3.12 3华北电力大学 电力系统继电保护 王增平 电网距离保护
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在微机保护中,影响最小精工电流、最大精工电在微机保护中,影响最小精工电流、最大精工电流以及最小精工电压的主要原因:max .ac I 2):变换器的传变特性、A/D A/D的位数及其量化误差、的位数及其量化误差、 噪声、噪声、 计算过程的有效位数等。
计算过程的有效位数等。
min .ac min .ac U I 1、): 变换器的饱和特性影响等。
《线路保护设计规范》(《线路保护设计规范》(200720072007年发布)的要求:年发布)的要求: 在(在(在(0.050.050.05~~2020))I N 或者(或者(0.10.10.1~~4040))I N 时,阻抗测量误差不大于测量误差不大于55%。
%。
2、单相接地:杆塔的接地电阻杆塔的接地电阻杆塔的接地电阻+ 接触物体(树木、竹子)等。
标准:500KV 500KV —— 按300300ΩΩ考核; 220KV —— 按100100ΩΩ考核。
目前,在这么大接地电阻的情况下,主要靠零序目前,在这么大接地电阻的情况下,主要靠零序电流保护来切除故障,但是,距离保护应当予以分析,并研究对策。
析,并研究对策。
实际上,主要考虑:实际上,主要考虑:短路点的电流达到1kA 时,要求动作要求动作。
3.7.1 短路点过渡电阻对距离保护的影响南方火烧烟时,对应的接地电阻更大四、克服过渡电阻影响的措施过渡电阻对距离保护的影响与下列因素有关:(1)短路点的位置对于圆特性,保护区的始、末端短路时,过渡对于圆特性,保护区的始、末端短路时,过渡对于圆特性,保护区的始、末端短路时,过渡 电阻影响大。
电阻影响大。
电阻影响大。
圆心处影响小圆心处影响小(2)阻抗继电器特性对于同一特性,整定值相同情况下,+对于同一特性,整定值相同情况下,+对于同一特性,整定值相同情况下,+R R R 轴方轴方 向所占面积越小,受过渡电阻的影响越大。
向所占面积越小,受过渡电阻的影响越大。
不同特性受影响的程度不同不同特性受影响的程度不同,,如偏转圆、四边形。
华北电力大学综合面试题库后附继电保护练习题——————电气与电子工程学院1 中性点运行方式:按单相接地短路时接地电流的大小分为大电流接地和小电流接地。
大电流接地包括中性点直接接地和中性点经小电阻接地。
小电流接地包括中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。
对地点的零序综合电抗比正序越大,接地点电流越小。
2 发电机特殊的运行状态:进相和迟相。
发电机有空转、空载、并网运行三种运行状态。
进相运行就是送出有功吸收无功的运行状态;迟相运行就是既发有功又发无功的运行状态。
从理论上讲,发电机是可以进相的,所谓进相,即功率因数是超前,发电机的电流超前于端电压,此时,发电机仍向系统送有功功率,但吸收无功功率,励磁电流较小,发电机处于低励磁情况下运行,发电机进相运行时,我们要注意两个问题:(1)静态稳定性降低;(2)端部漏磁引起定子端部温度升高。
3 电磁环网:高低压电磁环网,是指两组不同电压等级的线路通过两端变压器磁回路的联接而并联运行。
高低压电磁环网中高压线路断开引起的负荷转移很有可能造成事故扩大、系统稳定破坏。
4 耗量特性:发电设备单位时间内消耗的燃料的数量F 与发出有功功率的关系,即发电设备输入与输出的关系,这种关系称为耗量特性。
耗量特性曲线上某一点纵坐标和横坐标的比值,即单位时间内输入能量与输出功率之比称为比耗量。
耗量特性曲线上某一点切线的斜率称为耗量微增率。
耗量微增率是单位时间内输入能量微增量与输出功率微增量的比值。
5 日负荷曲线:按一天中0时至24时的时序出现的电力系统负荷大小绘出的曲线。
电力系统有功功率日负荷曲线是制订各发电厂负荷计划的依据。
有功功率年负荷曲线常用于发电设备的检修计划。
6 功角特性:功角特性指的是电磁功率随功角d变化的关系曲线=f(d)的。
功角:并网时时指发电机空载电动势和系统受端电压的夹角,也可指定子磁场和转子磁场的夹角。
功角可以表征系统的电磁关系,还可以表征各发电机转子之间的相对空间位置。
第二章电网的电流保护1/66第2.1 节单侧电源网络相间短路的电流保护2/66电压继电器的工作原理与此类似。
电压继电器的工作原理与此类似。
除了内部设计不同以外,从线圈来看:除了内部设计不同以外,从线圈来看:导线细、匝数多。
——输入阻抗大,并联接入/661313/66sk2727/66/66relK ′可靠系数的考虑因素主要考虑了各种影响因素的相对误差:11)非周期分量; 22)暂态谐波; 33)系统和线路参数的误差; 44)计算误差; 55)互感器传变误差; 66)继电器测量误差; 77)电动势波动; 88)裕度。
一般取为一般取为一般取为1.21.21.2~~1.3动作时限:瞬时动作(理想t=0(秒秒)——> > 瞬时动作(理想动作时限: t=0(情况)实际上,都需要一定的情况)实际上,都需要一定的测量时间,称为固有动作时间。
测量时间,称为固有动作时间。
灵敏性校验:用线路被保护范围大小来衡量。
(能保护线路的多长?)(能保护线路的多长?)/662929/663030/66/66保护范围:大于动作电流(整定值)的短路电流所对应的保护区域。
保护范围随运行方式,也随故障类型的变化而变化。
3232/66/66归纳:电流电流电流ΙΙ段整定段整定—— 躲过线路末端最大的 短路电流。
短路电流。
电流电流电流ΙΙ段校验段校验—— 按照最小的短路电流。
