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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,微机母线保护,江苏省生产技术培训中心,2005年7月,微机母线保护,微机母线保护,母线保护原理,母线保护应解决的问题,母线差动保护,母联失灵和死区保护,母联充电保护,断路器失灵保护,母差保护异常处理,微机母线保护母线保护原理,母线保护原理,电流差动原理:,母线正常运行时：,母线发生故障时：,母线保护原理电流差动原理:,母线保护应解决的问题,母线保护的要求,高度的安全和可靠性,选择行强、动作速度快,母线保护应解决的问题,母线保护应解决的问题,TA饱和问题:,母线保护应解决的问题TA饱和问题:,母线保护应解决的问题,TA饱和对母差保护的影响:,1.区内故障时的影响:,由于TA饱和,一次侧电流不能正确的传变到二次侧,造成差流下降甚至为零,可能造成母差保护拒动。,2.区外故障时的影响:,由于TA饱和,一次侧电流不能正确的传变到二次侧,造成差流不为零,可能造成母差保护的误动。,母线保护应解决的问题TA饱和对母差保护的影响:,母线保护应解决的问题,解决的方法:,1.采用比率制动:,采用比率制动可以有效地防止区外故障母差保护的误动。,制动系数K直接影响到其抗TA饱和能力。为提高抗饱和能力必须提高K值，而提高K值势必降低保护在区内故障时的灵敏度，尤其在重负荷下故障或经过渡电阻故障时矛盾更为突出。,母线保护应解决的问题解决的方法:,母线保护应解决的问题,2.采用TA抗饱和判据,(BP-2B):,自适应全波暂态监视器：,该监视器判别区内故障情况下截然不同于区外故障发生TA饱和情况下 元件 元件的动作时序。,TA饱和时差电流波形畸变和每周波都存在线形传变区等特点，可以准确检测出饱和发生的时刻，具有极强的抗TA饱和能力。,上述母线差动保护判据从根本上解决了低阻抗母差保护抗TA饱和的问题以及安全性与灵敏度的矛盾，使得抗饱和性能不依赖于比率制动系数。在性能上有了质的飞跃。,母线保护应解决的问题2.采用TA抗饱和判据(BP-2B),母线差动保护,差动回路的构成,差动回路是由一个母线大差动和几个各段母线小差动所组成的；,大差动是指除母联开关和分段开关以外的母线上所有其余支路电流所构成的差动回路；,某段母线小差动是指与该段母线相连接的各支路电流构成的差动回路，其中包括了与该段母线相关联的母联开关和分段开关；,母线上所有元件TA极性相同为母线侧，母联TA极性同II母线上元件极性；,大差动判别母线故障，小差动判别故障母线。,母线差动保护差动回路的构成,母线差动保护,起动元件,和电流突变量判据：当任一相的和电流突变量大于突变量门坎时，该相起动元件动作。,其表达式为：,其中 为和电流瞬时值比前一周波的突变量；为突变量门坎定值。,差电流越限判据：当任一相的差电流大于差电流门坎定值时，该相起动元件动作。,其表达式为：其中 为分相大差动电流；为差电流门坎定值。,母线差动保护起动元件,母线差动保护,母线保护差动元件,分相复式比率差动判据：,方程：,特性曲线：,母线差动保护母线保护差动元件,母线差动保护,若忽略CT误差和流出电流的影响，在区外故障时，Id=0，0/Ir为0；在区内故障时，Id=Ir，Id/0为。由此可见，复式比率差动继电器能非常明确地区分区内和区外故障，Kr值的选取范围达到最大，即从0到。,优点：由于在制动量的计算中引入了差电流，使其在母线区外故障时有很强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确的区分区外故障和区内故障。,母线差动保护 若忽略CT误差和流出电流的影,母线差动保护,差动元件采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据,根据叠加原理，故障分量电流有以下特点：,母线内部故障时，母线各支路同名相故障分量电流在相位上接近相等（即使故障前系统电源功角摆开）。,理论上，只要故障点过渡电阻不是，母线内部故障时故障分量电流的相位关系不会改变。