500kV变电站继电保护讲义
500kV变电站电气二次部分介绍及保护配置
实用文档500kV变电站电气二次部分介绍及保护配置葛磊电力系统继电保护的基本知识一、电力系统继电保护的作用：1、电力系统的故障类型：电力系统故障可分为：单相接地故障 D（1）、两相接地故障 D（1.1）、两相短路故障 D（2）、三相短路故障 D（3）、线路断线故障2、电力系统故障产生的原因：外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，线路覆冰造成冰闪，线路污秽造成污闪；内部原因：设备绝缘损坏，老化；系统中运行，检修人员误操作。
3、电力系统的不正常工作状态：电力系统不正常工作状态：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。
如：电力设备过负荷，如：发电机，变压器线路过负荷；电力系统过电压；电力系统振荡；电力系统低频，低压。
二、继电保护的基本任务：继电保护装置的基本任务是当电力系统中的电力元件发生故障时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展。
三、电力系统对继电保护的基本要求：（四性）1、选择性：电力系统故障时，使停电范围最小的切除故障的方式。
2、快速性：电力系统故障对设备人身，系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关，故障持续时间越长，设备损坏越严重；对系统影响也越大。
因此，要求继电保护快速的切除故障。
3、灵敏性：继电保护装置在它的保护范围内（一般指末端）发生故障和不正常工作状态的反应能力。
4、可靠性：①保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。
②保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。
四、继电保护的几个名词解释：1、双重化配置：为了满足可靠性及运行维护的需要，500KV线路保护应按两套“独立”能瞬时切除线路全线各类故障的主保护来配置。
其中“独立”的含义：各套保护的直流电源取自不同的蓄电池；各套保护用的电流互感器、电压互感器的二次侧各自独立；各套保护分别经断路器的两个独立的跳闸圈出口；套保护拥有独立的保护通道（或复用通道）；各套保护拥有独立的选相元件；2、主保护：满足系统稳定和设备安全的要求，能以最快的速度有选择性的切除电力设备及输电线路故障的保护。
500kV变电站继电保护讲义
微机保护特点及原理简介
（2）保护软件 各CPU保护软件配置主程序和两个中断服务程序。 主程序：配置初始化和自检循环模块、保护逻辑 判断模块、跳闸（及后加速）处理模块；后两个 模块又称故障处理模块；保护逻辑判断模块随保 护装置而定，其它两模块基本相同； 定时采样中断服务程序（依采样算法和装置要求） 和串行口通信中断服务程序（按通信规约）
微机保护软件原理
微机保护的程序模块 主程序 采样中断服务程序 保护起动元件逻辑 故障处理程序 跳闸及后加速逻辑程序
微机保护软件原理
1。主程序框图
上电或复归 数据采集 系统初始化 初始化（一） 至监控 程序 调试 QDB=1 ZDB=1 开放中断 初始化（二） 不通过 等待60ms 全面自检
微机保护特点及原理简介
（3）CPU系统 由单片机CPU、RAM、EPROM、E2PROM等组 成，CPU负责数值、逻辑计算；RAM存放实时数 据；EPROM存放程序、E2PROM存放定值； （4）人机接口 由CRT、键盘、实时时钟、打印机等组成，方便修 改定值、查询及改变运行方式、调试等 （5）开关量输出 由I/O、信号和保护出口回路组成，完成保护动作 驱动及动作信号输出；
