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母线保护讲解之三

 猫二哥 2016-12-04


作者

张   永  国网浙江省电力公司检修分公司


提高母线差动保护动作可靠性措施

         1、CT断线告警

        为提高CT断线灵敏度,增加CT断线告警逻辑,当大差电流大于CT断线告警定值,延时9秒(5秒)发CT断线告警信号,但不闭锁差动保护。电流回路正常后,0.9秒自动恢复正常运行。
         2、CT断线闭锁

        大差电流大于CT断线闭锁定值,延时9秒(5秒)发CT断线告警信号,同时闭锁差动保护。电流回路正常后,0.9秒自动恢复正常运行。(RCS-915装置不能自动恢复正常运行,需复归按钮后,母差保护才能恢复运行)

        CT断线相闭锁差动保护,非断线相不闭锁。防止母线发生其它相故障时母差保护拒动。
        3、母联CT断线

        当与联络开关相连的两段母线小差电流越限,且大差小于0.04In时(大差电流小,小差电流大),报母联CT断线,同时发“母线互联”信号,发生区内故障时,差动保护按照互联逻辑动作出口,不再根据小差电流进行故障母线的选择,直接跳两段母线。

        单纯的母联CT断线不闭锁差动保护。小差变大差。


         4、PT断线告警

        任何一段非空母线电压闭锁元件动作(开放),延时9秒发PT断线告警信号。该段母线的复合电压闭锁元件将一直开放,对其它保护没有影响。电压回路正常后,0.1秒(10秒)自动恢复正常运行。

        PT断线不闭锁母线差动保护,电压判据、电流判据都是分母线进行的。


        问题母线某支路CT断线,保护无法采集到电流,母差保护会不会动作?

        答:正常运行时,某支路CT断线时断线相上差动元件的差动电流是断线相上的负荷电流,差动电流不为零,但由于一般差动元件比率制动特性曲线中的起动电流是按照躲过各连接元件中最大负荷电流整定的,再加上有复合电压闭锁,所以母线差动保护不会误动。

        但是在CT断线期间,如果再发生区外故障,断线相上的差动电流是区外故障时流过保护的短路电流,母线差动保护可能误动(尤其近区故障时,电压闭锁元件会开放)。

        在微机型母差保护中,一般采用差电流越限来判断CT断线(二次回路)。

母线运行方式分析

        1、并列运行

        (1)母联开关合状态。

        (2)无互联及分列压板投入。

        (3)大差比率差动元件采用比率制动系数高值。

        2、分列运行

        (1)分列压板投入或母联开关分状态。

        (2)大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值。

        (3)封母联CT,母联电流不计入小差。

        3“母线互联”方式

        保护装置在母线互联方式下,小差比率差动元件自动退出,不进行故障母线的选择,一旦发生故障同时切除两段母线。

        (1)刀闸位置双跨接

        (2)投入互联压板

        (3)母联CT断线

        倒闸操作:

        (1)可预先投互联压板;

        (2)可预先设定保护控制字中的“强制母联互联”软压板;

        (3)依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作。

断路器失灵保护

        1、断路器失灵

        定义:当输电线路、变压器、母线或其它主设备发生故障,保护装置动作并发出了跳闸命令,但故障设备的断路器拒绝动作跳闸,称之为断路器失灵。

        原因分析:跳闸线圈断线、操动机构故障、油压或气压降低闭锁、控制回路断线或电源消失等。

        影响分析:损坏主设备或引起大火;扩大停电范围;可能使电力系统瓦解。

        2、断路器失灵保护概念

        当系统发生故障,故障元件的保护动作而其断路器失灵拒绝跳闸时,通过故障元件的保护作用于本变电站内相邻断路器跳闸,有条件的还可以利用通道,使远端有关断路器同时跳闸的保护称为断路器失灵保护。

        断路器失灵保护是近后备保护中防止断路器拒动的一项有效措施。

        3、断路器失灵保护原理

        判断断路器失灵的两个主要条件:

        (1)失灵开入接点(有保护跳闸命令,保护动作未返回)

        (2)电流检测元件(故障电流依然存在,任意一相的相电流或零序电流或负序电流)

        注意点:

        (1)手动拉开断路器不能启动断路器失灵保护;

        (2)上述条件只满足一个断路器失灵保护不动作。

        4、断路器失灵保护逻辑框图


        5、失灵启动元件

        (1)失灵开入接点(保护跳闸命令)

        线路支路设置分相和三相跳闸启动失灵开入回路;变压器支路设置三相跳闸启动失灵开入回路

        注意:保护装置检测到“断路器失灵开入”长期误开入,发“运行异常”告警信号(闭锁保护功能)

        (2)电流检测元件(故障电流依然存在)