,为有效减少负荷电流对差动保护灵敏度的影响，为进一步减少故障前系统电源功角关系对保护动作特性的影响，提高保护切除经过渡电阻接地故障的能力，本装置采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据。,母线差动保护差动元件采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动,母线差动保护,复式比率差动判据,母线差动保护复式比率差动判据,母线差动保护,电压闭锁元件,以电流判据为主的差动元件，可以用电压闭锁元件来配合，提高保护整体的可靠性。电压闭锁元件的动作表达式为：,Uab为母线线电压,3U,0,为母线三倍零序电压,U,2,为母线负序电压,母线差动保护电压闭锁元件Uab为母线线电压,母线差动保护,故障母线的选择逻辑,双母运行时的选择逻辑：,母线分裂运行区内发生故障时：,母线互联：,母线上的连接元件倒闸过程中，两条母线经刀闸相连时（母线互联），装置自动转入母线互联方式（非选择方式）不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。,当运行方式需要时，如母联操作回路失电，也可以设定保护控制字中的强制母线互联软压板，强制保护进入互联方式。,母联TA断线时，母线保护自动进入互联状态。,母线差动保护故障母线的选择逻辑,母线差动保护,与,与,与,或,与,与,全波饱和检测,或,I母差动复合电压动作,与,I母出口,Ir：和电流突变量,Id：差电流突变量,Id：差电流起动元件,Ir：和电流突变起动元件,Kr：大差突变量比率差动元件,Kr：大差复式比率差动元件,Kr1：I母突变量比率差动元件,Kr1：I母复式比率差动元件,Kz：大差比率制动系数,Kz：小差比率制动系数,母线差动保护与与与或与与 全波饱和检测或I母差动复合电,母线差动保护,母线分列运行时：,可分列运行后投分列压板强制（注意预合母联开关前，应将压板退出）；,或依靠母联开关接点自适应分列运行操作（仅常闭接点合，常开接点断，装置认为母联开关断开）；,此时母联电流退出小差动回路；,大差比率制动系数降为低值；,母线差动保护母线分列运行时：,母线差动保护,并列运行时倒闸操作：,可预先投互联压板；,可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板，强制母线互联；,或依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作；,此时差动回路改为一个母线大差动。,母线差动保护并列运行时倒闸操作：,母线的其他保护配置,母联（分段）失灵和死区保护；,母联（分段）充电保护；,母联（分段）过流保护；,电流回路断线闭锁；,电压回路断线告警；,断路器失灵保护出口；,母线的其他保护配置母联（分段）失灵和死区保护；,母联（分段）失灵、死区保护,母联失灵,母线保护或其他有关保护动作，跳母联断路器的出口继电器接点闭合，但母联TA二次仍有电流，即判为母联断路器失灵，去启动母联失灵保护,。,分析：,当母故障时：,大差起动，母小差动作跳1L、2L，但母联LK未跳开，母联失灵过流，经延时封母联TA，母小差有流动作跳3L、4L。,对检修过后的母线充电时：,被充电母线故障，充电保护动作，但LK跳不开，经失灵保护延时，封母联TA，母小差有流动作跳3L、4L。,只有母联（分段）开关作为联络开关时，才起动母联（分段）失灵保护，因此母差保护和母联（分段）充电保护起动母联（分段）失灵保护。,母联（分段）失灵、死区保护母联失灵,母联（分段）失灵、死区保护,母线死区故障,故障发生在母联断路器及母联TA之间时，母差保护无法切除故障。即在母联断路器与母联TA之间的区域是母差保护的死区。,分析：,母线并列运行时：,当故障点在母联断路器与母联TA之间时，大差起动，母小差不动作，母小差动作跳LK、3L、4L，但故障仍然存在。由于母差已动作于母、LK已跳开、大差不返回、母联TA有流，判死区故障，经延时封母联TA，跳母的1L、2L。,母线分列运行时：,母线分列运行时，因为母联TA已封，所以保护可直接跳故障母线，避免了故障切除范围的扩大。,上述两个保护有共同之处，即故障点在母线上，跳母联开关经延时后，大差元件不返回且母联TA仍有电流，跳两段母线。