500KV母線保護解析課件

1、500KV母線保護第1頁，共31頁。一、500KV母線保護的配置 3/2接線的兩段母線分別裝設(shè)保護 每段母線保護雙重化 配置差動保護 一般不裝設(shè)閉鎖裝置 配有斷路器失靈保護上一張第2頁，共31頁。500KV母線II500KV母線I失靈保護失靈保護母差1出口跳圈Y1跳圈Y2跳圈Y1跳圈Y2母差1出口母差2出口母差2出口+-直流I直流I直流II直流II上一張第3頁，共31頁。二、500KV母線保護的要求 區(qū)外故障不動作 區(qū)內(nèi)故障靈敏性和快速性好 與其它自動裝置配合可靠一般選擇帶制動特性的母差保護數(shù)字式模擬式上一張第4頁，共31頁。500KV母線保護的要求 無倒閘操作，無需運行方式的識別 無充電保護

2、 無互聯(lián)狀態(tài) 無需電壓閉鎖元件500KV母線與220KV母線保護比較500Kv一般3/2接線，220Kv以雙母線類型較多上一張第5頁，共31頁。三、比率制動特性母線差動保護原理分析設(shè)3/2接線的母線上有m個串，即m個連接元件m個連接元件的電流和的絕對值即為差動電流：I1I2Im500KV母線I差動電流設(shè)各電流的方向指向母線為正，理想下：流出母線的電流（為負(fù)）與流入母線的電流（為正）相等 故 Id = 0母線故障故障：上一張正常及外部故障：所有電流同相 故 Id = Ik （故障點的短路電流）第6頁，共31頁。帶制動特性母線保護原理分析動作判據(jù)制動電流 Ir 選?。翰粠е苿犹匦詭е苿犹匦訧d I

3、DId K Ir + I0差動定值制動電流制動系數(shù)Id K IrId I0或最小動作值 所有支路中最大電流：最大制動方式 各支路電流的絕對值之和：絕對值之和制動方式 制動電流中含有差動電流：復(fù)合制動方式上一張第7頁，共31頁。帶制動特性母線保護原理分析制動電流 設(shè)其判據(jù)為Id K Ir + I0絕對值之和制動方式討論其中差動電流 上一張I0I0= 0制動區(qū)動作區(qū)IrId0ID無制動正常及外部故障時：各電流必然有正有負(fù) ， Id = 0 ， Ir Id，判據(jù)不成立 母線上發(fā)生故障時：各電流均為正(同相) ， Id = Ir， I0很小，合理選取制動系數(shù)K 可使判據(jù)成立，保護動作0.30.8返回第

4、8頁，共31頁。四、REB103上一張 可作為母線保護裝置的一部分，也可以作為單獨裝置 比率制動特性母線差動保護和斷路器失靈保護 可反映相間和接地故障 差動保護的動作定值較低，靈敏性好 動作速度快，從故障到輸出跳閘脈沖約6-9ms 外部故障TA飽和時，可靠不誤動 可以使用不同變比和特性的TA適用于不同的主接線方式，最大可達9個間隔第9頁，共31頁。(一)保護柜上一張第10頁，共31頁。（二）差動繼電器電原理圖上一張.分析制動差動KDRL1L2LmTA2TAmTA1V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2RS1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1

5、IC2IC3.其中 RS1=RS2V1行為第11頁，共31頁。上一張 TA1Tam電流互感器，其變比為nTA T1Tm 輔助變流器，其變比為 k TD 中間變流器，其變比為kd KDR 差動繼電器的執(zhí)行元件， KSR 起動繼電器 綜合變比 n =k / nTA原理圖第12頁，共31頁。（三）差動繼電器原理分析上一張 T1Tm為輔助變流器，其輸出電流I1 Im分別正比于連接 元件電流II IM。即I1 = n II , Im = nIM，n為綜合變比 電流I1 Im分別經(jīng)二極管V3、V4和V5、V6及V7、V8全波 整流，在RS1+RS2 = RS上形成制動電壓UR 以電流I1為例正半周時： T

6、1 V4 K RS2 RD11 TD KSR N負(fù)半周時： T1 V3 L RS1 RD11 TD KSR N所以，在RS1+RS2上形成全波整流電壓，即為制動電壓URn = k / nTA原理圖第13頁，共31頁。制動電壓上一張制動電壓用平均電壓表示為因有，故有可見該差動元件采用絕對值之和的制動方式原理圖第14頁，共31頁。差動電壓上一張在 N 接點上有電流關(guān)系動作電流原理圖Id經(jīng)過TD變換后，得IC3，在RD3上形成動作電壓 UDKDR的動作方程UD UR U0KDR的動作電壓第15頁，共31頁。差動電流判據(jù)上一張UD UR U0 U0即：Id K I r I0制動系數(shù)若忽略執(zhí)行元件的門檻

