继电保护动作分析报告70页PPT

继电保护能够优化电力系统的运行方式，降低线 损和能源消耗，提高电力系统的经济性。
继电保护技术的发展历程
传统继电保护阶段
传统的继电保护采用电磁感应原理，如电流保护和电压保 护等。这种保护方式简单可靠，但动作速度慢，灵敏度低 。
集成电路继电保护阶段
集成电路继电保护是将多个晶体管的功能集成在一个芯片 上，具有高集成度和高可靠性。但集成电路继电保护的通 用性较差。
物联网技术还可以实现继电保护装置的协同工作，通过信 息共享和实时通信，提高继电保护系统的整体性能和可靠 性，降低设备故障对电力系统的影响。
大数据技术在继电保护中的应用
大数据技术可以对海量的电力系统运行数据进行实时采集、存储和分析，为继电 保护提供更加全面和准确的数据支持。
大数据技术还可以应用于继电保护装置的优化设计和故障预测，通过对历史数据 的挖掘和分析，预测设备可能出现的故障和异常情况，提前进行预警和处理，提 高电力系统的稳定性和可靠性。
人工智能技术还可以应用于继电保护装置的优化配置和故障 诊断，通过智能算法对设备运行状态进行实时监测和评估， 及时发现潜在故障并进行预警和处理。
物联网技术在继电保护中的应用
物联网技术可以实现电力设备的远程监控和智能管理，通 过传感器、RFID等技术，实时采集设备运行数据并上传至 云平台进行存储和分析。
要点一
总结范措施
分析高压电动机的继电保护误动原因，如电流互感器饱和 、保护装置软件故障等，并提出相应的防范措施。
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继电保护ppt课件
• 继电保护概述 • 继电保护的基本原理 • 常用继电保护装置 • 继电保护配置与方案 • 继电保护的未来发展 • 案例分析
目录
01
继电保护概述

❖ 继电保护的任务:反应故障特征(电气量,热、油气等 非电气量),动作于跳闸(故障)或发告警信号(不正常 状态)。
❖ (短路)故障电气特征:电流(增大)、电压(降低)、序 分量(负序、零序)、(功率)方向、阻抗(故障距离)、 谐波等;
❖ 非电量:温度(上升)、气体等。
电力系统继电保护的组成形态
电力系统一次部分(强电) 电流、电压互感器TA、TV
备保护(延时)动作,切除故障。近后备与主保护安装在同一 处。 ❖ 远后备:元件故障后,其主保护拒动,由相邻元件的保护动作 切除故障,则为远后备。
四、电力系统继电保护工作的特点
❖ 一次和二次的概念(四两拨千斤) ❖ 继电保护是一门综合性的科学 ❖ 理论与实践并重 ❖ 继电保护的重要性(电力系统行业将继电保护独立
❖ 选择性:只切除故障元件,由离故障点最近的保护装 置动作(主保护),停电范围最小;
❖速动性:尽快切除故障,保证电网稳定( 超高压电网 的故障极限切除时间CCT经常只有在数个周波 )以 及幸免危及设备;
❖ 灵敏性:故障的保护范围和反应能力; ❖ 可靠性:不拒动、不误动
电力系统继电保护的配置
❖ 主保护:第一时间切除被保护元件区域内故障的保护。 ❖ 近后备:元件故障后,其主保护拒动,由该元件独立安装的后
❖干扰以至于破坏系统的稳定运行:如大电厂母线故 障导致发电机退出运行;负荷中心故障导致严重失 去负荷;总出力与总负荷不平衡导致发电机电动机 加速或减速,造成系统振荡、频率变化、发电机失 步、电压崩溃而造成局部以至于电力系统大面积停 电,损失将极为严重。
二、继电保护(Protective Relaying)
❖ 缺相运行:因为物理破坏或线路单相跳闸造成的 某一相(或二相)退出运行。
2008年粤北冰灾对电网的损害

