风电场继电保护基础知识

学习继电保护必须掌握的基础知识学习继电保护必须掌握的基础知识, 学习继电保护必须掌握的基础知识1(什么是继电保护装置?答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。

2(继电保护在电力系统中的任务是什么?答:继电保护的基本任务:(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。

(2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

3(简述继电保护的基本原理和构成方式。

答:继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。

大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。

4(电力系统对继电保护的基本要求是什么?答:继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求:这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

(1)可靠性是指保护该动体时应可靠动作。

不该动作时应可靠不动作。

可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

(2)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，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。

风力发电继电保护概述：风力发电继电保护是保证风力发电系统安全运行的重要措施。

本文档将介绍风力发电继电保护的原理、作用以及常见的保护措施。

一、原理：风力发电继电保护的原理是在风力发电系统中，通过合适的继电器和保护装置，及时探测到任何可能导致系统故障的异常情况，并采取相应的保护措施，防止更大的事故发生。

二、作用：风力发电继电保护的作用主要体现在以下几个方面：1. 检测电网故障：可以快速检测到电网的电压波动、短路等故障情况，并及时切断与电网的连接，保护风力发电机组的安全。

2. 防止过载：及时检测到风力发电机组的负荷超过额定值的情况，并通过控制开关等方式，阻止过载情况的发生。

3. 防止电机损坏：通过监测电机的电流和温度等参数，及时发现电机过载、过热等情况，并采取相应的保护措施，避免电机损坏。

4. 防止电气火灾：通过有效的绝缘监测和接地保护，及时发现电气设备的绝缘故障和接地故障，避免引发电气火灾。

三、常见的保护措施：1. 过电流保护：通过在电路中设置过电流继电器，当电流超过额定值时切断电路，防止线路过载和短路情况。

2. 过载保护：通过在电机中设置温度传感器，当电机温度超过设定值时，切断电源以避免过载损坏。

3. 绝缘保护：通过定期检测电气元件的绝缘电阻，一旦发现绝缘故障，及时采取措施避免电气火灾。

4. 接地保护：确保各种电气设备的良好接地，减少接地故障引发的危险。

结论：风力发电继电保护是风力发电系统中保证安全运行的关键要素。

通过合理选用继电器和保护装置，并采取适当的保护措施，可以预防潜在的故障，保护设备和人员的安全。

风电场的继电保护风力发电机组的并网特性一直都是被关心的问题"以往的研究工作主要集中在考虑风电场特性时的各类潮流优化算法，风电场对系统稳定性以及电能质量的影响等，而关于短路故障期间风电机所提供短路电流的特性及风电机组保护却没有引起人们足够的重视，研究成果也相应较少。

如果风电场电容量大到一定程度一旦电网发生故障风电场提供的短路电流就可能超过系统侧提供的短路电流，在电网设备选择、校验和继电保护配置整定时应该考虑风电短路电流的影响因此研究在故障状态下风电机组的短路电流特性及风电机组的保护是非常必要的。

风电对电网继电保护的影响：与常规配电网的保护不同" 风电是间隙性的" 风电场中有些元件通过的潮流可能是双向的。

风力发电机组在有风期间都是和电网相连的"当风速在起动风速附近变化时"为防止风电机组频繁投切对接触器的损害"允许风电机组短时电动机运行。

此时改变系统的潮流方向"容易引起保护装置的误动作。

短路故障发生瞬间"并网运行的固定转速的异步发电机各相电流发生突变"并按照指数规律衰减"最终到零。

因为固定转速风电机组采用的是普通感应电机"而感应电机模型中转子只考虑励磁支路"所以感应电机的短路电流初值由定子暂态电抗与定子绕组非周期电流的初值决定"其短路电流依次根据暂态时间常数与定子绕组时间常数按照指数规律衰减"短路电流频率由转子转速决定。

异步发电机没有独立的励磁机构" 在电网发生短路故障时"由于机端电压显著降低"发电机失去励磁"很难向电网输送短路电流。

在三相短路故障时" 异步发电机仅能提供很小的持续短路电流（0I）,在两相短路时"异步发电机提供的短路电流最大。

风机出口电压是低压系统（如0.96KV）,折算到35KV（或者更高电压等级）侧时，其阻抗需乘以K2[K2=(U35/U0.96)2]，因此从35KV侧的等值电路来看" 风力发电机及相应的低压电缆相当于一个很大的限流电抗"短路电流无法送出。