微机保护特点及原理简介
4。微机保护软件系统
微机保护软件包括接口软件和保护软件。 （1）接口软件 接口软件指人机接口软件，包括监控程序和运行程序两 部分；运行程序又分主程序和中断服务程序。 监控程序：键盘命令处理程序，完成调试和整定； 主程序：完成巡检、键盘扫描、信息排列及打印； 中断服务程序：分软件时钟程序（产生定时中断服务）、 对时程序、检测启动程序（保护是否起动）
微机保护特点及原理简介
（2）CPU系统 微机保护装置核心，现代的单片机（CPU）计算 速度快、位数高（32位）、功能强大、且总线不 出芯片，并有ROM、RAM、I/O接口，部份还具 有通信接口。 微机保护装置有单CPU、多CPU两种结构。简单 保护采用单CPU结构，复杂保护采用多CPU结构。
500kV变电站继电保护培训讲义(下)
动作方程
ICD 0.75 IR ICD I H
超高压输电线路保护
ΔICDΦ —— 工频变化量差动电流，为两 侧电流变化量的相量和的幅值； ΔIRΦ —— 工频变化量制动电流，为两侧 电流变化量标量和的幅值； IH —— 差动电流高定值，取4倍实测电容 电流和4UN/xc1的较大值。
时后，装置不再需要传输时间信息； 从机时刻调整采样间隔，保证两侧装置采样时刻在允许
的误差范围内；装置实时监测采样时刻误差，若超出范 围，需退出差动保护，重新进行同步过程。
超高压自耦变压器保护
1. 保护配置及类型 （1）配置
➢ 主保护（独立两套），原理不同的差动保护 ➢ 相间故障后备保护，复合电压过流保护、阻抗
2. 差动保护 （1）和差式比率制动差动保护
双绕组变压器差动保护动作原理，
Id Ij Ih Il
Ir Ih Il
超高压自耦变压器保护
双侧电源 区内故障，Ih、 Il同向，动作量Id有最大值，制 动量Ir有最小值，保护可正确动作； 区外故障，Ih、 Il反向，动作量Id有最小值，制 动量Ir有最大值，保护不会误动。
超高压输电线路保护
当TV断线或容抗整定出错时，退出电容补偿， 动作方程
ICD0 0.75 IR0 ICD0 IQD0 ICD 0.15 IR ICD IM
超高压输电线路保护
ICD0 —— 零序差动电流，为两侧零序电 流相量和的幅值； IR0 —— 零序制动电流，为两侧零序电流 相量差的幅值； IQD0 —— 零序起动电流； IL ——为IQD0、 0.6倍实测电容电流和 0.6UN/xc1的较大值。
（3）稳态Ⅱ段相差动元件 动作方程
ICD 0.75IR ICD IM
浅谈500kV变电站变压器的继电保护问题
浅谈500kV变电站变压器的继电保护问题摘要：500kV变压器的工作电压高，容量大，在电网中占有十分重要的地位，一旦变压器出现问题或者继电保护出现故障则会引起主变停电，从而造成重要的经济损失。
因此，在变压器出现故障是要尽快进行故障查找，并进行故障排除。
基于此，本文就500kV变电站变压器的继电保护问题进行分析。
关键词：故障类型；继电保护；变压器；500kV继电保护动作从字意上理解可以认为是继电保护的操作流程，是动作后继电器接点状态及发生变化的规律，接点变化将原先不导通的开关跳闸回路进行导通，形成了开关跳闸现象和模式。
在继电保护工作中，主要是通过四项基本要求进行工作的，即灵活性、速动性、连环性、灵敏性。
一、常见的500kV变压器故障类型500kV变电站的主变压器在运行过程中，容易受到多方面因素的影响，出现一系列问题。
较常出现的故障类型如下：1）在设备长时间处于超负荷运转的状态下，极易导致设备受到不同程度的损害，进而直接对设备的运行效率及运行质量构成不良影响。
