线路保护介绍
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线路保护:零序电流保护,一般为四段式,接地距离保护,一般为三段式,相间距离保护,一般为三段式,高频相差保护,方向高频保护,导引线纵差保护,自动重合闸等。
母线保护:母线差动电流保护,母线充电(或母联断路器解列)保护,断路器失灵保护等。
变压器保护:变压器的瓦斯保护,变压器的电流速断保护,变压器的纵联差动保护,变压器相间短路后备保护(低电压、复合电压、负序电流等)变压器的过负荷保护,变压器的零序电流保护,变压器的过激磁保护等。
保护输电线路的叫线路保护保护主变压器的叫主变保护线路的保护有很多不过一般就是过流速断主变的差动和非电量(包括轻重瓦斯、压力释放、有载调压瓦斯等)这些都是变压器的主保护一般还要搞个主变的后备保护比如过流什么的为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流,供给测量仪表和保护装置使用。
在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流(我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A),另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到变流和电气隔离作用。
它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器,电流互感器将高电流按比例转换成低电流,电流互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等。
所以电流互感器会分为测量用电流互感器和保护用电流互感器;测量用电流互感器的作用是用来计量(计费)和测量运行设备电流的;保护用电流互感器主要与继电装置配合,在线路发生短路过载等故障时,向继电装置提供信号切断故障电路,以保护供电系统的安全。
电压互感器实质上是一台降压变压器,将高电压转换成一定值的低电压以供测量等使用电压互感器的作用是:把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压,供保护、计量、仪表装置使用。
同时,使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。
保护配置基本配置系统差异接地系统和不接地系统的差异分相保护和不分相保护的差异:不一致、单跳、单重电压的差异:电容电流和末端过电压、网架中心和重要程度功能介绍距离保护:距离元件采用比相式姆欧继电器,即由工作电压Uop 与极化电压Up 构成比相方程。
比相式距离继电器的通用动作方程为:009090<<-POPU U Arg式中:工作电压OP set U U I Z =-⨯,极化电压1P U U =-.对接地距离继电器,工作电压为:()set OP Z I K I U U ⨯⨯+-=ΦΦΦ03 对相间距离继电器,工作电压为:set OP Z I U U ⨯-=ΦΦΦΦΦΦ装置中三段式接地与相间距离继电器,在正序极化电压较高时由正序电压极化否则进入三相低压程序,此时采用记忆正序电压作为极化电压。
采用非记忆的正序电压作为极化电压,故障期间,正序电压主要由健全相电压形成,正序电压同故障前保持一致,继电器具有很好的方向性。
距离保护正方向故障动作特性应用于较短输电线路时,为了提高抗过渡电阻能力,极化电压中使用了接地距离偏移角如图中所示θ1,该定值可以由用户整定为0°, 15° 或 30°。
接地距离偏移角会使动作特性圆向第一象限移动。
虽然这可提高测量过渡电阻的能力,在高阻接地故障条件下保证很好的动作性能,但是如果在线路对侧存在助增电源的情况下,对于经过渡电阻接地的故障可能会出现超越现象。
