继电保护及安全自动装置反事故措施要点介绍精选文档.ppt

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1、继电保护及安全自动装置反事故措施要点介绍本讲稿第一页，共六十一页总的说明部分总的说明部分着重强调以下几个问题：着重强调以下几个问题：无论是运行、基建、设计部门还是制造、科研部门；无论是新建、扩建还是改建工程、技改项目；无论是保护装置本身还是涉及到其它相关专业的部分，均必须执行“反措要点”。“反措要点”并不是继电保护、安全自动装置及其二次回路“反措”的全部内容，而仅仅是“要点”，是多年来继电保护专业在保证安全运行方面基本经验的汇总，同时也是事故教训的总结。在“反措要点”下发以前制订的各种规程、规定，凡与“反措要点”有冲突的部分，一律按“反措要点”执行。本讲稿第二页，共六十一页直流熔断器及相关回路

2、配置直流熔断器及相关回路配置本部分的基本要求有以下两点：本部分的基本要求有以下两点：消除寄生回路，防止由于寄生回路的存在而造成保护装置误动。增强保护功能的冗余度，防止在系统发生故障时由于共用回路的异常而造成保护装置的拒动。本讲稿第三页，共六十一页直流熔断器的配置直流熔断器的配置信号回路由专用的直流熔断器（或小开关）供电；不得与其它回路混用。对于配有双套纵联保护的线路，每一套纵联保护的直流回路应分别由专用的直流熔断器供电；后备保护的直流回路，可由另一组专用直流熔断器供电，也可适当地分配到前两组直流供电回路中。本讲稿第四页，共六十一页对于有两组跳闸线圈的断路器,要求其每一跳闸回路应分别由专用的直流

3、熔断器供电。当由一组保护装置控制多组断路器（如接线、各种桥接线、母差保护、断路器失灵保护、发变组保护、变压器保护以及线路的横差保护等）时，要求每一组断路器应分别由专用的直流熔断器供电；保护装置由另外的直流熔断器供电。本讲稿第五页，共六十一页本讲稿第六页，共六十一页本讲稿第七页，共六十一页为保证电网的安全稳定运行，继电保护为保证电网的安全稳定运行，继电保护系统的配置应满足两点基本要求：系统的配置应满足两点基本要求：任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继电保护的状态下运行；任何电力设备和线路在运行中，必须在任何时候均由两套完全独立的继电保护装置分别控制两台完全独立的断路器实现保护。本讲稿第八页

4、，共六十一页应特别注意所强调“完全独立”的含义。利用有两套保护装置分别控制两台断路器是为了可靠地实现备用，目的是为了当一套保护装置或任意一台断路器拒绝动作时，能够由另一套保护装置或另一台断路器动作完全可靠地断开故障。本讲稿第九页，共六十一页对于低电压等级的电力网，继电保护基本是上按照远后备的原则进行配置，当最邻近故障元件的断路器上所配置的继电保护拒绝动作或断路器本身拒动时，可由上一级断路器处的继电保护装置动作切除故障。由于两个变电站的直流系统必定是相互独立，此时可完全满足“由两套完全独立的继电保护装置分别控制两台完全独立的断路器实现保护。本讲稿第十页，共六十一页对于220级kV以上电压等级的复

5、杂电力网，通常采用近后备保护为主、远后备保护为辅的配置方案。即每一个电力元件都配置了两套相互独立的继电保护装置，当其中一套保护装置由于某种原因拒动时，可由另一套保护装置动作于断路器切除故障；如果发生故障时继电保护装置正确动作，而断路器拒动，由本站的断路器失灵保护断开同一母线上所有其它带电源的元件，以切除故障点。主保护双重化和断路器失灵保护是实现“近后备”原则的必要配置。本讲稿第十一页，共六十一页在实现近后备的原则下，强调“完全独立”便有了十分重要意义。所谓“完全独立”是指两者之间不能存在任何公用环节，如果存在公用环节，哪怕只有一个，则当这个公用环节出现问题时，其后备或称之为“冗余”的作用便随之

