发电厂继电保护原理及整定-广东

继电保护四性解析一、继电保护概念定义：能反映电力系统故障，并作用于断路器或发出生信号的一种自动装置。

在每一个需要保护的设备上配置。

二、继电保护四性解析及其相互关系1．选择性：有选择地切除故障。

1）只切除故障设备。

⇒2）尽可能缩小停电范围。

思考：如何保证？通过保护原理、整定计算。

反映单侧电气量通过整定计算⇒反映两侧电气量通过原理2．速动性：尽可能快。

因为故障持续时间越长，后果越严重。

1）与选择性间的矛盾：为什么很多保护（反映单侧电气量保护）人为加延时。

解决：如果系统、保护对象能承受，优先保证选择性。

否则牺牲选择性，保证速动性。

2）与可靠性间的矛盾，速度越快，可靠性越差，因为延时意味着保护动作判据连续判别成立，有一次不成立，判据返回、延时清零，不易误动和拒动；而速断保护判据成立一次就出口，易误动。

解决：如果系统、保护对象能承受，速动保护可适当加延时。

3．灵敏性：对保护范围内各种故障的反应能力。

一个保护，总是期望其保护范围是稳定的，对于各种方式下各种故障类型均灵敏反映，但实际上做不到，或者说其保护范围是变化的，所以为保证最不利情况下满足规定的最小保护范围要求，灵敏性要求保护范围尽可能大。

对单侧电气量保护，灵敏性与选择性构成了一对尖锐矛盾，通过整定计算协调。

实际上，对单侧电气量保护，选择性与灵敏性说的是一件事，就是保护范围。

选择性要求保护范围尽可能小，灵敏性要求保护范围尽可能大。

4．可靠性：不误动、不拒动由保护的配置、原理、质量决定。

误动、拒动，从后果危害程度看，拒动危害大 提高可靠性问题转化为解决拒动问题解决办法是保护双重化（即每个保护对象，提供两个独立保护）。

1）对于发电厂厂用电系统，辐射型结构，一般是采用反应单侧电气量保护，当地、上级构成双重化。

这种双重化的特点是：动作慢（缺点）可以解决保护拒动或者断路器拒动。

（优点）2) 对于大型重要设备、高压系统（220kV，同步运行系统，存在稳定性问题）或者需快速切除故障的系统，采用全线速动保护，采用反应两侧电气量保护，当地配置两套独立保护。