- 目前，高频保护是220KV及以上电压等级复杂电网的主要保护 方式。
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4.2.1 高频保护的基本概念
二、高频保护的构成 - 高频保护由继电保护部分、高频收、发信机和高频通道构成
三、高频保护的分类 - 按工作原理分为方向高频保护和相差高频保护 方向高频保护的基本原理是比较被保护线路两侧的功率方向 相差高频保护的基本原理是比较被保护线路两侧的电流相位 - 按比较方式分：直接比较方式和间接比较方式 - 按两侧发信机工作频率的异同分：有单频制和双频制。 - 按高频通道的工作方式分：有长期发信方式、故障起动发信方式 和移频发信方式。
- 借助于通道构成全线速动的线路保护称为线路纵联式保护。
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4
输电线的纵联保护
2、分类
- 按线路纵联保护原理及所使用的通信信道
1）、线路高频相差保护；闭锁式高频方向保护；闭锁式高频距离
保护（输电线本身作为通道 继电保护专用高频收发信机 超高压输电
线路中最典型的一种纵联保护）
2）、导引线纵差保护 （导引线 架空地线：铁塔中三相线路上
对于超高压电路，一般要求采用能够瞬时切除本线路任意点故障的
全线速动保护------输电线纵联保护
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2
反映单侧电气量保护的缺陷
- 距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电源的线路，至 少有30%的范围保护要以II段时间切除故障。
（距离保护可实现中间70%的速动，其余部分发生的短路，则要靠带 时限的保护来切除）
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4.2.3 高频通道的工作方式和高频信号的作用
一、高频通道的工作方式 - 高频通道的工作方式有正常无高频电流方式、正常有高频电流方式

继电保护课件
• 继电保护概述 • 继电保护装置 • 继电保护的配置与整定 • 继电保护技术的发展趋势 • 继电保护的故障处理与维护
01
继电保护概述
定义与作用
定义
继电保护是电力系统中的一种重 要保护装置，用于检测和切除电 力系统中的故障，保障电力系统 的安全稳定运行。
作用
继电保护能够快速、准确地检测 和切除故障，防止事故扩大，减 小停电范围，提高电力系统的稳 定性和可靠性。
决策支持
基于大数据技术的决策支持系统可以为电网的运行和管理 提供科学、准确的决策依据，提高电网的管理水平和运营 效率。
05
继电保护的故障处理与维护
继电保护故障的分类与处理方法
故障分类
根据故障的性质和发生部位，继电保 护故障可分为电源故障、线路故障和 元件故障等。
处理方法
针对不同类型的故障，应采取相应的 处理方法，如更换故障元件、修复损 坏线路或调整电源等。
执行元件
根据逻辑元件的指令，执 行相应的动作，如跳闸或 重合闸。
继电保护装置的原理
电流保护
基于电流的变化，当电流 超过设定值时，继电保护 装置动作，切除故障。
电压保护
基于电压的变化，当电压 低于或高于设定值时，继 电保护装置动作，切除故 障。
距离保护
基于阻抗的变化，当阻抗 超过设定值时，继电保护 装置动作，切除故障。
继电保护的原理
基于电流、电压、阻抗等电气量的变化，通过比较、逻辑运算等手段判断是否发生 故障。
利用故障时电气量的特征，如电流增大、电压降低等，通过比较和判别来检测故障 。
通过设置不同的保护区域和保护类型，实现选择性、速动性、灵敏性和可靠性等要 求。
继电保护的分类

继电保护与重合闸的配合关系
对单相自动重合闸的评价
优点： 绝大多数故障情况下保证对用户的连续供电
提高了双侧电源系统并列运行的稳定性
缺点： 按相操作的断路器 选相元件 非全相运行时退出其他保护，防止误动作
其他特殊问题 1.非全相运行对保护的影响。采用单相重合闸后，要求在单相 接地短路时至跳开故障相的断路器，这样在重合闸期间的断电时 间内出现了只有两项运行的非全相不对称运行状态，从而在线 路中出现负序以及零序的电压、电流分量，这就可能引起本线 路某些保护以及系统中的其他保护误动作。 对于可能误动的保护，应在单相重合闸动作是予以闭锁，或在 保护的动作之上躲开非全相运行或动作时限大于单相重合闸间 歇时间。 2.重合过电压问题。当线路发生单相接地而采用三相重合闸时， 会产生相当严重的重合过电压。这是由于三相跳闸时，在非故 障相上保留有残余电压，且该电压在较短的重合闸间隙断电时 间内
3.应考虑非全相运行对继电保护的影响，还需要考虑非全相运行 对通信系统和铁道号志系统的影响。
故障选相元件 为实现单相重合闸，首先就必须有故障相选择元件。对选相 元件的基本要求是： 首先应保证选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳开发 生故障的一相，而接于另外两相上的选相元件不应动作；其次， 在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相上的选相元件应 保证有足够的灵敏性。 根据网络接线和运行特点，满足以上要求的常用选相元件有 以下几种：电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元件。
单相自动重合闸的动作过程 单相接地短路→跳故障单相→重合单相 瞬时性故障→重合成功 永久性故障→跳三相
单相自动重合闸的特点
与三相重合闸所带来的新问题主要表现在以下几个方面。
1.需要设置故障选相元件，应该指出有些保护装置本身就具有选 相功能

