2015電專業(yè)保護課件

母線保護母線保護概述母線差動保護母聯(lián)死區(qū)保護、母聯(lián)失靈保護、母聯(lián)充電保護、母聯(lián)過流保護非全相運行保護斷路器失靈保護概述1、母線故障類型主要有：單相接地和相間短路故障。2、對電流互感器的要求：母線保護應接在專用TA二次回路中，且要求該回路中不接入其他設備的保護裝置或測量表計，且安裝位置應盡量靠近線路或變壓器一側。3、樞紐變電站母線裝置中包含的類別：220kV:母差、母聯(lián)相關保護（4種）、斷路器失靈保護。500kV：母差保護，斷路器失靈保護往往置于斷路器保護中。220kV及以上電壓等級的母線保護應當實現雙重化。概述4、與其他保護及自動裝置的配合A母線保護動作、失靈保護動作后，對閉鎖式保護作用于縱聯(lián)保護停信；對允許式保護作用于縱聯(lián)保護發(fā)信；當在斷路器與TA之間發(fā)生短路故障或母線上故障斷路器失靈時，可使線路對側的縱聯(lián)保護動作于跳閘，但在3/2接線方式中不能采用(母線保護動作的接點不能接到“其他保護動作”的開關量輸入端子上）。概述故障發(fā)生在斷路器與TA之間若M側母線是3/2接線，母線保護動作后不能采取停信措施。當母線故障時，母線保護動作停掉邊斷路器，中斷路器仍在合閘位置，本線路還可以繼續(xù)運行，對端斷路器不應跳閘。概述B閉鎖線路重合閘母線故障一般為永久性故障C起動斷路器失靈保護c1、在母線發(fā)生短路而某一斷路器失靈時；c2、3/2接線，故障點在斷路器與TA之間時。母差保護原理III母線大差比率差動用于判別母線區(qū)內和區(qū)外故障，小差比率差動用于故障母線的選擇采用比率制動原理：TA極性雙母線或單母線分段母差保護邏輯框圖起動元件電壓工頻變化量元件

當兩條母線上任一相電壓工頻變化量大于門坎值時，電流工頻變化量元件

當相電流工頻變化量大于門坎值時，差流越限元件

當某一相大差元件測量差流大于某一值時，起動元件動作后，均將動作展寬0.5s差動元件常規(guī)比率差動元件動作判據為：差動元件動作特性曲線大差比例差動元件的比率制動系數有高低兩個定值。母聯(lián)開關處于合閘位置以及投單母或刀閘雙跨時大差比率差動元件采用比率制動系數高值，而當母線分列運行時自動轉用比率制動系數低值。小差比例差動元件則固定取比率制動系數高值。工頻變化量比例差動元件動作判據：K‘為工頻變化量比例制動系數，母聯(lián)開關處于合閘位置以及投單母或刀閘雙跨時K’取0.75，而當母線分列運行時則自動轉用比率制動系數低值，小差則固定取0.75；△Ij為第j個連接元件的工頻變化量電流；△DIT為差動電流起動浮動門坎；DIcdzd為差流起動的固定門坎,由Icdzd得出。復式比率差動元件GOTOP14

復式比率差動判據動作表達式：IdIr-IdIdsetKr注意事項:比率制動斜率過原點。差動2個判據同時滿足認為動作條件滿足。任一起動條件滿足進入此邏輯判斷。電流互感器飽和問題問題的實質：TA鐵芯的非線性研究的方法：由專業(yè)互感器生產廠用與一次電流互感器相同的材料制作了截面積小的易飽和電流互感器，通過大量的試驗對電流互感器的飽和特性進行定量的研究。影響電流互感器正確傳變的因素1．二次負載2．一次電流的大小3．一次電流非周期分量的大小4．一次電流非周期分量的衰減時間常數5．電流互感器鐵芯剩磁的大小電流互感器飽和問題電流20In，無非周期分量電流40In，無非周期分量電流93In，無非周期分量電流20In，時間常數180ms（89°）短路角60°電流20In，時間常數180ms（89°）短路角30電流20In，時間常數60ms（87°）電流20In，時間常數180ms（89°）電流20In，時間常數260ms（89.3°）電流40In，時間常數260ms（89.3°）電流互感器飽和問題結論１ 由于電流互感器存在角差，因此即使一、二次電流有效值的差不大于10％，它所引起的差流也往往會大于一次電流的10％。

