CSC150母差保護(hù)培訓(xùn)

1、CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)2004.04CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)1、電氣主接線的定義：發(fā)電廠和變電站的一次設(shè)備按照一定的要求和順序連成的電路，又稱(chēng)為一次接線。2、電力系統(tǒng)的接線形式分為有母線和無(wú)母線形式。 母線，又叫匯流排，是電廠、電站匯集電能和分配電能的電氣連接設(shè)備。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分配給各個(gè)用戶(hù)，表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用、設(shè)備之間的連接方式以及在電力系統(tǒng)中的連接情況。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 1）有母線：此類(lèi)接線方式又可以分為單母線和雙母線形式等。 幾種常見(jiàn)的母線接線形式：?jiǎn)文妇€CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)Ia母Ib母FD1G2G單

2、母分段CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)旁母Ia母Ib母FD1G2G4G3G單母分段兼旁路CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)I母II母母聯(lián)雙母線CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)I母旁母II母旁母刀雙母線母聯(lián)兼旁路CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)I母II母旁母跨條刀雙母線旁路兼母聯(lián) CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)II母Ia母Ib母ML1ML2ML3雙母線單分段 CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)母聯(lián)母聯(lián)I母II母II母分段III母分段I雙母線雙分段 CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 2）無(wú)母線：常見(jiàn)的有單元接線、橋形接線以及多角形接線等。3、母線保護(hù)的重要性 母線是電力系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備，其可靠運(yùn)行直接影響到電力系統(tǒng)的安全和

3、穩(wěn)定，而母線故障是最嚴(yán)重的電氣故障之一，因?yàn)樗c各個(gè)電氣元件相聯(lián)，所以裝設(shè)必要的母線保護(hù)裝置能夠正確迅速切除母線故障，它的拒動(dòng)或誤動(dòng)將給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重危害。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)CSC150母線保護(hù)適用范圍： 適用于750kV及以下各種電壓等級(jí)的變電站和發(fā)電廠，最大容量24個(gè)連接單元（包括線路、元件、母聯(lián)及分段開(kāi)關(guān)），主接線包括單母線、單母分段、雙母線、雙母單分段、一個(gè)半斷路器接線等等，雙母雙分段按兩個(gè)雙母線考慮。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)主要功能： 快速虛擬電流比相突變量保護(hù) 常規(guī)比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù) 斷路器失靈保護(hù) 母聯(lián)失靈及死區(qū)保護(hù) PT斷線判別功能 CT斷線判別功能CSC-

4、150數(shù)字式母線保護(hù)結(jié)合了前插拔和后插拔的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)弱電分離，維護(hù)方便。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 小板子豎插，有效減輕積灰、印制板變形和增強(qiáng)散熱效果； 前插拔，維護(hù)方便； 主CPU完全屏蔽，抗干擾能力強(qiáng)，散熱效果好。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)雙A/D采集和互檢，提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性；監(jiān)測(cè)裝置電源的全部輸出電壓，并有狀態(tài)預(yù)告；開(kāi)入量全面自檢；對(duì)于全部開(kāi)出量，在線自檢到繼電器線圈，并可以監(jiān)視跳閘接點(diǎn)和跳閘回路。越來(lái)越趨向于做到：“只要不報(bào)警，裝置就是完好的”。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)通過(guò)記錄動(dòng)作行為的中間過(guò)程和計(jì)算值，將保護(hù)內(nèi)部的測(cè)量元件、動(dòng)作行為和邏輯過(guò)程完整地記錄下來(lái)，使動(dòng)作過(guò)程

5、“透明化”，十分有利于事故的分析，克服了原有微機(jī)保護(hù)只能知道模擬量和最終動(dòng)作結(jié)果的弊端。保護(hù)CPU故障錄波數(shù)據(jù)可以打印輸出，也可以用COMTRADE兼容格式輸出至串口或以太網(wǎng)接口。大容量的故障錄波，記錄故障前2周和故障后 8周采樣數(shù)據(jù)。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)動(dòng)作過(guò)程“透明化” 錄波分析CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)動(dòng)作過(guò)程“透明化” 行為節(jié)點(diǎn)CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)漢化操作菜單簡(jiǎn)單易用 并提供四個(gè)快捷鍵，可以實(shí)現(xiàn)“一鍵操作”功能，如：按一個(gè)鍵即可打印報(bào)告。人機(jī)對(duì)話界面循環(huán)顯示運(yùn)行時(shí)母線電壓和各相差流，以及投入的功能壓板，方便直觀。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)

