比率制動(dòng)式母線差動(dòng)保護(hù)課件

1、比率制動(dòng)式母線差動(dòng)保護(hù)課件 對雙母線保護(hù)的要求： 母線保護(hù)能夠準(zhǔn)確的判斷出故障是發(fā)生在雙母線上還是外部； 母線保護(hù)能夠準(zhǔn)確判斷出故障是發(fā)生在雙母線的哪一段母線，使母線保護(hù)能夠有選擇性地切除故障母線，保留非故障母線繼續(xù)運(yùn)行。 母線差動(dòng)保護(hù)通常由起動(dòng)元件、選擇元件和電壓閉鎖元件組成。一、雙母線的完全差動(dòng)保護(hù) 對雙母線保護(hù)的要求：一、雙母線的完全差動(dòng)保護(hù)大差啟動(dòng)用于判斷故障是否發(fā)生在雙母線上，若是則保護(hù)動(dòng)作小差選擇用于判斷故障是發(fā)生在哪一段母線，然后有選擇性跳開故障母線大差啟動(dòng)用于判斷故障是否發(fā)生在雙母線上，若是則保護(hù)動(dòng)作小差選 微機(jī)母線保護(hù)： 廣泛采用比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)原理。 微機(jī)母線保護(hù)：

2、廣泛采用比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)原理。 大差啟動(dòng)元件和小差選擇元件中有反應(yīng)任意一相電流突變或電壓突變的啟動(dòng)元件，它和差動(dòng)動(dòng)作判據(jù)一起進(jìn)行判斷，以確保內(nèi)部故障時(shí)電流保護(hù)正確動(dòng)作。 在同時(shí)滿足電壓閉鎖開放條件時(shí)跳開故障母線上所有斷路器。 大差啟動(dòng)元件和小差選擇元件中有反應(yīng)任意一相電流突變或電二、比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)原理 比率制動(dòng)特性就是指繼電器的動(dòng)作電流隨外部短路電流的增大而自動(dòng)增大，而且動(dòng)作電流的增大比不平衡電流的增大還要快。 比率制動(dòng)式電流保護(hù)的基本原理：內(nèi)部故障情況下所有流入及流出母線的電流之和不為零。因此：差動(dòng)保護(hù)可以正確地區(qū)分母線內(nèi)部和外部故障。母線在正常工作或其保護(hù)范圍外部故障時(shí)所有流

3、入及流 出母線的電流之和為零； 二、比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)原理內(nèi)部故障情況下所有流入及流出母 具有比率制動(dòng)特性的母線差動(dòng)保護(hù)引入了兩個(gè)主要量：反映差動(dòng)電流的動(dòng)作量 和反映外部短路時(shí)穿越電流的制動(dòng)量 。其計(jì)算式分別為： 動(dòng)作量：制動(dòng)量：支路電流； 具有比率制動(dòng)特性的母線差動(dòng)保護(hù)引入了兩個(gè)主要量：反映差動(dòng)電 比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)的基本判據(jù)為：即 制動(dòng)系數(shù)；差動(dòng)電流門檻值；比率制動(dòng)式電流差動(dòng)保護(hù)的基本判據(jù)為：即 制動(dòng)系數(shù)； ：一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取0.20.3倍的母線額定電流。 ：取值范圍0.60.75。該動(dòng)作條件是由正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流決定；該動(dòng)作條件是由母線所有元件的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的比率決定。

4、：一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取0.20.3倍的母線額定電流。 采用比率制動(dòng)式母線差動(dòng)保護(hù)提高了內(nèi)部故障的靈敏度并能可靠防止外部故障時(shí)由于不平衡電流造成的誤動(dòng)。 采用比率制動(dòng)式母線差動(dòng)保護(hù)提高了內(nèi)部故障的靈敏度并能可靠三、母線運(yùn)行方式字的識(shí)別原理 實(shí)際中，母線保護(hù)如何識(shí)別現(xiàn)場的運(yùn)行工況？怎樣知道哪些線路運(yùn)行在母？哪些線路運(yùn)行在母？ 常規(guī)保護(hù)中通過隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)的方法跟蹤現(xiàn)場的運(yùn)行工況，微機(jī)型母差保護(hù)通過其開關(guān)量輸入讀取各支路狀態(tài)，形成母運(yùn)行方式字和母運(yùn)行方式字，實(shí)時(shí)跟蹤母線運(yùn)行方式。 三、母線運(yùn)行方式字的識(shí)別原理 實(shí)際中，母線保護(hù)如何識(shí)別1QS 2QS說 明0 0L停運(yùn)0 1L運(yùn)行在母1 0L運(yùn)行在母1 1