電流互感器飽和問題結論２ 一次電流越大，其飽和時波形畸變得越厲害，因而在差動保護中所引起的差電流越大；但即使一次電流達到100多倍額定電流，其二次電流也不會為零。 電流互感器飽和問題結論３ 當一次電流含有很大的非周期分量且衰減時間常數較長時，即使穩(wěn)態(tài)電流倍數滿足10％誤差曲線，但在暫態(tài)過程中，尤其是在起始的2～3個周波之內，二次電流會出現嚴重的缺損，從而引起的很大的差電流。電流互感器飽和問題結論4 故障起始電流互感器總有一段正確傳變時間，一般情況下大于2ms。電磁式TA（CT）飽和的特點a．無論一次電流有多大，在系統(tǒng)發(fā)生故障瞬間，CT不可能同時發(fā)生飽和。從故障發(fā)生到CT飽和至有1/4周波的時間，CT能正確傳變一次電流。b.CT進入飽和后,二次電流波形出現畸變、缺損，但在一次電流過零點附近，飽和CT二次側仍有一個線性傳變區(qū)。TA（CT）飽和對母線保護的影響區(qū)外故障時，將造成保護誤動；區(qū)內故障時，會影響差動元件的靈敏度。TA飽和鑒別元件同步識別法相量和的電流變化量與標量和的電流變化量同時出現，認為是區(qū)內故障開放差動保護。自適應阻抗加權抗TA飽和法利用故障后TA即使飽和也不是短路后立即飽和的原理。設有工頻變化量差動元件△BLCD(動作電流是各連接元件電流相量和的變化量，制動電流是各連接元件電流標量和的變化量）、工頻變化量阻抗元件△Z（母線電壓的變化量與個連接元件電流相量和的變化量的比值）、工頻變化量電壓元件△U（反應所在母線電壓變化量的元件）。三元件按相設置。△U是開放元件。區(qū)內故障：三元件同時動作，區(qū)外故障：△U先動作，另兩元件沒有動作，等到TA飽和后兩元件才動作?；诓蓸又档闹貜投啻闻袆e法即使TA飽和，在一次故障電流過零點附近也存在一、二次電流線性傳變區(qū)。諧波制動原理用諧波制動可以防止區(qū)外故障TA飽和誤動，輔以線性傳變區(qū)內故障與區(qū)外故障差流不同判據，動作時間長。電壓閉鎖元件判據：模擬：復合電壓閉鎖元件的接點分別串聯(lián)在差動元件出口繼電器的各出口接點回路中。微機：軟件閉鎖。母差、斷路器失靈、母聯(lián)死區(qū)、母聯(lián)失靈要經復合電壓閉鎖，但跳母聯(lián)或分段斷路器時不經閉鎖，母聯(lián)充電、母聯(lián)過流不經閉鎖。500kV采用3/2接線方式，不用復壓閉鎖。邏輯或TA斷線閉鎖正常運行時不會誤動；（起動電流、復壓閉鎖）斷線期間發(fā)生區(qū)外短路時保護可能誤動。1、對于大型發(fā)電機變壓器TA（變比大）斷線不閉鎖差動保護；2、母差保護閉鎖TA斷線檢查1）大差電流大于TA斷線整定值IDX，延時5秒發(fā)TA斷線報警信號。2）大差電流小于TA斷線整定值IDX，兩個小差電流均大于IDX時，延時5秒報母聯(lián)TA斷線，當母聯(lián)代路時不進行該判據的判別。3）如果僅母聯(lián)TA斷線不閉鎖母差保護，但此時自動切到單母方式，發(fā)生區(qū)內故障時不再進行故障母線的選擇。由大差電流判出的TA斷線閉鎖母差保護（其它保護功能不閉鎖）。需按屏上復歸按鈕復歸TA斷線報警信號，母差保護才能恢復正常運行。4）當母線電壓異常（母差電壓閉鎖開放）時不進行TA斷線的檢測。5）任一支路3I0>0.25Iфmax+0.04In時延時5秒發(fā)該支路TA異常報警信號，對于母聯(lián)支路發(fā)母聯(lián)不平衡異常報警信號，該判據可由控制字選擇退出。TV斷線檢查1）起動元件不起動，母線負序電壓3U2大等于12V，判TV一相、兩相斷線，延時1.25秒報該母線TV斷線。2）起動元件不起動，母線三相電壓幅值之和（|Ua|+|Ub|+|Uc|）小于Un，且母聯(lián)或任一出線的任一相有電流（>0.04In）判三相斷線，延時1.25秒延時報TV斷線。3）檢測出TV二次斷線不閉鎖保護但退出復合電壓閉鎖。母線運行方式的識別利用隔離開關的輔助接點來識別母線運行方式。將隔離開關的輔助接點作為開入量接到保護裝置。隔離開關的輔助接點損壞時，可用刀閘模擬盤上的強制開關的接點代替。大差元件比率制動系數的自動調整當兩條母線分裂運行時，若母線上發(fā)生故障，大差元件的動作靈敏度要降低。自動降低大差元件的比率制動系數。保護配置母線死區(qū)保護母聯(lián)失靈保護母線充電保護母聯(lián)過電流保護

