线路辅助保护
(完整版)线路继电保护知识
线路继电保护知识一、什么是继电保护装置继电保护装置用满足哪些基本要求？继电保护装置是能反映电力系统中任一元件发生故障或不正常的工作状态.如过负荷、过电压、中性点非直接地系统中的单相接地等,并作用于断路器的传动机构去断开故障回路或发出信号的一种保护装置.它由继电器及二次线等组成。
继电保护装置必须满足下列基本要求。
1、快速性:当发生短路故障时,必须快速切除故障回路。
2、可靠性:在元件发生故障或不正常个工作状态时，要求继电保护装置不应拒动或误动。
3、灵敏性：继电保护装置应能很快地反映故障或不正常个工作状态，以减少故障对整个系统的影响。
4、选择性:当电力系统发生故障时,继电保护装置断开的只是故障回路,而其它非故障元件仍能保持安全运行。
二、为什么架空电力线路要装设继电保护装置架空电力线路运行中，由于风大、冰雪、雷击、鸟害、外力损坏及绝缘损坏等原因,可能引起故障或不正常的工作状态。
例如发生短路故障时、电流将会显著增加、电压将会大量下降，这样就可能烧坏线路元件或发、变电设备，同时会使故障电流通过的设备产生很大的热效应和电动力，导致设备损坏或缩短使用寿命.由于电压的下降，会使用户的生产和正常工作受到影响。
为了尽快的切除故障线路，保证非故障线路的正常运行，所以架空电力线路要装设继电保护装置。
10～110KV架空电力线路一般装设哪些继电保护和自动装置以及其的范围按照继电保护装置的功能。
分为主保护、后备保护和辅助保护三种。
主保护用于快递、并有选择性地切除被保护区内的故障。
后备保护用于在主保护或断路器拒绝动作时切除故障。
辅助保护用于加速切除故障或消除方向元件的死区.10~110KV架空电力线路一般装有下列继电保护装置电流保护装置,线路发生短路故障时电流显著增大。
故障点距电源越近，短路电流越大.当短路电流值达到继电器的整定值时.保护装置动作使线路断路器跳闸，迅速切除故障线路。
三、如何根据继电保护和自动装置的动作特点来粗略判断故障性质及故障地段线路故障跳闸后，应根据发电厂、变电所继电保护和自动装置的动作情况来粗略判断故障性质及地段、以便尽快地查出故障点.一般情况下，如果线路跳闸后自动重合闸重合成功。
《线路保护及辅助装置标准化设计规范》研讨会共36页
3/2断路器接线的断路器重合闸，先合断路器合于永久 性故障，两套线路保护均加速动作，发三相跳闸（永 跳）命令。
(注：三相跳闸（永跳）命令同时开入两个断路器保护的三跳开入 ，该开入不起动重合闸，但要起动失灵，后重合的断路器则放电 不重合。）
3/2断路器接线“沟通三跳”功能由断路器保护实现， 断路器保护失电时，由断路器三相不一致保护三相跳 闸
4.1.4保护装置的采样回路应使用A/D冗余结构（公用一个电压或电流源），采样频率不应低于1000 Hz。 保护装置的每个电流采样回路应能满足0.1 IN以下使用要求，在0.05 IN～20 IN或者0.1 IN～40 IN时 测量误差不大于5％。
线路保护及通道联调
了解几个保护中的基本概念
零序补偿系数
对接地距离保护影响比较大： 距离保护是一种反映被保护线路始端电压和线路电流的比值的一种保护。 始端电压的计算：U=I*R*（1+K1）
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了解几个保护中的基本概念
零序补偿系数的设置
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了解几个保护中的基本概念
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光纤纵联差动保护
纵差保护装置远跳功能
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光纤纵联差动保护
光纤纵联差动保护的简单联调步骤
（1）两侧电流采样（注意两侧电流调整系数） （2）两侧开关合位，M侧加故障量，N侧加正常运行电压，不加电流，差
动不动作，反之亦然。 （3）两侧开关合位，M侧加故障量，N侧加启动电流，两侧差动动作，反
零序补偿系数的设置
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学看保护逻辑框图