6、失去。本讲稿第十二页，共六十一页近后备原则下，两套保护装置近后备原则下，两套保护装置“完全独立完全独立”的要求：的要求：两套保护装置本身相互独立；两套保护装置应使用不同的CT二次绕组；两套保护装置应使用PT二次绕组（当采用不同的PT二次绕组有困难时，可在PT端子箱处利用保险或小开关将接到不同保护设备的交流电压回路分开）；要求（或希望）断路器配置两个跳闸线圈，以期互为备用；两套互为备用的保护装置电源回路必须分开。本讲稿第十三页，共六十一页控制电源要分开；保护电电源也要分开；还不能与信号电源共用，控制屏后面哪有那么多的地方装保险呀?嗨，装分电屏呀！本讲稿第十四页，共六十一页华北电力集团公司文件华北

7、电力集团公司文件华北电集生199922号关于印发关于印发110kV及以上变电所直流系统配置和接线方案的通及以上变电所直流系统配置和接线方案的通知知生部20005号华北电力集团公司部室文件华北电力集团公司部室文件本讲稿第十五页，共六十一页枢纽变电站直流系统应采用两组蓄电池、枢纽变电站直流系统应采用两组蓄电池、三台充电机的方案三台充电机的方案每组蓄电池和充电机应分别接于一段直流母线上，第三台充电装置（备用充电装置）可在两段母线之间切换，任一工作充电装置退出运行时，手动投入第三台充电装置；每组蓄电池的容量按带全站负荷考虑，两组直流母线所带负荷相互独立；两段直流母线之间设置联络开关，直流母线应采用分段

8、运行的方式，正常运行时开关在断开位置。当一组蓄电池出现异常或检修时，合上联络开关。本讲稿第十六页，共六十一页控制与保护的直流电源分开方案控制与保护的直流电源分开方案有两组跳闸线圈的断路器，其两组控制电源应分别接至由不同的直流母线段引下的两组直流熔断器或小开关；两套主保护装置的电源也分别接至由不同直流母线段引下的两组直流熔断器或小开关；基本原则基本原则：保证在失去一组直流母线时，能由本站可靠地切除故障本讲稿第十七页，共六十一页当断路器只有一组跳闸线圈时，应按以下原则处理：1）两套主保护装置的电源应分别接至由不同直流母线段引下的两组直流熔断器或（小开关）；2）第一套独立完整的线路保护和断路器失灵保

9、护及交流电压切换的直流电源，引自第一段直流母线；3）断路器的操作电源和第二套独立完整的线路保护，引自第二段直流母线。信号接至专用的直流熔断器或小开关。本讲稿第十八页，共六十一页彻底解决寄生回路的办法彻底解决寄生回路的办法：一、在设计、安装调试、改造及现场其它需要改接线的工作中，必须严格执行反措要点中1.2及1.3条的有关规定：二、在新设备投入、改造等工程的验收工作中，必须严格执行反措要点中12.2条的有关规定：本讲稿第十九页，共六十一页反措要点反措要点1.2及及1.3条中的有关规定：条中的有关规定：每一套独立的保护装置，均应有专用于接到直流熔断器正负极电源的专用端子对，这一套保护的全部直流回路

10、包括跳闸出口继电器的线圈回路，都必须且只能从这一对专用端子取得直流的正、负电源。不允许一套独立保护的任一回路（包括跳闸继电器），接到由另一套独立保护的专用端子对引入的直流正负电源。如果一套独立保护的继电器及回路分装在不同的保护屏上，同样也必须只能由同一专用端子对取得直流正、负电源。由不同熔断器供电或不同专用端子对供电的两套保护装置的直流逻辑回路之间不允许有任何电的联系，如有需要，必须经空接点输出。本讲稿第二十页，共六十一页反措要点中反措要点中12.2条的有关规定：条的有关规定：在可靠停用相关运行保护的前提下，对新安装设备进行各种插拔直流熔断器的试验，以确证没有寄生回路存在。为了防止在回路中存在

