投停，重合閘功能的投停通過合閘出口壓板和重合閘方式切換開關實現；充電保護，三相不一致保護的投停通過跳閘出口壓板實現；失靈保護投停通過啟動失靈公共端壓板實現。（3）重合閘方式可通過切換開關實現“單重”、“綜重”、“三重”、“停用”（直跳）四種方式。并可通過控制字實現“同期”、“無壓”、“快速重合（不撿）”的重合條件。當切換開關置于“三重”位置時，通過控制字的整定，可實現“特殊重合閘方式”，即單相故障三跳三重，相間故障三跳不重。,六、裝置異常情況的處理方法,CSL-101A型微機線路保護裝置引至中央信號共有二付節(jié)點，一付告警I，一付告警Ⅱ，現設計二付節(jié)點并聯驅動一塊中央光字牌“裝置報井”。CSL-101A裝置面板也只設計一個總告警信號燈。若“裝置報井”中央光字牌亮。必須結合裝置液晶屏幕顯示的自檢報告或打印裝置自檢報告進行判斷什么類型的告井及哪塊插件什么內容出錯。,1、保護插件CPU1，2，3本身元器件損壞。程序出錯及裝置公共部分數據采集系統(tǒng)異常，影響到保護的正常運行。這時該CPU告警繼電器的常閉接點已將該CPU插件的跳閘+24V電源斷開。該插件保護功能已自動閉鎖。此時應首先解開該CPU投停壓板，其余各CPU還可運行。,2、不自動切斷保護跳閘+24V電源的異常情況，即告警Ⅱ，主要有以下幾種情況：（1）PT斷線，告警并打印PTDX信號，此時本裝置保留高閉另序和方向另序保護功能，無相間故障保護。（2）3U。極性檢驗出錯，告警并打印3V。ERR，即裝置利用系統(tǒng)故障時產生的3U。與開口三角電壓比較，當開口三角電壓未接入或極性接錯時，會報告此信息。應停用整套保護，并仔細檢查開口三角電壓的接入情況。（3）通訊中斷，告警并打印TXZD，即人機對話插件和各保護插件CPU的巡檢中斷（與WXB-11（C）保護一樣），說明該保護插件致命部位CPU芯片有故障，應及時將所有跳合閘出口壓板解開，即停用整套保護裝置。（4）人機對話插件或故障錄波插件異常，不影響保護的正常運行，及時處理異常插件。,第九章變壓器保護,一、變壓器的故障及不正常工作狀態(tài)（一）變壓器的故障1、油箱內故障2、油箱外故障（二）變壓器不正常工作狀態(tài)1、油面降低2、過負荷3、外部故障引起的過電流,二、變壓器保護的配置（一）變壓器的瓦斯保護1、瓦斯保護反映變壓器油箱內故障時氣體變化的保護裝置輕瓦斯信號重瓦斯跳閘2、瓦斯保護裝（1）容量為800kVA及以上的變壓器；（2）容量為400kVA及以上的車間變壓器。3、瓦斯保護的優(yōu)缺點優(yōu)點：能反映變壓器油箱內各種類型的故障。缺點：不能反映變壓器套管及引出線的故障。,（二）變壓器的差動保護,1、需裝設差動保護的變壓器：（1）單獨運行的容量為10000kVA及以上的變壓器；（2）并列運行的容量為6300kVA及以上的變壓器；（3）容量為6300kVA及以上的廠用工作變壓器(為簡化接線，對于備用廠用變壓器，允許裝設電流速斷保護)；（4）電流速斷保護靈敏度不符合要求(Ksen＜2)，且過電流保護時限大于0.5s的容量為2000～10000kVA的單獨運行的變壓器,2、變壓器的差動保護的構成原理根據比較變壓器各側的電流大小及相位構成。3、變壓器正常運行及外部故障4、變壓器內部故障5、變壓器一側CT斷線后（正常運行及外部故障）,５、變壓器差動保護的特殊問題,（１）變壓器的勵磁涌流的影響：產生Ibp消除方法：a采用速飽和變流器b延長動作時間或提高動作電流c用二次諧波制動的差動保護、間斷角閉鎖原理、用偶次諧波判別原理的差動保護。（LFP-971、972A、B、C),（２）變壓器的接線組別的影響,影響：產生Ibp消除方法：相位補償法:即變壓器Y側的電流互感器接成?，變壓器?側的電流互感器接成Y。補償后的CT變比:nlY=√3IY/5nl?=I?