繼電保護基本原理和管理規范1繼電保護概述課程內容目錄23光伏電站的繼電保護4繼電保護的管理規范5保護動作后的處理繼電保護的基本原理電力系統運行狀態正常狀態故障狀態不正常狀態過負荷：負荷電流>額定電流頻率降低：發電機有功功率不足頻率升高：發電機突然甩負荷過電壓系統振蕩雷擊、鳥獸跨接電氣設備設備絕緣老化誤操作設備制造缺陷設計安裝錯誤維修維護不當短路斷線故障后果：故障元件損壞縮短使用壽命破壞產生廢品引起系統振蕩后果：電能質量、設備壽命、用戶產品質量下降等三相短路兩相短路兩相短路接地單相接地短路85%以上繼電保護概述電力系統的運行狀態繼電保護：泛指繼電保護技術或由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統。繼電保護裝置：指能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。繼電保護的基本任務：（a）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除。(如電流速斷保護、差動保護、變壓器的重瓦斯、高溫保護)（b）反應電氣元件的不正常運行狀態，并根據運行維護的條件，動作于發出信號，減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據對電力系統及其元件的危害程度規定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。(如過負荷保護、接地保護)

繼電保護品牌：國內主流為：南瑞繼保、國電南自，許繼電氣、北京四方，另外還要南自科技、長園深瑞等廠家。繼電保護概述繼電保護的四性：靈敏性，可靠性，快速性，選擇性1．選擇性(Selectivity)：即保護裝動作時，僅將故障元件從電力系統中切除，使停電范圍盡量減少，讓無故障部分仍能繼續安全運行。繼電保護概述2、速動性（Speed)：快速切除故障可以提高電力系統并列運行的穩定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度。①提高系統暫態穩定性；②減少用戶在低電壓下運行的時間；③降低設備的損壞程度；④避免故障進一步擴大。故障切除時間包括保護動作時間和斷路器動作時間：tPR保護動作時間；一般為0.06～0.12s，最快0.01～0.04s。斷路器動作時間；tQF一般為0為0.06～0.15s，最快0.02～0.06s。繼電保護概述繼電保護的四性：靈敏性，可靠性，快速性，選擇性3、靈敏性(Sensitivity)：指對其保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反映能力。在保護范圍內，不論短路點的位置、短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能敏銳的正確反映。 靈敏系數：檢驗保護裝置所保護的范圍發生故障時，繼電保護裝置的反映能力。對于過量保護裝置，靈敏系數的含義：

Ksen=保護范圍內發生金屬性短路時故障參數的最小計算值/保護裝置的動作參數

=Ik.min/Iset對反應于數值下降而動作的欠量保護（如低電壓保護）：Ksen=保護裝置的動作參數/保護范圍內發生金屬性短路時故障參數的最大計算值

=Uset/Uk.min

故障參數的計算值根據實際情況合理地采用最不利于保護動作的系統運行方式和故障類型來選定。4、可靠性(Reliability)：該動作時，不拒動；不該動作時，不誤動。繼電保護概述繼電保護的四性：靈敏性，可靠性，快速性，選擇性繼電保護概述按被保護對象分類：

輸電線路保護、 發電機保護、 變壓器保護、 母線保護、 電動機保護等。按保護原理分類：電流保護、 電壓保護、 距離保護、 差動保護、 方向保護、 零序保護等。按保護所反應故障類型分類：

相間短路保護、 接地短路保護、 匝間短路保護、 斷線保護、 失步保護、 失磁保護及過勵磁保護等繼電保護測量值與整定值的關系分類：

過量保護：（測量值﹥整定值） 欠量保護：（測量值﹤整定值）繼電保護的分類1繼電保護概述課程內容目錄23光伏電站的繼電保護4繼電保護的管理規范5保護動作后的處理繼電保護的基本原理繼電保護基本原理保護中常見的名詞保護壓板硬壓板軟壓板（保護定值）出口壓板（紅色）功能壓板（黃色）備用壓板（白色）1.保護壓板：2.保護裝置對時：繼電保護裝置的時間同步是進行事故分析的基準，廠站與主站監控系統、故障錄波器和微機保護裝置都需要由統一的時鐘源向它們提供標準時間。GPS的對時方式有三種：硬對時（分對時或秒對時）、軟對時（即由通訊報文來對時）和B碼對時（應用廣泛的IRIG-B對時）。

