电力系统失灵及死区保护.ppt

中国 南京 南瑞继保2013 01 电力系统失灵及死区保护 目录第一章220KV系统失灵和死区保护1 1220KV系统断路器失灵保护1 2220KV系统母联开关的失灵保护1 3220KV系统母联开关的死区保护1 4220KV系统线路开关的死区保护第二章500KV系统失灵和死区保护2 1500KV系统断路器失灵保护2 2南方电网500KV系统失灵保护跳闸回路 RCS921 2 3华东电网500KV系统失灵保护跳闸回路 RCS921 2 4500KV系统断路器死区保护 第一章220KV系统失灵和死区保护 1 1220KV系统断路器失灵保护 220KV断路器失灵保护由母线保护完成 以RCS915为例 分为线路保护起动失灵和变压器保护起动失灵 线路保护起动失灵由线路保护的分相跳闸接点起动 失灵保护跳闸时判复压元件 变压器保护起动失灵由三跳接点起动 为了保证变压器低压侧故障失灵保护能可靠动作 失灵保护要解除复压闭锁元件 220KV系统断路器失灵保护原理 如果变压器内故障3断路器失灵 假如没有断路器失灵保护 2 9线路保护 段或 段跳闸 变压器后备保护动作跳变压器 加长了故障切除时间并造成变电站全停 用断路器失灵保护切除5 8断路器可保留 母继续运行又加快了故障切除时间 断路器失灵保护判据为 有保护对该断路器发过跳闸命令 但该断路器依然有电流 经延时跳母联及该断路器所在母线 断路器失灵保护 接入方式 断路器失灵保护的接入方式 接入方式接入的量只是其它保护跳闸接点闭合的信息 判断该断路器是否有电流 是否有负序或零序电流 该连接元件接在哪条母线 以及复合电压闭锁和计延时工作都由本装置完成 220KV系统断路器失灵保护起动方式 断路器失灵保护由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点起动 后附逻辑图 输入本装置的跳闸接点有两种 1 线路支路开关失灵 由分相跳闸接点起动 逻辑图中虚框1所示 分别对应元件2 3 4 5 7 8 9 10 12 13 14 15 17 18 19 20的跳A 跳B 跳C 通常与线路保护连接 当失灵保护保护检测到此接点动作时 若该元件的对应相电流大于失灵相电流定值 或零序电流大于零序电流定值 或负序电流大于负序电流定值 零序 负序判据可整定投退 则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护 2 元件支路开关失灵 每个元件都有的三跳接点Ts 当失灵保护检测到此接点动作时 若该元件的任一相电流大于失灵相电流定值 或零序电流大于零序电流定值 或负序电流大于负序电流定值 零序 负序判据可整定投退 则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护 失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器 经跳母联延时动作于母联 经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件 变压器支路失灵 要跳变压器各侧开关 跳闸由非电量保护完成 跳闸路径如下图 母线保护发联跳接点到RCS974非电量保护装置 RCS974把这个跳闸信号看做一个非电量信号 去联跳变压器各侧开关 起动失灵及跳闸接线如下图 220KV断路器失灵保护电压闭锁判据 复压元件由以下三个电压元件组成 为或的关系 U Usl3U0 U0slU2 U2sl其中U 为相电压 3U0为三倍零序 U2为负序相电压 Usl为相电压闭锁定值 U0sl和U2sl分别为零序 负序电压闭锁定值 以上三个判据任一动作时 电压闭锁元件开放 当用于中性点不接地系统时 将 投中性点不接地系统 控制字投入 此时电压闭锁元件的判据为Ul Usl U2 U2sl 其中Ul为线电压 Usl为线电压闭锁值 考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时 高压侧母线的电压闭锁灵敏度有可能不够 因此可通过控制字选择主变支路跳闸时失灵保护不经电压闭锁 这种情况下应同时将另一付跳闸接点接至解除失灵复压闭锁开入 该接点动作时才允许解除电压闭锁 该开入若保持10s不返回 装置报 保护板 管理板DSP2长期起动 同时解除电压闭锁功能暂时退出 断路器失灵保护逻辑框图 1 2220KV系统母联开关的失灵保护 220KV系统母联开关失灵保护 当保护向母联发跳令后 