母線保護及失靈保護

1、母線保護及失靈保護辛偉母線保護：污穢引起的閃路接地母線是發(fā)電廠和變電站重要組成部分之一。 母線又稱匯流排， 是匯集電能及分配電能的 重要設(shè)備。 運行實踐表明：在眾多的連接元件中， 由于絕緣子的老化， 故障和雷擊造成的短路故障次數(shù)甚多。另外，運行人員帶地線合刀閘造成的母線短路故障， 也有發(fā)生。 母線的故障類型主要有單相接地故障， 兩相接地短路故障及三相短路故障。 兩相 短路故障的幾率較少。當發(fā)電廠和變電站母線發(fā)生故障時， 如不及時切除故障， 將會損壞眾多電力設(shè)備及破壞 系統(tǒng)的穩(wěn)定性， 從而造成全廠或全變電站大停電， 乃至全電力系統(tǒng)瓦解。因此，設(shè)置動作可 靠、性能良好的母線保護， 使之能迅速檢測出

2、母線故障所在并及時有選擇性的切除故障是非 常必要的。對母線保護的要求： 與其他主設(shè)備保護相比，對母線保護的要求更苛刻。1 ）高度的安全性和可靠性 母線保護的拒動及誤動將造成嚴重的后果。 母線保護誤動將造成大面積停電； 母線保護的拒 動更為嚴重，可能造成電力設(shè)備的損壞及系統(tǒng)的瓦解。2 ）選擇性強、動作速度快母線保護不但要能很好地區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和外部故障，還要確定哪條或哪段母線故障。 由于母線影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，盡早發(fā)現(xiàn)并切除故障尤為重要。母差保護的分類 ：母線差動保護按母線各元件的電流互感器接線不同可分為母線不完全差動保護和母線母線完全差動保護是將母線上所完全差動保護； 母線不完全差動保護只需將連

3、接于母線的各有電源元件上的電流互感器接入 差動回路， 在無電源元件上的電流互感器不接入差動回路。、帶速飽和電有的各連接元件的電流互感器連接到差動回路。 母線完全差動保護又包括固定連接方式母差 保護、電流相位比較式母差保護、比率制動式母差保護（阻抗母線差動保護） 流互感器的電流式母線保護等。蓮花廠的 WMH-800 微機型母線保護裝置為比率制動式母差保護。固定連接系指一次元件的運行方式下二次回路結(jié)線固定，且一一對應(yīng)。雙母線同時運行方式 ,按照一定的要求 ,將引出線和有電源的支路分配固定連接于兩條母線上,這種母線稱為固定連接母線。這種母線的差動保護稱為 固定連接方式的母線完全差動保護對它的要求是一

4、母線故障時 ,只切除接于該母線的元件 ,另一母線可以繼續(xù)運行 ,即母線差動保護有選擇故障母線的能力。當運行的雙母線的固定連接方式被破壞時,該保護將無選擇故障母線的能力 ,而將雙母線上所有連接的元件切除。母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護 主要是在母聯(lián)開關(guān)上使用比較兩電流相量的方向元件，引入的一個電流量是母線上各連接元件電流的相量和即差電流,引入的另一個電流量是流過母聯(lián)開關(guān)的電流。 在正常運行和區(qū)外短路時差電流很小，方向元件不動作； 當母線故障不僅差電流很大且母聯(lián)開關(guān)的故障電流由非故障母線流向故障母線，具有方向性，因此方向元件動作且具有選擇故障母線的能力。集成電路型母線保護 根據(jù)差動回路中阻抗的大小

5、，可分為低阻抗型母線保護（一般為幾歐姆 ），中阻抗型母線保護 （一般為幾百歐姆 ），高阻抗型母線保護 （一般為幾千歐姆）。低阻抗型母線保護 （一般為幾歐姆） ：低阻抗母線差動保護裝置比較簡單，一般采用久經(jīng)考驗的判據(jù)， 系統(tǒng)的監(jiān)視較為簡單。 但低阻抗母線差動保護不適用于高壓母線，因為在母線外部故障使 CT 飽和時，母線差動繼電器中會出現(xiàn)較大的不平衡電流，可能使母差保護誤動作，所以該的可靠性不能得到很好的滿足。高阻抗型母線保護 （一般為幾千歐姆） ：高阻抗母線保護可以較好地解決 CT 飽和問題，為了克服低阻抗母線保護中 CT 飽和時誤動作的問題，可在差動回路中串入一高阻抗，其值可在數(shù)千歐姆以上，