确定线路两侧电流参考正方向：母线→线路（如绿色箭头）
基本原理的总结 电流 I ： 故障时增大 - 过电流保护 正常状态时 两侧电流相位相同 内部故障时 两侧电流相位相反 －差动保护 电压U ：故障时降低 －低电压保护 阻抗Z ：Z模值减小 －阻抗（距离）保护 非电气量：温度升高 － 瓦斯保护
各种硬件继电保护的特点：
电磁型继电保护（现在已很少应用）
微机型继电保护（现在被大量应用）
过电流保护原理，1901年电流差动保护原理，1908年方向性电流保护，1910年距离保护，1920年高频保护，1927年行波保护，1950年工频变化量保护，1980年，由我国专家提出。
继电保护硬件装置不断变化，但保护原理不变。
需要根据电力系统和负荷的具体情况，对这4个方面的要求适当地予以协调。
四、继电保护的发展简史
1、继电保护硬件发展
第一代静态保护
第二代静态保护
电磁型机电型
晶体管型保护
集成电路型保护
第三代静态保护
1901年发明
70年代
80年代后
微机保护
1960年发明
1970年发明
1972年发明90后大量应用
“四性”之间的关系：矛盾、统一
经济性考虑： 选择并配置继电保护装置时，应考虑经济条件，按被保护元件在电力系统中的地位和作用来确定保护方式。 对于重要的系统元件，如果选用简单价廉的保护装置，由于技术性能不佳，出现拒动或误动所带来的损失是惊人的。而对较为次要的数量很多的电气元件，则不应装设过于复杂昂贵的保护装置。
短路点
短路电流
主保护
远后备
近后备
K2
1 ～ 5
跳 5
跳 1、3
跳 2、4
K3

b. 变压器重瓦斯保护动作 I. 变压器的重瓦斯正确动作比较好判断，有气体可燃一
定正确。
II. 重瓦斯不是正确动作，就是误动作，误动原因较多， 如：继电器问题、回路绝缘损坏、直流接地等。
② 变压器后备保护动作
a. 变压器中低压侧后备保护动作，一般是中压侧母线故障 （母线未装母差保护）。
b. 所在母线出线开关保护或开关拒动。
距离保护启动 B接地距离I段出口 故障类型和测距 距离后加速永跳 距离保护整组复归
无 阻抗0.26+j0.19Ω 测距-1 BN 4.10KM 阻抗 0.11+j0.19Ω
无
四． 保护动作原因分析
经检查保护录波数据发现，故障锁定在110kV双晟 线124线路侧，经相关部门联系得知，晟安电厂母线B 相避雷器爆炸（见图一），造成B相永久接地。由于晟 安电厂母差保护未投入（见图二），不能快速切除故 障,致使故障进一步延伸。又由于双晟线路保护仅投入 纵联差动保护，不投后备保护（注：定值未下），故 障不在线路差动保护范围内，故双晟线保护不动作。 由于本级保护未动作，保护越级至上一 级兑镇侧接地 保护II段动作，切除故障。110kV双康线122由于线路 保护CT极性反，致使本保护误动作，最终造成双池站 全站停电。
三．保护动作情况 金罗变电站110kV母差保护动作及故障切除时间： 1、110kV母差保护动作，故障发生时间4月30日7时48分
41秒252毫秒，相对时间3毫秒，B相故障，变化量差动跳 II母，切除161、102、169、171、165、163及母联开关； 20毫秒后稳态量差动再次跳母联； 21毫秒后稳态量差动 再次跳II母，短路故障电流约21kA。 116ms后A相故障， 稳态量差动动作跳I母，切除162、101、167、168、166、 164开关；119ms后变化量差动再次跳I母，短路故障电流 约12kA。

继电保护故障分析方法
• 典型的是通过监控系统 • SOE（事故顺序记录） • PMR（事故追忆） • 继电保护故障信息系统 • 行波测距系统 • PMU • 其它
继电保护故障分析方法
2020/10/20
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继电保护故障分析方法
• 有效性分析，和一次系统结合分析。 • 然后根据各种断路器或保护动作情况得到
故障相电压反向。 • 故障相电压超前故障相电流约80度左右；零序
电流超前零序电压约110度左右。
继电保护故障分析方法
• 符合第1条的一张录波图时，基本上可以确 定系统发生了单相接地短路故障；
• 若符合第2条可以确定电压、电流相别没有 接错；
• 符合第3条、第4条可以确定保护装置、二 次回路整体均没有问题 （不考虑电流电压 同时接错）
继电保护故障分析方法
• 比例尺 ：如5A┗━━┛ • 量出最大值，有效值需除以√2 • 通过故障录波分析软件可以知道任意时刻
瞬时值及有效值。 • 需注意故障期间非周期分量影响，注意谐
波的影响。 • 其它分析软件也可用于分析，matlab.
继电保护故障分析方法
• 相位分析 ：找基准相量，给定参考点 （一般峰值或过零点），在一个周波内找 出时间差，换算为相位差；零点选择+到或-到+
左右；零序电流超前零序电压约110度左 右。
继电保护故障分析方法
继电保护故障分析方法
• 分析三相短路故障录波图要点： 1、三相电流增大，三相电压降低；没有零
序电流、零序电压。 2、故障相电压超前故障相电流约80度左右；
故障相间电压超前故障相间电流同样约80 度左右
继电保护故障分析方法
继电保护故障分析方法
一个正确的动作时序图，对事故发生过程 的总体进行掌握。 • 对于确定动作不正确的保护则通过其自身 的动作报告进行详细分析。 • 通过监控或调度自动化系统取得其它数据 • 确定是否装置或回路或系统整定配合等原 因，便于故障查找和分析