为了防止超越,通常距离保护Ⅰ、Ⅱ段和零序电抗元件配合使用。
零序电抗工作电压: ()set OP Z I K I U U ⨯⨯+-=ΦΦΦ03极化电压:D P Z I U ⨯-=Φ0,式中D Z 为模拟阻抗,幅值为1,角度为78°。
比相方程为()000090390<⨯-⨯⨯+-<-ΦΦDsetZ I Z I K I U Arg低压距离继电器保护采用记忆电压作为极化电压,通过比较极化电压与工作电压之间的相位关系来判别是否满足动作条件。
线路保护原理和范围线路保护是电力系统中非常重要的一项技术,它的主要目的是保护电力系统中的输电线路免受各种故障的损害。
线路保护的原理和范围涉及到多个方面,本文将对其进行详细介绍。
一、线路保护的原理线路保护的基本原理是通过监测电力系统中的电流和电压等参数,判断线路是否发生故障,并及时采取措施隔离故障区域,保护线路的正常运行。
线路保护系统通常由保护装置、互感器、测量装置和信号传输装置等组成。
1. 保护装置:负责监测电流和电压等信号,并根据预设的保护逻辑进行判断和操作。
保护装置通常采用微处理器技术,具有高速响应和精确判断的能力。
2. 互感器:用于将高电压和大电流变换成适合保护装置处理的低电压和小电流。
互感器主要包括电流互感器和电压互感器两种。
3. 测量装置:用于测量电力系统中的电流、电压、功率等参数,并将这些参数传输给保护装置进行判断。
测量装置通常具有高精度和抗干扰能力。
4. 信号传输装置:用于将保护装置判断的结果传输给断路器等执行机构,实现线路的隔离和保护。
线路保护的原理主要是根据故障发生时的电流和电压波形的异常变化来判断故障类型和位置。
根据故障类型的不同,线路保护通常可以分为短路保护、接地保护和过流保护等。
二、线路保护的范围线路保护的范围主要包括输电线路和配电线路两个方面。
1. 输电线路保护:输电线路通常是电力系统中电压等级较高的线路,用于将发电厂产生的电能传输到各个电网供应用户使用。
输电线路的保护范围一般包括线路的起点和终点,以及线路上的变电站、支线等。
输电线路的保护主要是为了保护线路本身和线路上的设备,确保电能的安全传输。
2. 配电线路保护:配电线路是将输电线路传输过来的电能供应到用户用电点的线路。
配电线路的保护范围一般包括变电站、配电线路的支线和用户用电点等。
配电线路的保护主要是为了保护线路本身和线路上的设备,确保电能的稳定供应。
线路保护的范围还包括对线路上的各种故障类型的保护。
常见的故障类型包括短路、接地故障和过流等。
关于线路保护范围及原理简述
1、线路零序保护范围及原理。
零序保护一般分四段,通常只用三段,Ⅰ段保护本线路全长的80%,不能保护线路全长,定值整定与相邻线路Ⅱ段相配合考虑;Ⅱ段能保护本线路全长,而且还延申到相邻线路首端约15%,但不能作为相邻线路的后备保护,定值与相邻线路Ⅰ段相配合;Ⅲ段作为本线路Ⅰ、Ⅱ段的后备保护,定值与相邻线路Ⅱ段相配合;如果设有Ⅳ段则作第Ⅲ段的后备。
反应线路单相对地短路故障。
2、线路距离保护范围及原理。
距离保护由三段构成,为了避免保护误动,Ⅰ段保护本线路全长的80%-85%,Ⅱ段能保护本线路全长,同时还延申到相邻线路首端约15%,跟零序保护的构成原理相同,Ⅲ段作为本线路Ⅰ、Ⅱ段的远后备保护,定值与相邻线路Ⅱ段相配合,同时考虑相邻线路保护拒动或断路器拒跳作为相邻线路的远后备保护。
分为三段式相间距离和三段式接地距离,相间距离反应的是相间短路,接地距离反应的是保护装备至对地短路故障点间的距离。
短路点离保护装备越近,则保护动作时限越短。
输电线路保护讲义一、引言输电线路是电力系统的重要组成部分,起着将发电厂产生的电能输送到用户的作用。
然而,由于电力系统中存在各种故障和意外情况,为了保障线路的安全运行,必须进行输电线路保护。
本讲义将介绍输电线路保护的基本概念、工作原理和常用的保护装置。
二、输电线路保护的概念输电线路保护是一种用于检测和隔离故障的保护装置系统。