6、因而在外部故障電流互感器飽和時， 可減少差動回路的不平衡電流，需要制動，對于區(qū)內(nèi)故障采用 CT 飽和前快速動作的方式，區(qū)內(nèi)故障動作速度快。但在內(nèi)部故障時，差動回路可產(chǎn)生危險的過電壓， 對繼電器可靠工作不利。 為了可靠性，設(shè)計了一個附加的高阻抗保護系統(tǒng)，作為檢測元件提供第二個跳閘判據(jù)，但需要一種與之匹配的CT 線圈，且要求 CT 的傳變特性完全一致，變比相同，這對于擴建的變電所來說較難做到。因此總體上高阻抗型母線保護在運行維護維修等方面都十分困難，所以這種保護在電力系統(tǒng)中很少被采用。中阻抗型母線保護 （一般為幾百歐姆） ：中阻抗型母線保護的選擇元件是一個且有比率制動特性的中阻抗型電流差動繼電器，

7、 顯著降低了母差回的負載阻值， 既且有低阻抗、 高阻抗保護的優(yōu)點， 又避開了它們的缺點， 把高阻抗特性與比率制動特性兩者有效結(jié)合，在處理CT 飽和方面有獨特優(yōu)勢：較好地保證了區(qū)外故障 CT 飽和不誤動、區(qū)內(nèi)故障正確快速動作，且其對 CT 無特殊要求。它以電流瞬時值作測量比較，測量元件和差動元件多為集成電路或整流型繼電器，當母線內(nèi)部故障時，動作速度極快，一般動作時間小于10ms ，因此又被稱為“半周波繼電器” 。其缺點是必須應(yīng)用輔助電流互感器，保護整定計算較為復(fù)雜。帶速飽和電流互感器的電流差動式母線保護： 這種保護的原理是利用母線上各連接元件電流相量作為動作量， 它將母線上各元件電流互感器二次按

8、同極性并聯(lián)構(gòu)成差電流回路，經(jīng)過速飽和變流器后接差電流繼電器。正常運行或區(qū)外短路時， 母線上各元件電流相量和為零， 無差電流，保護不動作； 母線短路時，母線上各元件電流相量和不為零，差電流很大，保護動作。對于帶速飽和變流器的電流差動式母差保護有以下要求：1）外部短路時的暫態(tài)不平衡電流很大，而且很難依靠定值躲過它。目前主要是采用速飽和變流器， 利用短路電流暫態(tài)分量中的直流分量使速飽變流器的鐵心迅速飽和，造成差動繼電器靈敏度下降，防止誤動作，但母線故障時動作稍有延時。2）對于穩(wěn)態(tài)下的不平衡電流，主要是靠電流互感器在通過最大區(qū)外短路電流時其誤差不超過 10% ，母線保護的整定值必須躲過此時的不平衡電流

9、。3）各電流互感器的變化必須相同，不同時可采用中間變流器進行補償，但對中間變流器的要求比主電流互感器更為嚴格，一般要求其誤差不超過5% 。為減輕主電流互感器二次負載， 中間變流器宜采用降流方式， 最好安裝在戶外的斷路器場地內(nèi)。 如必須采用升流方式時，其升流比不應(yīng)超過 2 ，而且最好安裝在保護屏上或保護屏下的電纜層中。4）為減輕電流互感器二次負載和經(jīng)濟起見，各電流互感器二次側(cè)連線應(yīng)在斷路器場內(nèi)的母差端子箱內(nèi)先并聯(lián)，然后再通過一根大截面電纜與室內(nèi)的保護屏相連。微機型母線保護相對于其它類型的母線保護，有著不可比擬的優(yōu)勢：1） 微機母線保護不需要公共的差電流回路， 不需要將各回路的電流互感器二次繞組并

10、聯(lián)在一起引至保護盤， 而是通過軟件計算來合成差動電流和制動電流，這大大簡化了交流二次回路，提高了保護的可靠性；2）可以用軟件來平衡各回路電流互感器變比的不同，不需要設(shè)置輔助電流互感器；3）利用微機的智能作用和計算能力可實現(xiàn)更復(fù)雜但更可靠的動作判據(jù)，創(chuàng)造各種檢測電流互感器飽和的新方法；4） 對雙母線接線方式而言具有自適應(yīng)能力， 利用微機的智能作用自動識別各回路所連接的母線組別；5） 微機母線保護具有自檢功能， 可靠性得到了進一步的提高； 更重要的是， 微機母線保護具有通信接口，可方便地與監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)、完成信息的遠傳和遠控， 實現(xiàn)自動化；當然微 機母線保護具有調(diào)試整定方便的優(yōu)點是不言而喻的。微機母

11、線保護相對于線路保護來說它有自己的一些特點:1）由于母線保護需要與一次母線相對應(yīng)，所以輸入的電流量、 電壓量和開關(guān)量都很多， 對數(shù) 據(jù)處理的能力要求高;2）由于是電流差動，所以各交流回路輸入的電流幅值精度和相位一致性就顯得格外重要;3）母線保護切除元件數(shù)目多，涉及的范圍廣，裝置的可靠性必須保證;4）母線保護一旦退出運行，將給生產(chǎn)調(diào)度帶來很多壓力，所以裝置運行必須穩(wěn)定，保證年投入時間。因此微機母線保護的研制，應(yīng)集中在以下幾個方面:1）提高保護的動作速度及動作靈敏度;2）采取切實可靠的措施，防止因CT飽和產(chǎn)生的不平衡電流造成保護誤動;3）增強保護適應(yīng)母線運行方式變化的能力;4）增強自動檢測和監(jiān)視功

