WKB800A电抗器保护介绍(PPT 68页)

,*,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,*,许继电气股份有限公司,XJ Electric Corporation,*,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,*,许继电气股份有限公司,XJ Electric Corporation,WKB800A电抗器保护,感谢新疆电网各位领导和专家对许继的支持和帮助,1,WKB800A电抗器保护介绍,一、电抗器基本知识,二、,保护配置,及范围,三、硬件组成及功能,四、保护出口原则,五、,保护装置操作说明,六、,调试大纲,七、,运行维护,八、,装置参数整定,九、,专用调试工具,2,电抗器保护原理,串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。,并联电抗器用来吸收电网中的容性无功、减少线损、改善长距离输电线路的电压分布,3,电抗器保护原理,超高压并联电抗器的作用是改善电力系统无功功率有关运行状况的功能，主要包括：（,1,）空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压。（,2,）改善长输电线路上的电压分布。（,3,）使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动，同时也减轻了线路上的功率损失。（,4,）在大机组与系统并列时，降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列。（,5,）防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。（,6,）当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用单相快速重合闸。,4,保护配置及范围,WKB-801A,保护配置,WKB-802A,保护配置,5,WKB-801A保护配置,WKB-801A,保护配置,WKB-801A,装置中可提供一台电抗器所需要的全部电量保护,分相差动保护,零序差动保护,匝间保护,主电抗过流保护,主电抗零序过流保护,小电抗过流保护,另外还包括以下异常告警功能：,差流越限告警,过负荷告警,TA,异常告警,TV,异常告警,6,WKB-801A保护配置,WKB-801A,保护配置,7,WKB-802A保护配置,WKB-802A,保护配置,WKB-802A,装置完成一台电抗器所有的非电量保护。共有,48,路非电量保护，其中,24,路非电量保护可以通过,CPU,延时跳闸，延时可以投退。,8,保护范围,保护范围,(1),差动保护,:,保护电抗器绕组和套管的相间和接地故障。,(2),匝间保护,:,保护电抗器的匝间短路故障。,(3),瓦斯保护和温度保护,:,保护电抗器内部各种故障、油面降低和温度升高。,(4),过流保护,:,电抗器和引线的相间或接地故障引起的过电流。,(5),过负荷保护,:,保护电抗器绕组过负荷。,(6),中性点过流保护,:,保护电抗器外部接地故障引起中性点小电抗过电流,(7),中性点小电抗瓦斯保护和温度保护,:,保护小电抗内部各种故障、油面降低和温度升高。,9,定值整定,10,定值特点,11,内部固定定值1,12,内部固定定值2,13,分相差动保护原理,分相电流差动保护是电抗器内部相间故障的主保护，能反映电抗器内部相间短路故障和单相接地故障。分相电流差动保护采用电抗器首端和尾端相电流形成的差流作为判据。,1,、高压电抗器差动保护允许首尾两端,CT,变比不一致，装置自动计算平衡系数,-,以首端,CT,变比为基准。计算差流时尾端电流将乘以平衡系数再参与计算。,2,、电抗器铁芯由分段拼装而成且各段之间有较大气隙，剩磁较小，空投时穿越性的励磁涌流较小，所以差动保护中可不采用谐波制动，而电抗器在区外故障时短路电流很小，故也可不考虑区外故障的饱和判据,14,TA断线闭锁差动,当差动电流大于,0.15,倍的额定电流时，启动,TA,异常判别程序，满足下列条件认为,TA,异常：,a,本侧有一相电流为零；,b,本侧有零序电流（门槛为,0.5,倍电抗器二次额定电流），另一侧有流（门槛为,0.5,倍电抗器二次额定电流）但无零序电流（门槛为,0.15,倍电抗器二次额定电流）；,c,最大相电流小于,1.2,倍电抗器二次额定电流。