继电保护基本知识课件
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前言 - 继电保护基本知识
继电保护基本知识
一、继电保护概况 二、继电保护装置 三、继电保护原理 四、保护调试流程
一、继电保护概况
• 1、一、二次设备概述 • 2、继电保护与电力系统稳定 • 3、继电保护专业介绍
一、继电保护概况
• 1.1一次设备与电气主接线 • 一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备
。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、电流互感 器、电压互感器、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、 电容器等。
• 变电站内与继电保护直接相关的一次设备是电流互感器、 电压互感器和断路器。
一、继电保护概况
•1.1一次设备与电气主接线 •电气主接线主要是指为满足预 定的功率传送和运行等要求而 设计的、表明高压电气设备之 间相互连接关系的传送电能的 电路。220kV及以上变电站常用 的接线方式为双母线（分段） 、3/2接线。 •继电保护的配置、动作行为与 主接线方式密切相关。
• c.邦电力调度中心对于区域电力调度中心的指令响应 不足。
• d.400kV Bina-Gwalior 线路跳闸：与 2012 年 7 月 30 日大停电类似，400kV Bina-Gwalior 线路距离 3 段保护动作跳闸，导致北部电网与西部电网解列。录 波 器数据显示系统中没有故障发生。
2012印度大停电 - 继电保护
• 变电站常用的二次系统有继电保护系统、计算机监控系 统、调度自动化系统、电能计量系统、通信系统、直流系 统。
一、继电保护概况
• 1.2二次设备
直流回路
交流回路
控制回路 信号回路
保护 自动装置 测控 计量 直流电源
一、继电保护概况
• 2.1 电力系统运行的目标： 稳定运行、连续供电！ 《电力系统安全稳定导则》将电力系统的运行状态划分为 正常、警戒、紧急、崩溃、恢复五种。为避免电力系统的崩 溃制定了三级安全稳定标准。 第一级标准：单一故障，保持稳定； 第二级标准：单一严重故障，保持稳定，允许损失负荷； 第三级标准：多重严重故障，防止崩溃，负荷损失最小。
线路保护所需电压无需电压切换，母线保护无电压闭锁； 母线故障不能直接发信跳对侧开关，必须检测到有开关失
灵才发远跳使对侧相应开关跳闸
一、继电保护概况 - 3/2接线系统图
一、继电保护概况
• 1.2二次设备 • 二次设备是指对一次设备进行控制、保护、监视和测量
的设备。如测量仪表、继电器、操作开关、按钮、自动控 制设备、计算机、信号设备、控制电缆以及提供这些设备 能源的一些供电装置。
• c. 邦电力调度中心对于区域电力调度中心的指令 响应不足。
• d. 400kV Bina-Gwalior 线路跳闸：400kV BinaGwalior 线路距离 3 段保护动作 跳闸，导致北 部电网与西部电网解列，其原因是线路重负荷引 起的过电流和低电 压，系统中并没有故障发生。
2012 年 7 月 31 日大停电的诱因
一、继电保护概况
• 2.2 继电保护的重要性
•
与三级标准相对应，保障电网安全稳定的“三道防线”：
•
第一道防线：高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应
被保护设备运行异常的保护；
•
第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置；
•
第三道防线：失步解列与频率、电压控制。
•
继电保护对稳定运行的作用首当其冲，快速保护和重合闸缩
2012 年 7 月 30 日大停电的诱因
• a. 多重故障导致区域电网之间的联系变弱：西部 和北部电网之间联络线的 多重故障使得系统进一 步恶化。在故障发生前，400kV Bina-GBiblioteka BaidualiorAgra 输电线 是西部和北部电网之间唯一的主要 交流通道。
• b. 400kV Bina-Gwalior-Agra 输电线路重载：北 部地区一些电力公司采用非计 划交易，过度用电 导致联络线重载。
一、继电保护概况
• 母差保护 - 保护区
X-1
大差