其主要功能是在发生故障时迅速切除故障区域,以保护线路的安全运行。
输电线路保护系统主要包括电流保护、电压保护和差动保护等多种类型。
三、电流保护1. 过电流保护过电流保护是一种最常见和广泛应用的保护方式。
它可以根据线路上电流的大小判断是否发生故障,并迅速切除故障区域。
常用的过电流保护包括瞬时过电流保护和定时过电流保护。
2. 地故保护地故保护用于检测线路的接地故障。
当线路接地故障发生时,地故保护装置会迅速切除故障区域,以防止电流通过地极对人和设备造成伤害。
四、电压保护电压保护主要用于检测线路的电压异常情况,并在检测到异常时触发保护动作。
常见的电压保护包括低压保护、过压保护和跳闸保护。
五、差动保护差动保护是一种基于比较电流的保护方式。
它通过监测线路上的电流差值,判断是否发生故障,并在故障发生时迅速切除故障区域。
差动保护对于大容量变压器和特高压线路的保护至关重要。
六、常用的保护装置1. 保护继电器保护继电器是输电线路保护中最常见的装置,用于监测电流、电压和频率等参数,并在发生故障时切断电路。
它具有灵敏度高、响应速度快的特点。
2. 跳闸器跳闸器是一种自动切除线路的装置。
当保护继电器检测到故障时,跳闸器会迅速打开,切断电流流动,以保护线路的安全。
七、总结输电线路保护是电力系统中保证线路安全运行的重要环节。
本讲义介绍了电流保护、电压保护和差动保护等多种保护方式,以及常用的保护装置。
在实际应用中,需要根据具体线路的特点和要求选择适合的保护方案,并配备相应的保护装置,以确保输电线路的安全可靠运行。
线路保护线路保护(Line protection)是指在电力系统中,针对输电线路的过载、短路等故障情况进行保护和控制的一种技术措施。
线路保护的主要目标是及时检测和判断输电线路上的故障,迅速切除故障部分并保护正常运行的线路,从而保证电力系统的安全稳定运行。
1. 线路保护的原理线路保护的原理包括故障检测、故障判据和故障切除。
故障检测是通过对线路上的电压、电流等信号进行实时监测和分析,识别出故障发生的位置;故障判据是依据预设的故障判据准则,将监测到的信号与准则进行比较,以判断是否发生了故障;故障切除是在判断发生故障后,通过控制器发出切除信号,将故障部分从电力系统中切除,以保护系统的正常运行。
线路保护通常采用集中式保护和分散式保护两种方式。
集中式保护是将多个保护装置安装在一个集中控制设备中进行管理和控制,适合于较大规模的电力系统;而分散式保护是将保护装置分散安装在接近被保护设备的位置,适合于中小型电力系统。
2. 线路保护的类型线路保护的类型主要包括过载保护、短路保护和接地保护。
2.1 过载保护过载保护是指在线路发生过载时及时切除故障部分,防止设备因长时间超负荷运行而损坏。
过载保护通常基于电流测量原理,监测线路上的电流,当电流超过额定值时,保护装置将发出切除信号。
过载保护还可以根据运行时间进行分时段保护,以适应负荷变化的需求。
2.2 短路保护短路保护是指在线路发生短路故障时迅速切除故障部分,阻止电流过大造成进一步损坏。
短路保护的原理是通过检测电流和电压异常变化来识别短路故障,当检测到短路时,保护装置会发出切除信号,将短路部分从电力系统中切除。
2.3 接地保护接地保护是指在线路发生接地故障时切除故障部分,避免电流通过人体等接地路径造成危害。
接地保护通常基于电阻测量原理,监测线路的接地电阻,当接地电阻超过预设值时,保护装置将发出切除信号。
接地保护还可以根据接地故障的类型进行差别保护,包括单相接地、双相接地和三相接地。
线路保护的配置和基本原理
线路保护是电力系统中的一项重要技术,其配置和基本原理包括以下几个方面:
1. 保护配置:
a. 选择保护器:根据线路的特点和要求选择合适的保护器,常见的有过流保护器、距离保护器、差动保护器等。
b. 选择保护区域:确定需要保护的线路区域范围,一般是线路的起点和终点之间的区域。
