变电站二次系统.ppt

变电站的二次系统变电站的二次系统 1 1 二次系统概述二次系统概述 2 2 短路的类型、原因和影响短路的类型、原因和影响 3 3 继电保护的一般问题继电保护的一般问题 4 4 过电流保护过电流保护 5 5 差动保护差动保护 主要内容主要内容 1 二次系统概述 1 1、二次接线、二次接线 2 2、二次接线图中的常用图形符号、二次接线图中的常用图形符号 3 3、原理接线图、原理接线图 4 4、展开图、展开图 主要内容主要内容 对一次设备进行测量、保护、监视、控制和对一次设备进行测量、保护、监视、控制和调节的设备。如：测量表计、继电保护、控制调节的设备。如：测量表计、继电保护、控制与信号装臵等。与信号装臵等。二次设备通过电压互感器和电流互感器与一二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次设备相互关联。次设备相互关联。一、二次接线图的内容一、二次接线图的内容 1.1.二次设备二次设备 2.2.二次回路二次回路 由二次设备组成的回路。由二次设备组成的回路。二次回路按用途可分为：测量表计回路、控制二次回路按用途可分为：测量表计回路、控制回路、信号回路、操作电源回路、继电保护回回路、信号回路、操作电源回路、继电保护回路和自动装臵回路等。路和自动装臵回路等。按电源性质可分为：交流回路和直流回路按电源性质可分为：交流回路和直流回路。3.3.二次接线图二次接线图 定义定义：用二次设备特定的图形符号和文字符号：用二次设备特定的图形符号和文字符号来表示二次设备相互连接情况的电气接线图。来表示二次设备相互连接情况的电气接线图。原理接线图原理接线图 互连接线图互连接线图 端子接线图端子接线图 电缆配臵图电缆配臵图 分类：分类：归总式归总式原理接线图原理接线图 展开式展开式原理接线图原理接线图 安装接线图安装接线图 二、二次接线图中的图形和文字符号二、二次接线图中的图形和文字符号 1.1.图形符号图形符号 在二次接线图中，任何一个设备或元件，须在二次接线图中，任何一个设备或元件，须用具有一定特征的图形符号来表示，使接线图用具有一定特征的图形符号来表示，使接线图清晰实用。清晰实用。常见的图形符号见表常见的图形符号见表6 6-1 1、6 62 2。说明：元件常态是指说明：元件常态是指元件不带电元件不带电（或断路器（或断路器未合闸）或者未合闸）或者通电未达到动作值通电未达到动作值时的状态。时的状态。2.2.文字符号文字符号 在二次接线图中，为了标明各种设备或元件在二次接线图中，为了标明各种设备或元件的名称、类型和功能，应在设备或元件的近旁的名称、类型和功能，应在设备或元件的近旁注上规定的文字符号。注上规定的文字符号。基本文字符号基本文字符号 辅助文字符号辅助文字符号 分类：分类：单字母符号单字母符号 多字母符号多字母符号 如：ON,OFF,RD,GN等 三、归总式原理接线图三、归总式原理接线图原理图原理图 归总式与展开式的区别：归总式与展开式的区别：归总式归总式 展开式展开式 各部件按集中形各部件按集中形式画出式画出 各部件按展开形各部件按展开形式画出式画出 10kV10kV线路过电流保护原理接线图线路过电流保护原理接线图 QS QF+KA1 KA2 KT KS-至信号至信号 QF YT A B C TAa TAc 优点：优点：各设备都以完整的图形符号表示出来，能有一个整各设备都以完整的图形符号表示出来，能有一个整体的概念。体的概念。缺点：缺点：对于一个复杂的二次回路，用原理图表示起来会显对于一个复杂的二次回路，用原理图表示起来会显得很繁乱；得很繁乱；不能用于安装、调试和维护。不能用于安装、调试和维护。