针对这一情况，便应从设备监测的方向着手，如采取过负荷保护装置进行安装，在设备出现超负荷运转现象的情况下可充分发挥监测功能，如负荷到达所设定的保护上限时，设备可自行发出相应的警报信号，以提示工作人员对设备负荷做出调整。
2）对于大型变压器而言，出现过励磁现象的可能性相对较高。
针对这一现象，可通过安装过电压保护装置、过励磁保护装置的方式进行处理，另外还可自行进行还上限设置，以使过励磁现象出现时可自动引起自动跳闸装置。
3）针对油箱压力过大、变压器油温过高、绕组温度过高、冷却系统故障等方面的故障问题，进行处理的过程中应当严格以变压器相关标准规范为依据，实施相应的保护装置安装，使该装置能够在出现上述故障的情况下发出相应信号，或直接进行自动跳闸。
另一方面，为使故障造成的损失可得到最大化降低，首先，可采用复合电压起动的过电流对内部短路、相应母线及出现部分进行负责，并将其作为后备；其次，还可采用总联差动保护对变压器绕组、绕组匝间短路予以保护。
500kv系统继电保护
一、距离保护的基本工作原理距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护，这个比值被称为测量阻抗。
用来完成这一测量任务的元件称为阻抗继电器。
在线路正常运行时的测量阻抗称为负荷阻抗，其值较大；当系统发生短路时，测量阻抗等于保护安装处到短路点之间的线路阻抗，其值较小，而且故障点越靠近保护安装处，其值越小。
当测量阻抗小于预先规定的整定阻抗时，保护动作。
因为在短路时的测量阻抗反映了短路点到保护安装点之间距离的长度，所以称这种原理的保护为距离保护，有时也称之为阻抗保护。
阻抗继电器是距离保护的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护装置是否应该动作。
二、变压器纵差动保护的基本原理变压器纵差动保护通常采用环流法接线，图（1）示出了双绕组变压器纵差动保护的单相原理接线图。
是将被保护元件两侧（高、低压）的电流互感器二次侧，靠近被保护元件的两端连在一起。
然后，将差动保护继电器并联到两电流互感器上。
变压器纵差动保护在原理上是比较简单的，但在实现时应考虑变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同。
首先考虑对两侧电流进行相位补偿，然后进行数值补偿，才能保证正常运行和外部短路时流入继电器的电流在理想状态时等于零。
此外，还应考虑变压器励磁涌流的影响和其他一些使不平衡电流增大的原因。
三、断路器失灵保护的基本工作原理断路器失灵保护又称后备接线。
在同一发电厂或变电所内，当断路器拒绝动作时，它能以较短时限切除与拒动断路器连接在同一母线上所有电源之路的断路器，将断路器拒动的影响限制到最小。
断路器失灵保护保护由启动元件、时间元件、闭锁元件和跳闸出口元件等部分组成。
起动元件由该组母线上所有连接元件的保护出口继电器和故障判别元件构成。
只有在故障元件的保护装置出口继电器动作后不返回（表示继电保护动作，断路器为跳开），同时在保护范围内仍然存在故障且故障判别元件处于动作状态时，起动元件才动作。
探讨500kV变电站变压器运行及继电保护措施
探讨500kV变电站变压器运行及继电保护措施摘要：社会进程不断加快，电网在社会与人们的工作生活中占据着重要地位，其作用在于不仅能够有效提升人们的物质生活质量，并且能够为经济活动提供良好的保障。
在实际的基础性电力系统运行过程中，变压器扮演中关键性角色，一旦在电力系统运行过程中出现任何问题或者故障，则将严重损害电力系统的运行。
故此，电力工作人员应高度重视变电器管理的重要性，并且采用科学的继电保护措施，确保电力工程的正常运行。
在对变电站进行保护的过程中，既要确保精准的供电技能，又要优化细节工作。