繼電保護基本原理保護中常見的名詞3.正序、負序、零序：正序：A相領先B相、B相領先C相、C相領先A相負序：A相落后B相、B相落后C相、C相落后A相零序：ABC相位相同，哪一相也不領先，也不落后。三相短路故障和正常運行時，系統里面是正序。單相接地故障時候，系統有正序負序和零序分量。兩相短路故障時候，系統有正序和負序分量。兩相短路接地故障時，系統有正序負序和零序分量繼電保護基本原理保護中常見的名詞作圖法求正序、負序、零序分量：（1）零序，三個向量不動。向量相加后乘1/3；（2）正序，B逆時針撥120度，C順時針撥120度。撥后的3個向量相加乘1/3,即為正序分量的A相；（3）負序，B順時針撥120度，C逆時針撥120度。撥后的3個向量相加乘1/3,即為負序分量的A相。繼電保護基本原理保護中常見的名詞4.CT極性同名端電流互感器在交流回路中使用，在交流回路中電流的方向隨時間在改變。電流互感器的極性指的是某一時刻一次側極性與二次側某一端極性相同，即同時為正、或同時為負，稱此極性為同極性端或同名端，用符號"*"、"-"或"."表示。（也可理解為一次電流與二次電流的方向關系）。右圖中P1和S1為同名端P2和S2為同名端減極性如果一次電流A從P1流入，P2流出；二次電流（感應出來的電流）B從S1流出，S2流入；則該電流互感器為減極性。電流互感器一二次側引出端一般采用減極性標注。ABPS：查看電站CT變比一般在電氣總的部分-----電氣主接線圖里面繼電保護基本原理保護中常見的名詞5.控制字：控制字是由16位的二進制數轉換而來的4位十六制數,16位的二進制數中每位代表著對某一種功能的取舍。控制字是靠保護的邏輯來實現的，和保護的硬壓板一樣，同時或分別控制保護一些功能、運行方式、保護參數的投入或退出。舉個例子：某電站集電線保護的控制字1為4000（十六進制），轉換為二進制數就是0100000000000000，對照保護說明書然后就能知道每個功能的投退情況。繼電保護基本原理保護中常見的名詞最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護主保護后備保護遠后備主保護或斷路器拒動近后備主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護實現后備主保護拒動時，由該電力設備或線路的另一套保護實現后備保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現的后備保護。6.主保護和后備保護：繼電保護基本原理繼電保護裝置介紹

南自保護裝置（修改定值密碼：99）

南瑞保護裝置（修改定值密碼：+←↑-）繼電保護基本原理繼電保護裝置介紹繼電保護裝置的組成1、交流回路：采集交流模擬量，電壓和電流；2、開入量部分：采集各類狀態量，如開關量、非電量信號、閉鎖信號等；3、開出部分：提供跳閘信號、告警信號及其他輸出信號；4、CPU：保護裝置的核心部分，由中央處理器、數據儲存器、時鐘器、A/D轉換器、數據傳輸、開入開出光隔回路、通訊回路等組成，負責邏輯運算、數據分析、發送指令等；5、電源部分：提供220V、5V、24V/16V等工作電源。繼電保護基本原理繼電保護裝置介紹

繼電保護一般由三個部分組成:測量部分（或定值整定）、邏輯部分和執行部分，其原理結構如下圖所示：測量部分故障參數量邏輯部分執行部分整定值跳閘或發信測量被保護元件的電流、電壓、阻抗等，并同整定值比較，確定系統的運行情況根據輸入信號判斷是跳閘還是發信執行裝置的任務，進行跳閘或發信繼電保護基本原理繼電保護裝置介紹1．利用短路時基本電量的突變

發生短路后，利用電流、電壓、線路測量阻抗等的突然變化而構成的保護。如過電流保護、低電壓保護、距離保護等2．利用內部故障和外部故障時被保護元件兩側電流相位（或功率方向）的差別如：縱聯差動保護、相差高頻保護、方向高頻保護等3.對稱分量是否出現