四、展开式原理接线图四、展开式原理接线图展开图展开图 10kV10kV线路线路过流过流保护保护原理原理图图 10kV10kV线路线路过流过流保护保护展开展开图图 TAa TAc KA1 KA2+-QF YT KT KS 至信号至信号 KA1 KA2 KT KS QS QF+KA1 KA2 KT KS-至信号至信号 QF YT A B C TAa TAc 6 6-2 2 短路的基本概念短路的基本概念(补充补充)1 1、短路的类型、短路的类型 2 2、短路的原因、短路的原因 3 3、短路的危害、短路的危害 主要内容主要内容 一、短路的类型：一、短路的类型：大多数故障是短路故障大多数故障是短路故障 短路是指：正常运行情况以外的相与相或相与地之间的连接短路是指：正常运行情况以外的相与相或相与地之间的连接 短路类型短路类型 示意图示意图 符号符号 发生的机率发生的机率 三相短路三相短路 d(3)5%两相短路两相短路 d(2)10%两相接地短路两相接地短路 d(1,1)20%单相接地短路单相接地短路 d(1)65%对称对称 不对称不对称 二、产生的原因二、产生的原因 绝缘被破坏绝缘被破坏 过电压、雷击过电压、雷击 绝缘老化、污染绝缘老化、污染 设计、安装、维护不当，人为因素设计、安装、维护不当，人为因素 风、雪、鸟、兽等风、雪、鸟、兽等 三、产生的危害三、产生的危害 引起发热：引起发热：1020倍额定电流，达几万甚至几十万安培倍额定电流，达几万甚至几十万安培 引起电动力效应：传导体变形甚至损坏引起电动力效应：传导体变形甚至损坏机械稳定性机械稳定性 引起网络中电压降落引起网络中电压降落 使稳定性遭到破坏使稳定性遭到破坏 短路可能干扰通信系统短路可能干扰通信系统 三、措施三、措施 限制短路电流（加电抗器）限制短路电流（加电抗器）继电保护快切继电保护快切 结线方式结线方式 设备选择设备选择 3 3 继电保护的一般问题继电保护的一般问题 1 1、继电保护的作用与要求、继电保护的作用与要求 2 2、继电保护的基本原理和保护装臵的构成、继电保护的基本原理和保护装臵的构成 主要内容主要内容 一、继电保护的作用与要求一、继电保护的作用与要求 短路（最常见，危害最大）短路（最常见，危害最大）故障故障 线路断线线路断线 变压器、旋转电机绕组的匝间短路变压器、旋转电机绕组的匝间短路 不正常工作状态：过负荷不正常工作状态：过负荷 事故事故 事故：系统全部或部分的正常运行被破坏，以致造成对事故：系统全部或部分的正常运行被破坏，以致造成对 用户停电、少送电，电能质量变坏以及毁坏设备等。用户停电、少送电，电能质量变坏以及毁坏设备等。保护装臵：保护装臵：熔断器熔断器 继电保护装臵继电保护装臵 1、继电保护装臵的基本任务、继电保护装臵的基本任务 定义：定义：能反映电力系统中电气元件故障或不正常工作状态，能反映电力系统中电气元件故障或不正常工作状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装臵。并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装臵。基本任务：基本任务：发生故障时，自动地、迅速地、有选择性地将故障元发生故障时，自动地、迅速地、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，以保证其他无故障部分迅速恢件从电力系统中切除，以保证其他无故障部分迅速恢复正常运行，并使故障元件免于继续遭到破坏；复正常运行，并使故障元件免于继续遭到破坏；反映电气元件地不正常工作状态，并根据运行维护的反映电气元件地不正常工作状态，并根据运行维护的条件，动作于信号装臵、减负荷或跳闸。条件，动作于信号装臵、减负荷或跳闸。2、对继电保护装臵的基本要求、对继电保护装臵的基本要求 选择性：选择性：仅将故障元件从系统中切除，尽量减小停电范围，仅将故障元件从系统中切除，尽量减小停电范围，保证无故障部分继续运行。保证无故障部分继续运行。1 2 3 4 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 QF7 d1 d2 d3 5 6 D3点故障：保护点故障：保护4动作，动作，QF4跳闸跳闸 若保护若保护4或或QF4拒绝动作，则应由保护拒绝动作，则应由保护3动作使动作使QF3跳闸，跳闸，保护保护3所起的作用称为所起的作用称为相邻元件的后备保护相邻元件的后备保护。