5、L同時(shí)運(yùn)行在、母圖中，L為連接在雙母線上的一條支路，1QS、2QS為L的隔離開關(guān)，若用高電平“1”表示開關(guān)合上，低電平“0”表示開關(guān)斷開，則保護(hù)可將L的運(yùn)行狀態(tài)表述如下表。1QS 2QS說 明0 0L停運(yùn)0 1L四、電流互感器變比的自動(dòng)調(diào)整 引入：母線完全電流差動(dòng)保護(hù)中，按要求應(yīng)裝設(shè)變比相同的TA。若引出線很多，每條引出線上的功率往往不等，若選擇TA的變比按最大功率元件選取，則很不經(jīng)濟(jì)。 因此：為滿足經(jīng)濟(jì)性要求，母線上所有引出線的TA的變比根據(jù)各自所連接的負(fù)荷的功率不同，選擇不同變比的TA。但這樣就無法滿足基爾霍夫電流定律，即正常時(shí)各TA的二次電流之和不等于零。 解決方法：在微機(jī)母線保護(hù)內(nèi)部進(jìn)

6、行TA變比折算。四、電流互感器變比的自動(dòng)調(diào)整TA變比的折算方法如下： 首先，選出所有支路TA的最大變比： 然后，計(jì)算出各支路TA二次電流的折算系數(shù)：TA變比的折算方法如下： 然后，計(jì)算出各支路TA二次電流的 最后，將各支路TA的二次電流乘以折算系數(shù)Knr，得到折算后的二次電流，折算后的二次電流就相當(dāng)于各條支路均是以nTA.max為變比的TA的二次電流。從而，使得TA的變比在微機(jī)母線保護(hù)內(nèi)部折算為相同變比，解決了上述問題。 思考：常規(guī)型保護(hù)也能根據(jù)各自所連接的負(fù)荷功率選擇不同變比的TA嗎？ 最后，將各支路TA的二次電流乘以折算系數(shù)Knr，得到折 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)某個(gè)元件發(fā)生故障，該

7、元件的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘脈沖之后，斷路器卻拒絕動(dòng)作，即斷路器失靈。 后果：可能導(dǎo)致擴(kuò)大事故范圍、燒毀設(shè)備，甚至使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行遭受破壞。 可用方法：用相鄰元件保護(hù)作遠(yuǎn)后備優(yōu)點(diǎn)：簡單，既可作保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的后備，又可作斷路器拒動(dòng)時(shí)的后備。缺點(diǎn)：在高壓電網(wǎng)中靈敏度不高，動(dòng)作時(shí)間也較長。五、斷路器失靈保護(hù)因此，對于比較重要的高壓電力系統(tǒng)，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)某個(gè)元件發(fā)生故障，該元件 斷路器失靈保護(hù)又稱為后備接線，是一種后備保護(hù)。在同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)，當(dāng)斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，它能夠以較短時(shí)限，切除與拒動(dòng)斷路器連接在同一母線上的所有電源支路斷路器，使停電范圍限制到最小的程度

8、。 思考：若5QF拒動(dòng)時(shí)，保護(hù)如何動(dòng)作？ 斷路器失靈保護(hù)又稱為后備接線，是一種后備保護(hù)。在同一發(fā)電 K處發(fā)生故障時(shí)候，5QF拒動(dòng)，裝設(shè)于變電所B的斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作，加速斷開2QF、3QF?？墒构收戏秶恢劣谟绊懙阶冸娝鵄和C。 K處發(fā)生故障時(shí)候，5QF拒動(dòng)，裝設(shè)于變電所B的斷 根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在220500kV電力網(wǎng)中以及110kV電力網(wǎng)的個(gè)別重要部分，可按下列規(guī)定裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)： 線路保護(hù)采用近后備方式且斷路器確有可能發(fā)生拒動(dòng)時(shí)；對于220500kV分相操作的斷路器，可只考慮斷路器單相拒絕動(dòng)作的情況。 線路保護(hù)采用遠(yuǎn)后備方式且斷路器確有可能發(fā)生拒動(dòng)時(shí)。如果由其它線路或變壓器的后備保護(hù)切除