c. 设定保护参数:配置保护器的动作参数,如过流保护器的额定电流、距离保护器的整定值等。
2. 基本原理:
a. 过电流保护:通过检测电流的大小来判断线路是否存在过电流故障,当电流超过设定值时,保护器会发出动作信号,切断故障部分。
b. 距离保护:通过测量线路的电气距离来判断故障的位置,当故障发生时,保护器会根据故障距离和设定值的比较结果决定是否动作。
c. 差动保护:通过比较线路两端的电流差异来判断是否存在故障,当差流超过设定值时,保护器会动作切断故障。
线路保护的基本原理是通过检测和判断线路的电流、电压等参数的异常情况来实现保护动作,及时切断故障,保护电力系统的安全运行。
不同类型的线路保护器
适用于不同类型的线路故障,通过合理配置和设置保护参数,可以提高电力系统的可靠性和安全性。
保护配置基本配置系统差异接地系统和不接地系统的差异分相保护和不分相保护的差异:不一致、单跳、单重电压的差异:电容电流和末端过电压、网架中心和重要程度功能介绍距离保护:距离元件采用比相式姆欧继电器,即由工作电压Uop 与极化电压Up 构成比相方程。
比相式距离继电器的通用动作方程为:009090<<-POPU U Arg式中:工作电压OP setU U I Z =-⨯,极化电压1P U U =-。
对接地距离继电器,工作电压为: ()setOP Z I K I U U ⨯⨯+-=ΦΦΦ03对相间距离继电器,工作电压为:setOP Z I U U ⨯-=ΦΦΦΦΦΦ装置中三段式接地与相间距离继电器,在正序极化电压较高时由正序电压极化否则进入三相低压程序,此时采用记忆正序电压作为极化电压。
采用非记忆的正序电压作为极化电压,故障期间,正序电压主要由健全相电压形成,正序电压同故障前保持一致,继电器具有很好的方向性。
距离保护正方向故障动作特性应用于较短输电线路时,为了提高抗过渡电阻能力,极化电压中使用了接地距离偏移角如图中所示θ1,该定值可以由用户整定为0°, 15° 或 30°。
接地距离偏移角会使动作特性圆向第一象限移动。
虽然这可提高测量过渡电阻的能力,在高阻接地故障条件下保证很好的动作性能,但是如果在线路对侧存在助增电源的情况下,对于经过渡电阻接地的故障可能会出现超越现象。
为了防止超越,通常距离保护Ⅰ、Ⅱ段和零序电抗元件配合使用。
零序电抗工作电压: ()set OP Z I K I U U ⨯⨯+-=ΦΦΦ03极化电压:DP Z I U ⨯-=Φ0,式中D Z 为模拟阻抗,幅值为1,角度为78°。
比相方程为()000090390<⨯-⨯⨯+-<-ΦΦDsetZ I Z I K I U Arg低压距离继电器保护采用记忆电压作为极化电压,通过比较极化电压与工作电压之间的相位关系来判别是否满足动作条件。
工作电压: setOP Z I U U ⨯-=ΦΦΦ极化电压:M P U U ΦΦ-=1这里:C B A ,,=Φ;ΦOP U 为工作电压;ΦP U 为极化电压 ;set Z 为整定阻抗;MU Φ1为记忆故障前正序电压。
负荷限制R距离保护考虑系统过负荷工况下(正常过负荷和事故过负荷),负荷测量阻抗入侵距离元件导致的距离保护(特别是距离Ⅲ段)误动作。
负荷限制元件,由基于电压平面的负荷限制元件和基于阻抗平面的负荷限制元件组成,两者为“与”的关系,即只有两个负荷限制元件均满足,并结合距离继电器动作情况,才开放距离保护。
振荡闭锁当电力系统发生系统振荡时,测量阻抗有可能进入距离保护的动作区,从而导致距离保护误动作。
通常振荡发生在两个互联系统之间,为了保证系统的完整性,保护装置在振荡时不应误动作,否则会破坏系统的稳定性。
因此,对于受振荡影响可能误动作的距离保护要增加振荡闭锁功能。
振荡闭锁元件由四个元件共同完成如上任务。
1) 启动开放元件 启动元件开放瞬间,若按躲过静态最大负荷整定的正序过流元件不动作或动作时间尚不到10ms ,则将振荡闭锁开放160ms 。