简单的距离保护逻辑框图
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例子学习
不对称故障相继速动保护
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例子学习
不对称故障相继速动保护
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例子学习
不对称故障相继速动保护 状态1：设置正常运行状态
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ICD IM IN
（3）制动电流为
I R IM IN
（4）动作电流与制动电流对应的工作 点位于比例制动特性曲线上方，保 护继电器动作。
M IM
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光纤纵联差动保护
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光纤纵联差动保护
差动保护采用两侧差动继电器交换允许信号的方式，安全性高。 装置异常或TA断线，本侧的起动元件和差动继电器可能动 作，但对侧不会向本侧发允许信号，从而保证差动保护不会误 动。
线路保护调试方法
线路保护调试流程—其他二次设备检验
对于光纤通道的检查
a对于光纤通道可以采用自环的方式检查光纤通道是否 完好;
b对于与光纤通道相连的保护用附属接口设备应对其继 电器输出接点 电源和接口设备的接地情况进行检查;
c通信专业应对光纤通道的误码率和传输时间进行检查; 指标应满足GB/T14285的要求;
d对于利用专用光纤通道传输保护信息的远方传输设备; 应对其发信电平 收信灵敏电平进行检测;并保证通道 的裕度满足运行要求;
线路保护调试流程—定值检验
b在整定检验时;除所通入的交流电流 电压为模拟 故障值并断开断路器的跳合闸回路外;整套装 置应处与与实际运行情况完全一致的条件下; 而不得在试验过程中人为地予以改变;
线路保护调试流程—定值检验
c装置整定的动作时间为自向保护屏柜通入模拟故 障分量电流 电压或电流及电压至保护动作向断 路器发出跳闸脉冲的全部时间;
线路保护调试流程—整组传动试验
整组试验包括如下内容:
a整组试验时应检查各保护之间的配合 装置动作行为 断路 器动作行为 保护起动故障录波信号 调度自动化系统信 号 中央信号 监控信息等正确无误;
b 借助于传输通道实现的纵联保护 远方跳闸等整组试验; 应与传输通道的检验一同进行; 必要时;可与线路对侧的 相应保护配合一起进行模拟区内 区外故障时保护动作行 为的试验;
线路保护的调试方法—工频变化量距离
短路电压计算公式： 摸拟单相接地故障电压： UФ=1+KIФ* DZZD+11 05mUN 摸拟相间短路故障电压： UФФ=2IФ*DZZD+11 05m* 3 UN DZZD 为工频变化量距离阻抗定值;K为零序补偿系数
线路保护的调试方法—差动保护
南方电网500kv线路保护及辅助保护技术规范(试行)
南方电网500kv线路保护及辅助保护技术规范(试行)附件中国南方电网500kV线路保护及辅助保护技术规范（试行）中国南方电网电力调度通信中心二〇一〇年八月目次前言..................................................................................................................................................... I I 1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (6)4总则 (9)5保护配置 (10)6保护功能 (12)7技术要求 (27)8二次回路 (46)9配合要求 (49)10保护通道及接口设备 (53)11组屏原则 (60)附录A 线路保护CT配置示意图 (71)附录B 动作报告的内容和打印格式要求 (73)附录C 线路保护及辅助保护软硬压板配置表 (75)附录D 保护屏和保护通信接口屏面布置示意图 (78)附录E 保护屏压板位置示意图 (83)前言微机型继电保护装置的广泛应用，极大地促进了继电保护运行管理水平的提高。