電氣元件在正常運行（或發生對稱短路）時，負序分量和零序分量為零；在發生不對稱短路時，一般負序和零序都較大。因此，根據這些分量的是否存在可以構成零序保護和負序保護。此種保護裝置都具有良好的選擇性和靈敏性。如：零序保護4.反應非電氣量的保護

如：反應變壓器油箱內部故障時所產生的氣體而構成瓦斯保護及壓力釋放保護等。基本原理：利用被保護線路或設備故障前后某些突變的物理量為信息量，當突變量達到一定值（整定值）時，起動邏輯控制環節，發出相應的跳閘脈沖或信號。繼電保護基本原理1繼電保護概述課程內容目錄23光伏電站的繼電保護4繼電保護的管理規范5保護動作后的處理繼電保護的基本原理1.輸電線路：線路光差保護裝置2.變壓器：主變差動保護裝置、主變高后備保護裝置、主變低后備保護裝置、主變非電量保護裝置3.母線：母差保護裝置4.集電線及SVG：線路保護測控裝置5.站用變：變壓器保護測控裝置6.箱變：箱變保護測控裝置（非電量保護）、低壓側框架斷路器7.其他保護：防孤島保護、頻率電壓緊急控制保護光伏電站的繼電保護光伏電站繼電保護配置

＊220kV線路保護

光纖電流差動保護，雙套配置

＊110kV線路保護

光纖電流差動保護，單套配置

＊35kV線路保護

采用保護、測控一體化設備（綜保裝置），單套配置一般投入的保護有：光纖電流差動保護，距離保護，零序保護注意事項：1）線路兩側識別碼要對應2）兩側保護裝置及壓板投退要一致光伏電站的繼電保護線路保護配置光伏電站的繼電保護線路保護配置＊光纖差動保護

動作條件：1)I?＞Idn；Idn為n段電流定值，I?為相電流；2)T＞Tdn；Tdn為n段延時定值。

其中過流I段保護為瞬時保護，不設延時，II、III段過流保護有延時＊距離保護

動作條件：1）3I0>I0n，I0n為接地n段定值；2）T>T0n，T0n為接地n段延時定值；3）相應的方向條件滿足（若需要）。＊零序保護

動作條件為：1)MAX(IΦ)＞Ifh；2)時間延時到。光伏電站的繼電保護主變保護配置變壓器不正常運行狀態＊過電流＊過負荷＊冷卻系統故障變壓器故障

＊內部故障1.繞組的相間短路

2.繞組的接地短路

3.繞組的匝間短路

4.鐵芯燒損等

＊外部故障

主要是套管和引出線上發生的相間短路以及接地短路。光伏電站的繼電保護主變保護配置變壓器保護的分類＊電量保護＊非電量保護光伏電站的繼電保護主變保護配置保護名稱動作斷路器動作時限差動保護跳主變壓器兩側斷路器瞬時速動氣體保護輕瓦斯發信號1-2s重瓦斯跳主變壓器兩側斷路器瞬時速動10kV復壓閉鎖過流（低后備）跳主變壓器低壓側斷路器第Ⅱ時限：比第Ⅰ時限大△t110kV復壓閉鎖過流（高后備）跳主變壓器低壓側斷路器第Ⅰ時限：比低后備第Ⅱ時限大△t跳主變壓器高壓側斷路器第Ⅱ時限：比第Ⅰ時限大△t110kV側間隙零序過流跳主變壓器兩側斷路器0.5s110kV側間隙零序過電壓跳主變壓器兩側斷路器0.5s主變壓器壓力釋放跳主變壓器兩側斷路器瞬時速動主變壓器過負荷/啟動風冷/油溫高發信號一般為3-6s主變壓器過負荷閉鎖有載調壓發信號一般為3-6s冷控失電發信號一般為3-6s電量保護具體配置如下：