该元件在正常运行突然发生故障时立即开放160ms ,当系统先振荡时,正序过流元件先于启动元件动作,振荡闭锁被闭锁不开放,另外当区外故障或操作后160 ms 再有故障时也被闭锁。
2) 不对称故障开放元件在系统先发生振荡或装置开放160ms 后,即使系统在振荡中又发生区内不对称故障时,振荡闭锁回路还可由不对称分量开放元件开放3) 对称故障开放元件在系统先发生振荡或装置开放160ms 后,若系统在振荡中又发生区内三相故障,则上述二项开放措施均不能开放振荡闭锁,装置中另设置了专门的对称故障开放元件,即测量振荡中心电压:Φ=cos U U OSU 为正序电压,Φ是正序电压和电流之间的夹角。
满足以下二部分动作判据开放保护: a) N OS N U U U 08.003.0<<- 延时150ms 开放。
b) NOS N U U U 25.01.0<<- 延时500ms 开放。
零序保护:接地故障配合距离保护纵联差动、纵联距离:1 按使用通道分类为了交换信息,需要利用通道。
纵联保护按照所利用通道的不同类型可以分为4种,通常纵联保护也按此命名,它们是:(1)导引线纵联保护(简称导引线保护);(2)电力线载波纵联保护(简称载波保护);(3)微波纵联保护(简称微波保护);(4)光纤纵联保护(简称光纤保护)。
2 各种传送信息通道的特点通道虽然只是传送信息的手段,但纵联保护采用的原理往往受到通道的制约。
纵联保护在应用以下4种通道时应注意以下的特点:(1)导引线通道。
这种通道需要铺设电缆,其投资随线路长度而增加。
当线路较长(超过十余公里)时就不经济了。
导引线的电缆必须有足够的绝缘水平,从而使投资增大。
导引线直接传输交流电量,故导引线保护广泛采用差动保护原理,但导引线的参数(电阻和分布电容)直接影响保护性能,从而在技术上也限制了导线保护用于较长的线路。
(2)电力线载波通道。
这种通道在保护中应用最广。
载波保护是纵联保护中应用最广的一种。
载波通道由高压输电线及其加工和连接设备(阻波器、结合电容器及高频收发信机)等组成。
(3)微波通道。
微波通信是理想的通信系统,但是保护专用微波通信设备是不经济的,应当与通信、远动等共用,这就要求在设计时把两方面兼顾起来。
同时还要考虑信号衰落的问题。
(4)光纤通道。
光纤通道与微波通道有相同的优点。
光纤通信也广泛采用PCM调制方式。
当被保护线路很短时,可以通过光缆直接将光信号送到对侧、在每半套保护装置中都将电信号变成光信号送出,又将所接收之光信号变为电信号供保护使用。
由于光与电之间互不干扰,所以光纤保护没有导引线保护的那些问题,在经济上也是可以与导引线保护竞争的。
3 按保护动作原理分类:按照保护动作原理纵联保护可分为两类:(1)方向纵联保护与距离纵联保护。
两侧保护继电器仅反应本侧的电气量,利用通道将继电器对故障方向判别的结果传送到对侧。
(2)差动纵联保护。
每侧都直接比较两侧的电气量。
类似于差动保护,因此称为差动纵联保护。
差动保护:采样同步采用采样时刻调整法实现两侧同步采样。
两侧装置一侧作为参考端,另一侧作为同步端。
以同步方式交换两侧信息,参考端采样间隔固定,并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。
同步端随时调整采样间隔,直到满足同步条件为止。
首先,测出光纤通道延时。
假定主机在TS 时刻发出对时信号,从机在接收到对时信号之后,经过Tm 时间,再将对时信号转发给主机,主机在TR 时刻收到转发回来的信号,那么,可以得到通道的通信延时:Td =(TR - TS - Tm )/2主机再将通道延时Td 发送给从机。
其次,测出采样时间误差。
如果主机和从机采样完全同步,那么,在图中可知,Td =TR 。
如果主机与从机采样不同步,其中的采样时间误差为:ΔT = TR – Td 。
ΔT>0,说明本侧比对侧提前采样时刻ΔT ;ΔT<0,说明本侧比对侧滞后采样时刻ΔT 。