,以上条件均满足时，判为,TA,异常。通过定值“,TA,异常闭锁差动”控制,TA,异常判别出后是否闭锁差动保护。当“,TA,异常闭锁差动”整定为“,0”,时，判别出,TA,异常后不闭锁差动保护，整定为“,1”,时，判别出,TA,异常后闭锁差动保护。,15,零序差动,零序电流差动保护能反映电抗器内部单相接地短路故障。零序电流差动保护采用电抗器首端和尾端自产零序电流形成的差流作为判据。动作方程：,0.75,16,差流速断和差流越限,1,、,内部严重故障时差流速断保护能更快切除故障，当任一相差动电流大于差流速断定值，瞬时动作于跳闸。,2,、 当任一相差动电流大于,0.5,倍分相电流差动最小动作电流定值，延时,5s,报差流越限信号。,17,匝间保护,高压并联电抗器大多采用分相式结构，电抗器的主要故障形式为匝间短路或单相接地。但是，当短路匝数很少时，一相匝间短路引起的三相电流不平衡有可能很小，很难被保护装置检测出；由于差动保护从原理上不反应匝间短路故障，,电抗器保护的重点和难点问题就是解决匝间保护的速动性和灵敏性问题。,本装置采用新原理的的匝间保护，能灵敏地反映电抗器的匝间短路及单相接地故障。,-,以比幅式零序方向原理匝间保护,18,匝间保护,动作方程：,故障分析：,K1,内部匝间短路，,K2,内部接地，,K3,外部接地故障,19,匝间保护,内部匝间短路或接地时，零序源在电抗器内部，电抗器向系统送出零序功率。如图：,测量零序电压：,动作量：,制动量：,动作量很大，制动量,为,零，方向继电器动作最灵敏。,20,匝间保护,外部接地故障时，零序源在电抗器外部，零序功率由外部流进电抗器，如图,测量零序电压：,动作量：,制动量：,动作量,为,零，制动量,很大,，方向继电器可靠不动。,21,匝间保护辅助判据,电抗器匝间故障后电抗器本身的相阻抗参数将降低，为了保证匝间短路保护在一些暂态过程中不误动，例如：非全相运行，线路（或串补线路）发生接地故障后重合闸以及重合于故障再跳闸，开关非同期、线路两侧开关跳开后的,LC,振荡、区外故障与非全相伴随系统振荡等，利用电抗器的测量阻抗变化的特性作为匝间保护的辅助判据：,22,匝间保护,本原理方向继电器本质是电压模值的比较，即使,3Uo,、,3Io,很小，但由于 很大，公式中的动作量很大，方向元件可靠动作。试验证明在电抗器内部小于,2,匝间短路时，保护仍能灵敏动作。动作时间不大于,30ms,。利用相阻抗辅助判据可以保证在暂态过程中不误动。,23,主电抗过流保护,主电抗器过流保护作为电抗器内部故障的后备保护。电流输入量取电抗器首端,TA,三相电流。当电抗器首端任一相电流大于动作电流整定值时，带时限动作于跳闸（装置内部设定一段延时为,1.5s,，二段延时为,3.0s,）,24,主电抗零序过流,零序过流保护作为并联电抗器内部匝间短路及单相接地故障的后备保护。电流输入量取电抗器首端,TA,三相电流，零序电流由保护装置自产。当电抗器自产零序电流,3Io,大于动作电流整定值时，带时限动作于跳闸（装置内部设定一段延时为,1.5s,，二段延时为,3.0s,）,25,主电抗过负荷,并联电抗器所接系统如果电压异常升高，可造成电抗器过负荷，应装设过负荷保护。电流输入量取电抗器首端,TA,三相电流。当电抗器首端任一相电流大于动作电流整定值时，动作于告警（装置内部设定延时为,8.0s,）,26,小电抗后备保护,为限制单相重合闸时的潜供电流，提高单相重合闸的成功率，三相并联电抗器的中性点经一小电抗器接地。小电抗器过流和过负荷保护作为此电抗器的过流和过负荷保护。电流输入量取电抗器中性点侧零序,TA,电流，当电抗器中性点侧无零序,TA,时，则取电抗器尾端自产零序电流。,当小电抗器零序电流大于过流保护的动作电流时，带时限动作于跳闸（装置内部设定延时为,8.0s,）,当小电抗器零序电流大于过负荷保护的动作电流时，带时限动作于告警（装置内部设定延时为,8.0s,）,27,TV异常判别,TV,异常后闭锁匝间保护,28,保护装置面板说明,面板中指示灯说明如下：,信号灯名称,颜色,含 义,点亮条件,CPU1,绿,监视,CPU1,的运行情况,正常运行时平亮,CPU2,绿,监视,CPU2,的运行情况,正常运行时平亮,启 动,黄,监视保护的启动情况,保护,启动时点亮,信 号,红,指示,告警保护的,动作情况,任一告警保护动作时点亮,跳 闸,红,指示,跳闸保护的,动作情况,任一跳闸保护动作时点亮,装置故障,红,指示装置有异常情况发生,装置软硬件告警信息，如程序自检错；,AD,出错；,RAM,出错；,5V,出错；,EEPROM,出错；,FLASH,出错；,CPU,个数出错；开出回路断线；开出回路击穿；扩展开出错；定值自检错；装置内部通讯告警,29,保护装置面板说明,30,调试大纲,系统定值设置方法,进入,【,浏览,】【,定值,】,菜单，可以浏览计算出的额定电流等参数。