电气二次系统概述、二次回路故障类型及原因课件.ppt

1、电气二次系统概述、二次回路故障类型及原因1. 继电保护、自动装置、二次回路2.对继电保护自动装置的基本要求n继电保护n自动装置n构成n发展 电气二次系统概述n二次回路n“四性”3.继电保护的自动装置的基本构成及发展1、 继电保护、自动装置、二次回路n继电保护n电力系统故障：n破坏电力系统稳定性，引发电力系统振荡，甚至造成系统瓦解、崩溃；n损坏或烧毁故障设备；n短路电流造成非故障设备损坏或缩短使用寿命；n影响故障点附近用户的电能质量n电力系统异常运行状态n过负荷，使设备温度升高，加速绝缘老化n电力系统振荡n频率降低n过电压故障和异常运行都可能在电力系统中引起事故n 继电保护装置：在电力系统故障或

2、异常运行情况下动作的一种自动装置，与其他辅助设备及相应的二次回路一起构成继电保护系统。n 任务n反映电力系统元件和电气设备故障，自动、有选择性、迅速地将故障元件或设备切除，保证非故障部分继续运行，将故障影响限制在最小范围n反映电力系统的异常运行状态，根据运行维护条件和设备的承受能力，自动发出信号、减负荷或延时跳闸。n 自动装置：保障电力系统安全经济运行、提高供电可靠性和保证电能质量n自动调节装置 保证电能质量、消除系统异常运行状态等对某些电量实施自动地调节 如：同步发电机励磁自动调节、电力系统频率自动调节n自动操作装置 提高电力系统的供电可靠性和保证安全运行 如：备用电源自动投人装置、线路自动

3、重合闸装置、低频减载装置、发电机自动并列装置等电气二次系统概述n 二次回路 二次设备及其相互间的连接电路称为二次系统或二次回路n继电保护和自动装置系统n控制系统n测量及监测系统n信号系统n调节系统n操作电源系统对断路器控制回路的基本要求n断路器操作完成后应迅速断开跳、合闸回路，以免烧坏线圈（断路器的跳、合闸线圈是按照短时通电设计的） n断路器既能够通过操作开关远方实现手动跳、合闸操作，又能够通过继电保护和自动装置实现自动跳、合闸操作n具有反映断路器分、合位置状态以及手动、自动操作的明显信号n具有防止断路器多次分、合动作的“防跳回路”n具有操作回路、操作电源完好的监视回路n具有压力正常或弹簧储能

4、等的监视回路和闭锁断路器操作n接线简单、使用设备和电缆最少控制系统n隔离开关控制方式分为就地控制和远方控制两种n隔离开关控制电路构成原则n隔离开关控制回路必须受对应的断路器闭锁n控制回路必须受对应的接地刀闸闭锁n操作脉冲应是短时的，并操作完成后能够自动解除隔离开关控制及闭锁电路控制系统测量回路测量仪表：电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、有功电能表、无功电能表和频率表等n有功功率和有功电能的测量n三相三线制系统，采用 “两表法”n三相四线制系统，采用 “三表法”n无功功率和无功电能的测量电气二次回路n测量举例n对信号系统的主要要求n断路器事故跳闸时，及时发出事故信号，以及位置指示灯闪光，并

5、有光字牌显示n异常运行情况发生时，瞬时或延时发出警铃音响信号，即预告信号，并有光字牌显示n音响信号能够手动和自动复归，并能保留光字牌信号n能够实现信号回路的监视和试验信号回路位置信号1 隔离开关位置信号：模拟指示牌电动式位置指示器2 有载调压变压器调压分接头位置信号：灯盘式传送指示器数码管式位置指示器n 信号的分类n按电源分：强电信号回路（110V或220V）和弱电信号回路（48V及以下）n按信号的用途分：n位置信号：断路器、隔离开关、调压分接头等位置信号n事故信号：音响及灯光信号n预告信号：异常运行时的警铃音响及其光信号，分瞬时和延时n指挥信号和联系信号：主控制室向其他各控制室发出操作命令，

6、联系信号用于各控制室之间的联系n通常将事故信号、预告信号及一些其他公用信号集中构成中央信号n变电站的操作电源为断路器控制、继电保护、自动装置和信号设备提供电源n基本要求n具有高度可靠性n具有足够容量n具有良好的供电质量n满足变电站综合自动化要求n维护方便、安全、经济操作电源操作电源分类n交流操作电源n交流操作电源可以直接从运行的系统取得，简单、经济，当系统故障断电时将失去操作电源n直流操作电源n独立电源：不受外界影响的固定电源，例如蓄电池组直流电源n非独立电源：复式整流和硅整流电容储能直流电源等。1.蓄电池组直流电源n蓄电池组直流电源n蓄电池组是一种独立的电源，不受交流系统的影响，当系统故障断