9、故障，將擴(kuò)大停電范圍并引起嚴(yán)重后果時(shí)。 如斷路器和電流互感器之間距離較長，在其間發(fā)生故障不能由該回路主保護(hù)切除，而由其它線路和變壓器后備保護(hù)切除又將擴(kuò)大停電范圍并引起嚴(yán)重后果時(shí)。 根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在220500kV電力網(wǎng)中以及110kV1、動(dòng)作原理 當(dāng)k處發(fā)生故障的時(shí)候，5QF的保護(hù)裝置動(dòng)作后，若5QF拒動(dòng)，而且低電壓元件U動(dòng)作，則“與”門開放，經(jīng)延時(shí)t跳開2QF、3QF。斷路器失靈保護(hù)原理方框圖1、動(dòng)作原理斷路器失靈保護(hù)原理方框圖2、各元件作用（1）起動(dòng)元件：由該組母線上所有引出線（2QF、3QF、5QF）的保護(hù)裝置出口繼電器構(gòu)成。其作用是在發(fā)生斷路器失靈時(shí)啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。（2）低電壓元件

10、U：輔助判別元件，其作用是判斷故障是否已消失。（3）延時(shí)元件t：鑒別是短路故障 還是斷路器失靈。2、各元件作用（1）起動(dòng)元件：由該組母線上所有引出線（2QF3、斷路器失靈保護(hù)的動(dòng)作條件 由于斷路器失靈保護(hù)要跳開一組母線上的所有斷路器，為了提高其可靠性，只有具備下列兩個(gè)條件才允許保護(hù)裝置動(dòng)作： （1）故障引出線的保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作后不返回； （2）在保護(hù)范圍內(nèi)故障仍然存在。當(dāng)母線上引出線較多時(shí)，鑒別元件采用檢查母線電壓的低電壓元件；當(dāng)母線上引出線較少時(shí)，鑒別元件采用檢查故障電流的電流元件。3、斷路器失靈保護(hù)的動(dòng)作條件 鑒別元件采用低電壓元件，其動(dòng)作電壓應(yīng)按最大運(yùn)行方式下線路末端短路時(shí)，有足夠

11、的靈敏度來整定。 延時(shí)元件在引出線保護(hù)動(dòng)作以后才開始計(jì)時(shí)，因此，它的動(dòng)作時(shí)間不需要與其它保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限配合，僅僅需要躲過斷路器跳閘時(shí)間和保護(hù)返回時(shí)間之和。對于220kV斷路器，其跳閘時(shí)間約為4060ms，保護(hù)返回時(shí)間約為100ms，所以延時(shí)元件動(dòng)作時(shí)間可整定為0.30.5s。 鑒別元件采用低電壓元件，其動(dòng)作電壓應(yīng)按最大運(yùn)行方式下線路小結(jié) 1、雙母線系統(tǒng)運(yùn)行靈活，但要求母線保護(hù)不僅能夠判斷出故障是否發(fā)生在雙母線上，而且還要求能判斷是雙母線上哪一段母線的故障，即要求母線保護(hù)要有選擇性。其采取的措施是利用大差動(dòng)啟動(dòng)元件來判斷故障是否發(fā)生在雙母線上，而用兩段母線各裝設(shè)一套小差動(dòng)選擇元件來選擇是哪一段母線故障。因此，能夠滿足雙母線的要求，同時(shí)又不會(huì)限制雙母線系統(tǒng)運(yùn)行靈活的特點(diǎn)。 2、斷路器失靈保護(hù)主要作為斷路器失靈時(shí)的后備保護(hù)，能在斷路