本文针对500kV变电站为案例进行深入探讨，以期能够确保变电站的安全高效运行。
关键词：500kV变电站；变压器运行；继电保护；措施研究不同的时代电力事业呈现不一样的特征，社会经济发展新形势使供电单位面临着新的挑战与压力。
基于此种背景下，500kV变电站在电力系统的运行中发挥巨大的作用。
随着变电站数量的持续增加，变压器作为变电站的关键性运行设备，直接影响着变电站运行的安全性与稳定性。
故此，电力人员应全面了解变压器运行的基本原理，运用合理的继电保护措施，优化500kV变电站运行模式。
在保证500kV变电站基本功能的正常运行下，提升其运行效率，以便于充分满足当前的社会需求。
1 概述500kV变压器出现故障的几种类型在当前的电力系统中，500kV变电站的主变压器在实际的运行中，极易受到外界因素影响而发生各种故障与问题。
电力工作人员应对这些问题提高警惕，并深入探究与解决这些问题，进而保证电力系统的正常运行。
为了能够在一定程度上减小变压器因出现故障导致的各种损失，应合理分析与探究变压器频繁出现的各种故障，并且及时找到准确的解决故障的方法，以提升变压器设备运行的整体效率。
故此，笔者通过对500kV变电站主变压器中较易出现的故障进行科学分类，总结出以下三点：①变电设备由于长期超负荷工作运行，导致严重损害或者伤害变电设备，对变电设备的工作效率与工作质量产生严重的影响；②针对一些较大型号的变压器来说，由于受到外界因素的影响，容易出现励磁现象，进而导致电力设备受到严重磨损；③变电设备极易出现变压器温度升高以及油箱压力大等问题，阻碍变电设备的正常运行。
500kV变电站保护配置简介知识讲解
• 两套主保护应独立、完整，并独立组屏， 即两套主保护的交流电流、交流电压、直 流电源、通讯设备、跳闸线圈等应相互独 立。
• 每套主保护对于全线路内发生的各种类型 故障均应能无时限动作切除故障，每套主 保护分别起动断路器的一组跳闸线圈，每 套主保护都有选相功能，实现分相跳闸和 三相跳闸。
• 电流型保护不能满足灵敏性和选择性要求 的情况下，选用阻抗保护作主变后备保护。 阻抗保护采用带偏移特性的阻抗保护，方 向指向变压器，动作跳主变三侧开关。
• 中性点零序电流保护动作一段跳开220kV侧 母线联络开关，二段跳开主变三侧开关。
• 过励磁保护反映主变电压和频率的比值， 动作一段报警发信，二段跳开主变三侧开 关。
• 每套主保护对于全线路内发生的各种类型 故障均应能无时限动作切除故障，每套主 保护分别起动断路器的一组跳闸线圈，每 套主保护都有选相功能，实现分相跳闸和 三相跳闸。
• 500kV线路保护除了主保护外，还应具有三 段式接地、相间距离及零序方向电流保护， 反时限零序电流保护作为后备保护。后备 保护应能反应线路的各种故障。
• 短引线保护采用电流原理，动作时间 ≤20ms。
• 远跳装置在收到远方跳闸命令、且就地故 障判别元件起动时，才允许出口跳闸切除 相关断路器。
• 远跳装置一般采用双重化配置。每套远跳 装置正常时使用两个通道收发讯，为保证 可靠性，采用“二取二”收讯方式。通道 故障时，保护自动改为“二取一”收讯方 式。
• 220kV线路保护除了主保护外，还应具有三 段式接地、相间距离及零序方向电流保护， 反时限零序电流保护作为后备保护。后备 保护应能反应线路的各种故障。
• 220kV线路重合闸装置按断路器配置。重合 闸方式包括：单相重合闸、三相重合闸、 综合重合闸及停用方式。
500KV二次回路培训
二、配置的主要保护 1、变压器保护 2、母线保护 3、线路保护 4、失灵及短引线保护
第二部分：电力变压器保护
一、本体轻、瓦斯保护
重瓦斯是瞬时动作的主保护，保护变压 器油箱内绕组的相间、接地及匝间短路， 作用于跳闸；轻瓦斯保护作用于信号。
二、纵差动保护