母聯(lián)死區(qū)保護死區(qū)原因母聯(lián)死區(qū)保護若母聯(lián)開關和母聯(lián)TA之間發(fā)生故障，斷路器側母線跳開后故障仍然存在，正好處于TA側母線小差的死區(qū)，為提高保護動作速度，專設了母聯(lián)死區(qū)保護。本裝置的母聯(lián)死區(qū)保護在差動保護發(fā)母聯(lián)跳令后，母聯(lián)開關已跳開而母聯(lián)TA仍有電流，且大差比率差動元件及斷路器側小差比率差動元件不返回的情況下，經死區(qū)動作延時Tsq跳開另一條母線。為防止母聯(lián)在跳位時發(fā)生死區(qū)故障將母線全切除，當兩母線都有電壓且母聯(lián)在跳位時母聯(lián)電流不計入小差。母聯(lián)TWJ為三相常開接點（母聯(lián)開關處跳閘位置時接點閉合）串聯(lián)。母聯(lián)死區(qū)保護母聯(lián)失靈保護當保護向母聯(lián)發(fā)跳令后，經整定延時母聯(lián)電流仍然大于母聯(lián)失靈電流定值時，母聯(lián)失靈保護經兩母線電壓閉鎖后切除兩母線上所有連接元件。通常情況下，只有母差保護和母聯(lián)充電保護才起動母聯(lián)失靈保護。當投入“投母聯(lián)過流起動母聯(lián)失靈”控制字時，母聯(lián)過流保護也可以起動母聯(lián)失靈保護。如果希望通過外部保護啟動本裝置的母聯(lián)失靈保護，應將系統(tǒng)參數中的“投外部起動母聯(lián)失靈”控制字置1。裝置檢測到“外部起動母聯(lián)失靈”開入后，經整定延時母聯(lián)電流仍然大于母聯(lián)失靈電流定值時，母聯(lián)失靈保護經兩母線電壓閉鎖后切除兩母線上所有連接元件。該開入若保持10S不返回，裝置報“外部起動母聯(lián)失靈長期起動”，同時退出該起動功能。母聯(lián)失靈保護母線死區(qū)及失靈保護母聯(lián)失靈與母線死區(qū)共同之處：故障點在母線上，跳母聯(lián)斷路器經延時后，大差元件不返回，且母聯(lián)TA仍有電流，跳兩段母線?？晒灿靡惶妆Ｗo邏輯。母聯(lián)充電保護當任一組母線檢修后再投入之前，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)充電保護，當被試驗母線存在故障時，利用充電保護切除故障。母聯(lián)充電保護有專門的起動元件。在母聯(lián)充電保護投入時，當母聯(lián)電流任一相大于母聯(lián)充電保護整定值時，母聯(lián)充電保護起動元件動作去控制母聯(lián)充電保護部分。當母聯(lián)斷路器跳位繼電器由“1”變?yōu)椤?”或母聯(lián)TWJ=1且由無電流變?yōu)橛须娏?大于0.04In)，或兩母線變?yōu)榫须妷籂顟B(tài)，則開放充電保護300ms，同時根據控制字決定在此期間是否閉鎖母差保護。