继电保护思维导图

国网知识继电保护要点总结，继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。

继电保护

• 继电保护的基本概念
  • 任务：快速切除故障
  • 电压继电器可能会失去继电特性
  • 返回系数
    • 过量保护＜1
      • 摩擦力矩
      • 剩余力矩
    • 欠量保护＞1
  • 基本要求
    • 灵敏性
    • 可靠性
    • 选择性
    • 速动性
• 电流三段式保护
  • 单侧电源
    • 三段式保护
      • 保护范围可能为零
      • 受系统运行方式影响
      • 一段速度最快，三段最灵敏
      • 用于35kV及以下的单侧电源辐射形电网
  • 双侧电源或单电源环网
    • 加装方向元件
      • 功率方向元件
        • 利用电流电压的角度
        • 存在最小启动功率和门槛电压
          • 线路出口三相短路时电压最小存在死区
            • 记忆回路消除
            • 90度接线
        • 传统功率方向继电器存在电流和电压潜动发生误动作
      • 加装原则
        • 动作时限小于等于正方向保护的
        • 动作值小的
      • 出口相间短路消除方向元件死区的办法
        • 引入健全相电压作为极化量
        • 采用记忆电压作为极化量
        • 灵敏性高
    • 90度接线方式
      • 电流超前电压
      • 采用非故障相线电压
      • 最灵敏角
        • -30到-60度
        • 常用-45和-30度
  • 不同接线方式
    • 中性点不接地
      • 非故障相
        • 母线流向线路
        • 零序电压超前电流-90 度
      • 故障相
        • 线路流向母线
        • 零序电压超前电流90 度
    • 中性点经消弧线圈接地
      • 故障相与非故障相均为母线流向线路
      • 零序电压超前电流-90 度
      • 无法使用方向元件判别
    • 中性点直接接地
      • 线路流向母线
      • 零序电流超前电压90 度
      • 110kV 及以上采用
      • 零序电压
        • 故障点最高，变压器中性接地点最低
        • 保护安装处的零序电压决定于保护背后到中性点接地之间的零序阻抗
      • 零序电流
        • 由零序电压产生，大小和分布取决于中性点接地变压器数目和位置
        • 当零序阻抗小于正序阻抗时零序电流大于三相短路电流
  • 零序电流三段式保护
    • 只反应接地故障
    • 无法判断正方向故障还是反方向故障和电流三段保护一样
    • 优点
      • 不受系统运行方式的影响
      • 不受系统震荡的影响
    • 中性点直接接地使用
    • 保护范围和电流三段差不多
    • 只测零序电流不测零序电压就无法判断方向（消弧线圈补偿的怎么都无法判断），可以根据零序电流大小可以判断哪一相接地故障，根据是否出现零序电压判断有没有接地故障
• 距离保护
  • 110kV主保护
  • 欠量保护
    • 相间距离保护
    • 接地距离保护
  • 基本不受运行方式影响
  • 阻抗圆
    • 全阻抗继电器
      • 无方向性
      • 受震荡影响最大
    • 方向阻抗继电器
      • 完全方向性
      • 受震荡影响稍小
      • 有死区位于首端
        • 采用记忆作用
        • 引入非故障相电压
    • 偏移阻抗继电器
  • 接线方式
    • 0度接线
    • ±30度接线
      • 只用于方向阻抗继电器
      • -30度提高送电端输送功率的能力
      • +30度提高受电端输送功率的能力
      • 比0度更灵敏
  • 三段保护
  • 过渡电阻
    • 单侧电源增大测量阻抗
      • 减小保护范围
    • 双侧电源
      • 增大测量阻抗
        • 减小保护范围
          • 可能会拒动
      • 减小测量阻抗
        • 增大保护范围
          • 出现超越动作问题
    • 保护装置距离短路点越近受过渡电阻影响越大
    • 保护装置整定值越小受过渡电阻影响越大
  • 零序补偿系数
    • 若补偿系数增大则电流增大，测量阻抗减小
  • 分支系数的影响
    • 助增
      • 增大测量阻抗
    • 外汲
      • 减小测量阻抗
    • 整定采用最小分支系数，灵敏度校验采用最大分支系数
    • 二段整定和三段远后备校验才用到分支系数
  • 系统振荡
    • 只发生在两侧电源系统
    • 振荡中心电压为零，电流最大，无异于三相短路
    • 是严重的不正常运行状态，保护不应该跳闸
    • 震荡与短路的区别
      • 振荡
        • UZI变化缓慢
        • UI随振荡角变化
        • 三相对称
      • 短路
        • UZI突变
        • UI不随振荡角变化
        • 三相不对称
    • 振荡闭锁回路
      • 负序（零序）分量元件启动
        • 静稳定破坏引起震荡
        • 系统故障引起振荡
      • 测量阻抗速度启动
      • 振荡中心位于保护范围以外时（包括反方向）距离保护不会误动作
  • TV二次断线
    • 测量电压为零使测量阻抗为零，引起误动作
    • 增加断线闭锁回路
  • 距离保护计算
  • 新特性距离元件
    • 特点
      • 动作速度快
      • 躲过渡电阻能力强
      • 无死区和超越动作问题
      • 不受振荡影响
    • 故障分量距离元件（工频变化量阻抗元件）
      • 工频变化量阻抗元件为比幅式继电器
      • 工频变化量方向元件为比相式继电器
    • 多边形特性阻抗元件
• 纵联保护
  • 220kV及以上线路主保护
    • 准确区分内部故障和外部故障
  • 主保护全线速动各种纵联保护都可以作为主保护，不可作为远后备（距离保护和零序方向保护除外）
  • 按信息通道
    • 导引线纵联保护
      • 通道不可靠，不经济
    • 电力载波纵联保护（高频保护）
      • 40-500KHZ
    • 光缆纵联保护
      • 通道可靠，干扰小，容量大，造价高
      • 采用分相差动，有自选相功能
    • 微波纵联保护
  • 按保护原理分
    • 纵联电流差动保护
      • 测电流不测电压，比较全信息，通道要求高
      • 采用导引线纵联保护和光纤纵联保护
      • 采用完全相同的专用D级电流互感器
        • 环流法或均压法接线
    • 方向纵联保护
      • 测电流测电压，比较状态信息，通道要求低
    • 纵联电流相差保护
      • 测电流，不测电压，比较状态信息，通道要求低
    • 纵联距离或零序电流方向保护
      • 测电流测电压，比较状态信息，通道要求低
  • 高频保护
    • 基本概念
      • 在电力线路上传输40-500KHZ的高频信号
        • 小了受工频干扰
        • 大了与中波广播相互干扰
      • 由于损耗太大，只传输状态信息
• 自动重合闸
  • 基本概念
  • 同期合闸
  • 快速合闸
  • 非同期合闸
• 变压器，母线保护