12、能，保護運行操作盡可能簡化;5）增強裝置抗干擾性，減少裝置本身故障概率。實現(xiàn)母線差動保護的基本原則:1）在正常運行及母線范圍以外故障時，母線上所有的連接元件中流入的電流和流出的電流相等，表示為jilj，其中m為母線上所有連接元件的數(shù)目，I j為第j個連接元件的3）對每個連接元件中電流的相位來說，在正常運行以及母線發(fā)生區(qū)外故障時,至少有一個元支路電流。2）當母線上發(fā)生故障時,連接元件中電流等于零，因此所有與電源連接的元件都向故障點供給短路電流, jilj而給負荷供電的Id，其中I d是指短路點的總電流。件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，即電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反

13、。 而當母線故障時， 除電流等于零的元件外， 其它元件中的電流則是同相位 的。常用以下母線保護可以總之，母線保護的原理構(gòu)成總是基于對母線上各連接元件之間的電流的比較， 幾種保護原理：1) 完全電流差動原理： 以總差動電流為起動元件， 以分差動電流為選擇元件， 正確切除故障段母線。2) 母聯(lián)電流比相原理： 母聯(lián)電流比相原理是比較總差動電流與母聯(lián)斷路器中的電流相位， 用兩個電流之間的相位關(guān)系來判別故障母線。3) 電流相位比較原理： 正常運行或母線外部短路時，各元件電流有流入母線的，也有流 出母線的，它們的相位相差 1 80 。母線內(nèi)部發(fā)生短路時，各電流均流入母線，它們的相位 差接近 O 。因此，根

14、據(jù)各連接元件的電流相位差， 可清楚地區(qū)分出母線的內(nèi)部或外部故障。電流相位比較式母線保護， 就是利用相位比較元件測量各電流間的相位差， 來實現(xiàn)保護功能。4) 帶比率制動特性的電流差動原理：起動元件的動作電流隨外部短路電流的變化而同時變 化，也就是將外部短路電流作為制動電流， 那么起動電流的門坎值就可以減小， 因而在母線 故障時保護有較高的靈敏度。對于傳統(tǒng)的繼電器來說， 反應(yīng)的都是電流有效值或平均值， 而不是電流的瞬時值大小。 隨著 數(shù)字化微機保護的發(fā)展， 反應(yīng)瞬時值大小的繼電器成為可能， 相應(yīng)地出現(xiàn)了瞬時值比率差動 判據(jù)。我的繼電保護學習方法：1、保護配置； 2、保護動作判據(jù)或原因；3、保護范圍

15、及動作結(jié)果。一、蓮花廠微機母線保護的配置:目前蓮花廠母線保護裝置采用許繼集團公司生產(chǎn)的WMH-800 微機型母線保護裝置,保護配置為雙套母線差動保護和一套斷路器失靈保護。該保護裝置共由三面屏柜組成，其中電壓閉鎖單元及人機對話單元組成,兩面屏為保護屏，分別由 A、B、C三相差動保護單元、A、B、C三相差動保護單元分別完成各自的模擬量采集及轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入、保護邏輯運復(fù)合電壓算、信號及跳令的開出。 為提高保護的動作可靠性，在保護中還設(shè)置有啟動元件、閉鎖元件、TA二次回路斷線閉鎖元件及 TA飽和檢測元件等。WMH-800 微機母線保護裝置總體結(jié)構(gòu)圖1、母線差動保護:母線差動保護的基本原理:mj1lj

16、母線正常運行時:mj1ljI OP母線發(fā)生故障時:mm比率制動式差動：j1ljKj 1I j（瞬時）K:制動系數(shù).1"上 A.丿.母線區(qū)內(nèi)故障流出電流及外部故障 CT誤差對差動保護的影響:母線內(nèi)部故障時，可能有電流流出母線，差動保護的靈敏度降低。假設(shè)流出母線的電流 與總故障電流的比值為5,如圖所示:CBCT要保證差動保護動作，此時的制動系 數(shù)應(yīng)為：外部故障時，故障支路 CT可能產(chǎn)生較大的誤差而引起不平衡電流，假設(shè)故障支路CT誤差為5,如圖所示:要保證差動保護動作，此時的制動系數(shù)應(yīng)為：k -由此可以看出給定比率制動系數(shù)K,要保證差動保護正常工作，內(nèi)部故障時流出母線的2制動系數(shù)流出母線電