        线路支路采用相电流、零序电流(或负序电流)“与门”逻辑;变压器支路采用相电流、零序电流、负序电流“或门”逻辑。

        所有支路共用“失灵零序电流定值”和“失灵负序电流定值”。

        6、延时元件

        断路器失灵保护的延时用于确认在这段时间里断路器一直有电流。

        最短动作延时应大于故障设备断路器的跳闸时间(含熄弧时间)与保护继电器的返回时间之和,以确认断路器中还有电流确实是由于断路器失灵引起的。

        短延时跳母联断路器(0.2s);长延时跳对应母线连接元件(0.4s)。

        7、母线运行方式识别元件

        用于确定失灵断路器接在哪条母线上,从而决定失灵保护去切除哪条母线。

        利用隔离开关辅助触点来判断所连接母线。


        8、复合电压闭锁元件

        断路器失灵保护同母线差动保护类似,也需要经过复合电压闭锁。

        失灵解复压闭锁元件

        为解决变压器或发变组断路器失灵保护电压灵敏度不足问题,对于变压器或发变组支路,设置“主变失灵解复压闭锁”开入。当该支路“主变失灵解复压闭锁”条件满足时,解除该支路失灵保护电压闭锁,保证失灵保护可靠动作。

        注意点:保护装置检测到“失灵解闭锁”长期误开入,发“运行异常”告警信号(不闭锁保护功能)


         9、提高断路器失灵保护可靠性

        保护动作后将跳开母线上各连接元件,影响面大,要求其十分可靠。

        (1)失灵启动元件中不能使用非电量保护的出口接点,因为非电量保护动作后不能快速自动返回,容易造成保护误动。

        (2)相电流判别元件的动作时间和返回时间要快,均不应大于20ms;

        (3)双母线接线方式下,失灵保护复合电压闭锁元件应设置两套,分别来自不同段母线的PT;为了确保失灵保护可靠切除故障,复合电压闭锁元件有1秒的延时返回时间。

        10、线路故障,线路开关拒动

        L1线路发生故障,线路保护动作跳L1断路器,断路器拒动,L1断路器失灵保护动作,第一时限跳母联ML,第二时限跳Ⅰ母上所有支路开关L3, Ⅱ 母正常运行。


        11、主变故障,主变开关拒动

        主变发生故障,主变保护动作跳三侧断路器,中压侧L1断路器拒动,L1断路器失灵保护动作,第一时限跳母联ML,第二时限跳Ⅰ母上所有支路开关L3, Ⅱ 母正常运行。


        12、母线故障,主变开关拒动

        Ⅰ母线发生故障,Ⅰ母母差保护动作跳L1、L3及母联断路器,主变中压侧L1断路器拒动,L1断路器失灵保护动作,联跳主变三侧断路器。


        13、母线故障,线路开关拒动

        Ⅰ母线发生故障,Ⅰ母母差保护动作跳L1、L3及母联断路器,线路本侧L1断路器拒动?

        Ⅰ母母差保护动作同时会发远跳命令,通过对侧线路保护动作跳开对侧断路器L4。

        不会启动L1断路器失灵保护(无意义)。


母联失灵保护

        母线并列运行,当保护向母联开关发出跳闸命令后,母联开关由于某种原因拒动,母联CT有电流,判为母联开关失灵。母联失灵过流元件持续动作,经整定的母联失灵延时,则母联失灵保护经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线各支路。(母联跳闸时间+保护返回时间+裕度时间)

        注意点:

        (1)只有母联开关作为联络开关时,才启动母联失灵保护;

        (2)母联失灵保护固定投入(不需要硬压板、软压板、控制字整定)



母联死区保护

         当故障发生在母联开关与母联CT之间时,母联开关已经跳开而母联CT仍有故障电流,处于CT侧母线小差的死区(不满足动作条件),为提高保护动作速度,设置了母联死区保护。

        母联死区保护经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线。

        1、母联合位死区

        母联并列运行(联络开关合位)时,发生母联死区故障,母线差动保护动作切除一段母线及母联开关,装置检测母联开关处于分位后经150ms延时确认分裂状态,母联CT电流不再计入小差电流,由差动保护切除母联死区故障。

        2、母联分位死区

        母线分列运行时母联开关与母联CT之间发生故障,由于母联开关分闸位置已经确认,母联CT电流不计入小差电流,故障母线差动保护满足动作条件,直接切除故障母线,避免了故障切除范围的扩大。

        注意点:分列运行状态下,如果联络开关有电流(大于0.04In)持续超过2秒,装置解除该联络开关的分列运行状态,母联CT电流重新计入小差电流回路。

        母联死区保护延时(150ms)一般比母联失灵保护时间(200ms)短。

(未完待续)

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