,母联（分段）失灵、死区保护母线死区故障,母联（分段）失灵、死区保护,延时50ms,差动动作,充电动作,母联失灵延时,或,或,封母联TA,母联失灵过流,母联开关分位,大差复式比率动作,I母小差复式比率动作,I母差动复合电压,与,II母小差复式比率动作,II母差动复合电压,与,与,与,I母出口,II母出口,死区,失灵,母联（分段）失灵、死区保护延时50ms 差动动作 充电动作,母联（分段）充电保护的作用,分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联（分段）开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时，跳开母联（分段）开关，切除故障。,母联（分段）充电保护的起动需同时满足三个条件,母联（分段）充电保护压板投入；,其中一段母线已失压，且母联（分段）开关已断开（前采样状态母联分段开关曾断开）；,母联电流从无到有。,母联（分段）充电保护的作用,母联（分段）充电保护,充电保护投入,或,充电出口延时,与,跳母联,有流门坎为 0.04In,Ika：母联A相电流,Ikb：母联B相电流,Ikc：母联C相电流,Ic：充电保护电流定值,与,闭锁母差,展宽200ms,与,充电保护投入,一段母线失压,充电保护压板合,母分开关已断,充电闭锁母差,充电保护退出差动恢复,Ika,由无至有,Ikb,由无至有,Ikc,由无至有,或,母联（分段）充电保护 充电保护投入或充电出口延,断路器失灵保护出口,断路器失灵,当输电线路、变压器、母线或其他主设备发生短路，保护装置动作并发出了跳闸指令，但故障设备的断路器拒绝动作，称之为断路器失灵。,断路器失灵的原因,断路器跳闸线圈断线、断路器操作机构出现故障、空气断路器的气压降低或液压式断路器的液压降低、直流电源消失及控制回路故障等。其中发生最多的是,气压或液压降低、直流电源消失及操作回路出现问题。,断路器失灵的影响,损坏主设备或引起火灾,扩大停电范围,可能使电力系统瓦解,断路器失灵保护出口断路器失灵,断路器失灵保护出口,对断路器失灵保护的要求,动作可靠性高,断路器失灵保护与母差保护一样，其误动或拒动都将造成严重后果。因此，要求其动作可靠性高。,动作选择性强,断路器失灵保护动作后，宜无延时再次跳开断路器。对于双母线或单母线分段接线，保护动作后以较短的时间断开母联或分段断路器，再经另一时间断开与失灵断路器接在同一母线上的其他断路器。,与其他保护的配合,断路器失灵保护动作后，应闭锁有关线路的重合闸。,断路器失灵保护出口对断路器失灵保护的要求,断路器失灵保护出口,开入公共端,失灵起,动开入,保护动,作接点,过流,动作,I母刀闸,II母刀闸,I母失灵出口起动,II母失灵出口起动,外部接点,BP-2B,I母失灵出口起动,I母失灵复合电压动作,与,失灵出口延时1,失灵出口延时2,跳母联,跳I母,与失灵起动装置配合,断路器失灵保护出口开入公共端失灵起保护动过流I母刀闸II母刀,失灵电压闭锁元件及主变失灵解除电压闭锁,失灵的电压闭锁元件，与差动的电压闭锁类似，也是以低电压（线电压）、负序电压和3倍零序电压构成的复合电压元件。只是使用的定值与差动保护不同，需要满足线路末端故障时的灵敏度。同样失灵出口动作，需要相应母线段的失灵复合电压元件动作。,对于变压器或发变组间隔，设置“主变失灵解闭锁”的开入接点。当该支路失灵保护起动接点和“主变失灵解闭锁”的开入接点同时动作，实现解除该支路所在母线的失灵保护电压闭锁。,断路器失灵保护出口,失灵电压闭锁元件及主变失灵解除电压闭锁断路器失灵保护出口,母联（分段）过流保护,或,母联过流出口延时,与,跳母联,IkaIk,IkcIk,3Ik03Iok,母联过流保护投入,Ika：母联A相电流,Ikc：母联C相电流,3Ik0：母联零序电流,Ik：母联过流定值,3I0k：母联零序过流定值,母联（分段）过流保护可以作为母线解列保护，也可以作为线路（变压器）的临时应急保护。,母联（分段）过流保护压板投入后，当母联任一相电流大于母联过流定值，或母联零序电流大于母联零序过流定值时，经可整延时跳开母联开关，不经复合电压闭锁。,母联（分
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