高压、大容量变压器要采用两套不同原 理的差动保护构成主保护双重化。
• 三相不一致保护
– 作用：专为断路器运行中掉相而设置。 – 动作原理：任一相跳闸位置继电器动作，而且 没有电流时，确认为该相开关在跳闸位置状态； 否则确认为三相不一致
• RCS-921A型中断路器三相不一致保护逻辑框图
TWJA A相有电流 TWJB B相有电流 TWJC C相有电流
& & &
&
• 关于纵差动保护电流回路断线：如果 电流回路断线，会引起高压，是一种 严重事故，只有停电才能处理。差动 保护动作切除变压器，不应算误动作。 应增设电流回路断线监视信号，允许 差动保护跳闸。
十、500KV电压上升的主要原因
• 由于系统的故障断开时，切大量负荷 • 由于铁磁谐振过电压，使变压器过励磁 • 由于变压器分接头调节不当引起过电压
由CVT 一相 引来 KU>
＋ ＋
KS
－ －
QF1三跳 QF2三跳 闭锁QF1重合闸 闭锁QF2重合闸 启动远方跳闸保护发信
第七部分 断路器保护与重合闸
• 主要有：失灵保护、三相不一致和线路自 动重合闸三种。 • 断路器失灵保护动作后，不仅要就地跳开 各断路器送来的故障电流，还要通过线路 的远方跳闸保护跳开线路对侧断路器送来 的故障电流
QF1
QF4 KdA
• 500KV侧接线原理 图
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
靠性，又方便运行中对某一保护维护。
微机保护特点及原理简介
4。微机保护软件系统
微机保护软件包括接口软件和保护软件。 （1）接口软件
接口软件指人机接口软件，包括监控程序和运行程序两 部分；运行程序又分主程序和中断服务程序。 ➢ 监控程序：键盘命令处理程序，完成调试和整定； ➢ 主程序：完成巡检、键盘扫描、信息排列及打印； ➢ 中断服务程序：分软件时钟程序（产生定时中断服务）、 对时程序、检测启动程序（保护是否起动）
计数器和标志位清零； ➢ 数据采集初始化是对采样数值存放地址指针及可
编程计数器初始化。
微机保护软件原理
（2）自检内容和方式 ➢ RAM读写自检； ➢ 定值自检； ➢ EPROM自检； ➢ 开出自检。
微机保护软件原理
（3）开放中断和等待中断 初始化后，要进行一系列采样计算，所以必须开 放采样中断和串行口通信中断。开放中断后必须 延时60ms，以确保采样数据的完整和正确。
微机保护特点及原理简介
（3）保护软件三种工作状态 保护工作状态可由面板切换开关或菜单选择。
➢ “运行”——保护处于运行状态，执行保护主程 序和中断服务程序；
➢ “调试”——选“调试”工作状态后复位CPU， 用于保护调试；
➢ “不对应”——选“调试”工作状态不复位CPU， 用于对模数插件进行调试，防止频繁报警和动作。
微机保护特点及原理简介
（7）多CPU微机保护装置特点 ➢ 按功能配置多个CPU模块，模块硬件相同，分别
完成不同的保护及人机接口功能； ➢ 任一模块损坏不影响其它模块工作，减少闭锁整
套装置的可能； ➢ 可实现三取二的保护启动方式，提高保护动作的
可靠性； ➢ 采用主从分布式的工控系统，既提高装置整体可
（5）开关量输出 由I/O、信号和保护出口回路组成，完成保护动作 驱动及动作信号输出；
微机保护特点及原理简介
（6）硬件工作过程 ➢ 现场采集到的交流量经模拟量输入回路，转换成
数字量，存放在RAM； ➢ 经CPU调用存放在EPROM的程序对采集的数据
进行计算，计算结果与存放在E2PROM的定值比 较，并结合开关量输入情况作出相应的判断； ➢ 发现系统异常，通过输出通道动作于信号或断路 器跳闸； ➢ 人机对话主要用于调试、整定、监视装置。
500kV变电站继电保护讲义
微机保护特点及原理简介