,现通过一实例具体介绍系统定值方法。以下保护试验,中的实例如无特殊说明，皆利用以下参数。在现场检验,时，也可根据定值清单，推导相应试验结果。,根据以上参数，整定系统定值如下：,31,调试大纲,32,调试大纲,系统定值设置方法,根据系统定值，在,【,定值,】,菜单中得到的计算定值为：,序号,名称,值,量纲,1,主电抗器二次额定电流,1.0,A,2,小电抗器二次额定电流,1.0,A,3,分相差动最小动作电流,0.4,A,4,分相差动最小制动电流,0.8,A,5,分相差流速断动作电流,3.0,A,6,零序差动最小动作电流,0.4,A,7,匝间零序启动电流,0.2,A,8,主电抗相电流一段过流,2.0,A,9,主电抗相电流二段过流,1.5,A,10,主电抗零序一段过流,2.0,A,11,主电抗零序二段过流,1.5,A,12,主电抗过负荷,1.25,A,13,小电抗过流,2.0,A,14,小电抗过负荷,1.25,A,33,分相差动保护试验,试验项目,注：试验项目仅为厂家建议项目。对建议选做或免试验的试验项,目，厂家可保证其逻辑正确性。但是否需要试验请依据各地不同检,验规程。,34,分相差动保护试验,试验要点,分相差动保护制动电流 ，比率制动系数固定为,0.65,；,差流越限的动作电流固定为差动最小动作电流的,0.5,倍，固定延时为,5s,。,35,最小动作电流试验,最小动作电流试验,利用单相电流作试验时,试验公式：,式,中：,I,调试时施加电流值；,最小动作电流整定值,36,最小动作电流试验,实例说明（,A,相为例）,分相差动保护最小动作电流定值,=0.4A,，施加电流,0.39A,时分相差动保护可靠不动作，施加电流,0.41A,时分,相差动保护可靠动作。,37,比率制动系数试验,比率制动系数试验（即制动特性斜率）,比率制动系数试验时，按首尾侧之间进行试验。首尾两侧电流反,相位输入，在制动区找出两个动作点来试验比率制动系数。,比率制动系数为：,其中,: I,OP.1,、,I,res.1,为动作点,1,的动作电流和制动电流,I,OP.2,、,I,res.2,为动作点,2,的动作电流和制动电流,38,比率制动系数试验,首端对尾端单相试验,以,A,相比率制动系数试验为例,首端,A,相施加电流,0,，尾端,A,相施加电流,180,，初始制动电流大,于最小制动电流整定值。固定,I1 (,或,I2),，改变,I2(,或,I1),，逐点测动作点，再计,算制动特性斜率,S,，其误差应符合技术条件要求。,动作电流和制动电流值可通过浏览保护动作报告得到。,39,速断与越限试验,差流速断动作电流试验,动作方程为：,差流越限电流试验,施加单侧单相电流等待,5s,至面板指示灯亮，差流越限动作值为最,小动作电流整定值的一半，误差应符合技术条件要求。,动作时间试验,施加单侧单相电流使最大差流为最小动作电流的,2,倍，以毫秒计,(,或微机试验仪的时间试验功能,),测分相差动动作时间,其值应不大于,25 ms,。,施加差流为速断动作电流的,1.5,倍，以毫秒计,(,或微机试验仪的时,间试验功能,),测差流速断动作时间，其值应不大于,20 ms,。,40,TA异常试验,TA,异常试验,退出其它所有保护的硬压板和软压板。,当差动电流大于,0.15,倍的额定电流时，启动,TA,异常判别程序，满足下,列条件认为,TA,异常：,a,本侧有一相电流为零；,b,本侧有零序电流，另一侧无零序电流；,c,最大相电流小于,1.2,倍额定电流。,以上条件均满足时，判为,TA,异常。,试验要点：,试验时，在首尾两侧的,A,、,B,、,C,电流通道施加三相对称电流，使差流为,零，模拟正常运行的情况，然后突然使任一相电流降为零，模拟,TA,异常；,电抗器正常运行时两侧的负荷电流均为额定负荷电流，故要求所施加相,电流均大于,0.5,倍额定电流；,TA,异常判据属于正常运行情况下投入，当保护启动进入故障处理程序,后，异常判别自动退出，故要求所施加相电流均小于,1.2,倍额定电流。