17、流比值（）允許CT誤差（）0.353.846.20.442.857.20.533.366.7電流和總電流的比值以及外部故障時允許故障支路CT誤差值都有一對應(yīng)關(guān)系，如下表:rar0.625750.717.682.40.811.188.9蓮花廠的制動系統(tǒng)K為0.5 。差動保護設(shè)置大差及各段母線小差，大差作為小差的啟動元件，用以區(qū)分母線區(qū)內(nèi)外故障,法。流。流。小差為故障母線的選擇元件。大差，小差均采用具有比率制動特性的瞬時值電流差動算大差不包括母聯(lián)電流，每段母線小差只包括各自所連接單元電流。制動電流也如此。小差元件為某一條母線的差動元件，其引入電流為該條母線上所有連接元件TA二次電接入大差元件的電流

18、為二條（或二段）母線所有連接單元（除母聯(lián)之外）雙母線系統(tǒng)大差、小差保護范圍如圖:為詳細理解上圖下面將雙母線完全差動保護在發(fā)生區(qū)內(nèi)、 區(qū)外故障時的電流分布以及母線差動保護動作情況按下圖進行說1 (十一 0(T1-0明。TA的二次電圖 區(qū)外故障時的電流分布區(qū)內(nèi)故障時的電流分布按母聯(lián)斷路器只有一組電流互感器考慮， 區(qū)外故障時的電流分布如上圖。 區(qū)外故障時啟動元件 KA ，也即是大差，選擇原件 KA1 、 KA2 均無電流流過，故差動保護不動作。區(qū)內(nèi)故障時的電流分布如上圖， 區(qū)內(nèi)母線 I 故障啟動元件大差 KA 、選擇元件 KA1 均有故障電流流過，選擇元件 KA2 的電流為零，因此將母聯(lián)斷路器及連接

19、在母線I 上的斷路器均動作跳閘。母線保護要求裝置的啟動元件能夠快速、 靈敏地對保護運行時母線電壓或支路電流的異常變化做出響應(yīng)，因此啟動元件設(shè)置了三個 啟動判據(jù)，分別為 ：母線電壓突變啟動、支路電流突變啟動和大差電流越限啟動，三者的關(guān)系為邏輯“或"，即三個啟動判據(jù)只要有一個得到滿足，啟動元件就動作并啟動差動保護工作。啟動元件動作后保護是否跳閘出口是由差動元件判別的。母線保護裝置的差動元件是由分相比率差動判據(jù)和分相突變量比率差動判據(jù)構(gòu)成的。母差保護邏輯框圖如下：Td>IA<lLl>KifId>KIflVlbs母聯(lián)死區(qū)保護的概念對于雙母線或單母線分段，在母聯(lián)單元上只

20、安裝一組TA情況下，母聯(lián)TA與母聯(lián)斷路器之間（K點）故障稱為死區(qū)故障。當K點發(fā)生故障，II母判為區(qū)內(nèi)故障，I母判為區(qū)外故障，II母保護動作并跳開母聯(lián)斷路器后，K點故障仍然存在于I母，未能徹底切除故障。雙母線保護裝置具有”母聯(lián)死區(qū)保護”功能。死區(qū)故障時，I母或II母保護動作后，發(fā)令切除該段母線上所有運行單元（包括母聯(lián)開關(guān)），同時保護程序繼續(xù)判別大差是否返回、母聯(lián)TA上故障電流是否消失。若經(jīng)過延時（確保母聯(lián)斷路器可靠跳閘），大差未返回、母聯(lián) TA仍有故障電流，則啟動母聯(lián)死區(qū)保護,發(fā)令動作于另一段母線保護的出口，從而徹底切除死區(qū)故障。雙母線母聯(lián)單元熱備用狀態(tài),即母聯(lián)的兩隔離刀閘閉合而母聯(lián)斷路器斷開時

21、,在死區(qū)發(fā)生故障，若母線保護按母聯(lián)隔離刀閘狀態(tài)計算兩小差,則將造成故障母線判為區(qū)外， 而非故障母線判為區(qū)內(nèi)。為解決此問題，將母聯(lián)斷路器輔助接點（常開接點）接入保護裝置，作為 判定母聯(lián)單元"斷”或"聯(lián)”運行方式的依據(jù)。母聯(lián)斷路器的輔助接點未閉合時，母線保護按雙母線分列運行時的保護邏輯判別及出口。I母小差及II母小差判據(jù)中不計入母聯(lián)電流。此時, 若發(fā)生死區(qū)故障，故障母線判為區(qū)內(nèi)而正確迅速動作，非故障母線則判為區(qū)外可靠不動作。母聯(lián)斷路器的輔助接點閉合后，母線保護則按常規(guī)雙母線并列運行時的保護邏輯判別及出 口。在國產(chǎn)的微機母線保護裝置中，設(shè)置有專用的死區(qū)保護，用于切除母聯(lián)斷路器與母

