04-第四部分-母线保护整定计算

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,母线保护整定计算,继电保护整定计算,第四部分母线保护整定计算,1,4.1 装设母线保护基本原则,母线故障的保护方式有两种：一种是利用供电元件的保护兼母线故障的保护，另一种是采用专用母线保护。,根据继电保护和安全自动装置技术规程的规定，在下列情况下应装设专用母线保护。,（1）110,kV,及以上双母线和分段母线，为了保证有选择地切除任一母线故障。,2,（2）110,kV,单母线，重要发电厂或110,kV,以上重要变电所的3566,kV,母线，按电力系统稳定和保证母线电压等要求，需要快速切除母线上的故障时。,（3）3566,kV,电力网中主要变电所的3566,kV,双母线或分段单母线，当在母联或分段断路器上装设解列装置和其它自动装置后，仍不满足电力系统安全运行的要求时。,3,（4）对于发电厂和主要变电所的110,kV,分段母线或并列运行的双母线，须快速而有选择地切除一段或一组母线上故障时，或者线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。,为保证快速性和选择性，母线保护都按差动原理构成。下面介绍几种常用的差动母线保护。,4,4.2 完全电流差动母线保护整定,4.2.1完全电流差动母线保护的工作原理,完全电流差动母线保护的原理接线如图4-1所示。在母线的所有连接元件上装设具有相同的变比和特性的电流互感器。所有电流互感器的二次绕组极性相同的端子相互连接，然后接入差动电流继电器,。,5,图4-1 母线完全电流差动保护的原理图,6,对于中性点直接接地系统母线保护采用三相式接线，对于中性点非直接接地系统母线保护一般采用两相式接线。,各种运行条件下母线保护的工作情况:,1.正常运行情况或外部故障时,由基尔霍夫电流定律可知，流入母线的电流和流出母线的电流之和等于零。即,=0,。,流入差动继电器的电流 为各连接元件电流互感器的二次电流之和。,7,即,（4-1）,、各电流互感器励磁电流；,各电流感器变比；,8,不平衡电流。为各电流互感器励磁电流之和的二次值。,因此，在正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为不平衡电流。,2.母线故障时,当母线发生故障时，可得,(4-2),流入母线故障点的短路电流。,9,流入差动继电器的电流 为,(4-3),因此，在母线故障时，流入差动继电器的电流为故障点短路电流的二次值，该电流足够使差动继电器动作而起动出口继电器，使断路器,QF1、QF2,和,QF3,跳闸。,10,4.2.2差动继电器动作电流的整定,差动继电器的动作电流按以下条件计算，并选择其中较大的一个为整定值。,（1）躲过外部短路时的最大不平衡电流。当所有电流互感器均按10%误差曲线选择，且差动继电器采用具有速饱和铁芯的继电器时，其动作电流按下式计算,0.1,(4-4),11,式中 可靠系数，取1.3；,保护范围外短路时，流过差动保护电流互感器的最大短路电流；,母线保护用电流互感器变比。,（2）按躲过最大负荷电流计算,(4-5),12,在保护范围内部故障时，应按下式校验灵每系数,(4-6),母线故障时最小短路电流。,其灵敏系数应不2。,13,4.2.3 电压闭锁元件整定,（1）三个相间电压元件的动作电压按躲开正常运行的最低电压整定，即,（2）复合电压闭锁元件整定,负序电压按躲过正常运行时的最大不平衡电压整定，一般可取为,14,零序电压元件的动作电压按躲开正常运行时的最大不平衡电压整定。因电压互感器开口不平衡电压一般不大于5,V，,故可按经验公式取,零序电压元件和负序电压元件的灵敏度，应高于差电流起动元件灵敏度。按母线短路进行校验，灵敏度应大于2。