无延时无延时无延时 —— 瞬时动作。
瞬时动作。
(3)电流)电流ΙΙ段单相原理接线图/663333/663535/66/662、限时电流速断保护(电流Ⅱ段)要求:· 保护线路的全长(有足够的灵敏度); · 具有最小的动作时限(尽可能快)。
(1)工作原理保护范围延伸至下级线路,与下级线路电流保护范围延伸至下级线路,与下级线路电流Ι段配合。
需带时限,在时间上比下级线路的电流需带时限,在时间上比下级线路的电流需带时限,在时间上比下级线路的电流ΙΙ段高�t (换取选择性)。
第50卷第16期电力系统保护与控制Vol.50 No.16 2022年8月16日Power System Protection and Control Aug. 16, 2022 DOI: 10.19783/ki.pspc.216190构建更加坚强电网安全“第一道防线”的探讨林一峰,王增平,王 彤,郑博文(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),北京 102206)摘要:电力系统“三道防线”长期以来为保障电网安全发挥了重要作用,确保了电力系统遇到各种事故时的安全稳定运行。
而继电保护担负着快速可靠切除故障的重任,是保障电网安全的第一道防线。
首先,介绍了电网发展给“第一道防线”带来的挑战,分析了传统工频量继电保护内部故障灵敏度不足以及误动和拒动风险并存的原因。
其次,梳理了继电保护应对挑战的措施,提出了基于故障模型参数特征的保护原理、基于多元信息的广域保护技术和基于暂态量的继电保护方法。
最后,给出了构建更加完善和坚强“第一道防线”的建议。
通过加强预防性控制在故障前、后阶段的功能,阻断继发性连锁故障的发生,同时加强第一道防线与后续防线的协同,共同抵御系统性事故的发生。
关键词:电网安全;工频量保护;多元信息;预防性控制Discussion on building a stronger first line of defense for grid securityLIN Yifeng, WANG Zengping, WANG Tong, ZHENG Bowen(State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources(North China Electric Power University), Beijing 102206, China)Abstract: The "three lines of defense" of a power system have played an important role in ensuring the security of the power grid for a long time. This has ensured the safe and stable operation of the power system in the event of various accidents. Relay protection is responsible for fast and reliable fault removal, and is the first line of defense to ensure the safety of the power grid. This paper first introduces the challenges brought by the development of the power grid to the "first line of defense", and analyzes the reasons for the insufficient sensitivity to internal faults of traditional power-frequency relay protection and the coexistence of misoperation and rejection risks. Secondly, it sorts out the measures of relay protection to meet the challenges. A main protection method based on the parameter characteristics of the fault model, wide-area protection technology based on the multi-information and a relay protection method based on the transient quantity are proposed. Finally, suggestions are made for building a more complete and stronger "first line of defense". By strengthening the function of preventive control in the pre-fault and post-fault stages, the occurrence of secondary cascading failures can be blocked, and coordination between the first line of defense and subsequent lines of defense can be strengthened