,41,零序差动保护试验,试验项目,试验要点：,零序差动保护采用电抗器首端和尾端自产零序电流形成的差流作为判据；,零序差动保护动作曲线为一条过原点的直线，比率制动系数固定为,0.75,；,零序差动保护制动电流 。,42,零序差动保护试验,最小动作电流试验,利用单相电流作试验时,试验公式：,式,中：,调试时施加电流值；,最小动作电流整定值,实例说明（,A,相为例）,零序差动保护最小动作电流定值,=0.4A,，施加电流,0.39A,时零序差动保护可靠不动作，施加电流,0.41A,时零序差动保,护可靠动作。,43,零序差动保护试验,比率制动系数试验（即制动特性斜率）,比率制动系数试验时，按首尾侧之间进行试验。首尾两侧电流反,相位输入，在制动区找出两个动作点来试验比率制动系数。,比率制动系数为：,其中,: I,OP.1,、,I,res.1,为动作点,1,的动作电流和制动电流,I,OP.2,、,I,res.2,为动作点,2,的动作电流和制动电流,首端,A,相施加零序电流,(,即,I1),，尾端,A,相施加零序电流,(,即,I2),， 、 反相位输入。固定,(,或,),改变,(,或,),逐,点测动作点，再计算制动特性斜率,S,，其误差应符合技术条件要求。,44,匝间保护试验,试验要点：,匝间保护,为,TV,自产零序电压，,为电抗器首端,TA,自产零序电流。,验证零序启动电流,45,动作方程：,保护测量零序电压,保护测量零序电流,电抗器零序电抗,系统零序电抗,匝间保护试验,46,内部匝间短路分析：,测量零序电压：,动作量：,制动量：,动作量很大，制动量为零，方向继电器动作最灵敏。,匝间保护试验,47,内部单相接地短路分析：,测量零序电压：,动作量：,制动量：,动作量很大，制动量为零，方向继电器动作最灵敏。,匝间保护试验,48,外部单相接地短路分析：,测量零序电压：,动作量：,制动量：,动作量为零，制动量很大，方向继电器可靠不动。,匝间保护试验,49,匝间保护试验,匝间零序启动电流试验,施加,A,相电压和首端,A,相电流至保护装置，,A,相电压幅,值为,50V,，电压超前电流,270,度，即模拟区内故障的情,况，施加,A,相电流至面板指示灯亮，施加值应等于匝间,保护零序启动电流定值，其误差应符合技术条件要求。,动作时间试验,施加,A,相电压和首端,A,相电流至保护装置，,A,相电压幅,值为,50V,，电压超前电流,270,度，施加,A,相电流幅值大于,2,倍匝间保护零序启动电流定值，以毫秒计,(,或微机试验,仪的时间试验功能,),测匝间保护动作时间，其值应不大于,30ms,。,50,后备保护试验,主电抗器过流保护,试验项目,试验要点：,主电抗器过流保护电流输入量取电抗器首端,TA,三相电流。,主电抗零流保护,试验项目,试验要点：,主电抗器零序过流保护电流输入量取电抗器首端,TA,三相电流，由保护装置自产。,51,后备保护试验,小电抗器过流保护,试验项目,试验要点：,小电抗器过流保护电流输入量取电抗器中性点侧零序,TA,电流。,过负荷保护,试验项目,试验要点：,过负荷的返回系数为,0.98,。,主电抗器过负荷按电抗器首端三相分别试验；小电抗器过负荷按中性点零序电流试验。,52,后备保护试验,TV,异常,试验,试验要点：,当,TV,断线条件满足时，需延时,10s,后从才会有相应报文弹出，,TV,断线满足返回条件后也将延时,10s,后返回；,TV,检修压板需退出，否则退出,TV,断线判别。,TV,异常告警信号发出后闭锁匝间保护。,a,正序电压小于,30V,，任一相电流大于,0.5Ie,。（,Ie,为电抗器二次额定电流值）,b,负序电压大于,4V,。,满足上述任一条件，延时发,TV,异常告警信号。,53,输出接点检查,输出接点检查,保护跳闸触点检查,投入检修压板，进入装置,【,调试,】【,传动,】,，可选,【,保护传,动,】,或,【,通道传动,】,两种传动方式。,保护信号触点检查,保护信号开出在装置内部已经固定，不能进行整定。,进入装置,【,调试,】【,传动,】,，按,【,通道传动,】,进行信号触点检,查。观察到面板上的启动灯（黄色）点亮后立即熄灭，信号灯或跳,闸灯（红色）点亮并保持，同时用通灯或万用表测量相应触点闭,合，可通过面板复归键将信号复归掉。