11、遗留的寄生回路，在查找直流接地时，仍应断开直流熔断器或断开由专用端子对到直流熔断器的联结，并在操作前，先停用由该直流熔断器或由该专用端子对控制的所有保护装置；在直流回路恢复良好后再恢复保护装置的运行。本讲稿第二十一页，共六十一页本讲稿第二十二页，共六十一页本讲稿第二十三页，共六十一页仪用互感器及其二次回路仪用互感器及其二次回路本讲稿第二十四页，共六十一页交流电流回路、交流电压回路设置接地点是为了保证人身交流电流回路、交流电压回路设置接地点是为了保证人身和设备的安全和设备的安全 本讲稿第二十五页，共六十一页有电气联系的交流电流回路、交流电压回路只能有有电气联系的交流电流回路、交流电压回路只能有一

12、个接地点一个接地点 反措要点中规定：反措要点中规定：8.1 电流互感器及电压互感器的二次回路必须分别有且只能有一点接地。8.3 经控制室零相小母线(N600)联通的几组电压互感器二次回路，只应在控制室将N600一点接地，各电压互感器二次中性点在开关场的接地点应断开；为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或接触器等。火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定（NDGJ889）中规定：）中规定：4.4.8 电流互感器的二次回路应有一个接地点，宜在配电装置处经端子接地。差动保护装置与几组电流互感器连接时，宜在保护屏上经端子接地。本讲稿第二十六页，

13、共六十一页听说回路两点接地会导致保护误动，真有那么悬吗？本讲稿第二十七页，共六十一页本讲稿第二十八页，共六十一页小伙子：回路两点接地，是会惹大麻烦的！本讲稿第二十九页，共六十一页本讲稿第三十页，共六十一页本讲稿第三十一页，共六十一页氧化锌避雷器“反措要点”中提出：已在控制室一点接地的电压互感器二次线圈，如认为必要，可以在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地，其击穿电压峰值应大于30Imax伏，Imax为电网接地故障时通过变电所的可能最大接地电流有效值，单位为千安。华北电网贯彻部颁电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点实施细则中规定：“经控制室零相小母线(N600)联通的几组电

14、压互感器二次回路，只能在控制室将N600一点接地，但需要在开关场将电压互感器中性点与地之间加装氧化锌避雷器”本讲稿第三十二页，共六十一页氧化锌避雷器击穿电压的选择必须同时满足下述两个要求：1）足以充任PT二次回路的绝缘保护，即低于对PT二次回路规定的相应耐压水平。2）为确保在关键时刻不出现PT二次回路两点接地，击穿电压应大于电网发生接地故障时可能出现的开关场两点地电位差的最大值。本讲稿第三十三页，共六十一页电压互感器的二次回路和三次回路必须电压互感器的二次回路和三次回路必须分开分开 本讲稿第三十四页，共六十一页本讲稿第三十五页，共六十一页本讲稿第三十六页，共六十一页本讲稿第三十七页，共六十一页

15、电压切换回路电压切换回路为防止继电保护装置在二次电压切换过程中误动作，对电压切换回路有如下要求：a用隔离刀闸辅助接点控制的电压切换继电器，应有一付电压切换继电器接点作监视用；不得在运行中维护刀闸辅助接点。b检查并保证在切换过程中，不会产生电压互感器二次反充电。c手动进行电压切换的，应有专用的运行规程，由运行人员执行。d.用隔离刀闸辅助接点控制的切换继电器，应同时控制可能误动作的保护的正电源；有处理切换继电器同时动作与同时不动作等异常情况的专用运行规程。本讲稿第三十八页，共六十一页电力系统二次设备的抗干扰问题高压变电所是一个具有高强度电磁场环境的特殊地域，安装在高压变电所内的继电保护和安全自动装

