继电保护基本知识

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1.1电力系统继电保护及自动装置的功能 1.1电力系统继电保护及自动装置的功能 电力系统继电保护及自动装置的功能是： 在合理的电网结构前提下，保证电力 系统和电力设备的安全运行。

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1.2电力系统电力网的故障类型 1.2电力系统电力网的故障类型 A. 输电线的故障 主要有A、B、C单相接地故障；AB、BC、CA相间故障；AB、BC、 CA相间接地故障；ABC三相故障和ABC三相接地故障，共十一种基 本故障。在接地故障中还有金属性故障和经过渡电阻故障之分。 除此、还有各种转换性故障和同杆双回线的跨线故障等等。 B.母线故障 母线故障的种类基本同线路故障。 C.变压器的故障 变压器的故障类型有各种相间故障、匝间故障、和接地故障。 D. 发电机故障 发电机故障类型有定子各种相间故障、匝间故障、接地故 障和转子故障。

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1.3 对继电保护性能的四项基本要求继电保护装置应满足以下四项基本要求: 1 2 3 4 可靠性 选择性 灵敏性 速动性

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可靠性 可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。 为保证可靠性，宜选用性能满足要求、原理尽可能简 单的保护方案，应采用由可靠的硬件和软件构成的装 置，并应具有必要的自动检测、闭锁、告警等措施， 以及便于整定、调试和运行维护。

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选择性 选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障 设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线 路的保护或断路器失灵保护切除故障。 为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护 内有配合要求的两元件(如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件), 其灵敏系数及动作时间应相互配合。 当重合于本线路故障，或在非全相运行期间健全相又发生故障时， 相邻元件的保护应保证选择性。 在某些条件下必须加速切除短路时，可使保护无选择动作，但必 须采取补救措施，例如采用自动重合闸或备用电源自动投入来补 救。 发电机、变压器保护与系统保护有配合要求时，也应满足选择性 要求。

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灵敏性 灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性 短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数 应根据不利正常(含正常检修)运行方式和不利的故 障类型计算。 各类短路保护的灵敏系数，不宜低于规程规定的要求。

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速动性 速动性是指保护装置应能尽快地切除短 路故障，其目的是提高系统稳定性，减 轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故 障波及范围，提高自动重合闸和备用电 源或备用设备自动投入的效果等

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2.继电保护的发展及微机(数字)继电保 继电保护的发展及微机(数字)

继电保护的发展及微机 护装置硬件构成原理 机械型电磁式继电保护装置 整流型电磁式继电保护装置 晶体管继电保护装置 集成电路继电保护装置

微机(数字)继电保护装置

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微机(数字)继电保护装置 微机(数字) 电子技术和数字技术的突飞猛进的发展， 使微机(数字)继电保护装置得到飞奔 式的进展，电力系统继电保护电网安全 自动装置反事故措施要点的执行，给微 机(数字)继电保护装置的运行提供了 良好的运行条件，微机(数字)继电保 护装置以横扫千军之势，迅速地占领了 继电保护及自动装置整个领域。

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微机保护的优点 A.可以集中主保护、后备保护的完整功能于 一身，最适于在200KV及以上电网线路、大中 型变压器、发电机、母线及重要电力设备上实 现完全独立的双重化保护； B.远方通信功能，管理人员可以随时监测保 护装置的运行状态、调用数据、改变定值，为 现代化管理提供物质基础； C.便于实现新原理保护 D.自检功能，自动故障定位，即时发出警报， 用备用插件置换故障插件，这一切都为提高保 护装置的安全运行水平，延长运行检测周期和 减少运行检测项目提供了前提，大大提高了继 电保护管理水平和专业人员和劳动生产率。

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微机(数字)继电保护装置硬件构成原理和实现过程 微机(数字)断路器 TA 跳闸

TV 交流插 件AC

低通滤波 插件

A/D

DSP

CPLD

光隔

外部 开入

电源

液晶显示

直流电源低通滤波 插件 A/D CPU 打印

出口 继电器

QDJ +E

操 作 回 路

保护装置

通信插件COM 串口 网络 直流电源

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装置硬件各插件功能1. 电源插件(DC):将变电站的直流电源变换为保护装置适用的各电压等级电 源，并能隔离变电站的直流电源对保护装置的干扰。 2. 交流插件(AC):将互感器的二次电流、电压信号源娈换为保护装置可适用 的 小信号，供装置使用。 3. 低通滤波器(LPF):选取保护所需要的有用信号。 4. CPU插件(CPU):该插件是装置的核心插件，由单片机(CPU)、数字信号处 理器(DSP)和CPLD大规模门阵组成。 CPU完成装置的总起动元件和人机界面 及后台通信功能，DSP完成所有的保护算法和逻辑功能，CPLD是很多逻辑集成， 完成开入量开出量的处理，这些元件协同工作，决定保护是否动作。 CPU内 还设有总起动元件的运算，起动后开放出口继电器的正电源，同时完成事件 记录及打印、保护部分的后台通信及与面板通信；另外还具有完整的故障录 波功能，录波格式与COMTRADE格式兼容，录波数据可单独串口输出或打印输 出。 5. 通信插件(COM):通信插件的功能是完成与监控计算机或RTU的连接，