在充電保護開放期間，若母聯(lián)電流大于充電保護整定電流，則將母聯(lián)開關切除。母聯(lián)充電保護不經復合電壓閉鎖。另外,如果希望通過外部接點閉鎖本裝置母差保護，將“投外部閉鎖母差保護”控制字置1。裝置檢測到“閉鎖母差保護”開入后，閉鎖母差保護。該開入若保持1s不返回，裝置報“閉鎖母差開入異?！?，同時解除對母差保護的閉鎖。充電保護充電保護投入期間閉鎖母差保護的原因：1、在母聯(lián)充電于母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間故障時，由于母聯(lián)TWJ已返回，母聯(lián)TA的電流引入小差的計算，將引起運行母線的差動保護動作而將其切除。2、若母聯(lián)斷路器合閘時，主觸頭先閉合而TWJ的接點后返回，母聯(lián)TA電流不引入小差的計算，主觸頭閉合時又合閘于故障母線，運行母線的差動動作，誤將運行母線各斷路器跳開。母聯(lián)充電保護母聯(lián)過流保護當利用母聯(lián)斷路器作為線路的臨時保護時可投入母聯(lián)過流保護。母聯(lián)過流保護有專門的起動元件。在母聯(lián)過流保護投入時，當母聯(lián)電流任一相大于母聯(lián)過流整定值，或母聯(lián)零序電流大于零序過流整定值時，母聯(lián)過流起動元件動作去控制母聯(lián)過流保護部分。母聯(lián)過流保護在任一相母聯(lián)電流大于過流整定值，或母聯(lián)零序電流大于零序過流整定值時，經整定延時跳母聯(lián)開關，母聯(lián)過流保護不經復合電壓元件閉鎖。母聯(lián)過流保護XB為母聯(lián)過流保護投退壓板（或控制字）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三相。非全相保護由母聯(lián)TWJ和HWJ接點起動，并可采用零序和負序電流作為動作的輔助判據。在母聯(lián)非全相保護投入時，有THWJ開入且母聯(lián)零序電流大于母聯(lián)非全相零序電流定值，或母聯(lián)負序電流大于母聯(lián)非全相負序電流定值，經整定延時跳母聯(lián)開關。母聯(lián)非全相保護斷路器失靈保護斷路器失靈事故擴大示意圖近后備保護，縮短故障切除時間并在一定程度上減少停電范圍。斷路器失靈保護判斷斷路器失靈的兩個條件：1、有保護對該斷路器發(fā)過跳閘命令；（相應的保護出口繼電器接點閉合）2、該斷路器在一段時間里一直有電流。手動跳斷路器時不能起動失靈保護失靈保護邏輯框圖失靈起動元件線路支路失靈起動元件邏輯框圖起動元件包括來自線路保護或者變壓器保護的跳閘接點和判斷仍有電流的電流元件。失靈起動元件變壓器支路失靈起動元件邏輯框圖保護配置保護啟動元件配置1.母線電壓突變量元件2.母線的“和電流”突變量元件及“差電流”越限

“和電流”是指母線上所有連接元件電流的絕對值之和。“差電流”