（1）差動保護（跳兩側開關）（2）高壓側后備保護（跳兩側開關）（a）復合電壓啟動過流保護（b）零序電流保護（c）間隙零序電流、零序電壓保護（d）過負荷保護（e）變壓器高壓側過流閉鎖調壓。（3）低壓側后備保護（跳低壓側開關）（a）復合電壓啟動過流保護（b）過負荷保護配置原則：110kV及以下電壓等級：主保護、后備保護、非電量保護均獨立配置，組一面屏。220kV及以上電壓等級：采用主備一體化設備，雙套配置，非電量保護單套配置，組3面屏。光伏電站的繼電保護主變保護配置能反映變壓器內部相間短路故障，高壓側單相接地短路及匝間層間短路故障。正常情況和外部故障時流進的電流和流出的電流在保護內大小相等，方向相反，相位相同，兩者剛好抵消，差動電流基本等于零；故障時兩端電流向故障點流，在保護內電流疊加，差動電流大于零。非電量保護具體配置如下：（1）瓦斯保護：作為主變壓器主保護之一，包括主變本體和有載調壓開關，輕瓦斯動作發信號，重瓦斯動作瞬時跳主變兩側斷路器。瓦斯保護只反應變壓器油箱內的故障，不能反應油箱外套管與斷路器間引出線上的故障，因此它不能作為變壓器唯一的主保護。通常瓦斯保護需和縱聯差動保護配合共同作為變壓器的主保護。（2）壓力釋放閥保護：變壓器內部發生嚴重故障，產生大量氣體，油箱內壓力急劇升高，當壓力達到整定值時，保護動作。（3）溫度保護：在溫度過高時動作跳主變兩側斷路器，溫度升高時動作于發信號（根據國網最新反措要求不投入溫度保護跳閘）。主變告警信號：CT、PT斷線告警，變壓器過負荷時告警，油位異常報警，超溫報警，保護裝置故障報警。光伏電站的繼電保護主變保護配置當任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時動作跳開變壓器兩側開關。差動速斷保護不經任何閉鎖條件直接出口。差動速斷保護邏輯圖

光伏電站的繼電保護主變差動保護邏輯圖（南自PST671U為例）復合電壓閉鎖過流保護作為外部相間短路和變壓器內部相間短路的后備保護。采用復合電壓閉鎖防止誤動。延時跳開變壓器各側斷路器。過流元件電流取自本側CT。動作判據為：(Ia>IL.set)或(Ib>IL.set)或(Ic>IL.set)。其中Ia、Ib、Ic為三相電流，IL.set為過流定值。復合電壓元件復合電壓指相間低電壓或負序電壓。其動作判據為(Uab<ULL.set)或(Ubc<ULL.set)或(Uca<ULL.set)或(3U2>U2.set)。其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓，ULL.set為低電壓定值；3U2為負序電壓，U2.set為負序電壓定值。變壓器各側的復壓過流保護均經復合電壓閉鎖。使用幾側復壓的“或”邏輯作為開放條件。PT斷線對復合電壓元件影響：當判斷出本側PT異常時，本側復壓元件不會滿足條件，本側復合電壓過流保護經其它側復合電壓開放。光伏電站的繼電保護主變過流保護經復壓閉鎖（后備保護）一側復壓邏輯框圖復合電壓過流保護（以A相過流為例）邏輯框圖高中低三側復壓方向元件所采用的零序電流、零序電壓采用各側自產零序電流、零序電壓。1、零序過流元件選自產零序3I0=Ia＋Ib＋Ic，其動作判據為：3I0>I0L.set。其中為Ia、Ib、Ic三相電流，I0L.set為零序過流定值。注1：以江陵為例，零序過流保護不帶方向，不經零序電壓閉鎖。零序過流保護邏輯圖

光伏電站的繼電保護零序方向過流保護（后備保護）光伏電站的繼電保護變壓器保護運行注意的一些問題1）差動保護發出CT斷線告警信號時，應立即停用該保護，并查找原因。2）保護發出PT斷線告警信號時，應立即停用阻抗保護、過勵磁保護，并查找原因。3)新投入變壓器或大修后投入變壓器，應檢查瓦斯管道上的閥門在打開狀態，呼吸器工作正常，其全套保護應加用，待運行正常后再按有關規定將重瓦斯保護改投信號4)變壓器重瓦斯保護不能啟動開關失靈保護。5)變壓器瓦斯保護接線盒應有防雨措施。6)對運行變壓器進行補油、濾油等工作時，應停用瓦斯保護。光伏電站的繼電保護母線保護配置＊母線差動保護