速动性：速动性：快速切除故障快速切除故障 提高发电机并联运行的稳定性提高发电机并联运行的稳定性 避免用户在低电压下运行的时间避免用户在低电压下运行的时间 减小故障元件的损坏程度减小故障元件的损坏程度 避免故障进一步扩大避免故障进一步扩大 故障切除时间：故障切除时间：bhDLttt保护动作时间，一般保护动作时间，一般0.060.12s，最快，最快0.010.04s bhtDLt断路器动作时间，一般断路器动作时间，一般0.060.15s，最快，最快0.020.06s 灵敏性：灵敏性：对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反映对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反映能力。满足灵敏性要求的保护装臵应在区内故障时，不论能力。满足灵敏性要求的保护装臵应在区内故障时，不论短路点的位臵和短路的类型如何，都能灵敏地正确的反映短路点的位臵和短路的类型如何，都能灵敏地正确的反映出来。出来。灵敏性常用灵敏系数灵敏性常用灵敏系数K KLMLM来衡量。来衡量。对于反映于故障参数数值上升而动作的保护（过流保对于反映于故障参数数值上升而动作的保护（过流保护）：护）：LMK保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值保护装置的动作值 对于反映于故障参数数值下降而动作的保护（低压保对于反映于故障参数数值下降而动作的保护（低压保护）：护）：LMK保护装置的动作值保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值 可靠性：可靠性：在保护范围内发生属于它应该动作的故障或在保护范围内发生属于它应该动作的故障或不正常状态时，应可靠动作，即不发生拒绝动作（简不正常状态时，应可靠动作，即不发生拒绝动作（简称拒动）；其他不应由它动作的，它应不动作，即不称拒动）；其他不应由它动作的，它应不动作，即不发生错误动作（简称误动）发生错误动作（简称误动）。影响可靠性的因素：影响可靠性的因素：内在的：元件的质量、接线简单、触点多少等内在的：元件的质量、接线简单、触点多少等 外在的：运行维护、正确地安装和调试等。外在的：运行维护、正确地安装和调试等。二、继电保护的基本原理和构成二、继电保护的基本原理和构成 1、基本原理、基本原理 区分电力系统正常运行状态与故障或不正常工作状态，区分电力系统正常运行状态与故障或不正常工作状态，找差别，即特征。找差别，即特征。电流增大：电流增大：在故障点与电源点间直接联系的电气设备上的电流在故障点与电源点间直接联系的电气设备上的电流会增大。会增大。过电流保护过电流保护 电压降低：电压降低：系统故障相的相电压或相间电压会降低，离故障点系统故障相的相电压或相间电压会降低，离故障点越近，电压降低越多，甚至降为零。越近，电压降低越多，甚至降为零。低电压保护低电压保护 电压电流间的相位角变化：电压电流间的相位角变化：正常：正常：20左右；短路：左右；短路：6085。方向保护方向保护 电压与电流间的比值电压与电流间的比值 会发生变化：会发生变化：正常运行时，基本上是负荷阻抗，其值较大；系统短路时，正常运行时，基本上是负荷阻抗，其值较大；系统短路时，是保护安装处到短路点的阻抗，其值较小。是保护安装处到短路点的阻抗，其值较小。距离保护距离保护 UZI正常或外部故障：两端电流方向相反；内部短路：两正常或外部故障：两端电流方向相反；内部短路：两端电流方向相同。端电流方向相同。差动保护差动保护 非电量的保护：瓦斯保护、过热保护非电量的保护：瓦斯保护、过热保护 2、构成、构成 一般由一般由测量元件测量元件、逻辑元件逻辑元件和和执行元件执行元件三部分组成。三部分组成。故障参数故障参数 测量元件测量元件 逻辑元件逻辑元件 执行元件执行元件 整定值整定值 高频保护高频保护：利用高频信号比较线路两端电气量的差动：利用高频信号比较线路两端电气量的差动保护。保护。QS QF+KA1 KA2 KT KS-至信号至信号 QF YT+SB A B C TAa TAc t 3、分类、分类(1)按保护所起的作用分：按保护所起的作用分：主保护、后备保护、辅助保护主保护、后备保护、辅助保护 主保护：主保护：能以最快速度有选择性地切除切除被保护设备和线路故障能以最快速度有选择性地切除切除被保护设备