同时，各厂家因设计思路和理念的不同，导致保护装置的输入输出量、压板、端子、报吿和定值等不统一、不规范，给继电保护运行、维护和管理等带来较大困难。
为了降低继电保护现场作业风险，提高现场作业标准化水平，减少继电保护“三误”事故，统一各厂家500kV线路保护及辅助保护装置的技术要求、保护配置原则及相关的二次回路等，中国南方电网公司调度通信中心组织编制了本规范。
本规范的内容包含500kV线路保护及辅助保护的配置原则、功能及技术要求、保护通道配置及技术要求、组屏（柜）方案和二次回路设计等，代替《中国南方电网500kV继电保护配置及选型原则》中500kV线路保护及辅助保护部分，代替《南方电网500kV线路保护通道规范》、《通信机房内保护及安稳装置的数字接口装置直流电源配置要求》和《南方电网500kV线路保护及辅助保护组屏规范》。
RCS-900 系列线路及辅助保护装置使用与调试说明书
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各保护装置仅面板标识及指示灯定义不同，指示灯定义如下:
运行
充电 逼迫异常 跳闸 告阐 盹位 告
11
帽亏罩
四
团
运行
团 τV 断或
团
充电
回
国
2.3.3 打印报告
本菜单选择打印定值清单、动作报告、自检报告、压板变位、保护状态、程序版本。
打印动作报告时需选择动作报告序号，动作报告中包括动作元件、动作时间、动作初始
状态、开关变位、动作波形、对应保护定值等，其中动作报告记忆最新
128 次(或 64
次) ，故障录波只记忆最新 24 次。
2.3.4 整定定值
8
3.4.5 距离保护...............................9 .......
3.4.6 工频变化量距离保护..........................9.......
3.4.7 零序保护 CRCS-901/902/931)
10
3.4.8 零序保护 CRCS-941 、RCS-943)
，k)
NARI.RELAYS 自检报告序号
RCS- IO)O 系列线路及辅助保护装置使用与调试说明节
自检 001 01一 o 1-0 11~'> 自检报告时间
11:22:33:444M:-1
自检报告信息一斗 TV 断线
按装置 EJ 屏上复归按钮可切换显示跳闸 1E告、自检报告和装置正常运行状态，除了
继电保护原理基础-线路保护
2 继电保护的分类
按保护所起的作用分类： 主保护、后备保护、辅助保护等。
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。
电力系统继电保护的工作配合
发电机保护区 变压器保护区 高压母线II保护区 线路保护区
低压母线保护区 高压母线I保护区 高压母线保护区
对电力系统继电保护 的基本要求
1 继电保护的基本原理
电流增大
过电流保护
电压降低
低电压保护
电流电压间的相位角会发生变化
正常运行时： arg U 20°
I
线路正方向 三相短路：
arg U 60° ~ 85° I
方向保护
1 继电保护的基本原理
测量阻抗发生变化
阻抗保护
Z=U I
正常运行时：负荷阻抗 短路时：短路阻抗
测量阻抗变小
1 继电保护的基本原理
故障切除时间： t = tPR + tQF
tPR 保护动作时间；
一般为0.06～0.12s，最快0.01～0.04s。
tQF 断路器动作时间；
一般为0为0.06～0.15s，最快快00.02～0.06s。
灵敏性
灵敏性是指在规定的保护范围内， 对故障情况的反应能力。满足灵敏性要 求的保护装置应在区内故障时，不论短 路点的位置与短路的类型如何，都能灵 敏地正确地反应出来。
方
继电保护的发展
过 差向距 高
微
行
电流动 电流离 频 保 保保保 保 护 护护护 护
波 保 护
波 保 护
年
年
年 年年年 年
年
年
代
代
微机化 网络化
智能化
保护、控制、 测量、通信
线路保护及辅助装置标准化设计规范共28页PPT