6、1. 雙CPU 雙A/D 雙出口硬件冗余設(shè)計(jì) 可靠防止硬件元器件損壞導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。并滿(mǎn)足硬件電壓閉鎖設(shè)計(jì)規(guī)范。2.模擬通道監(jiān)測(cè) 模擬通道自檢與互檢，有效防止保護(hù)誤動(dòng)作。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)3. 電源電壓異常監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明, ,裝置電源是比較容易損壞的模塊裝置電源是比較容易損壞的模塊對(duì)直流電源各輸出電壓進(jìn)行采集監(jiān)測(cè)，防止電源電壓異常造成保護(hù)誤動(dòng)監(jiān)視電源電壓瞬時(shí)跌落，防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作監(jiān)視電源電壓長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，異常狀態(tài)預(yù)告CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 母線的作用是匯集和分配電能，在電力系統(tǒng)中，如果把母線看成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)基爾霍夫電流定律，流進(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流，這就

7、是母線保護(hù)的保護(hù)原理。所謂的差流，是指流進(jìn)母線的電流和流出母線的電流之差。 基爾霍夫電流定律就是母線保護(hù)的基本工作原理。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)大差檢測(cè)元件小差選擇元件大差及小差各自的范圍：CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)原理i1+i2+ini0 式中式中i1、i2、in為支路電流，為支路電流，K為制動(dòng)系數(shù)，為制動(dòng)系數(shù)，i0為差動(dòng)電流門(mén)坎值。為差動(dòng)電流門(mén)坎值。 i1+i2+inK(i1+i2+in)CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)原理動(dòng)作區(qū)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作曲線id id = if if id =K if CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)I母電壓閉鎖開(kāi)放I母小差動(dòng)

8、作母線大差動(dòng)作II母電壓閉鎖開(kāi)放II母小差動(dòng)作& & 跳I母跳II母差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作邏輯CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 為了防止由于差動(dòng)以及失靈出口回路的誤碰或出口繼電器損壞等原因而導(dǎo)致母線連接元件的誤跳閘，母線保護(hù)裝置都配有電壓閉鎖功能。電壓閉鎖元件含母線各相低電壓，負(fù)序電壓，零序電壓元件，各元件并行工作，構(gòu)成或門(mén)關(guān)系。電壓閉鎖功能CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)完善的電壓閉鎖解決方案 本裝置的電壓閉鎖功能采取復(fù)合電壓開(kāi)放邏輯，當(dāng)任意相電壓低于低電壓定值、負(fù)序電壓高于負(fù)序電壓定值、零序電壓高于零序電壓定值或者PT斷線時(shí)開(kāi)放電壓閉鎖元件，電壓閉鎖開(kāi)放 。+電壓閉鎖開(kāi)放低電壓負(fù)序電壓零序電

9、壓電壓斷線CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)及斷路器失靈保護(hù)，均采用復(fù)壓閉鎖功能（定值單獨(dú)整定）。雙母線（分段母線）接線方式在母線并列運(yùn)行或其它支路刀閘雙跨互聯(lián)運(yùn)行時(shí)，若某段母線TV出現(xiàn)異常時(shí)，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)TV切換。完善的電壓閉鎖解決方案CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 虛擬電流比相突變量保護(hù)原理 我們把同一時(shí)刻所有電流正之和虛擬成流入電流，所有電流負(fù)之和虛擬成流出電流，利用虛擬電流的的比例關(guān)系，可以明顯的區(qū)分母線的運(yùn)行狀態(tài)。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)虛擬電流比相突變量保護(hù)1I2I1L2L正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，正負(fù)電流相位相反,每一采樣時(shí)刻均滿(mǎn)足虛擬流入電流等于虛擬流出電流，虛擬