1、选择性 2、速动性
3、灵敏性
4、可靠性
1、选择性
短路点 K1 K2 K3
短路电流 1～4 1～5 1～6
主保护 跳 1、2 跳 5 跳 6
后备 / 跳 1、3 跳 5
2、速动性（迅速性）
3、 灵敏性
K lm
4、可靠性
1、 继电器特性
工作特性： （a）动作特性：I r I op ，过电流继电器动作（触点闭合）
五、电力系统继电保护仿真计划
• • • • • • • • • • • 1、单侧电源的电流保护（三段） 2、双侧电源的电流保护（带方向） 3、中性点直接接地系统的保护（零序及方向） 4、中性点不直接接地系统的保护 5、电网距离保护（阻抗保护） 6、输电线纵联保护 7、自动重合闸 8、变压器差动保护 9、变压器相间短路 10、变压器接地短路 11、发电机保护
电力系统继电 保护
一、电力系统继电保护的作用 二、基本原理和保护装置的组成
三、对继电保护的基本要求
四、单侧电源网络的电流保护 五、电力系统继电保护仿真计划
一、电力系统继电保护的作用
如何区分正常运行和故障或不正常运行状态？
二、基本原理和保护装置的组成
继电保护的接线简图
三、对继电保护的基本要求
c.电流速断保护的保护范围：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2）限时电流速断保护（电流Ⅱ段）
a.定义：能够以较小的时限切除全线路范围以内的故障。 b.特点：保护线路的全长；具有较小的动作时限。 c.工作原理：
以限时电流速断保护2为例。 由于要求保护本线路全长，则保护范围必然延伸到下一线路出口。 为了保证选择性，需带时限。比下一线路电流速断保护高t。
I r I re ，过电流继电器返回（触点打开） （b）返回特性：

继电保护事故分析综述
三．继电保护事故处理的基本思路
• 4．运用整组试验法
•
运用整组试验方法的主要目的是检查继电
保护装置的逻辑功能是否正常，动作时间是否
正常。整组试验的方法可以用很短的时间再现
其故障，并判明问题的根源。在进行整组试验

时输入适量的模拟量、开关量使保护装置动作
，如果动作关系出现异常，在结合上述逆序检
主要内容
• 继电保护事故分析综述
一. 前言 二．继电保护事故分类
三．继电保护事故处理的基本思路 四．提高继电保护事故处理水平的途径 五．继电保护故障分析的几种方法
继电保护事故分析综述
一. 前言
• 电力系统的故障类型多种多样, 处理故障 使用的方法也随故障情况而变。但无论何种故 障，只要能吃透原理，在工作中融汇贯通，再 通过不断地经验积累，分析总结，故障处理和 事故分析的技术水平一定会很快得到提高。
继电保护故障分析
成为优秀继电保护专业人才的必要条件
• 高度的责任心； • 精湛的业务水平； • 精益求精的工作态度； • 甘于吃苦的奉献精神
造成继电保护事故的主要原因
• 装置原理问题 • 设计错误 • 二次回路问题 • 通信通道 • 整定计算错误 • 现场专业人员“三
误” • 其他人员操作不当
未认真领会、 执行规程、规 定与反措
二．继电保护事故分类
• 8．TV、TA及二次回路的问题 • 作为继电保护测量设备的起始点，电压互感器 TV、电流互感器TA对二次系统的正常运行非常重要 。运行中，TV、TA及其二次回路上的故障并不少见 ，主要问题是短路与开路，由于二次电压、电流回 路上的故而导致的严重后果是保护误动或拒动等。 • 1）TV的问题 • 2）TA的问题 • 保护用电流互感器TA的问题很多，如10%的误差 特性曲线不满足要求，二次接线错误等。