通过 此插件可完成保护与后台的对话。 6. 24V光耦插件(OPT1):将触点式开入是转换为能参加运算的电量，并起到抗 干扰的隔离作用。保护的投入压板即从此开入。具体内容见下章。 7. 高压光耦插件(OPT2):强电的开入量将从此开入。具体内容见下章。 8. 信号插件(SIG):完成信号指示。具体内容见下章。 9. 跳闸出口插件(OUT1、OUT2):内设跳闸继电器。具体内容见下章。 10. 显示面板(LCD):显示各种报告。具体内容见公司其它资料。

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3.系统的保护配置 3.系统的保护配置 3.1保护分类 3.1保护分类 电力系统的电力设备和线路，应装 设短路故障和异常运行的保护装置。电 力设备和线路短路故障的保护应有主保 护和后备保护，必要时可增设辅助保护。 主保护 后备保护 辅助保护 异常运行保护

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主保护 主保护是满足系统稳定和设备安全要求， 能以最快速度有选择地切除被保护设备 和线路故障的保护。

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后备保护后备保护是主保护或断路器拒动时，用以除切故障的 保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。 a. 远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电 力设备或线路的保护实现后备。 b. 近后备是当主保护拒动时，由该电力设备或线 路的另一套保护实现后备的保护；当断路器拒动时， 由断路失灵保护来实现的后备保护。

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辅助保护–辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主 保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。

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3.2

220KV线路保护配置的基本原则

3.2.1 220KV线路保护应按加强主保护简化 后备保护的基本原则配置和整定。

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具体配置原则如下: 具体配置原则如下:a. 加强主保护是指全线速动保护的双重化配置，同时，要求每 一套全线速动保护的功能完整，对全线路内发生的各种类型故障， 均能快速动作切除故障。每套全线速动保护应具有选相功能，对 于要求实现单相重合闸的线路，当线路在正常运行中发生不大于 100Ω电阻的单相接地故障时，全线速动保护应能正确选相跳闸。 b. 简化后备保护是指主保护双重化配置，同时，每一套全线速 动保护功能完整的条件下，带延时的相间和接地Ⅱ,Ⅲ段保护 (包括相间和接地距离、零序电流保护),允许与相邻线路和变 压器的主保护配合，从而简化动作时间的配合整定。如双重化配 置的主保护均有完善的距离后备保护，则可以不使用零序Ⅰ、Ⅱ 段保护，仅保留用于切除经不大于100Ω电阻接地故障和一段定 时限或反时限零序电流保护。

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c.

线路主保护和后备保护的功能及作用

能够快速有选择地切除线路故障的全线速动保护 以及线路Ⅰ段保护都是线路主保护。每一

套全线速动 保护对全线路内发生的各种类型故障均有完整的保护 功能，两套全线速动保护可以互为近后备保护。线路 Ⅱ段保护是全线速动保护的近后备保护。通常情况下， 在线路保护Ⅰ段范围外发生故障时，如其中一套全线 速动保护拒动，应由另一套全线速动保护切除故障， 特殊情况下，当两套全线速动保护均拒动时，如果可 能。则由线路Ⅱ段保护切除故障，此时允许相邻线路 保护Ⅱ段失去选择性。线路Ⅲ段保护是本线路的延时 近后备保护，同时尽可能作为相邻线路的远后备保护。

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220KV线路，为了有选择的快速切除故障， KV线路 3.2.2 对220KV线路，为了有选择的快速切除故障，防 止电网事故扩大，保证电网安全、优质、经济运行， 止电网事故扩大，保证电网安全、优质、经济运行，一 般情况下，应按下列要求装设两套全线速动保护， 般情况下，应按下列要求装设两套全线速动保护，在旁 路断路器带线路运行时， 路断路器带线路运行时，至少应保留一套全线速动保护 运行。 运行。a. 两套全线速动保护的交流电流、电压回路和直流回电源彼此独 立。(对双母线接线，两面套保护可合用交流电压回路); b.每一套全线速动保护对全线路内发生的各种类型故障，均能快 速动作切除故障； c. 两套全线速动保护应具有选相功能； d. 两套主保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈。 e. 两套全线速动保护分别使用独立的远方信号传输设备； f. 具有全线速动保护的线路，其主保护的整组动作时间应为：对 近端故障：≤20ms;对远端故障：≤30ms(不包括通道时间)。

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220KV线路的后备保护宜采用近后备方式. KV线路的后备保护宜采用近后备方式 3.2.3 220KV线路的后备保护宜采用近后备方式.但某些 线路,如能实现远后备,则宜采用远后备,同时采用远、 线路,如能实现远后备,则宜采用远后备,同时采用远、近 结合的后备方式。 结合的后备方式。

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