電力系統(tǒng)失靈及死區(qū)保護

1、電力系統(tǒng)失靈及死區(qū)保護第1頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四 目 錄第一章 220KV系統(tǒng)失靈和死區(qū)保護 1.1 220KV系統(tǒng)斷路器失靈保護 1.2 220KV系統(tǒng)母聯(lián)開關的失靈保護 1.3 220KV系統(tǒng)母聯(lián)開關的死區(qū)保護 1.4 220KV系統(tǒng)線路開關的死區(qū)保護第二章 500KV系統(tǒng)失靈和死區(qū)保護 2.1 500KV系統(tǒng)斷路器失靈保護 2.2 南方電網500KV系統(tǒng)失靈保護跳閘回路(RCS921) 2.3 華東電網500KV系統(tǒng)失靈保護跳閘回路(RCS921) 2.4 500KV系統(tǒng)斷路器死區(qū)保護第2頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四第一章

2、 220KV系統(tǒng)失靈和死區(qū)保護第3頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四1.1 220KV系統(tǒng)斷路器失靈保護第4頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV斷路器失靈保護由母線保護完成(以RCS915為例)，分為線路保護起動失靈和變壓器保護起動失靈。 線路保護起動失靈由線路保護的分相跳閘接點起動，失靈保護跳閘時判復壓元件。 變壓器保護起動失靈由三跳接點起動，為了保證變壓器低壓側故障失靈保護能可靠動作，失靈保護要解除復壓閉鎖元件。第5頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV系統(tǒng)斷路器失靈保護原理如果 變壓器內故障3斷路器失靈

3、，假如沒有斷路器失靈保護，2、9線路保護段或段跳閘， 變壓器后備保護動作跳變壓器。加長了故障切除時間并造成變電站全停。用斷路器失靈保護切除5、8斷路器可保留母繼續(xù)運行又加快了故障切除時間。斷路器失靈保護判據(jù)為：有保護對該斷路器發(fā)過跳閘命令，但該斷路器依然有電流，經延時跳母聯(lián)及該斷路器所在母線。第6頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四斷路器失靈保護接入方式斷路器失靈保護的接入方式：接入方式接入的量只是其它保護跳閘接點閉合的信息，判斷該斷路器是否有電流、是否有負序或零序電流、該連接元件接在哪條母線、以及復合電壓閉鎖和計延時工作都由本裝置完成。第7頁，共41頁，2022年，5月

4、20日，18點13分，星期四220KV系統(tǒng)斷路器失靈保護起動方式斷路器失靈保護由各連接元件保護裝置提供的保護跳閘接點起動(后附邏輯圖)。輸入本裝置的跳閘接點有兩種：(1)線路支路開關失靈： 由分相跳閘接點起動(邏輯圖中虛框1所示)，分別對應元件2、3、4、5、7、8、9、10、12、13、14、15、17、18、19、20的跳A、跳B、跳C，通常與線路保護連接，當失靈保護保護檢測到此接點動作時，若該元件的對應相電流大于失靈相電流定值（或零序電流大于零序電流定值、或負序電流大于負序電流定值，零序、負序判據(jù)可整定投退），則經過失靈保護電壓閉鎖起動失靈保護；第8頁，共41頁，2022年，5月20日，

5、18點13分，星期四(2)元件支路開關失靈： 每個元件都有的三跳接點Ts，當失靈保護檢測到此接點動作時，若該元件的任一相電流大于失靈相電流定值（或零序電流大于零序電流定值、或負序電流大于負序電流定值，零序、負序判據(jù)可整定投退），則經過失靈保護電壓閉鎖起動失靈保護。失靈保護起動后經跟跳延時再次動作于該線路斷路器，經跳母聯(lián)延時動作于母聯(lián)，經失靈延時切除該元件所在母線的各個連接元件。 變壓器支路失靈，要跳變壓器各側開關，跳閘由非電量保護完成，跳閘路徑如下圖，母線保護發(fā)聯(lián)跳接點到RCS974非電量保護裝置，RCS974把這個跳閘信號看做一個非電量信號，去聯(lián)跳變壓器各側開關。 起動失靈及跳閘接線如下圖：

6、第9頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV斷路器失靈保護電壓閉鎖判據(jù)復壓元件由以下三個電壓元件組成，為或的關系： UUsl 3U0U0sl U2U2sl 其中U為相電壓，3U0為三倍零序、U2為負序相電壓，Usl 為相電壓閉鎖定值，U0sl和U2sl分別為零序、負序電壓閉鎖定值。以上三個判據(jù)任一動作時，電壓閉鎖元件開放。 當用于中性點不接地系統(tǒng)時，將“投中性點不接地系統(tǒng)”控制字投入，此時電壓閉鎖元件的判據(jù)為 Ul Usl；U2U2sl（其中Ul為線電壓，Usl為線電壓閉鎖值）。 考慮到主變低壓側故障高壓側開關失靈時，高壓側母線的電壓閉鎖靈敏度有可能不夠，因此可通過