10、電流的突變量|I1|= |I2|CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)虛擬電流比相突變量保護(hù)1I2I2L1L虛擬流入電流虛擬流出電流母線內(nèi)部故障時(shí)，正負(fù)電流相位相同，虛擬電流的突變量|I1|、|I2|不再平衡。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)TA飽和判別原理 理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，母線故障和區(qū)外故障TA飽和雖然都產(chǎn)生差動(dòng)電流，但即使最嚴(yán)重的TA飽和，在故障初始階段和電流過(guò)零點(diǎn)，仍存在線性傳變區(qū)，在該傳變區(qū)內(nèi)差動(dòng)電流為零，過(guò)了該區(qū)才會(huì)出現(xiàn)差動(dòng)電流。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)TA變比的自動(dòng)調(diào)整 母線保護(hù)因所連接的支路負(fù)載情況不同所選TA也不盡相同，母線保護(hù)根據(jù)用戶(hù)整定的一次TA變比自動(dòng)進(jìn)行換算（取最大支路變

11、比為基準(zhǔn)）使得二次電流滿(mǎn)足基爾霍夫定理。差動(dòng)電流和制動(dòng)電流是基于變換后的TA二次相對(duì)變比而得的。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 母聯(lián)失靈示意圖如右圖所示，I母線內(nèi)部故障，I母差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳母聯(lián)及I母所有連接元件，若母聯(lián)斷路器失靈，故障依然存在，延時(shí)（延時(shí)可整定，躲母聯(lián)斷路器跳閘時(shí)間），若母聯(lián)電流越限則跳開(kāi)非故障母線上所有連接元件，最終切除故障。母線保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)動(dòng)作時(shí)均啟動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)。 母聯(lián)失靈保護(hù)CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)I母故障跳母聯(lián)母聯(lián)有流跳II母II母故障跳母聯(lián)跳I母跳母聯(lián)延時(shí)tml母聯(lián)失靈保護(hù)邏輯圖CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 母聯(lián)死區(qū)保護(hù)根據(jù)母聯(lián)TA的不同布置分以下情況：

12、當(dāng)母聯(lián)斷路器兩側(cè)裝設(shè)兩組TA，交叉接線，死區(qū)故障兩條母線同時(shí)跳閘，母線保護(hù)不裝設(shè)死區(qū)保護(hù)；由于一次的投資情況，大部分地方只在母聯(lián)一側(cè)裝設(shè)TA，如圖所示：母聯(lián)死區(qū)保護(hù)CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) K點(diǎn)發(fā)生故障，對(duì)II母來(lái)說(shuō)是區(qū)外故障，II母差動(dòng)不動(dòng)；對(duì)I母差動(dòng)來(lái)說(shuō)是內(nèi)部故障，I母差動(dòng)動(dòng)作，跳開(kāi)I母所有連接單元和母聯(lián)，但此時(shí)故障仍不能切除，針對(duì)這種情況，裝置采用I母差動(dòng)跳母聯(lián)后檢測(cè)母聯(lián)斷路器跳位開(kāi)入，若有跳位開(kāi)入且母聯(lián)仍有流則發(fā)生的是死區(qū)故障，裝置跳開(kāi)健全段母線上所有連接單元，最終切除故障。 若沒(méi)有把母聯(lián)跳位引入裝置，或保護(hù)沒(méi)有識(shí)別到母聯(lián)跳位開(kāi)入，則母聯(lián)死區(qū)故障時(shí)保護(hù)自動(dòng)按照母聯(lián)失靈來(lái)處理。CSC

13、-150數(shù)字式母線保護(hù)I母故障跳母聯(lián)MLTWJA母聯(lián)有流跳II母II母故障跳母聯(lián)跳I母母聯(lián)死區(qū)保護(hù)邏輯圖MLTWJCMLTWJBCSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 在雙母線系統(tǒng)中，根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式變化的需要，母線山的連接單元需在兩條母線間頻繁的切換，由此可見(jiàn)雙母線的一個(gè)特點(diǎn)是操作靈活、多變，但是運(yùn)行的靈活卻給保護(hù)的配置帶來(lái)了一定的困難，因此保護(hù)通過(guò)引入隔離刀閘輔助觸點(diǎn)的方法來(lái)動(dòng)態(tài)的跟蹤現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行工況。母線運(yùn)行方式字的識(shí)別 CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)IIIG2 G1L 雙母線運(yùn)行方式示意圖G1 G2說(shuō) 明0 0L停運(yùn)0 1L運(yùn)行在II母1 0L運(yùn)行在I母1 1L同時(shí)運(yùn)行在I、II母（倒閘操作）