16、置不断受到正常运行情况和某些特殊偶然情况下产生的强电磁场的干扰。在继电保护和安全自动装置主要是由具有很高抗电磁干扰能力的电磁型元件组成时，变电所的电磁干扰问题并没有引起人们的足够重视。本讲稿第三十九页，共六十一页随着科学技术的发展，半导体元器件越来越多的应用于电力系统继电保护装置和安全自动装置中，以及在电力系统的一些厂站，无屏蔽的塑料电缆替代了原来的铠装铅包电缆，二次回路设备的电磁干扰问题开始暴露，而且在一段时间内甚至日趋严重，引起了人们的重视，并开始对其进行研究。本讲稿第四十页，共六十一页变电所一次回路强电磁干扰和二次回路本身的电磁干扰，通过感应、传导和辐射的方式引入到半导体元器件上，当干扰

17、水平超过了装置逻辑回路和逻辑元件允许的干扰水平时，将引起装置逻辑回路的紊乱，从而使得整个装置的工作不正常。特别是继电保护和安全自动装置，它们的工作不正常对于电力系统很可能是灾难性的。如果引入的干扰电压较大程度地超过了元器件的耐受能力，则可能造成其损坏。最轻也会迫使装置退出运行。本讲稿第四十一页，共六十一页高压变电所内能够对继电保护和安全自动装置构成威胁的干扰很多，诸如雷击、电力系统的短路事故、隔离开关的操作、高压设备的投切以及高压电器设备、母线的电磁辐射等；也包括二次回路本身的干扰，例如断开二次回路中的电磁线圈、直流电源的异常开断、相邻其它设备的干扰等；同时还包括人身上所带的静电放电时的干扰和

18、无线通信设备的辐射电磁场干扰等等。本讲稿第四十二页，共六十一页干扰的分类干扰的分类电力系统的干扰多种多样，一般可按以下几种进行分类：按频率分类：干扰可分为低频干扰和高频干扰，其中低频干扰信号的频率低于几千赫兹，包括工频、工频的谐波以及低频振荡等，低频干扰信号的电磁辐射通常可以忽略。本讲稿第四十三页，共六十一页按干扰的形态分类，可以分为差模干扰和共模干扰：a.差模干扰是发生在电路导线之间的干扰，差模干扰信号的传输途径相同，对保护装置的动作行为较大。b.共模干扰是发生与保护装置某点两根以上的导线对大地和装置外壳之间的干扰，共模干扰可能会导致装置内元件（如半导体元件、电容等）损坏，严重的共模干扰在导

19、线上的纵向不平衡电压会间接地导致差模干扰。本讲稿第四十四页，共六十一页按危害性分类:一类为能引起保护装置不正确动作的干扰通常是差模干扰，特别是低频差模干扰；另一类为可导致设备损坏的干扰通常是共模干扰，常见的是雷电过电压和操作过电压，一般造成设备损坏的干扰的幅值都较高。本讲稿第四十五页，共六十一页干扰的侵入途径干扰的侵入途径 干扰的侵入途径有很多，常见的有以下几种：1 由导线直接侵入，如不同类型的信号混接、2 辐射，如无线通信设备的辐射干扰、3 耦合，包括电感耦合（同一回路的两根电缆芯置于不同的电缆中）电容耦合及传导耦合（一、二次共接地点）4.同一电缆内的电磁感应（利用电缆芯线两端接地代替屏蔽层

20、接地）5地电位不同造成的干扰本讲稿第四十六页，共六十一页抗干扰的主要措施抗干扰的主要措施 降低干扰源的能量、电压加强防护，减少干扰信号的侵入吸收干扰信号提高设备自身成受干扰的能力 以上四项措施相互结合，共同作用。本讲稿第四十七页，共六十一页降低干扰的影响直流电压在110V及以上的中间继电器一般应有符合下列要求的消弧回路：(1)不得在它的控制接点上并以电容电阻回路实现消弧。(2)不论是用电容或反向二级管并在中间继电器线圈上作消弧回路，在电容及二级管上都必须串入数百欧的低值电阻，以防止电容或二级管短路时将中间继电器线圈回路短接。消弧回路应直接并在继电器线圈的端子上。(3)选用的消弧回路用反向二级管