7、值U0，則 I0 = 0判據(jù)第16頁，共31頁。（四）動作行為分析上一張原理圖該保護原理基于以下準(zhǔn)則 在電流互感器不飽和時，測量回路各單元電流之和在正常及 母線外部故障時為0；在母線內(nèi)部故障時為各短路電流之和 電流互感器嚴(yán)重飽和時，其二次回路阻抗極?。ㄐ‰娮瑁?二次輸出電流為0（a圖） 對母線內(nèi)部故障，空載線路的電流互感器阻抗極大（b圖）一次Z1Z2Z二次I1I2=0I極小極大(a)Z1Z2Z一次二次I2=0(b)極大I1=0第17頁，共31頁。上一張原理圖I1I2Im500KV母線TAmI1I2Im=0500KV母線TAm負(fù)荷支路Z1Z2Z二次I1I2=0I極小極大(a)Z1Z2Z一次二次

8、I2=0(b)極大I1=0第18頁，共31頁。動作行為分析上一張母線外發(fā)生故障，TA不飽和 0，很大,判據(jù)不成立，繼電器不動作母線上發(fā)生故障，TA不飽和連接元件的電流同相，Id=Ir,判據(jù)成立，繼電器可靠動作母線外發(fā)生故障，故障支路TA嚴(yán)重飽和設(shè) m支路外部 F點故障，TAm飽和，Im=0， Tm 二次看其等值阻抗極小，用 Rm表示等值圖系統(tǒng)圖由等值圖， Ir經(jīng)過RS2后，分兩路IL經(jīng)RS1、V7、Rm成回路，該回路阻抗小， IL大Id經(jīng)RD11、TD、KSR成回路，因 RD11大， Id小故：動作量 制動量 繼電器可靠不動作第19頁，共31頁。外部故障系統(tǒng)分析圖L1L2LmTA2TAmTA1

9、V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2RS1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1IC2IC3.KDRF上一張第20頁，共31頁。外部故障等值電路圖V3T2T1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rILm支路外部故障，等值電路圖上一張外部第21頁，共31頁。動作行為分析上一張母線上發(fā)生故障，TA不馬上飽和系統(tǒng)圖設(shè) m支路為負(fù)荷支路，且空載，Im=0， 從TAm及 Tm 二次看其等值阻抗極大，仍用 Rm表示設(shè) 其它支路為有源支路，TA尚未飽和，IL小，Id大，動作量大于制動量，繼電器可靠動作V3T2T

10、1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rIL第22頁，共31頁。動作行為分析上一張系統(tǒng)圖斷線監(jiān)視元件AR：TA斷線時AR動作 第23頁，共31頁。（五）差動保護內(nèi)部邏輯上一張DRAARASRADRBARBSRBDRBARBSRBSRSR1SRSR1SRSR11差動11A 相信息B 相信息C 相信息跳閘告警復(fù)位ALAALAALAALM第24頁，共31頁。（五）差動保護內(nèi)部邏輯上一張1告警0 5s1RL+SRRL+BlockReset閉鎖ARAARBARC復(fù)位ALM第25頁，共31頁。上一張（六）面板圖第26頁，共31頁。面板圖上一張運行燈三相跳閘信號

11、三相TA短線告警啟動信號母差動作信號閉鎖信號手動閉鎖按鈕信號復(fù)歸按鈕啟動元件定值電流回路斷線定值第27頁，共31頁。面板圖上一張In service （運行信號）正常運行閃爍1Hz閃爍3Hz（裝置小故障已消失）（裝置致命故障）退出運行裝置輕微故障：CPU自動重起，信號燈1Hz閃爍裝置嚴(yán)重故障：輕微故障，CPU重起1s后，故障仍然存在，保護退出，3Hz閃爍退出運行： 保護CPU不能正常運行，裝置失電第28頁，共31頁。面板圖上一張電流回路斷線告警L1（A相） 電流回路斷線5 s 鐘后，告警燈亮 每相給出黃色信號并自保持，直至手動復(fù)歸 差動繼電器DR和啟動繼電器SR動作后，給出 紅色信號并自保持，直至手動復(fù)歸L2（B相）L3（C相）L1（A相）L2（B相）L3（C相）跳閘信號面板圖第29頁，共31頁。面板圖上一張啟動信號L1（A相）啟動繼電器SR動作后，該燈亮，發(fā)黃色信號 該信號在試驗期間使用，不能自保持L2（B相）L3（C相）L1（A相）L2（B相）L3（C相