有CT斷線閉鎖，母差保護動作跳母線上連接的所有開關光伏電站的繼電保護集電線（SVG）保護配置＊過流I、II、III段保護（跳集電線開關）

動作條件：1)I?＞Idn；Idn為n段電流定值，I?為相電流；2)T＞Tdn；Tdn為n段延時定值。

其中過流I段保護為瞬時保護，不設延時，II、III段過流保護有延時

根據定值不同部分電站過流保護帶方向，即只有故障電流流向集電線的時候才開放出口。＊零序I段保護（跳集電線開關）

動作條件：1）3I0>I0n，I0n為接地n段定值；2）T>T0n，T0n為接地n段延時定值；3）相應的方向條件滿足（若需要）。零序電流來源可分為自產零序電流和外接零序電流，自產零序電流為裝置根據采集的電量信息自行計算，外接零序電流為外接零序電流互感器，一般光伏電站高壓開關柜均采用外接零序電流互感器。＊過負荷保護（報警）

動作條件為：1)MAX(IΦ)＞Ifh；2)時間延時到。光伏電站的繼電保護站用變保護配置＊過流I、II、III段保護、高低壓側零序保護（跳站用變進線開關）＊超溫及過負荷報警一般接地變保護要求聯跳主變低壓側箱變保護配置＊綜合保護測控裝置（跳本箱變低壓側斷路器）

一般綜合保護測控裝置只投入非電量跳閘功能，如超溫跳閘、重瓦斯跳閘等。＊低壓框架斷路器（跳本開關）

箱變低壓側電氣故障時直接跳低壓側框架斷路器。光伏電站的繼電保護防孤島保護＊孤島保護跳閘出口一般接在并網斷路器上，當出現孤島現象時切斷并網斷路器。因此防孤島保護裝置須具備精確檢并網點的電壓、頻率。然后當電壓、頻率出現波動且大于定制時跳閘出口動作，斷開并網開關。＊一般有低頻、低壓、過頻、過壓保護光伏電站的繼電保護頻率電壓緊急控制裝置（南自SSE520U為例）＊低頻、低壓、過頻、過壓（跳出線開關）動作條件：1）達到保護定值并經延時跳閘

2)對應保護軟、硬壓板投入

3）無滑差（df/dt或dU/dt）閉鎖

4）無系統短路閉鎖

注意事項：裝置需接入兩段母線的電壓，如果只有一段母線，需將電壓并接，否則會報PT斷線，且應退出并列運行壓板。故障錄波裝置是常年投入運行的監視電力系統運行狀況的一種自動記錄裝置。電網故障裝置的主要功能是采集繼電保護、錄波器、安全自動裝置等變電站內智能裝置的實時/非實時的運行、配置和故障信息，對這些裝置進行運行狀態監視、配置信息管理和動作行為分析，在電網故障時則進行快速的故障分析，為運行人員提供處理提示，提高繼保系統管理和故障信息處理的自動化水平。作用：當電力系統發生故障和振蕩時，自動記錄下故障類型、故障發生時間、電流電壓變化過程及繼電保護和自動裝置的動作情況，計算出短路點到裝置安裝處的距離等，并且可以通過打印機打印事故報告，通過傳真或電力通信系統將報告傳送到調度所。光伏電站的繼電保護故障錄波錄入量：＊模擬量