/5,(3)計算變比與實際變比不同的影響：產生Ibp消除方法：a接入平衡繞組bVFC板平衡調整系數In/Ie(4)各側互感器型號不同的影響：產生Ibp消除方法：提高保護的動作電流(5)帶負荷調分接開關的影響：產生Ibp消除方法：提高保護的動作電流,6、變壓器的過流保護和過負荷保護,（1）過流保護的作用作為變壓器內部故障及外部故障的后備。（2）過流保護的種類a過流保護：躲過最大負荷電流整定。b低電壓啟動的過流保護：躲過變壓器的額定電流整定。特點：提高保護的靈敏度c復合電壓啟動的過流保護：躲過變壓器的額定電流整定。特點：提高不對稱故障的的靈敏度。,7、變壓器的接地保護,（1）二臺變壓器并例運行，只有一臺變壓器中性點接地的接地保護a分級絕緣變壓器：先跳中性點不接地變壓器，若接地故障還存在，再跳中性點接地變壓器。b全級絕緣變壓器：先跳中性點接地變壓器，若接地故障還存在，再跳中性點不接地變壓器。,母線保護,母線故障大部分是由于絕緣子對地放電引起，母線故障開始階段很多表現為單相接地故障，而隨著短路電弧的移動，故障往往發(fā)展為兩相或三相接地短路。絕緣子污穢老化、電流互感器損壞或爆炸、運行人員誤操作是造成母線故障主要原因。拖長切除母線故障時間將給電力系統(tǒng)和設備安全運行帶來嚴重后果。（要求<20ms）,概述：母線保護的重要性,母線保護的配置原則：,1、對220~500kV母線，應裝設能快速有選擇地切除故障的母線保護。對3/2接線，每組母線宜裝設兩套相同原理的母線保護。對220KV母線，一般還是一套母差，重要母線可考慮兩套。2、對變電所的35~110kV電壓的母線，在下列情況下應裝設專用的母線保護。110kV雙母線110kV單母線，重要發(fā)電廠或110kV以上重要變電所的35母線，需快速切除母線上的故障時。35kV電網中，主要變電所的35kV雙母線或分段母線需快速切除一段或一組母線上的故障時。,對母線保護的要求:,1.母線保護的可靠性可靠度，即在母線故障情況下能可靠地動作；安全度，即區(qū)外短路故障時不會誤動作。2.母線保護的選擇性區(qū)分母線內部故障和外部短路故障的選擇性；在各種運行方式下區(qū)分出故障母線組的選擇性；倒母后，母線保護仍應保持選擇故障母線組的能力。,3.母線保護的快速性快速切除母線故障是保護電力系統(tǒng)安全運行的重要手段之一。（暫態(tài)穩(wěn)定）4.母線保護的靈敏性外部故障時的不平衡電流很大，而內部故障的短路電流可能很小，選擇性和靈敏性都滿足有難度。,母差保護基本原理區(qū)內故障：∑I=Id區(qū)外故障：∑I=0母線完全電流差動保護：將母線上所有的連接元件的流互按同名相、同極性連接到差動回路，流互的特性與變比均應相同，若變比不同，可采用補償變流器進行補償。整定：1）躲外故的最大不平衡電流2）躲支路的最大負荷電流,典型母線保護方式,一、固定連接式的雙母線完全電流差動保護雙母線同時運行方式，按照一定的要求，將引出線和有電源的支路固定連接于兩條母線上，這種母線稱為固定連接母線。以此連接方式構成的母差保護稱為固定連接式。二、母聯電流相位比較式母線差動保護比較母聯電流與差動電流的相位來作為方向元件，差動元件作為啟動元件而構成的母差保護。,固定連接式的母差保護,1、在固定連接方式下：,發(fā)生外部短路時，保護有選擇的正確動作。,發(fā)生內部故障時，保護正確動作,2、在破壞固定連接方式下,外部故障時仍能保證選擇性正確動作。,內部故障時，將不能保證足夠的選擇性（主要缺點）,利用隔離開關輔接點將KA1、KA2觸點短接，使之變成無選擇性動作，相當于是單母線完全差動保護。,母聯相位比較式母差保護,差動繼電器作為起動元件，判別區(qū)內和區(qū)外故障，當發(fā)生內故時，其電流的方向是不變的。