这种双重化的特点是：动作快（优点）无法解决DL拒动，要加失灵保护。

（缺点）注意：双重化解决拒动，放大了误动。

5．结论：1）了解四性本来的含义。

2）四性之间不是孤立的、静止的，相互之间是关联的、矛盾的。

在实际工作中应根据具体情况，具体处理。

发电厂继电保护整定计算概述1、典型接线2、发电厂接地方式a)系统、主变高压侧，启备变高压侧：接地系统。

b)发电机、主变低压侧，高厂变高压侧：不接地系统。

c)高压厂用6kV侧：包括高厂变低压侧，启备变低压侧。

①不接地（<5A）②经消弧线圈接地，高厂启备变低压Y侧。

③经高阻接地。

④经中阻接地（比如20Ω）：182A。

6.3kV/320d）低压厂用系统400V：接地（低厂变Y侧）。

3、电厂保护配置讨论1）厂用电保护广泛采用电流保护。

反应单侧电气量保护厂用电几乎没有运行方式变化，仅考虑系统侧方式即可。

单电源辐射型，无分支助增，存在多级级联情况。

通过整定基本能满足四性要求。

2）广泛采用反应两侧电气量的保护——差动保护（有条件）。

差动保护从原理上保证了选择性、灵敏性、速动性高度统一，且不存在上下级配合问题。

3）主设备发电机保护种类多，二三十种。

电流保护原理：所反映电气量，相电流fh II =d I 根据电流的大小判别故障，方法：实测电流与定值比较。

适用范围：厂用电系统广泛应用，作为相间故障保护。

（在接地系统中当然也可反应接地故障，但接地故障有专用的接地保护）。

一、I 段（电流速断保护）以高压厂用电为例，如图为三级级联供电系统。

电流速断保护无延时，电流大于定值即出口。

定值如何确定？理想情况：短路点远近与短路电流成反比，希望I 段保护线路全长，保护1的电流定值=B 母线故障时流过保护电流。

问题是这样会失去选择性，因为无法区分本线末端和相邻线出口故障，这两点的电气距离几乎就是一点，短路电流几乎是相等的。

为保证选择性，保护范围必须缩短，同时由于短路电流的大小还受运行方式和故障类型的影响，为保证在任何情况下，不失去选择性，整定原则为：原则： 躲过最大方式下，末端B 母线K(3)，(3)dmax I)3(m ax .dz d K I I K I最有利情况，大方式下K(3)不能保护全长。

不利时，小方式下K(2)，保护范围更小。

同理：保护2，3注：1) I 段整定无需考虑配合。

2) 如果是最末端，无需考虑选择性问题，可保护全长；如果存在上下级，则I 段必然存在死区。

二、II 端（延时速断）作用：保护全长，为做到可靠保护全长，其保护范围必然伸到下一级，为保证选择性，要加延时。

s t t t t f DL I 0.3t 22II 1=∆+++=（20～30ms ）(40～60ms) 10ms电流定值整定原则：不超出相邻I 段保护范围，习惯上讲：配合。

I dz K II I K I 2.dz.1≥ 为确保能够保护全长，灵敏度：BminII dZ 1I K=>1.2I • 。

当然也可把校验灵敏度的过程作为另一个整定原则，即按末端有灵敏度整定。

KI I B II m in dz.1≤ 理想状态：I dz K II B I K I K I 2.dz.1m in ≥≥, 在此区间取值即可。

如果灵敏度不满足要求，或者理解为不存在区间，可改为与相邻II 段配合。

II dz K II I K I 2.dz.1=s t t II 0.3t 2II 1=∆=＋ 同理保护2、3。

注：若存在多个相邻元件，应分别整定，取大者。

三、III 段（延时过流）I 、II 构成了主保护当地后备 近作用：后备远方后备 远原则：躲正常运行fhmax I 。

III K dZ-1fhmax h K I I K = K h ：为什么要考虑？a ） 定值与正常负荷比较接近。

b ）继电特征如果不考虑返回，可能出现恰好fhmaxI落在dZ I和I h之间一开始，保护不动，但区外故障时，保护动作切除故障，始终无法返回，延时到跳闸。

所以实际上是按返回电流躲最大负荷整定：I h＝K k I fhmax为什么I、II段不考虑返回影响？因为I、II按故障整定，定值很大，正常时fnmaxI距定值很远，肯定能返回。

时间定值：由于电流定值按躲负荷整定，保护范围很远。

为保证选择性，时间空值按阶梯原则。

III-1III2t=t+ΔtIII-2III-3t=t+ΔtIII-3t=……灵敏度：近(2)B LIIIZ-1dminmdIK=I远(2)CIIIZ-1dminmdIK= 1.3IL四、复压过流通过引入低电压和负序电压判据区别正常情况和故障情况，可降低重负荷情况下电流元件定值，提高灵敏度。

多用于变压器后备保护。

低电压元件Udz，一般按（60%-80%）Ue整定。

负序电压U2，一般按躲正常时不平衡整定，为（6%-8%）Ue。

电流元件按躲额定电流整定。

时间定值按与相邻最长的后备保护时间配合在实际应用中，注意应校验复合电压灵敏度。

由于普遍存在系统强、变压器阻抗大的情况，使得变压器低压侧发生故障，高压侧电压基本不变，高压侧复压根本不启动，起不到后备保护作用，形成所谓“死区”。

校验复压灵敏度如果不满足，取消复压或者采用各侧复压“或”逻辑。

五、反时限电流保护(一) 反时限阶段式电流保护：三条特性曲线可供选择：一般反时限： ()p 02.0p t 1I I 14.0t -=强反时限： ()pp t 1I I 5.13t -= 极端反时限： ()p 2p t 1I I 80t -=式中 t 为反时限过流保护的动作延时。