22、聯(lián)TA之間的故障。2、方式識別在雙母線系統(tǒng)中，根據(jù)電力系統(tǒng)運行方式變化的需要，母線上的連接元件需在兩條母線本裝置用軟件實現(xiàn)母線方式間頻繁切換，為此要求母線保護能夠跟蹤一次系統(tǒng)的倒閘操作。自動識別，A、B、C差動箱均引入隔離刀閘的輔助接點，各自完成運行方式的自動識別,作為差動電流計算及出口跳閘的依據(jù)。隔離刀閘輔助觸點的狀態(tài)通過裝置面板的發(fā)光二極管 指示。刀閘輔助接點出錯的判據(jù):有電流而無刀閘接點首先想到的是：某單元 TA電流不為0,而該單元兩把刀閘都開斷，則該單元必然是接點不良。 兩段母線小差電流之和等于總差電流由于刀閘輔助接點是用來計算小差電流的，所以可用小差電流的計算結(jié)果來校驗運行方即該式的

23、正確性。需要注意的是，當一個單元兩把刀閘都閉合時其電流不能重復(fù)計入小差, 電流計入I母小差，則不參與n母小差的計算，反之亦然。而無論母線運行方式如何變化,流經(jīng)母線的電流如何變化，都可以用此判據(jù)。只要刀閘出錯的單元TA 有電流，就能夠發(fā)現(xiàn)錯誤。該判據(jù)在下列情況下不適用：a. 發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，小差電流不平衡；b. 發(fā)生區(qū)外故障而 TA 飽和時，小差電流不平衡；c. TA 斷線時，也使小差電流不為 0 ；d. 倒閘過程中兩條母線經(jīng)刀閘相連，而刀閘上有電流。 母線是否處于互聯(lián)的判斷閘的電流不為 0 ，所以兩段母線的小差電流均不為0。 接點抖動的判據(jù)實際運行中， 對同一副刀閘在一個時段內(nèi)不可能重復(fù)多次操

24、作。當同一接點短時間內(nèi)變化多次時，即可判其接點抖動。 用瞬時值判斷的實時性為了能實時發(fā)現(xiàn)并糾正刀閘輔助接點的錯誤， 必須用瞬時值來計算大差和小差電流。 考慮到電流波形過零點± 30% 范圍內(nèi)， 電流瞬時值的大小可能不滿足判據(jù)的靈敏度，所以最多不超過（ 20/6 ） ms 就能根據(jù)以上判據(jù)判斷出接點錯誤并糾正。3、倒閘操作過程中在進行雙母線的倒閘操作過程中， 當某一連接單元的兩副刀閘同時閉合時，兩條母線通過刀閘短接，成為單母線。因此，當差動保護動作后，不再作故障母線的選擇，而直接切除雙母線上所有連接單元。判據(jù) 2 雖然適用于母線互聯(lián)，卻不能判別母線是否處于互聯(lián)。這是非常重要的，因為 母

25、線死聯(lián)的時候，只動大差。而通過分析，在母線互聯(lián)時，除非極特殊的電流分配，流經(jīng)刀雙母線系統(tǒng)在進行倒閘操作時， 一般要求禁止跳母聯(lián)斷路器（正常采取拉開操作電源的 方法實現(xiàn)），從拉操作電源到兩隔離刀閘同時閉合，所需要的時間較長，如果在此過程中母為了消除線發(fā)生故障，非故障的母線只能靠母聯(lián)的失靈保護切除，增加了故障的切除時間。此保護死角，在保護裝置上設(shè)置了一個“倒閘過程中”壓板，在倒閘操作前投入此壓板，即認為系統(tǒng)進入倒閘操作過程中，如果發(fā)生母線故障，則保護跳開母線上連接的所有元件, 需啟動失靈保護。4、母聯(lián)（分段）充電保護當一組母線檢修后再投入運行之前，利用母聯(lián)斷路器對該母線進行充電試驗時，可投入母聯(lián)充

26、電保護，由裝設(shè)在保護裝置上的“母聯(lián)充電保護”壓板實現(xiàn)，當被試驗?zāi)妇€存在故障 時，禾U用充電保護切除故障。充電保護只能短時投入， 其邏輯為：一組母線無壓，母聯(lián)由無電流變?yōu)橛须娏?，則開放 充電保護5S。在充電保護投入期間，若母聯(lián)電流任一相大于充電保護整定值電流，則經(jīng)整 定的充電保護延時將母聯(lián)斷路器切除。5、母聯(lián)非全相保護當母聯(lián)斷路器某相斷開， 母聯(lián)非全相運行時，可由母聯(lián)非全相保護延時跳開母聯(lián)斷路器三相。在母聯(lián)非全相保護投入時，若母聯(lián)三相TWJ狀態(tài)不一致，且母聯(lián)零序電流大于母聯(lián)非全相電流定值，經(jīng)整定延時跳母聯(lián)開關(guān)。母聯(lián)非全相保護出口不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。圖 母聯(lián)非全相保護邏輯框圖。6、 CT 斷線閉鎖及