＊開關量線路三相電流、母線三相電壓、開口三角電壓、主變中性點電流、主變間隙電流斷路器位置、保護裝置動作、自動裝置動作啟動量：＊模擬量啟動

＊開關量啟動＊手動啟動正序電流、電壓負序電流、電壓、零序電流、電壓、斷路器位置、保護裝置動作、自動裝置動作光伏電站的繼電保護故障錄波光伏電站的繼電保護保護信息子站1.保護信息子站主要功能向保信主站傳輸保護動作事件、模擬量、保護定值和故障錄波數據。2.保信子站屬于電力系統安全II區（非控制區）設備，通過實時調度數據網和調度通訊。3.一般電壓等級在220kV及以上的變電站要求配置保信子站。光伏電站的繼電保護保護信息子站1繼電保護概述課程內容目錄23光伏電站的繼電保護4繼電保護的管理規范5保護動作后的處理繼電保護的基本原理繼電保護通則繼電保護管理規范1繼電保護及自動裝置的投入、停用、改變定值及校驗等，均應向管轄該設備調度申請，經過批準后，可由現場值班人員操作。校驗工作由繼電保護專業人員負責。2.所有二次設備的工作,必須辦理工作票手續，現場值班人員在取得值班調度同意后，才允許其工作。3.危及設備安全運行的繼電保護及自動裝置的故障，運行人員必須立即向調度匯報并通知繼電保護專業人員及時進行處理，不得隨意拖延時間。4.在繼電保護及自動裝置及其二次回路上工作前，運行人員必須審查繼電保護工作人員的工作票，安全措施是否全面，并認真按工作與實際工作情況作好安全措施。在保護工作完畢時，運行人員應進行驗收，并將工作項目、接線和定值更改情況作好記錄。繼電保護通則繼電保護管理規范5.值班人員負責對繼電保護及自動化裝置進行巡視檢查。發現有可能使保護裝置誤動作的異常現象時，及時向調度匯報并與專業人員聯系。6.在設備發生故障或不正常情況，有開關或繼電保護動作時，值班人員應根據開關動作情況和繼電保護動作信號，做好詳細記錄后方可復歸，并及時匯報調度及有關人員。7.當錄波器來“裝置異常”信號后，報告值班長，并及時通知專業人員處理。并記錄故障錄波裝置的動作時間、故障、操作情況。8.監視直流電源系統運行狀態。繼電保護的投運和檢修繼電保護管理規范1.各部接地完好；2.交直流電源恢復正常，繼電器及微機保護定值恢復正確；3.檢查接線和定值更改情況，并作好記錄；4.有巡檢（試驗）裝置的，應進行一次巡檢（試驗）的正確性檢查；5.動作出口方式選擇是否正確；6.按變動定值單復核壓板（軟、硬壓板）投退是否正確。繼電保護裝置的投入操作繼電保護管理規范1.退出保護出口壓板；2.斷開保護投入壓板，投直流電源，這時裝置面板上運行燈亮；3.電壓互感器和電流互感器有且僅有一處接地點，接地點宜設在主控室，并應牢固焊接在接地小母線上；4.檢查交流回路三相電壓、電流相序及相位正確；5.依據GPS時鐘同步裝置，校對液晶顯示屏的時鐘；6.保護定值按調度定值整定通知單整定，站有保護的定值整定完后，打印一份各保護的定值清單，核實無誤后存檔；7.投運前退出裝置傳動試驗的全部試驗項目，避免正常運行中因誤操作導致裝置誤動作；8.檢查各CPU保護軟壓板是否正確投退，(“1”為投入，“0”為退出)。帶絕緣手套用萬用表直流電壓檔測量保護出口壓板兩側分別對地等電位；最后投入需投入的保護硬壓板。繼電保護裝置的退出操作繼電保護管理規范1.核對壓板雙重名；2.快速退出保護出口壓板；繼電保護裝置運行中的規定1.系統運行方式有變動時，投退保護壓板應按調度指令做相應的變更，記錄在運行日志中；2.投入運行的壓板，每月應由值班人員核對一次，并將檢查結果記錄存檔；3.值班人員在交接班時，對繼電保護及自動化裝置做如下檢查：3.1繼電器外殼應清潔完整，內部無異常聲音及異味。3.2信號繼電器、保護裝置指示燈及儀表指示正常，保護壓板投入正確。3.3長期不投的壓板應取掉，短期不投的應擰緊。3.4微機保護各指示燈，打印機指示燈應指示正常。3.5各盤柜內壓板標志準確、清楚。繼電保護裝置運行中的規定繼