经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时 母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件 通常情况下 只有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护 当投入 投母联过流起动母联失灵 控制字时 母联过流保护也可以起动母联失灵保护 如果希望通过外部保护启动本装置的母联失灵保护 应将系统参数中的 投外部起动母联失灵 控制字置1 装置检测到 外部起动母联失灵 开入后 经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时 母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件 该开入若保持10S不返回 装置报 外部起动母联失灵长期起动 同时退出该起动功能 220KV母联开关失灵保护 母故障 母的差动保护跳母联及 母上的所有断路器 如果母联断路器失灵希望母联失灵保护跳 母上的所有断路器 母联失灵保护由下述几部分构成 保护动作跳母联开关同时起动失灵保护 母联任一相仍一直有电流 大于母联失灵电流定值 同时满足上述两条件的时间大于整定的时间 母联失灵延时时间 再经两个母线电压闭锁 与 后切除两母线上的所有连接元件 220KV母联形状失灵保护逻辑框图 1 3220KV母联开关的死区保护 220KV母联死区保护 死区内故障 母各断路器跳闸后故障并未切除 母各断路器由母联失灵保护动作时间又太长 希望由母联死区保护去切除 母联死区保护在满足下述条件 与 时发另一母线的跳闸命令 母线差动保护发过II母线的跳令 母联开关已跳开 TWJ由0 1 母联TA任一相仍有电流 大差差动元件及II母小差差动元件动作后一直不返回 达到死区动作延时 220KV分裂运行母线母联死区保护 为防止双母线分列运行 母联断路器在跳位 情况下在死区范围内发生故障时 由于母差保护和母联死区保护动作造成两条母线全切除的严重后果 采取如下措施 当检测到母联断路器在跳位 且两条母线均有电压时 母联电流不再计入两条母线小差的计算内 此时如果在死区范围内发生故障 大差及TA侧小差能动作跳TA侧母线 断路器侧由于小差不动不会跳闸 保留了断路器侧母线的正常工作 220KV母联死区保护逻辑框图 1 4220KV线路开关的死区保护 一 RCS931光纤差动保护的死区保护 如图示故障发生在TA和断路器之间 这时对RCS931来说是区外故障 差动保护不动作 这时母差保护RCS915动作跳本侧开关 同时915发远跳信号给931 去跳对侧开关 来切除死故障 母线保护动作发信 如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时 对RCS902光纤距离保护来说是区外故障 RCS902纵联距离保护不动作 此时RCS915母线保护动作 跳本侧开关 但是对侧开关没有跳 故障没有切除 RCS902保护装置上有 其它保护动作发信 的开入量端子 一般此开入接点接的是 母线保护动作 接点 RCS902保护装置检查到此接点闭合后立即发信 对侧RCS902收到这个允许信号 同时正方向元件又满足 所以N侧RCS902主保护动作跳闸 把N侧开关跳开 故障切除 二 RCS902光纤距离保护的死区保护 母线保护动作停信 如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时 对RCS902高频距离保护来说是区外故障 RCS902高频距离保护不动作 此时RCS915母线保护动作 跳本侧开关 但是对侧开关没有跳 故障没有切除 RCS902保护装置上有 其它保护动作停信 的开入量端子 一般此开入接点接的是 母线保护动作 接点 RCS902保护装置检查到此接点闭合后立即停信 对侧RCS902收不到这个闭锁信号 同时正方向元件又满足 所以N侧RCS902主保护动作跳闸 把N侧开关跳开 故障切除 三 RCS902高频距离保护的死区保护 第二章500KV系统失灵和死区保护 2 1500KV系统断路器失灵保护 500KV系统接线图如下 500KV断路器失灵保护 断路器失灵保护按照如下几种情况来考虑 即故障相失灵 非故障相失灵和发 变三跳起动失灵 另外 充电保护动作时也起动失灵保护 1 故障相失灵按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后 先经 失灵跳本开关时间 