7、控制字選擇主變支路跳閘時失靈保護不經電壓閉鎖，這種情況下應同時將另一付跳閘接點接至解除失靈復壓閉鎖開入，該接點動作時才允許解除電壓閉鎖。該開入若保持10s不返回，裝置報“保護板管理板DSP2長期起動”，同時解除電壓閉鎖功能暫時退出。 第10頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四 斷路器失靈保護邏輯框圖第11頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四1.2 220KV系統(tǒng)母聯(lián)開關的失靈保護第12頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV系統(tǒng)母聯(lián)開關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

8、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(shù)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。 第13頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV母聯(lián)開關失靈保護母故障，母

9、的差動保護跳母聯(lián)及母上的所有斷路器。如果母聯(lián)斷路器失靈希望母聯(lián)失靈保護跳母上的所有斷路器。母聯(lián)失靈保護由下述幾部分構成： 保護動作跳母聯(lián)開關同時起動失靈保護。 母聯(lián)任一相仍一直有電流（大于母聯(lián)失靈電流定值 ）。 同時滿足上述兩條件的時間大于整定的時間（母聯(lián)失靈延時時間 ）。 再經兩個母線電壓閉鎖（與）后切除兩母線上的所有連接元件。第14頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV母聯(lián)形狀失靈保護邏輯框圖 第15頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四1.3 220KV母聯(lián)開關的死區(qū)保護第16頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四22

10、0KV母聯(lián)死區(qū)保護死區(qū)內故障 母各斷路器跳閘后故障并未切除， 母各斷路器由母聯(lián)失靈保護動作時間又太長，希望由母聯(lián)死區(qū)保護去切除。母聯(lián)死區(qū)保護在滿足下述條件（與）時發(fā)另一母線的跳閘命令： 母線差動保護發(fā)過II母線的跳令。 母聯(lián)開關已跳開（TWJ由01）。 母聯(lián)TA任一相仍有電流。 大差差動元件及II母小差差動元件動作后一直不返回。 達到死區(qū)動作延時 。第17頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV分裂運行母線母聯(lián)死區(qū)保護 為防止雙母線分列運行（母聯(lián)斷路器在跳位）情況下在死區(qū)范圍內發(fā)生故障時，由于母差保護和母聯(lián)死區(qū)保護動作造成兩條母線全切除的嚴重后果，采取如下措施： 當

11、檢測到母聯(lián)斷路器在跳位( )且兩條母線均有電壓時，母聯(lián)電流不再計入兩條母線小差的計算內。此時如果在死區(qū)范圍內發(fā)生故障，大差及TA側小差能動作跳TA側母線，斷路器側由于小差不動不會跳閘，保留了斷路器側母線的正常工作第18頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四220KV母聯(lián)死區(qū)保護邏輯框圖 第19頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四1.4 220KV線路開關的死區(qū)保護第20頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四(一) RCS931光纖差動保護的死區(qū)保護如圖示故障發(fā)生在TA和斷路器之間，這時對RCS931來說是區(qū)外故障，差動保護不動作。這

12、時母差保護RCS915動作跳本側開關，同時915發(fā)遠跳信號給931，去跳對側開關，來切除死故障。第21頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四母線保護動作發(fā)信： 如下圖所示的短路發(fā)生在斷路器與TA之間時，對RCS902光纖距離保護來說是區(qū)外故障，RCS902縱聯(lián)距離保護不動作。此時RCS915母線保護動作，跳本側開關，但是對側開關沒有跳，故障沒有切除。 RCS902保護裝置上有其它保護動作發(fā)信的開入量端子。一般此開入接點接的是母線保護動作接點。RCS902保護裝置檢查到此接點閉合后立即發(fā)信，對側RCS902收到這個允許信號，同時正方向元件又滿足，所以N側RCS902主保護動作

13、跳閘，把N側開關跳開，故障切除。(二) RCS902光纖距離保護的死區(qū)保護第22頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四母線保護動作停信： 如下圖所示的短路發(fā)生在斷路器與TA之間時，對RCS902高頻距離保護來說是區(qū)外故障，RCS902高頻距離保護不動作。此時RCS915母線保護動作，跳本側開關，但是對側開關沒有跳，故障沒有切除。 RCS902保護裝置上有其它保護動作停 信的開入量端子。一般此開入接點接的是母線保護動作接點。RCS902保護裝置檢查到此接點閉合后立即停信，對側RCS902收不到這個閉鎖信號，同時正方向元件又滿足，所以N側RCS902主保護動作跳閘，把N側開關跳