再次,调整采样间隔。
计算出ΔT 之后,修正下次采样的采样间隔T ,这样即可保证从机与主机的采样起始时刻保持一致。
差动保护:相电流差动元件稳态Ⅰ段动作方程:⎩⎨⎧>⨯>ΦΦΦHdset d r d I I I I 6.0其中:IdΦ:相差动电流,M N d I I I ΦΦΦ=+&& IrΦ:相制动电流,M N r I I I ΦΦΦ=-&&H dsetI 的含义同上。
稳态Ⅱ段动作方程:⎩⎨⎧>⨯>ΦΦΦMdset d r d I I I I 6.0其中:当满足动作方程时,稳态Ⅱ段相电流差动元件经25ms 延时动作。
差动保护:零序电流差动元件对于经高阻接地故障,采用零序电流差动元件具有较高的灵敏度。
动作方程:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>⨯>>⨯>ΦΦΦL dset d r d L dset d r d I I I I I I I I 51.075.0000其中:Id0: 零序差动电流(d0M0N0I I I =+&&)Ir0: 零序制动电流(r0M0N0I I I =-&&)零序电流差动元件通过低比率制动系数的稳态相电流差动元件选相,当满足动作方程后,零序电流差动元件经短延时动作。
纵联距离保护:闭锁式方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断,然后通过高频信号作出综合的判断,即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。
一般规定从母线指向线路的方向为正方向,从线路指向母线的方向为反方向。
闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧方向元件判断为反方向时,不仅本侧保护不跳闸,而且由发信机发出高频电流,对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。
在外部故障时是近故障侧的方向元件判断为反方向故障,所以是近故障侧闭锁远离故障侧;在内部故障时两侧方向元件都判断为正方向,都不发送高频电流,两侧收信机接收不到高频电流,也就没有输出脉冲去闭锁保护,于是两侧方向元件均作用于跳闸。
这就是故障时发信闭锁式方向纵联保护功率倒方向在环网中发生外部故障时,短路功率的方向可能发生转换(简称功率倒向),在倒向过程中不应失去闭锁信号。
假设故障发生在线路L Ⅱ上靠近M 侧的F 点,断路器3Q 先于断路器4Q 跳闸。
在断路器3Q 跳闸前,线路L Ⅰ中的短路功率由N 侧流向M 侧,线路LI ,M 侧的方向元件不动作,向N 侧发闭锁信号,在断路器3Q 跳闸后,线路L Ⅰ中的短路功率倒向,M 侧的方向元件动作,停止发信并准备跳闸,此时N 侧的方向元件将返回向M 侧发闭锁信号。
但是可能M 侧的方向元件动作快,N 侧的方向元件返回慢,于是有一段时间两侧方向元件均处于动作状态,造成线路L Ⅰ的保护误动。
解决的办法是启动元件动作或收信机收信后经过一段时间(大于本保护的动作时间,小于相邻线断路器的跳闸时间)后尚未判为内部故障,就认为是外部故障,于是将保护闭锁一段时间,以避开两侧方向元件可能都处于动作状态的时间。
此方法的缺点是如果紧接着发生内部故障则保护的动作稍有延迟,不过延时很短,是可容忍的。
纵联距离保护:允许式在功率方向为正的一端向对端发送允许信号,此时每端的收信机只能接收对端的信号而不能接收自身的信号。
每端的保护必须在方向元件动作,同时收到对端的允许信号之后,才能动作于跳闸,显然只有故障线路的保护符合这个条件。
对非故障线路而言,一端是方向元件动作,收不到允许信号,而另一端是收到了允许信号但方向元件不动作,因此都不能跳闸。
纵联距离保护:载波通道利用电力线作为传输媒介:具有高安全性和可靠性。