延时发三相跳闸命令跳本断路器 再经 失灵动作时间 延时跳开相邻断路器 2 非故障相失灵由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件 并且失灵过流低定值动作元件连续动作 此时输出的动作逻辑先经 失灵跳本开关时间 延时发三相跳闸命令跳本断路器 再经 失灵动作时间 延时跳开相邻断路器 3 发 变三跳起动失灵由发 变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素 负序过流和零序过流三个辅助判据开放 三个辅助判据均可由整定控制字投退 输出的动作逻辑先经 失灵跳本开关时间 延时发三相跳闸命令跳本断路器 再经 失灵动作时间 延时跳开相邻断路器 4 充电保护起动失灵当充电保护动作时 如果失灵保护投入 则经 失灵动作时间 延时跳开相邻断路器 500KV断路器失灵保护逻辑方框图 发 变三跳起动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流及低功率因素两个条件 其过流值及低功率因素值见定值表 下图中A相电流高定值动作表示A相电流IA 失灵电流高定值 B相 C相与此类似 电流高定值动作表示A B C三相任一相失灵电流高定值动作 负序电流满足表示一倍负序电流大于负序电流定值 零序电流满足表示三倍的零序电流大于失灵零序电流定值 失灵动作时以第一时限跳开本侧开关 以第二时限跳开相邻开关 500KV断路器失灵保护逻辑方框图 2 2南方电网500KV系统3 2接线RCS921失灵保护跳闸回路 南方电网500KV系统3 2接线线路侧边开关失灵动作跳闸出口图 线路侧边开关失灵 921输出两付失灵起动节点 分别送给两套母线保护RCS915 送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路 对侧925采用二取二方式跳对侧开关 另外直接跳中开关 线变串中开关失灵 921直接跳两个边开关 送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路 对侧925采用二取二方式跳对侧开关 送一付跳闸节点给974非电量保护的跳闸回路 跳变压器各侧开关 南方电网500KV系统3 2接线线变串中开关失灵动作跳闸出口图 南方电网500KV系统3 2接线线变串变压器侧边开关失灵动作跳闸出口图 变压器侧边开关失灵 921直接跳中开关 送出两付起动失灵节点分别给两套母线保护915 送一付跳闸节点给974非电量保护的跳闸回路 跳变压器各侧开关 2 3华东电网500KV系统3 2接线RCS921失灵保护跳闸回路 华东电网500KV系统3 2接线线路侧边开关失灵动作跳闸出口图 线路侧边开关失灵 921输出两付失灵起动节点 分别送给两套母线保护RCS915 送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路 对侧925采用一取一方式跳对侧开关 另外直接跳中开关 CSC103为四方光纤差动 CSC125为四方远跳装置 线变串中开关失灵 921直接跳两个边开关 送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路 对侧925采用一取一方式跳对侧开关 送一付跳闸节点给974非电量保护的跳闸回路 跳变压器各侧开关 华东电网500KV系统3 2接线线变串中开关失灵动作跳闸出口图 华东电网500KV系统3 2接线线变串变压器侧边开关失灵动作跳闸出口图 变压器侧边开关失灵 921直接跳中开关 送出两付起动失灵节点分别给两套母线保护915 送一付跳闸节点给974非电量保护的跳闸回路 跳变压器各侧开关 2 4500KV系统断路器死区保护 500KV系统死区保护 在断路器和电流互感器之间发生短路时 在很多情况下往往保护动作跳开断路器后故障并未切除此时虽然可通过失灵保护动作跳开有关断路器 但考虑到这种站内故障 故障电流大 对系统影响也较大 而失灵保护动作一般要经较长的延时 所以RCS 921中考虑了动作时间比失灵保护快的死区保护 500KV系统死区保护动作判据 死区保护的动作判据为 当装置收到三跳信号 例如线路三跳 发变三跳 或A B C三个分相跳闸同时动作 这时如果死区过流元件动作 对应的断路器已跳开 装置收到三相的动作接点 经整定的时间延时起动死区保护 死区保护的出口与失灵保护相同 动作后跳相邻断路器 死区保护是否投入可由相应的控制字整定 500KV系统死区保护逻辑图 谢谢