27、告警裝置利用差流進行CT 斷線的判別。系統(tǒng)正常運行時，大差以及各段母線小差為零，當差流連續(xù)越限時即判別為CT 斷線，閉鎖斷線相該段母線差動保護并發(fā)出告警信號。 TA 二次回路斷線判別在微機母差保護裝置中，一般采用系統(tǒng)無故障時差流越限，即Id>Iop 時，來判為差動 TA 二次回路斷線。式中：Id 差電流;Iop TA 斷線閉鎖元件動作電流。在某些裝置中，也有采用零序電流作為 TA 斷線判據(jù)的。即當任一支路中的零序電流3I0 0.25I max 0.4IN 時，判為差動 TA 斷線。式中： 3I0 零序電流;Imax 最大相電流;IN 標稱額定電流（ 5A 或 1A ）。 對 TA 斷線閉

28、鎖的要求對母差保護裝置中的 TA 斷線閉鎖元件提出以下要求延時發(fā)出告警信號正常運行時，發(fā)電機及變壓器的差動 TA 斷線，差動保護要誤動。對于電流型微機母差保護及中阻抗母差保護， 母線連接元件多而使差動回路支路數(shù)多， 又由于制動電流為各單元電流絕對值和，因此，某一支路的一相 TA 二次回路斷線，一般保護不會誤動。此時，若再發(fā)生區(qū)外故障，母差保護將誤動。因此，當 TA 斷線閉鎖元件檢測出TA 斷線之后，應(yīng)經(jīng)一定延時（一般 5 秒）發(fā)出告警信號并將母差保護閉鎖。分相設(shè)置閉鎖元件母差保護為分相差動， TA 斷線閉鎖元件也應(yīng)分相設(shè)置，即哪一相TA 斷線應(yīng)去閉鎖哪一相動保護，以減少母線上又發(fā)生故障時差動保

29、護拒動的幾率。母聯(lián)、分段斷路器 TA斷線，不應(yīng)閉鎖母差保護若斷線閉鎖元件檢查到的是母聯(lián)TA或分段TA斷線，應(yīng)發(fā)TA斷線信號而不閉鎖母差保護，但此時應(yīng)自動切換到單母方式，發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時不再進行故障母線的選擇。7 、 PT 斷線告警PT斷線的判據(jù)為：任一相電壓低于PT斷線定值，或自產(chǎn)零序或負序電壓大于7V，延時 7s 發(fā) PT 斷線信號。8、電壓閉鎖元件電壓閉鎖元件含母線各相低電壓、負序電壓、 零序電壓元件， 各元件并行工作，構(gòu)成或該電壓的有效值顯示和采樣點打印門關(guān)系。 零序電壓判別元件使用的是外接開口三角電壓， 均折算到相電壓基準下，以方便與自產(chǎn)零序電壓進行比較。9 、 TA 飽和鑒定元件母線出

30、線故障時 TA 可能飽和。某一出線元件 TA 的飽和，其二次電流大大減少（嚴重 飽和時 TA 二次電流等于零） 。為防止區(qū)外故障時由于 TA 飽和母差保護誤動， 在保護中設(shè)置TA 飽和鑒別元件。 TA 飽和時二次電流的特點及其內(nèi)阻的變化理論分析及錄波表明： TA 飽和時其二次電流有如下幾個特點：在故障發(fā)生瞬間，由于鐵芯中的磁通不能躍變，TA不能立即進入飽和區(qū)，而是存在一個時域為 35ms 的線性傳遞區(qū)。在線性傳遞區(qū)內(nèi)， TA 二次電流與一次電流成正TA比。TA 飽和之后，在每個周期內(nèi)一次電流過零點附近存在不飽和時段，在此時段內(nèi)，二次電流又與一次電流成正比。TA 飽和后其勵磁阻抗大大減小，使其內(nèi)

31、阻大大降低，嚴重時內(nèi)阻等于零。TA 飽和后，其二次電流偏于時間軸一側(cè)，致使電流的正、負半波不對稱，電流中含有很大的二次和三次諧波電流分量。 TA 飽和鑒別元件的構(gòu)成原理目前，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用的母差保護裝置中，TA 飽和鑒別元件均是根據(jù)飽和后 TA 二次電流的特點及其內(nèi)阻變化規(guī)律原理構(gòu)成的。在微機母差保護裝置中，TA 飽和鑒別元件的鑒別方法主要是同步識別法及差流波形存在線性傳變區(qū)的特點；也有利用諧波制動原理防止TA 飽和差動元件誤動的。(I)同步識別法當母線上發(fā)生故障時， 母線電壓及各出線元件上的電流將發(fā)生很大的變化，與此同時在差動元件中出現(xiàn)差流， 即電壓或工頻電流的變化量與差動元件中的差流是同時