,失电告警触点检查,切断装置电源，用通灯或万用表测量电源插件上两对直流消失触,点，分别为,nF07-nF08,和,nF09-nF10,，两触点应闭合。装置上电后上,述两触点均断开。,54,输出接点检查,打印机电源触点检查,进入装置菜单,【,打印,】,选择打印任一项内容，同时用通灯或万用,表测量通讯插件上打印机电源控制触点，为,nE01-nE02,，触点应闭,合；无打印任务时，打印机电源控制触点（,nE01-nE02,）应处于断开,状态。,装置故障触点检查,切断装置电源后拔出装置采保插件，然后再给装置通电。此时面,板装置故障灯（红色）点亮，同时用通灯或万用表测量开入开出插,件装置故障触点（,nC01-nC10,，,nC12-nC21,，,nC23-nC32,），这些触,点应闭合。装置恢复正常，无装置故障告警时，这些触点应断开。,55,带开关传动试验,带开关传动试验,带开关传动试验前将保护压板和出口跳闸压板投上,由于所有跳闸类保护的出口方式相同，只需选择一个跳闸类保护进行保护功能试验。,也可以直接使用保护装置的“传动”功能对相应的断路器进行传动。,56,带负荷检查,带负荷检查,三相电压、电流相序及相位检查,系统工频电压、电流加入保护屏后，对所有加入保,护屏的三相电流、电压进行相序及相位检查。,差动保护差流检查,系统工频电压、电流加入保护屏后，通过管理机选,择实时参数显示或打印实时参数，差动保护差流值小于,3%Ie,（,Ie,为二次额定电流值）为正常，若差流值过大，,应仔细检查回路是否正确，如有问题应立即解决。,57,投运前打印存档信息,投运前打印存档信息,打印装置的软件版本及,CRC,校验码。,打印保护装置定值，与继电保护部门下发的整定书进,行核对。,打印保护装置软压板，与继电保护部门下发的整定书,进行核对。,打印,CPU,实时参数，包括主保护模拟量、后备保护模拟,量。,以上检查均无问题后，装置进入正式运行状态。,58,保护装置的正常年检内容,保护装置的正常年检内容,检验项目,检 验 内 容,1,外观及接线检查,2,检验逆变电源的自启动性能,3,开关量输入回路检验,4,开出传动检验,5,A/D,回路,检验,1.,零漂的检查,2.,采样精度的检查,3.,模拟量输入的相位特性检验,6,保护功能检验,（选做）,1.,差动保护检验,2.,主电抗器过流保护检验,3.,主电抗器零序过流保护检验,7,传动断路器检验,8,投入运行前核对定值、软压板和出口矩阵,59,运行维护,运行维护,装置的异常信息含义及处理建议,退出有关保护的出口压板；,保留全部打印数据，记录有关现象；,查看自检是否正常，若不正常则可判断为,CPU,插件故障；,若非,CPU,故障则可根据打印信息判断故障插件；,确认打印机无输出后关机，根据判断用备用插件替换故障插,件；,若还有同样故障则应检查与该插件有联系的接线和端子；,迅速处理故障插件。在适当的时候换回试验，确认已恢复正常,使用，以保持良好的备用工作状态；,若遇交流插件、出口插件故障，或其它无法排除的故障，应及,时与厂方联系；,若打印机异常，而微机保护装置无异常时，不必停用保护装,置，只需对打印机作适当处理。,60,运行维护,61,装置信息含义及处理措施,62,运行维护,安装注意事项,保护柜本身必须可靠接地，柜内设有接地铜,排，须将其可靠连接到电站的接地网上。,可能的情况下应采用屏蔽电缆，屏蔽层在开关,场与控制室同时接地，各相电流线及其中性线应,置于同一电缆内。,电流互感器二次回路仅在保护柜内接地。,63,装置参数整定,装置参数整定,进入“装置参数”菜单，显示页面如下：,“通信参数设置”菜单,64,装置参数整定,“通信端口配置”菜单,通信口名称,对应装置端子号,COM3,485,（,nI09,、,nI10,）,232,（,nI13,、,nI14,、,nI15,）,前面板串口,COM4,485,（,nI11,、,nI12,）,232,（,nI16,、,nI17,、,nI15,）,ETH,对应通信插件的,RJ45,口,打印口,网络,485,（,nI21,、,nI22,）,就地,232,（,nI23,、,nI24,、,nI20,）,65,装置参数整定,“串口参数”菜单,“以太网参数”菜单,66,专用调试工具Prate-800A,专用调试工具,Prate-800A,的使用,查看动作报告,查看故障录波,收集录波数据,录波分析,67,谢谢,68,