1。微机保护特点
维护调试方便（硬件构成简单，保护功能由软件 实现，具有自检功能）
可靠性高（软件易适应一次系统日益复杂的要求， 装置本身因硬件和自检功能也使可靠性提高）
动作正确率高（实时计算，及时对被保护对象变 化做出判断和自纠，在保护动作延时或重合闸延 时过程中也如此）
（2）开关量输入回路 从现场获取的开关量信号，经光隔及电平变换， 送入CPU；
微机保护特点及原理简介
（3）CPU系统 由单片机CPU、RAM、EPROM、E2PROM等组 成，CPU负责数值、逻辑计算；RAM存放实时数 据；EPROM存放程序、E2PROM存放定值；
（4）人机接口 由CRT、键盘、实时时钟、打印机等组成，方便 修改定值、查询及改变运行方式、调试等
微机保护软件原理
微机保护的程序模块
➢ 主程序 ➢ 采样中断服务程序 ➢ 保护起动元件逻辑 ➢ 故障处理程序 ➢ 跳闸及后加速逻辑程序
微机保护软件原理
1。主程序框图
上电或复归
初始Байду номын сангаас（一）
至监控 调试 程序
工作方式
初始化（二）
不通过
告警
全面自检
数据采集 系统初始化
QDB=1 ZDB=1 开放中断
等待60ms
微机保护特点及原理简介
（3）人机接口
通过CRT、键盘、打印机、信号等，完成人机对 话（定值修改、查询；事故告警等）
（4）输出通道
将小功率信号转换成大功率信号，满足驱动要求。
（5）电源
采用逆变电源，实现与外电源隔离，保证电源稳 定
微机保护特点及原理简介
3。硬件工作原理
（1）模拟量输入回路 从现场获取的交流信号，经隔离及电压形成、低 通滤波、多路开关及模数变换，送入CPU；
微机保护特点及原理简介
（2）保护软件 各CPU保护软件配置主程序和两个中断服务程序。
➢ 主程序：配置初始化和自检循环模块、保护逻辑 判断模块、跳闸（及后加速）处理模块；后两个 模块又称故障处理模块；保护逻辑判断模块随保 护装置而定，其它两模块基本相同；
➢ 定时采样中断服务程序（依采样算法和装置要求） 和串行口通信中断服务程序（按通信规约）
下接A
微机保护软件原理
A
整组复归入口
清零所有标志及计数器（包括清零 QDB和ZDB） 所有开出量返回
CX自
检循 环
有报告？ N
通用自检项目
Y
向人机对话
插件送报告
保护专用自检项目
微机保护软件原理
（1）初始化 对CPU、可编程扩展芯片的工作方式、参数进行 设置。
➢ 初始化（一）是对单片机及扩展芯片设置； ➢ 初始化（二）是对采样定时器、采样间隔设置、
连接片等；需经电平转换
微机保护特点及原理简介
（2）CPU系统
微机保护装置核心，现代的单片机（CPU）计算 速度快、位数高（32位）、功能强大、且总线不 出芯片，并有ROM、RAM、I/O接口，部份还具 有通信接口。 微机保护装置有单CPU、多CPU两种结构。简单 保护采用单CPU结构，复杂保护采用多CPU结构。
微机保护特点及原理简介
2。硬件系统 典型硬件结构
逆变 电源 模拟量输入（U，I） 开关量输入
CRT 键盘 人机接口
CPU 系统
打印
输出 通道
微机保护特点及原理简介
（1）信号输入回路
两类输入信号：模拟量、开关量 ➢ 模拟量：U、I等，包括三相电压、3U0；三相电
流、3I0；需经模—数转换； ➢ 开关量：断路器、隔离开关辅助接点、二次系统
微机保护特点及原理简介
易于获得各种附加功能（硬件、软件资源共享， 方便增加低频减载、自动重合闸、故障录波、故 障测距等）
保护性能容易改善（保护原理由软件实现，即便 是较复杂的原理也不难实现，且软件易改写）
使用灵活、方便（人机界面更友好，改定值、查 询运行方式更方便）
具有远方监控特性（具有通信接口，能与监控系 统通信，易融入变电站综合自动化系统中）