to jointly resist the occurrence of systemic accidents.This work is supported by the Science and Technology Project of the Headquarters of State Grid Corporation of China (No. 5100-202199529A-0-5-ZN).Key words: power grid security;power-frequency protection; multi-information; preventive control0 引言电力系统安全稳定运行问题是一个关系到社会基金项目:国家电网公司总部科技项目资助(5100- 202199529A-0-5-ZN)“新能源电力系统新型后备保护系统研究与应用” 稳定和经济发展的世界共性问题,历来受到各国政府及电力企业的高度关注[1-2]。
三、电网的距离保护3-1 试求图3-1所示110kV 线路不同点发生金属性两相短路时,保护1的阻抗继电器的测量阻抗m Z (写成复数形式),采用0°接线型式。
已知线路的阻抗:km R b /33.0Ω=,kmx b /41.0Ω=,短路点到保护安装处的距离l 为:(1)km l 3=; (2)km l 10=;当在故障点有过渡电阻Ω=4g R 时,在求(1)(2)时的测量阻抗m Z 。
3-2 图3-2所示网络中,点1和2处均设距离保护,试计算点1处距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的一次和二次动作阻抗set Z Ⅰ、set Z Ⅱ、set Z Ⅲ、op Z Ⅰ、op Z Ⅱ、op Z Ⅲ并校验其灵敏性,即求min l %、sen K Ⅱ,(1)sen K Ⅲ,(2)sen K Ⅲ,如果距离Ⅲ段的灵敏系数不足,应采取什么措施?已知线路AB 的A I fh 400max .=,866.0cos =fh ϕ,kVUfh 1109.0min.⨯=,线路km Z l /4.0Ω=,阻抗角︒=75l ϕ,取Ⅰ段的可靠系数85.0='k K ,Ⅱ段的可靠系数8.0=''k K ,Ⅲ段可靠系数25.1='''k K ,返回系数17.1=h K ,自起动系数1=zqK,保护用电流互感器变比5/400=l n ,电压互感器变比为100/110000=y n ,点1处的距离保护初步拟定采用全阻抗继电器。
3-4 如图3-4所示网络,试为保护1进行相间距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的整定计算。
已知相邻线路具有类似的距离保护,变压器采用瞬时动作的差动保护和瓦斯保护作为主保护,变压器容量为31.5MVA ,d U %=10.5,后备保护动作时间s t B 0.1=。
双回线AB 中每一回线的最大负荷电流A I fh 70max .=。
保护7的后备保护的动作时间s t 5.07=。
取Ⅰ段可靠系数.0='k K ,Ⅱ段可靠系数8.0=''k K ,Ⅲ段可靠系数25.1='''k K 、返回系数17.1=h K 、自起动系数1=zq K 。
第六章变压器保护1/54电力变压器是电力系统中的重要电气设备。
大容量变压器造价十分昂贵,其故障会对供电可靠性和系统的安全稳定运行带来严重的影响。
因此,应根据变压器容量和重要程度,装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。
2/54第一节第一节故障类型、不正常运行状态及其保护方式3/54变压器的不正常工作状态:(1)由于外部短路引起的过电流;(2)负荷长时间超过额定容量引起的过负荷;(3)油箱漏油造成的油面降低;(4)由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁。
对于不正常工作状态,变压器保护也必须能够反 对于不正常工作状态,变压器保护也必须能够反应——发告警信号,或延时跳闸。
/541010/54二、变压器纵差保护的不平衡电流(影响因素)变压器差动保护有其具体的特点。
变压器差动保护有其具体的特点。
引起变压器纵差保护不平衡电流的主要因素有:(1)变压器两侧绕组接线方式不同;(2)变压器、电流互感器的计算变比与实际变比不同;不同;(3)变压器带负荷调节分接头;(4)电流互感器传变误差的影响;(5)变压器励磁电流产生的不平衡电流;(6)变压器励磁涌流。
/541818/543、变压器带负荷调整分接头产生的不平衡带负荷调压分接头变压器在运行中常常需要带负荷调压分接头变压器在运行中常常需要改变分接头来调电压,这样就改变了n T,出现不平衡差流。
克服措施:整定时增大动作电流门槛值。
/542929/544、两侧电流互感器传变误差产生的不平衡2)暂态不平衡电流外部故障时,短路电流中还含有非周期暂态分外部故障时,短路电流中还含有非周期暂态分量,非周期分量按一定的时间常数衰减,是低频分的传变误差,量,大部分流经励磁支路,增加了量,大部分流经励磁支路,增加了TA TA TA的传变误差,导致不平衡电流增大。
克服措施:克服措施:暂态 ——选用具有较好暂态传变特性的TA;暂态(如:TPY型TA)(如:稳态稳态 ——增大动作电流门槛值。
/543131/54单相变压器励磁涌流的特征:、数值较大,可达额定电流的66~8倍,偏于时间1、数值较大,可达额定电流的轴的一侧(含有较大的直流分量);轴的一侧(含有较大的直流分量);2、励磁涌流中含有大量的谐波分量;3、励磁涌流的波形中有间断。