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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第八章 RCS-900系列超高压线路辅助保护介绍
提纲：
1.系统主接线及保护配置
2. RCS-921A失灵保护及自动重合闸装置
3. RCS-922A短引线保护装置
4. RCS-923A/B失灵启动及辅助保护装置
5. RCS-924 T区保护装置
6. RCS-925过电压保护及故障启动装置
7.相关介绍
114
115
1．系统主接线及保护配置
1.1双母线主接线图
图1-1：双母线主接线图
1.2 500KV 系统常用的3/2接线
图1-2：3/2主接线图
母联保护
保护
2．RCS-921断路器失灵保护及自动重合闸装置
用于220kV及以上电压等级的一个半开关结线与角形结线的断路器。
装置功能包括断路器失灵保护（分为故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳起动失灵三种情况）、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸。
图2-1：保护应用示意图
2.1断路器失灵保护
2.1.1跟跳回路
当收到A, B, C单相跳闸信号时,而且该相高定值电流元件动作,•瞬时起动分相跳闸回路。
仅收到二相跳闸信号且高定值电流动作时, 经15ms延时联切三相。
当收到三相跳闸信号时，而且任一相高定值电流元件动作，经跟跳投入控制字瞬时起动三相跳闸回路。
2.1.2断路器失灵保护
故障相失灵
116
117
非故障相失灵
发、变三跳起动失灵：可经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。
图2-2：跟跳逻辑框图
图2-3：失灵保护逻辑框图
2.2死区保护回路
TA与断路器之间发生故障时，断路器跳开后，故障并不能切除,需要死区保护动作跳开有关断路器。
图2-4：死区保护逻辑框图
2.3断路器三相不一致保护
断路器三相开关不一致时，由此产生的零序电流与负序电流可能对机组乃至系统有较大的影响，需要不一致保护将其跳开。
图2-4：不一致保护逻辑框图
2.4充电保护
充电保护用两段电流和时间定值均可设置的带延时的过流保护实现，可经充电保护投入压板及整定值中相应段充电保护投入控制字投退。
充电保护动作后，起动失灵保护。
118
2.5自动重合闸
起动重合闸的方式：
线路保护跳闸起动重合闸；
跳闸位置起动重合闸；
重合闸方式
单相重合闸
三相重合闸
综合重合闸。
2.5.1 RCS-921A跳闸逻辑
图2-5：跳闸逻辑框图
2.5.2 “先合重合闸”与“后合重合闸”
与线路相连的2个开关，先合重合闸启动时输出“闭锁先合”接点至后合重合闸的“闭锁先合”输入接点。
后合重合闸收到此命令后，经较长延时发合闸脉冲。
先合重合闸因故检修或退出时，不发“闭锁先合”信号，此时后合重合闸以重合闸整定时限动作，避免作出不必要的后合延时，尽量保证系统的稳定性。
2.5.3避免后合重合闸合于故障措施
119
若后合重合闸已启动，当线路保护动作，则后合重合闸立即放电不重。
当后合重合闸定值中“后合检线路有压”控制字投入，如果线路三相电压不健全，后合检线路有压不成立，线路有流则经后合跳闸延时后跳本断路器。
2.5.4“电厂侧”的作用
电厂侧可以设置成系统侧先合，电厂侧后合方式，防止电厂侧合于故障对机组造成损坏。
如果重合闸未充电且未充电沟三跳控制字投入、三重方式，任何故障保护三跳，同时输出沟三接点。
2.6交流电压断线
a.三相电压向量和大于12伏，保护不起动，延时1.25秒发TV断线异常信号；
断线时，将低功率因素元件退出，装置的其它功能正常。
c.三相线路电压恢复正常后，经10秒延时后全部恢复正常运行。
以下条件均满足时可不接三相交流电压，装置不进行TV断线判别：
a.低功率因素元件不投;
b.重合闸退出或者重合闸投入时检同期和检无压元件均退出；
c.重合闸为先合重合闸，或者为后合重合闸，但“后合检线路有压”控制字为“0”；
d.本侧为非电厂侧,“电厂侧”控制字为0。
3．RCS-922A短引线保护装置
主要用作一个半开关结线方式下的短引线保护，也可兼用作线路的充电保护。