第一章继电保护基础知识第一章继电保护基础知识一、电力系统在运行中，不可避免地会发生故障和不正常工作情况。

1、最常见的故障是各种形式的短路，如三相短路、两相接地短路、两相短路、单相接地短路、发电机和变压器的绕组匝间短路等。

此外，输电线路还可能发生一相或两相断线以及断线和短路同时发生的复杂故障。

2、最常见的不正常工作情况是过负荷，长时间过负荷会使载流设备和绝缘温度升高，加速绝缘老化或设备遭到损坏，严重时甚至引起故障。

此外，水轮发电机突然甩负荷引起过电压，电力系统有功缺额会引起频率降低，这也是不正常工作情况。

二、继电保护的概念。

继电保护装置是反应电力系统中电气设备故障或不正常工作情况而作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

电力系统继电保护——是继电保护技术和继电保护装置的统称。

三、主保护和后备保护的概念。

1、主保护：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或线路故障的保护。

2、后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，又分为远后备和近后备。

3、远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。

4、近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。

5、辅助保护：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。

四、故障的性质分类：暂时性故障、永久性故障五、对继电保护的基本要求，可分为安全性、可靠性、速动性、选择性与灵敏性。

1、安全性、可靠性和保护的双重化。

安全性与可靠性是对继电保护最根本的要求。

安全性指的是断电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动作。

可靠性指的是继电保护在需要它动作时能可靠动作，即不发生拒绝动作。

为保证短路故障时跳闸的可靠性，许多220KV以上的超高压线路继电保护采用了二中取一的双重化配置原则，即在每一回线路上装设两套完全独立的性能均满足电力系统稳定要求的继电保护。

风力发电继电保护1. 引言风力发电是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源。

风力发电厂通常由多个风力发电机组成，每个风力发电机都需要有一套可靠的继电保护系统，以确保发电机运行的安全性和稳定性。

2. 继电保护原理继电保护系统通过监测和控制发电机的各种参数来实现对发电机的保护。

其主要原理包括过电流保护、过压保护、欠电压保护、过频保护、欠频保护等。

2.1 过电流保护过电流保护是一种常见的继电保护方式，用于监测和限制发电机输出电流的异常情况。

当发电机输出电流超过预设值时，继电保护系统会及时切断电源，以防止发电机受损或发生事故。

2.2 过压保护过压保护用于监测和限制发电机输出电压超过额定值的情况。

当发电机输出电压超过设定值时，继电保护系统会采取相应的措施，如切断电源或调节发电机负载，以保护发电机和其他设备的安全运行。

2.3 欠电压保护欠电压保护用于监测和限制发电机输出电压低于额定值的情况。

当发电机输出电压低于设定值时，继电保护系统会采取相应的措施，如切断电源或调节发电机负载，以避免发电机运行不稳定或损坏。

2.4 过频保护过频保护用于监测和限制发电机输出频率超过额定值的情况。

当发电机输出频率超过设定值时，继电保护系统会采取相应的措施，如切断电源或降低发电机负载，以保护发电机和其他设备的安全运行。

2.5 欠频保护欠频保护用于监测和限制发电机输出频率低于额定值的情况。

当发电机输出频率低于设定值时，继电保护系统会采取相应的措施，如切断电源或增加发电机负载，以避免发电机运行不稳定或损坏。

3. 继电保护装置继电保护系统由各种继电保护装置组成，包括过电流继电器、过压继电器、欠电压继电器、过频继电器和欠频继电器等。

这些装置通过传感器和控制器之间的相互作用来监测和保护发电机的运行状态。

4. 总结风力发电继电保护是保障风力发电机组安全运行的重要措施。

通过合理配置和使用继电保护系统，可以有效降低风力发电机组的运行风险，提高发电机组的可靠性和稳定性。

第一章继电保护工作基本知识第一节电流互感器电流互感器（CT）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5,200/5等，表示一次侧如果有100A或者200A 电流，转换到二次侧电流就是5A。

电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害.同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作.如图1。

1,由于潜电流I X的存在，所以流入保护装置的电流I Y≠I，当取消多点接地后I X＝0，则I Y＝I.在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接地。

但是,如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。

所以对于差动保护，规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。

图1.1电流互感器实验1、极性实验功率方向保护及距离保护，高频方向保护等装置对电流方向有严格要求,所以CT必2、变比实验须做极性试验,以保证二次回路能以CT的减极性方式接线,从而一次电流与二次电流的方向能够一致，规定电流的方向以母线流向线路为正方向，在CT本体上标注有L1、L2，接线盒桩头标注有K1、K2,试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2，用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2.线路CT本体的L1端一般安装在母线侧，母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。

接线时要检查L1安装的方向,如果不是按照上面一般情况下安装，二次回路就要按交换头尾的方式接线。

CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧,所以必须做变比试验，试验时的标准CT是一穿心CT，其变比为（600/N）/5，N为升流器穿心次数，如果穿一次，为600/5。

对于二次是多绕组的CT,有时测得的二次电流误差较大,是因为其他二次回路开路,是CT磁通饱和,大部分一次电流转化为励磁涌流，此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。