I 为变压器二次侧实际电流值。

Ip 为反时限电流保护启动值，当I > Ip 时，保护启动。

tp 为反时限时间常数。

五、应用讨论1）反应单侧电气量的保护原理，均是按阶段式配置的，应掌握其由来和原理。

2）完整的三段式电流保护，基本符合了反时限特性，与设备承受故障的能力曲线一致。

3）在实际应用中，可简化应用，如I 、II 或I 、III 或II 、III 组合。

4） 相互之间的配合一般是指电流定值与时间定值全配合，实在没办法时，也可只配合时间定值。

完全配合：电气量定值与时间定值均与下级配合。

不完全配合：时间配合、电气量不配合。

5） 时间定值与电流定值是密切相关的，缩小保护范围是解决时间定值过长的一个办法。

比如III 段时间定值III t 过长，超出设备承受能力，可考虑电流定值按与相邻II 段或III 段配合，时间定值就不必按阶梯原则。

6） 反应单侧电气量保护其原理诸如阻抗保护、零序电流保护等，与阶段式电流保护思想完全一致，参照执行。

7）反配合问题，上级定值确定，整定本级。

六、关于厂网定值配合发电厂、系统的主保护均为反应两侧电气量的快速保护，不存在配合问题，所以厂网定值配合是指后备保护间的配合。

需与系统存在配合关系的发电厂后备保护有复压电流保护、阻抗保护、零序电流保护。

1、复压电流保护电流定值按躲过变压器额定电流整定。

时间定值按与相邻出线相间后备保护最长时间配合。

2、阻抗保护阻抗保护一般采用园特性，保护范围包括系统侧部分线路及主变，指向系统侧的保护边界与系统出线的I段或II段配合。

3、零序电流保护一般发电厂主变配两段零序电流保护。

零序I段按与系统出线的零序I段或II段配合，零序II段按与系统出线的零序后备段配合。

厂用电保护一、高厂变（启备变）保护主保护：纵差（略）。

1.1 高压侧后备保护—复压电流保护1．复压LU、2U低电压LdZU：按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定。

LdZe 60%UU=负序电压2dZU：按躲最大不平衡负序电压整定LdZe 7%UU=注意灵敏度校验。

一般而言：复压均是这样整定，以后同。

2．电流定值：按额定电流整定时间定值：与低压侧分支过流段时限配合1.2 高厂变分支复压过流保护(一) 保护的作用6kV（或10kV）母线主保护6kV（或10kV）出线设备后备保护(二) 保护配置一段分支限时速断保护，不投复压闭锁二段分支过流保护，投复压闭锁1.分支限时速断保护1.1分支限时速断保护动作电流原则1：按躲过在正常的最大负荷电流下单独一台最大电机启动时最大电流整定；原则2：按躲过本段需要自启动电动机的最大启动电流整定，按60%负荷自启动计算原则3：按与6kV 段设备的速断最大值配合 原则4：按保高厂变6kV 母线短路有灵敏度整定 1.2 分支限时速断保护动作时间 与6kV 电动机、低厂变速断时间配合 2. 分支过流保护2.1 分支过流保护动作电流原则：躲过正常运行时的最大负荷电流 2.2 分支过流保护动作时间 原则：与6kV 段过流时间配合1.3 高厂变分支接地保护一般在低压侧Y 形中性点经电阻接地，在接地回路中通过零序电流互感器构成，做低压侧绕组、高压厂用系统接地保护，两段式。