32、出現(xiàn)。當母差保護區(qū)外發(fā)生故障某組 TA 飽和時，母線電壓及各出線元件上的電流立即發(fā)生變化，但由于故障后 35msTA 磁路才會飽和，因此，差動元件中的差流比故障電壓及故障電流晚出現(xiàn)35ms 。在母差保護中， 當故障電流 (即工頻電流變化量)與差動元件中的差流同時出現(xiàn)時，認為是區(qū)內(nèi)故障開放差動保護； 而當故障電流比差動元件中的差流出現(xiàn)早時， 即認為差動元件中的差流是區(qū)外故障 TA 飽和產(chǎn)生的，立即將差動保護閉鎖一定時間。將這種鑒別區(qū)外故障TA 飽和的方法稱作同步識別法。（n）自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法在該方法中， 采用了工頻變化量阻抗元件。所談的變化量阻抗， 是母線電壓的變化量與差回路中電流變化量的

33、比值。當區(qū)外發(fā)生故障時， 母線電壓將發(fā)生變化，即出現(xiàn)了工頻變化量電壓； 當 TA 飽和之后，差動元件中出現(xiàn)了差流， 即出現(xiàn)工頻變化量差流。出現(xiàn)了工頻變化量阻抗。 而當區(qū)內(nèi)發(fā)生故TA障時，母線電壓的變化與差動元件中差流的變化與阻抗的變化將同時出現(xiàn)。所謂自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法的基本原理實際也是同步識別法原理，也就是故障后不會立即飽和原理。在采用自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法的母差保護裝置中，設(shè)置有工頻變化量差動元件、工頻與基于采樣值的重復(fù)多R 次采樣值判別中， 有 S次及以上不滿足差動元件的動作條件，認為是外部故障TA 飽和，繼續(xù)閉鎖差動保護；若在變化量阻抗元件及工頻變化量電壓元件。 當發(fā)生故障時， 如果

34、差動元件、 電壓元件及阻抗元 件同時動作， 即判為母線上故障， 開放母差保護； 如果電壓元件動作在先而差動元件及阻抗 元件后動作，即判為區(qū)外故障 TA 飽和，立即將母差保護閉鎖。（川）基于采樣值的重復(fù)多次判別法采用同步識別法或自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法的 TA 飽和鑒別方法，只適用于故障瞬間。上述方法只能將母差保護暫短閉鎖， 否則， 當區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時， 將致使母差保護拒絕 動作。在微機型母差保護中， 是將同步識別法 （或自適應(yīng)阻抗加權(quán)法） 次判別法相結(jié)合構(gòu)成 TA 飽和鑒別元件?；诓蓸又档闹貜?fù)多次判別法是： 若在對差流一個周期的連續(xù)連續(xù) R 次采樣值判別中有 S 次以上滿足差動元件的動作條

35、件時，判為發(fā)生區(qū)外故障轉(zhuǎn)母線 區(qū)內(nèi)障，立即開放差動保護。該方法實際是基于 TA 一次故障電流過零點附近存在線性傳變區(qū)原理構(gòu)成的。(W)諧波制動原理TA 飽和時差電流的波形將發(fā)生畸變，其中含有大量的諧波分量。用諧波制動可以防止 區(qū)外故障 TA 飽和誤動。但是，當區(qū)內(nèi)故障 TA 飽和時，差電流中同樣會有諧波分量。因此，為防止區(qū)內(nèi)故障或 區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障 TA 飽和使差動保護拒動，必須引入其他輔助判據(jù)，以確定是區(qū)內(nèi)故障 還是區(qū)外故障。利用區(qū)外故障 TA 飽和后在線性傳變區(qū)無差流方法，來區(qū)別區(qū)內(nèi)、外故障，而利用諧波制動防止區(qū)外故障誤動。試驗表明，該方法是優(yōu)異的抗TA 飽和方法。10 、母線保護與其它

36、保護的配合 當線路上設(shè)置閉鎖式高頻保護， 母線保護動作時為使對側(cè)的高頻保護裝置動作跳開 斷路器，母線保護應(yīng)使本側(cè)的高頻發(fā)信機停信。 當線路上設(shè)置其它縱聯(lián)保護， 同樣原因， 母線保護動作時應(yīng)使對側(cè)的保護裝置動作 跳開斷路器。以防220kV 如果不采用母線重合閘， 母線保護動作時應(yīng)將線路上的自動重合閘裝置放電， 止線路斷路器對故障母線進行重合閘。 500kV 高壓變電站，當 220kV 側(cè)母線發(fā)生故障跳閘而主變開關(guān)失靈，或 側(cè)主變斷路器開關(guān)失靈需跳開相應(yīng)母線， 此兩種情況下母線保護動作均需啟動該主變保護跳 另兩側(cè)( 35kV 側(cè)和 500kV 側(cè))。 當主變發(fā)生低壓側(cè)故障或發(fā)變組非全相運行， 需跳