,15,4.2.4 电流回路断线闭锁元件整定,接于零序电流回路的元件和接于相电流差回路的元件，均按躲开正常运行时的最大不平衡电流整定。,一般按经验取：,16,断线闭锁动元件动作时间，按大于母线连接元件中后备保护的最大动作时间整定。其动作时间计算为：,后备保护动作时间,17,4.3 电流比相式母线保护整定,电流比相式母线保护它的工作原理是根据母线外部故障或内部故障时连接在该母线上各元件电流相位的变化来实现的，如图4-2所示。,18,图4-2 母线内、外部发生短路故障时的电流分布,（,a）,外部故障；（,b）,内部故障,19,4.4 双母线同时运行时的母线保护,一般将供电和受电元件（约各占1/2）分别接在每组母线上。,4.4.1双母线同时运行时，固定分配式电流差动保护,图4-3所示为双母线同时运行时元件固定连接的电流差动保护单相原理接线图。,20,图4-3 双母线同时运行时元件固定连接的电流差动保护单相原理接线图,21,图4-3所示母线保护由三组差动保护组成。,第一组由,L1、L2、,母联及差动继电器,KD1,组成，,KD1,为,I,组母线故障,选择元件,。,KD1,动作后，作用于断路器,QF1、QF2,跳闸。,第二组由电流互感器,L3、L4、,母联及差动继电器,KD2,组成，,KD2,为组母线故障,选择元件,。,KD2,动作后，作用于断路器,QF3、QF4,跳闸。,第三组由,L1、L2、L3、L4,及差动继电器,KD3,组成，反应两组母线上的故障，并作为整个保护的,起动元件,，,KD3,动作后作用于母联断路器,QF5,跳闸。,22,起动原件的动作电流的整定：,按躲开线线外部短路时最大不平衡电流整定：,外部短路电流应选择双母线上所有元件中外部短路电流最大的。,选择元件动作电流也按躲过外部短路时的最大短路电流来整定，但此时的外部短路电流应选择另一条母线短路时流过母联断路器的最大短路电流,电压元件和断线闭锁元件的定值整定同单母线电流差动保护,23,24,图4-4 元件固定连接双母线电流差动保护中的电流分布,（,a）,元件固定连接方式下外部故障；（,b）,元件固定连接方式下内部故障；,（,c）,元件固定连接破坏后外部故障；（,c）,元件固定连接破坏后内部故障,25,4.5 微机母线保护整定,微机母线保护可分为：差动原理和相位比较原理。,4.5.1 差动原理,差动保护其实质就是基尔霍夫第一电流定律，将母线当作一个节点。,26,在正常运行及外部短路故障过程中，由于内部没有分流，。而在内部发生短路故障时，。,主要判据有,27,式中 、,如果差动电流为,制动电流为,或,28,则上式可表示为,当灵敏度不满足要求时，可以采用综合制动差动判据，其方程为,29,式中 1、1。时，当 ，；当时 ，。,在正常运行、外部故障时，差动电流 ，使得制动电流 较大，所以有较大的制动量。,在内部故障时，所以制动量接近于零。即使内部故障时母线有电流流出的情况，此判据也有足够的灵敏度。,30,4.5.2 相位比较原理,在正常运行或外部短路故障时，由于流入母线各支路电流的相量和为零。有一部分支路电流瞬时值为正，另一部分支路电流瞬时值为负，也就是说不会出现只有负向电流而没有正向电流的情况。,在内部发生短路故障时，各支路电流方向基本相同，此时就会出现一段时间全为正值瞬时电流，而另一段时间全为负值电流。这样，就可以依据判别电流的正方向是否有间隙来区分故障是否在保护区内。,31,由于相位比较式只比较相位，而与电流幅值无关，因此无需考虑电流互感器同一型号和同变比的问题，提高了保护的灵敏度和使用的灵活性。但是，这种保护难于满足母线内部故障有电流流出和外部短路电流互感器严重饱和的情况。,只要电流互感器是线性传变的，在任一时刻，差动关系对任何瞬时时刻都成立，即 ，具体地采样值算法或富氏算法都能满足要求。,32,谢 谢！,33,