14、開，故障切除。(三) RCS902高頻距離保護的死區(qū)保護第23頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四第二章 500KV系統(tǒng)失靈和死區(qū)保護第24頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四2.1 500KV系統(tǒng)斷路器失靈保護第25頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四 500KV系統(tǒng)接線圖如下：第26頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四500KV斷路器失靈保護斷路器失靈保護按照如下幾種情況來考慮，即故障相失靈、非故障相失靈和發(fā)、變三跳起動失靈，另外，充電保護動作時也起動失靈保護。1：故障相失靈 按相對應的線路保護跳閘接點

15、和失靈過流高定值都動作后，先經“失靈跳本開關時間”延時發(fā)三相跳閘命令跳本斷路器，再經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。2：非故障相失靈 由三相跳閘輸入接點保持失靈過流高定值動作元件，并且失靈過流低定值動作元件連續(xù)動作，此時輸出的動作邏輯先經“失靈跳本開關時間”延時發(fā)三相跳閘命令跳本斷路器，再經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。3：發(fā)、變三跳起動失靈 由發(fā)、變三跳起動的失靈保護可分別經低功率因素、負序過流和零序過流三個輔助判據(jù)開放。三個輔助判據(jù)均可由整定控制字投退。輸出的動作邏輯先經“失靈跳本開關時間”延時發(fā)三相跳閘命令跳本斷路器，再經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。4：充電保護起動失靈

16、 當充電保護動作時，如果失靈保護投入，則經“失靈動作時間”延時跳開相鄰斷路器。第27頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四500KV斷路器失靈保護邏輯方框圖發(fā)、變三跳起動失靈的低功率輔助判據(jù)必須同時滿足過流及低功率因素兩個條件，其過流值及低功率因素值見定值表。下圖中A相電流高定值動作表示A相電流IA失靈電流高定值，B相，C相與此類似；電流高定值動作表示A、B、C三相任一相失靈電流高定值動作；負序電流滿足表示一倍負序電流大于負序電流定值；零序電流滿足表示三倍的零序電流大于失靈零序電流定值。失靈動作時以第一時限跳開本側開關，以第二時限跳開相鄰開關。第28頁，共41頁，2022年

17、，5月20日，18點13分，星期四500KV斷路器失靈保護邏輯方框圖第29頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四2.2 南方電網500KV系統(tǒng)3/2接線 RCS921失靈保護跳閘回路第30頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四南方電網500KV系統(tǒng)3/2接線線路側邊開關失靈動作跳閘出口圖線路側邊開關失靈，921輸出兩付失靈起動節(jié)點，分別送給兩套母線保護RCS915；送出兩付遠跳節(jié)點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用二取二方式跳對側開關；另外直接跳中開關， 。第31頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四線變串中開關失靈，921直接

18、跳兩個邊開關；送出兩付遠跳節(jié)點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用二取二方式跳對側開關；送一付跳閘節(jié)點給974非電量保護的跳閘回路，跳變壓器各側開關。南方電網500KV系統(tǒng)3/2接線線變串中開關失靈動作跳閘出口圖第32頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四南方電網500KV系統(tǒng)3/2接線線變串變壓器側邊開關失靈動作跳閘出口圖變壓器側邊開關失靈，921直接跳中開關；送出兩付起動失靈節(jié)點分別給兩套母線保護915；送一付跳閘節(jié)點給974非電量保護的跳閘回路，跳變壓器各側開關。第33頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四2.3 華東電網500KV系統(tǒng)3/2接

19、線 RCS921失靈保護跳閘回路第34頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四華東電網500KV系統(tǒng)3/2接線線路側邊開關失靈動作跳閘出口圖線路側邊開關失靈，921輸出兩付失靈起動節(jié)點，分別送給兩套母線保護RCS915；送出兩付遠跳節(jié)點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用一取一方式跳對側開關；另外直接跳中開關。(CSC103為四方光纖差動，CSC125為四方遠跳裝置)第35頁，共41頁，2022年，5月20日，18點13分，星期四線變串中開關失靈，921直接跳兩個邊開關，送出兩付遠跳節(jié)點分別給兩套線路的遠跳回路，對側925采用一取一方式跳對側開關，送一付跳閘節(jié)點給974非電量保護的跳閘回路，跳變壓器各側開關。華東電網500KV系統(tǒng)3/2接線線變串中開關失靈動作跳閘出口圖第36頁，