當Ⅰ母故障時，母聯電流方向由Ⅱ到Ⅰ當Ⅱ母故障時，母聯電流方向由Ⅰ到Ⅱ所以用母聯電流與差電流相位比較就可以選擇出故障母線。要求：1）母聯開關必須合上，且電流夠大；2）每一母線都有電源元件。,自動裝置,第一章備用電源自動投入裝置（BZT）一、概述二、BZT的作用：提高供電的可靠性三、備用電源的方式1、明備用2、暗備用,四、對備用電源自動投入裝置的要求,1、工作母線失壓時，BZT動作。2、工作電源斷開后，BZT才能動作。3、BZT只動作一次。4、備用電源無電壓時，BZT不動作。5、二次熔絲熔斷時，BZT不動作。,五、備用電源自動投入裝置的接線,（一）工作原理1、工作母線失壓，BZT動作情況2、工作電源斷開后，BZT才動作(2DL)3、BZT只動作一次（BSJ)4、備用電源無電壓時，BZT不動作(YJ)5、二次熔絲熔斷時，BZT不動作。(1YJ2YJ接點串聯）（二）構成回路1、啟動回路2、合閘回路,第二章、輸電線路的三相自動重合閘裝置,一、對ZCH的要求：1、手動分閘不應重合2、不對應啟動3、只重合一次4、動作后自動復歸5、手合故障線路不應重合6、斷路器處于不正常狀態(tài)時不允許重合7、應有防跳裝置8、與保護配合應加速動作,二、單電源線路三相一次自動重合閘,一、接線二、動作過程1、手合2、自動跳閘，重合閘動作3、線路永久性故障4、防跳5、手合故障線路6、手跳,三、雙電源輸電線路三相一次自動重合閘,（一）分類1、檢查同步的重合閘2、不檢查同步的重合閘,（二）無壓鑒定和同步檢查的三相重合閘,1、適用場合沒有條件或不允許采用三相快速重合閘、非同步重合閘的雙電源單回聯絡線上或弱聯系的環(huán)并線上。2、工作原理3、啟動回路接線實現無壓側投無壓壓板同期側無壓壓板不投,（四）問題,1、為何投無壓側一定要投同期，而投同期側一定不能投無壓？2、后加速投在無壓側還是同期側？,四、自動重合閘與繼電保護的配合,（一）重合閘的前加速線路故障，先是無選擇性切除故障，重合閘動作，若是永久性故障，則有選擇性地切除故障。（二）重合閘的后加速線路故障，先是有選擇性切除故障，重合閘動作，若是永久性故障，則加速切除故障。,五、綜合重合閘裝置,（一）重合閘的方式1、單相重合2、三相重合閘3、綜合重合閘4、停用方式,六、重合閘的實現方式,（一）綜合重合閘1、單相故障---跳單相---單相重合---重合永久性故障----若不允許非全相運行跳三相并不再重合。2、相間故障――跳三相后三相自動重合――若重合與永久性故障跳三相并不再自動重合,（二）單相重合閘,1、單向故障――跳單相――單相自動重合――若重合與永久性故障跳三相并不再重合2、相間故障――跳三相并不在自動重合,（三）三相重合閘,1、線路任何故障――均跳三相――三相重合――若重合與永久性故障――跳三相并不再重合,（四）停用方式,線路發(fā)生任何故障－--均跳三相不重合,（五）綜合重合閘的啟動方式,1、ＤＬ與ＫＫ開關位置不對應的啟動方式2、保護的啟動方式,六、分相跳閘和三相跳閘互為備用,如選相元件或分相跳閘元件拒動，則經一適當的延時啟動后備三相跳閘出口回路。,第三章（ＺＰＪＨ）按頻率自動減負荷裝置,一、概述二、電能的質量：電壓、頻率等要求。三、頻率下降的危害,四、按頻率自動減負荷裝置的原理,一、恢復頻率的方法1、負荷自動調節(jié)效應2、系統(tǒng)旋轉設備的投入3、按頻率自動減負荷,五、ＺＰＪＨ的分類,1、基本段---NＮ＝[（ｆ１－ｆｎ）／△ｆ]+12、特殊段---N’基本段某一級動作后，系統(tǒng)的頻率會穩(wěn)定在某一值，它低于規(guī)定頻率的恢復值，但又不至于使下一級基本段動作，特殊段將在一定延時后動作，再切除部分負荷使f恢復到規(guī)定值.N’一般2-3級,它們的動作頻率為同一值,且不低于基本段第一級頻率,六、防止ＺＰＪＨ誤動的措施,1、時間閉鎖2、電流閉鎖或電壓閉鎖3、頻率閉鎖,謝謝,