7、电的情况下，仍然能够可靠工作，同时可保证事故照明用电电气二次回路n整流设备的直流电源n直流系统的绝缘 直流系统的绝缘水平，直接影响变电站的安全运行，乃至电力系统的安全n直流系统绝缘要求n与直流系统直接连接的二次设备必须满足绝缘水平要求n将保护及断路器控制用直流与其他设备用直流分开n户外二次设备，均要采用具有防水、防潮、防尘、密封的结构n户外电缆沟和电缆隧道，均要有良好的排水设施n直流系统绝缘要求n对直流系统的绝缘水平要进行经常性监视n控制屏和保护屏，采用封闭式结构，防止灰尘进入，保证绝缘部件表面清洁n在潮湿天气较多的地区，直流系统的额定电压宜采用110V电气二次系统概述n对继电保护自动装置的基

8、本要求n选择性：继电保护装置动作时，仅将故障元件或设备切除，使非故障部分继续运行，停电范围尽可能小。说明继电保护选择性示意图K3点故障时跳开断路器6，断路器6拒动后备保护跳开断路器5。K2点故障时跳开断路器5，断路器5拒动后备保护跳开断路器1、3。K1点故障时跳开断路器1、2。 主保护主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 后备保护后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。 远远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 近近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线

9、路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。 辅助保护辅助保护：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。电气二次系统概述n快速性：继电保护装置应以尽可能快的速度动作切除故障元件或设备。n减少设备损伤n减小故障对用户的影响n防止系统稳定性破坏，提高电力系统运行的稳定性电气二次系统概述n 灵敏性：继电保护装置对保护范围内故障的反应能力，通常用灵敏系数 Ksen来衡量，也称为灵敏度n灵敏度要保证在最不利于保护动作的条件下仍能够可靠动作，不同保护间还要相互配合n反应故障参数上升而动作的过量保护装置n反应故障参数降低而动作的欠量保护装

10、置n 可靠性：继电保护装置在需要它动作时可靠动作（不拒动），不需要它动作时可靠不动作（不误动）。继电保护的可靠性是对继电保护最根本的要求n 电力系统常用继电保护的正确动作率衡量其可靠性n 在满足电力系统要求的前提下，尽可能选择简单保护，应力求接线简单、元件性能可靠、回路触点尽可能少电气二次系统概述n继电保护和自动装置的基本构成及发展n测量部分n逻辑部分n执行部分6种基本保护原理 1、过电流保护：Id 2、低电压保护：U 3、功率方向电流保护：功率方向 电流大小 4、距离保护：X=U/I 正常X大（U=Ue，I=If） 故障X小（U，Id） 5、差动保护：电流相位 电流大小 6、序分量保护：利用

11、故障出现的负序、零序、 突变量构成。继电保护的发展历史电气二次系统概述n继电保护和自动装置的发展n机电型n整流型n晶体管型n集成电路型n微机型继电保护的分类 1 按被保护对象分类 输电线路保护、变压器保护、发电机保护、 母线保护、电动机保护等。 2按保护原理分类 电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、 方向保护、零序电流保护等。 3 按所反应的故障类型分类 相间短路保护、接地短路保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励 磁保护等。4 按继电保护装置的实现技术分类 机电型保护（电磁型和感应型） 、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护、微机型保护等。5 按保护所起的作用分类 主

12、保护、后备保护、辅助保护等；二次回路故障类型及原因 1、二次回路类型 2、二次回路异常及故障类型 3、二次回路运行异常原因1、二次回路类型： （1）按电源性质分：有交流、直流回路；有电流、电压回路。 （2）按用途分有信号回路、保护回路、自动装置回路、控制回路、测量回路。 （3）按设备分有变压器二次回路、开关二次回路、电容器二次回路、发电机二次回路等。2、二次回路异常及故障类型 （1）二次回路发生的异常状况 A、直流回路接地或绝缘降低 B、断路器控制回路异常 C、交流电压二次回路断线 D、电流互感器极性出错 E、变压器本体二次回路异常 F、高频保护通道异常 （2）二次回路故障 电路故障是指在一个