X-2
I
*
I母小差
*
II *
II母小差
*
大差
*
ML
一、继电保护概况
一、继电保护概况
• 1.1一次设备与电气主接线 • 3/2接线的特点： 一条出线对应两个开关（线路保护CT采用和电流，中间开
关同时和两条出线（主变）有关联） 线路比母线重要（母线采用单相PT、线路采用三相PT），
一、继电保护概况
• 1.1一次设备与电气主接线 • 双母线（分段）接线的特点：
一条出线对应一个开关，母联开关和母联TA之间有死区； 母线比线路重要（线路单相PT、母线三相PT），母线保
护采用电压闭锁，线路保护所需母线电压需切换； 母线故障可发信跳对侧线路开关。
一、继电保护概况 - 双母线接线系统图
短故障切除时间，提高稳定极限。全球著名大停电事故都与继电
保护有直接的关系。继电保护工作者责任重大！
一、继电保护概况
• 2.2 继电保护的重要 性
• 2012年印度大停电（ 新华网图），现代文 明社会的生产、生活 离不开电能！
印度大停电 - 摘要
• 当地时间 2012 年 7 月 30 日凌晨 2 点 33 分 ，印度北部地区发生大面积停电 事故，当时北部 电网负荷为 36000MW。随后，2012 年 7 月 31 日 13 点，北部电网、东部电网及东北部电网出 现新一轮电网崩溃，此次停电波及负荷约48000MW 。电力部成立了事故调查委员会，旨在分析事故 原因并提出相关建议 以避免类似事故的再次发生 。
• a.多重故障导致区域电网之间的联系变弱：西部和北 部电网之间联络线以及 东部电网输电线路的多重故 障使得系统进一步恶化。在故障发生前，400kV Bina-Gwalior-Agra 输电线是西部和北部电网之间唯 一的主要交流通道。
• b. 400kV Bina-Gwalior-Agra 输电线路重载：北部 地区一些电力公司采用非计 划交易，过度用电导致 联络线重载。虽然该线路上的有功功率低于 30 日， 但无 功功率高于 30 日，导致 Bina 侧的电压降低 。
• 两起事故均起源于同一回输电线路距离保护Ⅲ段因过负荷 保护动作跳闸，并导致其他设备继电保护的不合理动作而 引发连锁跳闸，造成大面积停电。印度大停电事故暴露了 现有电力系统的脆弱性，尤其是继电保护在过负荷和系统 振荡情况下的动作缺陷。
继电保护基本知识
一、继电保护概况 二、继电保护装置 三、继电保护原理 四、保护调试流程
一、继电保护概况
• 1、一、二次设备概述 • 2、继电保护与电力系统稳定 • 3、继电保护专业介绍
一、继电保护概况
• 1.1一次设备与电气主接线 • 一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备
。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、电流互感 器、电压互感器、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、 电容器等。
• 变电站内与继电保护直接相关的一次设备是电流互感器、 电压互感器和断路器。
一、继电保护概况
•1.1一次设备与电气主接线 •电气主接线主要是指为满足预 定的功率传送和运行等要求而 设计的、表明高压电气设备之 间相互连接关系的传送电能的 电路。220kV及以上变电站常用 的接线方式为双母线（分段） 、3/2接线。 •继电保护的配置、动作行为与 主接线方式密切相关。
• c.邦电力调度中心对于区域电力调度中心的指令响应 不足。
• d.400kV Bina-Gwalior 线路跳闸：与 2012 年 7 月 30 日大停电类似，400kV Bina-Gwalior 线路距离 3 段保护动作跳闸，导致北部电网与西部电网解列。录 波 器数据显示系统中没有故障发生。
2012印度大停电 - 继电保护
• 变电站常用的二次系统有继电保护系统、计算机监控系 统、调度自动化系统、电能计量系统、通信系统、直流系 统。
一、继电保护概况
• 1.2二次设备
直流回路
交流回路
控制回路 信号回路
保护 自动装置 测控 计量 直流电源
一、继电保护概况
• 2.1 电力系统运行的目标： 稳定运行、连续供电！ 《电力系统安全稳定导则》将电力系统的运行状态划分为 正常、警戒、紧急、崩溃、恢复五种。为避免电力系统的崩 溃制定了三级安全稳定标准。 第一级标准：单一故障，保持稳定； 第二级标准：单一严重故障，保持稳定，允许损失负荷； 第三级标准：多重严重故障，防止崩溃，负荷损失最小。