21、，其反向击穿电压不宜低于1000V，绝不允许低于600V.(4)注意因并联消弧回路而引起中间继电器返回延时对相关控制回路的影响。本讲稿第四十八页，共六十一页减少地电位差；（铜地网、铜导线）合理安排电缆走向；互感器的接地；构置等电位面；控制电缆采用屏蔽电缆，且屏蔽层两端接地；高频电缆屏蔽层两端接地；保护屏的接地；开关场进保护盘的电缆芯线经电容接地；保护装置直流电源采用逆变电源，并采取一定抗干扰措施；保护装置内部的抗干扰措施 本讲稿第四十九页，共六十一页100mm2铜电缆的作用开关场至控制室的100mm2铜电缆可以有效地降低发生接地故障时两点之间的地电位差，防止地电流烧毁电缆屏蔽层，同时还可以降低

22、变电站母线对与其平行排列电缆的干扰 本讲稿第五十页，共六十一页本讲稿第五十一页，共六十一页本讲稿第五十二页，共六十一页本讲稿第五十三页，共六十一页继电保护的抗干扰试验标准继电保护的抗干扰试验标准 继电保护的抗干扰试验的典型试验标准，国际上主要有两大系列：IEC（国际电工委员会）推荐标准系列和ANSI/IEEE（美国国家标准/电工及电子学会）标准系列，内容大同小异，我国国家标准全面套用IEC标准。本讲稿第五十四页，共六十一页冲击电压试验 试验对象：需做型式试验的变电所和发电厂二次设备。试验方法：对被试装置施加标准雷电冲击波，一般选用的冲击电压峰值为5kV，要求被试装置在试验后仍应符合相应的性能要

23、求。本讲稿第五十五页，共六十一页1MHz脉冲群干扰试验 试验对应于开关动作时传入的干扰，试验对象为变电所和发电厂的二次设备。试验标准：IEC225221第一部分1MHz脉冲干扰试验试验波形：在第3到第6个周期时的包洛线值降到峰值的50%；第一峰值上升时间（从10%到90%峰值）为75纳秒。每一工频周期产生610个脉冲，试验时间连续2秒。本讲稿第五十六页，共六十一页静电放电试验 试验对应于人体或其它放电设备接触二次设备时的放电干扰，试验对象为变电所和发电厂的二次设备。试验标准：IEC225222第二部分静电放电试验（标准基于IEC8012）试验电压：客观环境为相对湿度大于50%，采用易于产生静电

24、的地面覆盖物时：8kV；客观环境为相对湿度大于10%，采用易于产生静电的地面覆盖物时：15kV。本讲稿第五十七页，共六十一页辐射电磁场干扰试验 试验对应于工作频率为27500MHz间辐射源（特别是对讲机之类）产生的辐射电磁场干扰，试验对象为变电所和发电厂的二次设备。试验标准：IEC225223第三部分辐射电磁场干扰试验（标准基于IEC8013）试验场强：对于离设备距离不小于0.5米，典型高功率水平对讲机的电磁辐射环境，试验场强为10V/m。本讲稿第五十八页，共六十一页快速瞬变干扰试验 试验对应由于断开感应负载、继电器接点抖动而产生的快速瞬变干扰，试验对象为变电所和发电厂的二次设备。试验标准：IEC225224第四部分快速瞬变干扰试验（标准基于IEC8014）试验电压：当引入二次设备的连线与引入接点回路或其它产生快速瞬变干扰源的连线不在同一电缆内，但置于同一电缆沟或其他类似情况：2kV；当引入二次设备的连线与引入接点回路或其它产生快速瞬变干扰源的连线置于同一电缆内：4kV。本讲稿第五十九页，共六十一页抗干扰试验项目注意事项除冲击电压试验外，其它四项试验应在装置带电运行工况的下进行，被测设备按规定动作裕度整定，测试过程中，被测设备不得出现误动作、死机和复归等不正常现象，被试设备在试验后仍应符合相应的性能要求。本讲稿第六十页，共六十一页本讲稿第六十一页，共六十一页