13、电路内除去电源和元件本身故障以外使电路不能正常工作的其他一切故障。包括接线方式、电接触、电路参数配合等方面。通常是指断路、短路、接地、接线不良故障等，也是二次电气故障的重要组成部分。 电路故障大致分为以下几类。 A、断路故障。断路故障是指电路某一个回来非正常断开，使电流不能在电路中流通的故障，如断线、接触不良等。 B、短路和短接故障。电路中不同电位的两点被导体短接起来，造成电路不能正常工作的故障，称之为短路故障，在某些情况下也称为短接故障。 C、接地故障。电路中的某点非正常接地所形成的故障，称为接地故障。 D、极性故障。直流电路有正极负极，交流电路有同名端、非同名端。在许多情况下，如果极性接反

14、，同名端接错，将造成电气设备不能正常工作的电路故障，称为极性故障。 E、连接故障。任何电路都是将各元件按照一定的顺序连接起来的。在许多情况下，如果这种顺序被打乱，或者将电路中的一些控制元件漏接或多接，都将使电路不能正常工作。 F、电路参数配合故障。电路的正常工作离不开电路中各种元件参数的相互协调和配合，否者就会造成电路参数配合故障。 3、二次回路运行异常原因 （1）、继电保护装置异常原因 A、保护拒动 设备发生故障后，由于继电保护的原因使断路器不能动作跳闸，称为保护拒动，拒动的原因如下。 继电器故障保护回路不通，如电流回路开路，保护连接片、断路器辅助触点、继电器触点等接触不良及回路断线。电流互

15、感器变比选择不当，故障时电流互感器严重饱和，不能正常反应故障电流的变化。保护整定值计算及调试中发生错误，造成故障时保护不能启动。直流系统多点接地，将出口中间继电器或跳闸线圈短路。保护误动。 B、保护装置误动 保护装置误动的主要原因如下。 直流系统多点接地，使出口中间继电器或跳闸线圈励磁动作。 运行中保护定值变化，使保护失去选择性。 保护接线错误，或极性接反。 保护整定值或调试不正确，如整定值过小，用户负荷增大过多。对双回路供电线路，若其中一条停电，另一条线路运行，而保护未按规定改大定值等造成误跳闸。 保护回路工作的安全措施不当，如未断开应拆开的接线端子或联跳连接片，误碰、误触及、误接线等，使断

16、路器误跳闸。 电压互感器二次断线，如电压互感器的熔断器熔断，有些断线闭锁不可靠的保护可能误动，此情况下，一般会有“电压回路断线”信号、电压表指示不正确。 （2）自动装置异常原因 自动装置异常，通常是重合闸拒动，其主要原因如下。 重合闸失掉电源。 断路器合闸回路接触不良。 重合闸装置内部时间继电器或中间继电器线圈断线或接触不良。 重合闸装置内部电容器或充电回路故障。 重合闸连接片接触不良。 防跳跃中间继电器的动断辅助触点接触不良。 合闸熔断器容器或合闸接触器损害。（3）中央信号装置异常原因 中央信号装置按用途可分为事故信号、预告信号和位置信号三类。 事故音响信号不响 预告信号不动作 信号电源异常

17、 （4）指示仪表无指示原因 回路断线，接线松动。 指示电压的仪表熔断器熔断。 指针卡压或损坏。 案 例“8.08” 威信电厂5923断路器本体三相不一致保护动作事件 1、事件简况：2016年8月8日03时05分08秒，500kV威甘甲线B相发生瞬时接地故障，线路保护正确动作。威信电厂5922断路器重合成功；5923断路器本体三相不一致保护动作，闭锁重合闸。 2、原因分析：经检查5923断路器本体非全相保护两个中间继电器的最低动作功率均不满足反措不低于5W的要求，抗干扰能力差，造成断路器本体非全相保护误动作。 3、暴露问题及整改要求：严格执行反措规定，要求威信电厂对全厂涉及直接跳闸的中间继电器进

18、行全面排查，将发现有问题的中间继电器更换为合格的产品。加强继电保护相关反措的学习和执行，对开关厂内的同一厂家的四台断路器本体三相不一致保护用中间继电器进行更换。“8.10” 驻马哨光伏电站35kV驻马哨、回线线路保护零序过流I段动作跳闸事件 1、事件简况：2016年8月10日21时56分15秒，35kV驻马哨回线路上发生C相故障，驻马哨光伏电站35kV驻马哨 回线、 回线、回线线路保护零序过流I段动作跳闸。 2、原因分析：35kV驻马哨集电线路保护的零序过流保护定值整定错误，未能躲过线路区外接地故障时的电容电流。 3、暴露问题及整改要求：线路零序过流保护定值整定时没有考虑躲过线路区外接地故障时的电容电流，属于典型的误整定。要求电站重新校核并更改保护定值，避免再次发生类似事件。问答1、6KV开关不能远方合闸时的处理方法。