线路保护所需电压无需电压切换，母线保护无电压闭锁； 母线故障不能直接发信跳对侧开关，必须检测到有开关失
灵才发远跳使对侧相应开关跳闸
一、继电保护概况 - 3/2接线系统图
一、继电保护概况
• 1.2二次设备 • 二次设备是指对一次设备进行控制、保护、监视和测量
的设备。如测量仪表、继电器、操作开关、按钮、自动控 制设备、计算机、信号设备、控制电缆以及提供这些设备 能源的一些供电装置。
• c. 邦电力调度中心对于区域电力调度中心的指令 响应不足。
• d. 400kV Bina-Gwalior 线路跳闸：400kV BinaGwalior 线路距离 3 段保护动作 跳闸，导致北 部电网与西部电网解列，其原因是线路重负荷引 起的过电流和低电 压，系统中并没有故障发生。
2012 年 7 月 31 日大停电的诱因
一、继电保护概况
• 2.2 继电保护的重要性
•
与三级标准相对应，保障电网安全稳定的“三道防线”：
•
第一道防线：高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应
被保护设备运行异常的保护；
•
第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置；
•
第三道防线：失步解列与频率、电压控制。
•
继电保护对稳定运行的作用首当其冲，快速保护和重合闸缩
2012 年 7 月 30 日大停电的诱因
• a. 多重故障导致区域电网之间的联系变弱：西部 和北部电网之间联络线的 多重故障使得系统进一 步恶化。在故障发生前，400kV Bina-GBiblioteka BaidualiorAgra 输电线 是西部和北部电网之间唯一的主要 交流通道。
• b. 400kV Bina-Gwalior-Agra 输电线路重载：北 部地区一些电力公司采用非计 划交易，过度用电 导致联络线重载。
一、继电保护概况
• 母差保护 - 保护区
X-1
大差
X-2
I
*
I母小差
*
II *
II母小差
*
大差
*
ML
一、继电保护概况
一、继电保护概况
• 1.1一次设备与电气主接线 • 3/2接线的特点： 一条出线对应两个开关（线路保护CT采用和电流，中间开
关同时和两条出线（主变）有关联） 线路比母线重要（母线采用单相PT、线路采用三相PT），
一、继电保护概况
• 1.1一次设备与电气主接线 • 双母线（分段）接线的特点：
一条出线对应一个开关，母联开关和母联TA之间有死区； 母线比线路重要（线路单相PT、母线三相PT），母线保
护采用电压闭锁，线路保护所需母线电压需切换； 母线故障可发信跳对侧线路开关。
一、继电保护概况 - 双母线接线系统图
短故障切除时间，提高稳定极限。全球著名大停电事故都与继电
保护有直接的关系。继电保护工作者责任重大！
一、继电保护概况
• 2.2 继电保护的重要 性
• 2012年印度大停电（ 新华网图），现代文 明社会的生产、生活 离不开电能！
印度大停电 - 摘要
• 当地时间 2012 年 7 月 30 日凌晨 2 点 33 分 ，印度北部地区发生大面积停电 事故，当时北部 电网负荷为 36000MW。随后，2012 年 7 月 31 日 13 点，北部电网、东部电网及东北部电网出 现新一轮电网崩溃，此次停电波及负荷约48000MW 。电力部成立了事故调查委员会，旨在分析事故 原因并提出相关建议 以避免类似事故的再次发生 。
• a.多重故障导致区域电网之间的联系变弱：西部和北 部电网之间联络线以及 东部电网输电线路的多重故 障使得系统进一步恶化。在故障发生前，400kV Bina-Gwalior-Agra 输电线是西部和北部电网之间唯 一的主要交流通道。
• b. 400kV Bina-Gwalior-Agra 输电线路重载：北部 地区一些电力公司采用非计 划交易，过度用电导致 联络线重载。虽然该线路上的有功功率低于 30 日， 但无 功功率高于 30 日，导致 Bina 侧的电压降低 。
• 两起事故均起源于同一回输电线路距离保护Ⅲ段因过负荷 保护动作跳闸，并导致其他设备继电保护的不合理动作而 引发连锁跳闸，造成大面积停电。印度大停电事故暴露了 现有电力系统的脆弱性，尤其是继电保护在过负荷和系统 振荡情况下的动作缺陷。