37、母線側(cè)開關(guān)而此開關(guān)失靈， 主變 保護裝置需解除母線失靈復(fù)合電壓閉鎖。斷路器失靈保護當輸電線路、變壓器、母線或其他主設(shè)備發(fā)生短路，保護裝置動作并發(fā)出了跳閘指令, 但故障設(shè)備的斷路器拒絕動作，稱之為斷路器失靈。為防止電力系統(tǒng)故障并伴隨斷路器失靈 造成的嚴重后果，必須裝設(shè)斷路器失靈保護。1、斷路器失靈的原因運行實踐表明，發(fā)生斷路器失靈故障的原因很多，主要有：斷路器跳閘線圈斷線、斷路直流電源消失及器操作機構(gòu)出現(xiàn)故障、 空氣斷路器的氣壓降低或液壓式斷路器的液壓降低、 控制回路故障等。其中發(fā)生最多的是氣壓或液壓降低、直流電源消失及操作回路出現(xiàn)問題。2、斷路器失靈的影響系統(tǒng)發(fā)生故障之后，如果出現(xiàn)了斷路器失靈

38、而又沒采取其他措施，將會造成嚴重的后果。損壞主設(shè)備或引起火災(zāi)：例如變壓器出口短路而保護動作后斷路器拒絕跳閘，將嚴 重損壞變壓器或造成變壓器著火。擴大停電范圍：如下圖所示，當線路L1上發(fā)生故障斷路器 DL5跳開而斷路器 DL1拒動時，只能由線路 L3、L2對側(cè)的后備保護及發(fā)電機變壓器的后備保護切除故障，即斷路器DL6、DL7、DL4將被切除。這樣擴大了停電的范圍，將造成很大的經(jīng)濟損失。圖 斷路器失靈事故擴大示意圖 可能使電力系統(tǒng)瓦解：當發(fā)生斷路器失靈故障時，要靠各相鄰元件的后備保護切除故障，擴大了停電范圍，有可能切除許多電源；另外，由于故障被切除時間過長，影響了運行系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有可能使系統(tǒng)瓦解

39、。3、對斷路器失靈保護的要求 高度的安全性和可靠性：斷路器失靈保護與母差保護一樣，其誤動或拒動都將造成嚴重后果。因此，要求其安全性及動作可靠性高。再經(jīng)另一時間斷開與失 動作選擇性強：斷路器失靈保護動作后，宜無延時再次去跳斷路器。對于雙母線或單母線分段接線， 保護動作后以較短的時間斷開母聯(lián)或分段斷路器，靈斷路器接在同一母線上的其他斷路器。 與其他保護的配合：斷路器失靈保護動作后，應(yīng)閉鎖有關(guān)線路的重合閘。4、失靈保護構(gòu)成原理及原則被保護設(shè)備的保護動作， 其出口繼電器接點閉合， 斷路器仍在閉合狀態(tài)且仍有電流流過斷路器，則可判斷為斷路器失靈。斷路器失靈保護啟動元件就是基于上述原理構(gòu)成的。還應(yīng)有斷路斷路

40、器失靈保護應(yīng)由故障設(shè)備的繼電保護啟動，手動跳斷路器時不能啟動失靈保護； 在斷路器失靈保護的啟動回路中， 除有故障設(shè)備的繼電保護出口接點之外，器失靈判別元件的出口接點（或動作條件）失靈保護應(yīng)有動作延時，且最短的動作延時應(yīng)大于故障設(shè)備斷路器的跳閘時間與保護繼 電器返回時間之和;正常工況下，失靈保護回路中任一對觸點閉合，失靈保護不應(yīng)被誤啟動或誤跳斷路器;5、失靈保護的邏輯框圖斷路器失靈保護由 4部分構(gòu)成：啟動回路、失靈判別元件、動作延時元件及復(fù)合電壓閉鎖元件。雙母線斷路器失靈保護的邏輯框圖如圖所示。ftI IbMal $1 jr先靈電壓閉鎖圖雙母線斷路器失靈保護邏輯框圖失靈啟動及判別元件失靈啟動及判別元件由電流啟動元件、保護出口動作接點及斷路器位置輔助接點構(gòu)成。電流啟動元件，一般由三個相電流元件組成，當靈敏度不夠時還可以接入零序電流元件。保護出口跳閘接點有兩類。在超高壓輸電線路保護中，有分相跳閘接點和三相跳閘接點，而在變壓器或發(fā)變組保護中只有三跳接點。保護出口跳閘接點不同，失靈啟動及判別元件的邏輯回路有差別。線路斷路器失靈保護及變壓器或發(fā)變組斷路器失靈保護的失