14、CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 保護(hù)輔助裝置通過(guò)刀閘開(kāi)關(guān)量輸入讀取各支路狀態(tài)，形成母線運(yùn)行方式字，同時(shí)輔以電流校驗(yàn)，實(shí)時(shí)跟蹤母線運(yùn)行方式。裝置在支路有電流但其刀閘輔助觸點(diǎn)信號(hào)因故消失時(shí)可以通過(guò)記憶保持正常狀態(tài)。另外針對(duì)因隔離刀閘輔助觸點(diǎn)工作電源丟失而導(dǎo)致的所有刀閘位置都為0的情況，裝置能夠記憶掉電前的刀閘位置和母線運(yùn)行方式字直到開(kāi)入電源恢復(fù)正常為止，使得母線保護(hù)在該狀態(tài)下仍可以正確跳閘。母線運(yùn)行方式字的識(shí)別 CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)母線運(yùn)行方式模擬裝置 CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)斷路器失靈保護(hù) 本裝置應(yīng)用于110kV以上母線時(shí)配置了兩種斷路器失靈保護(hù)，用戶(hù)可以根據(jù)各自的需要通過(guò)設(shè)置控制字選

15、擇有電流判別模式或無(wú)電流判別模式。斷路器失靈保護(hù)還具有復(fù)合電壓閉鎖功能，對(duì)于元件支路還設(shè)置了解除電壓閉鎖功能。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)斷路器失靈保護(hù)：無(wú)電流啟動(dòng)模式CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 無(wú)電流啟動(dòng)的斷路器失靈保護(hù)，該方式的失靈保護(hù)由外部失靈啟動(dòng)裝置啟動(dòng)本裝置失靈保護(hù)，本裝置不進(jìn)行電流判別，保護(hù)本身只完成選擇元件所在的母線段以及復(fù)合電壓閉鎖功能。斷路器失靈保護(hù)檢查有失靈啟動(dòng)開(kāi)入且復(fù)合電壓閉鎖元件開(kāi)放時(shí)按如下邏輯出口： （a） 經(jīng)較短的時(shí)間延時(shí)跳開(kāi)母聯(lián)斷路器； （b） 經(jīng)較長(zhǎng)的時(shí)間延時(shí)跳開(kāi)與該支路所在同一母線上的所有支路斷路器。 CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)斷路器失靈保護(hù)：有電流啟動(dòng)模

16、式CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) 有電流元件的斷路器失靈保護(hù)，該方式的失靈保護(hù)由線路保護(hù)裝置或元件保護(hù)裝置跳閘接點(diǎn)啟動(dòng)本裝置失靈保護(hù)，電流判別及失靈邏輯由本裝置自身完成。該方式斷路器失靈保護(hù)，是由線路保護(hù)（跳A、跳B(niǎo)、跳C）或元件保護(hù)（三跳）出口繼電器動(dòng)作啟動(dòng)的。開(kāi)入持續(xù)有效、跳閘相有故障電流且復(fù)合電壓閉鎖元件開(kāi)放時(shí)，斷路器失靈保護(hù)確定失靈單元、完成選擇失靈單元所在的母線段并按如下邏輯出口： （a） 在整定的時(shí)間內(nèi)跟跳本斷路器； （b） 若經(jīng)延時(shí)確定故障還未切除，則以較短的時(shí)間跳開(kāi)母聯(lián)斷路器，以較長(zhǎng)的時(shí)間跳開(kāi)與該支路所在同一母線上的所有支路斷路器。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù)TA斷線檢測(cè)和閉鎖方式 TA斷線檢測(cè)分告警段和閉鎖段。 TA斷線閉鎖采用分相、分段閉鎖方式，使得完好相和段仍具有差動(dòng)保護(hù)功能。CSC-150數(shù)字式母線保護(hù) TV斷線判別 中性點(diǎn)接地系統(tǒng)TV斷線判據(jù)為： （1）三相TV斷線：三相母線電