短引线保护采用电流比率差动方式；线路充电保护由两段和电流过流保护构成。
保护的出口正电源由线路隔离刀闸的辅助接点（或屏上压板）与装置的起动元件共同开放，使保护的安全性得以提高。
采用了自适应浮动制动门槛，保证在较严重的饱和情况下不会误动。
120
121
3.1比率差动保护
动作方程为:
为差动电流； 为制动电流；
为对应二个断路器TA 的电流，分别按A 、B 、C 三相构成；K 为制动系数，Icdzd 为差动保护动作的过流定值。
3.2线路充电保护
线路充电保护由两段和电流过流保护构成，其动作方程为
Ipzd 为充电保护电流整定值。
图3-1：RCS-922A 保护逻辑框图
3.3 TA 断线判别
当零序和电流起动元件长期起动时间超过10S 发TA 断线告警信号。
cdzd
cd I I >zd
cd I K I *>2
1φφ∙
∙
+=I I I cd 21φφ∙
∙
-=I I I Zd 1φ∙
I 2φ∙
I pzd
I I I >+∙
∙21φφ
瞬时TA断线报警在故障测量程序中进行
当满足下述任一条件不进行该侧TA断线判别：
a)起动前某侧最大相电流小于0.2In；
b)起动后最大相电流大于1.2In；
c)起动后该侧电流比起动前增加0.1In以上；
当某测电流满足下列条件时，认为该侧TA断线：
a)只有一相电流为零；
b)其它二相电流与起动前电流相等；
4. RCS-923A/B失灵启动及辅助保护装置
分相判别的相电流失灵元件动作后，输出两组起动接点，与外部保护动作接点串联后在线路、母联或分段断路器失灵时去起动失灵保护。
辅助功能包括：三相不一致保护、两段相过流保护和零序过流保护、充电保护
断路器失灵起动及辅助保护装置，也可作为母联或分段开关的电流保护。
4.1失灵启动
122
图4-1：RCS-923A失灵保护示意图及接线图
4.2充电保护
正常运行程序中根据下述条件形成手合加速标志开放充电保护：
a.有跳闸位置接点开入，置“手合标志”，在跳闸位置接点返回或线路有流后经400ms，将“手合标置”清“0”；
b.当有手合接点开入时，在其开入上升沿置“手合标志”，经400ms将“手合标置”清“0”，即手合后400ms内发生的故障，均可启动充电保护。
图4-2：RCS-923A保护逻辑框图
4.3 RCS-923B的重合闸
逻辑图如下图所示：
123
图4-3：RCS-923B重合闸逻辑框图
5．RCS-924 T区保护装置
功能包括：三侧电流差动保护，线路充电保护。
当线路隔离刀闸打开，三侧电流差动保护自动转为二侧电流差动保护，同时开放线路侧的两段过流保护。
采用了自适应浮动制动门槛，从而保证了在较严重的饱和情况下不会误动。
应用示意图
124
6．RCS-925A过电压保护及故障起动装置
具有过电压保护和过电压起动发讯的功能；可经控制字选择是单相过电压还是三相过电压。
具有远跳就地判据功能，就地判据包括：
补偿过电压、补偿欠电压、电流变化量、零负序电流、低电流、低功率因素、低有功功率；
图6-1：RCS-925A远跳就地判据逻辑框图
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图6-2：RCS-925A远方跳闸逻辑框图
补偿过电压、补偿欠电压判据
电抗补偿投入公式
电抗补偿退出公式
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126
考虑了分布电容，补偿精度高。
RCS-925A应用接线图如图所示：
图6-3：RCS-925A应用示意图
7．相关介绍
完善的事件报文
事件报告实时整理
事件报告的整理与保护逻辑计算同一点完成，避免了在某些特殊情况下，多个CPU插件由于起动不同时造成报告的报文错位或丢失。
可保存最新128次开入量变位报告。
可保存最新128次自检报告。
可保存最新128次动作报告，保存最新24次故障录波报告。
故障录波报告包括系统扰动时的波形、开关量和保护定值。
录波格式与COMTRADE格式兼容。
可人工锁定或解除锁定16次动作报告。
127
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图7-1：DBG2000应用示意图。