斷路器保護(hù)及過(guò)電壓保護(hù)配置和基本原理

1、云南電力研究院云南電力研究院2022年6月 功果橋數(shù)字式斷路器保護(hù)與自動(dòng)重合閘裝置功能包括斷路器失靈保護(hù)、三相不一致保護(hù)、死區(qū)保護(hù)、充電保護(hù)和自動(dòng)重合閘。裝置總起動(dòng)元件裝置總起動(dòng)元件 電流變化量起動(dòng)電流變化量起動(dòng)： 起動(dòng)元件動(dòng)作并展寬秒，去開(kāi)放出口繼電器正電源。 零序過(guò)流元件起動(dòng)：零序過(guò)流元件起動(dòng)： 當(dāng)零序電流大于零序過(guò)流門(mén)坎值時(shí)，零序起動(dòng)元件動(dòng)作并展寬秒，去開(kāi)放出口繼電器正電源。 位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)：位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)： 這一部分的起動(dòng)由用戶選擇投入，條件滿足總起動(dòng)元件動(dòng)作并展寬15秒，去開(kāi)放出口繼電器正電源 外部跳閘起動(dòng)：外部跳閘起動(dòng)： 當(dāng)有外部跳閘開(kāi)入且無(wú)外部跳閘告警時(shí)，起動(dòng)元件動(dòng)作并展寬秒，去

2、開(kāi)放出口繼電器正電源。ZDTMAXIII25. 1失靈保護(hù)動(dòng)作相鄰斷路器;若線線串中斷路器失靈，應(yīng)起動(dòng)L1和L2的遠(yuǎn)方跳閘;若線變串中斷路器失靈，應(yīng)起動(dòng)L1的遠(yuǎn)方跳閘和變壓器的電量保護(hù)跳閘回路.120 1011低COSA發(fā)變失靈經(jīng)負(fù)序電流發(fā)變失靈經(jīng)零序發(fā)變失靈失靈跳本斷路器時(shí)間失靈跳相鄰斷路器時(shí)間1經(jīng)零序開(kāi)放失靈E失靈高電流動(dòng)作線路三跳及三相跳閘開(kāi)入同時(shí)動(dòng)作發(fā)變?nèi)ъ`電流低定值動(dòng)作低功率因素滿足負(fù)序電流滿足零序電流滿足低功率因素過(guò)流滿足A相跳閘開(kāi)入A相失靈高電流動(dòng)作B相跳閘開(kāi)入B相失靈高電流動(dòng)作C相跳閘開(kāi)入C相失靈高電流動(dòng)作1失靈動(dòng)作跳本斷路器失靈動(dòng)作跳相鄰斷路器充電保護(hù)動(dòng)作失靈跳相鄰斷路器

3、時(shí)間失靈動(dòng)作跳相鄰斷路器根據(jù)TA的數(shù)量和位置確定是否有死范圍和死區(qū)范圍.如圖所示:在斷路器和TA之間發(fā)生故障(如斷路器1和TA1之間),開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后,故障并不能切除.考慮這種站內(nèi)故障,電流大,對(duì)系統(tǒng)影響大,而失靈保護(hù)動(dòng)作一般要經(jīng)較長(zhǎng)的延時(shí),所以專設(shè)了比失靈保護(hù)動(dòng)作快的死區(qū)保護(hù).動(dòng)作邏輯為:當(dāng)裝置收到跳閘信號(hào)和TWJ信號(hào)，且死區(qū)過(guò)流元件動(dòng)作仍不返回, 受死區(qū)保護(hù)投入控制經(jīng)整定延時(shí)起動(dòng)死區(qū)保護(hù).出口回路與失靈保護(hù)一致死區(qū)保護(hù)時(shí)間定值死區(qū)保護(hù)動(dòng)作死區(qū)保護(hù)投入1死區(qū)電流動(dòng)作TWJATWJCTWJCA相跳閘開(kāi)入B相跳閘開(kāi)入C相跳閘開(kāi)入線路三跳發(fā)變?nèi)摶芈酚捎脩粼O(shè)定該回路由用戶設(shè)定( (定值整定定值整定)

4、 )，分為單相跟跳、兩相跳閘聯(lián)跳三相以，分為單相跟跳、兩相跳閘聯(lián)跳三相以及三相跟跳；及三相跟跳； 此回路的出口接點(diǎn)與相應(yīng)的保護(hù)的出口接點(diǎn)合并一起去跳開(kāi)關(guān)。此回路的出口接點(diǎn)與相應(yīng)的保護(hù)的出口接點(diǎn)合并一起去跳開(kāi)關(guān)。應(yīng)跳兩個(gè)跳閘線圈應(yīng)跳兩個(gè)跳閘線圈 當(dāng)不一致保護(hù)投入，任一相TWJ動(dòng)作,且無(wú)電流時(shí), 確認(rèn)為該相開(kāi)關(guān)在跳閘位置, 當(dāng)任一相在跳閘位置而三相不全在跳閘位置，則確認(rèn)為不一致。不一致可經(jīng)零序電流或負(fù)序電流開(kāi)放，由控制字控制其投退。經(jīng)可整定的動(dòng)作時(shí)間滿足不一致動(dòng)作條件時(shí)，出口跳開(kāi)本斷路器。 不一致投入不一致時(shí)間不一致動(dòng)作11不一致經(jīng)零負(fù)序電流TWJAA相有流TWJBB相有流TWJCC相有流不一致零

5、序過(guò)流不一致負(fù)序過(guò)流E 充電保護(hù)用兩段電流和時(shí)間定值均可設(shè)置的帶延時(shí)的過(guò)流保護(hù)充電保護(hù)用兩段電流和時(shí)間定值均可設(shè)置的帶延時(shí)的過(guò)流保護(hù)實(shí)現(xiàn)。電流取自本斷路器實(shí)現(xiàn)。電流取自本斷路器TATA，與斷路器失靈保護(hù)共用。充電保護(hù)，與斷路器失靈保護(hù)共用。充電保護(hù)可經(jīng)充電保護(hù)投入壓板及整定值中相應(yīng)段充電保護(hù)投入控制字投可經(jīng)充電保護(hù)投入壓板及整定值中相應(yīng)段充電保護(hù)投入控制字投退。充電保護(hù)動(dòng)作后，起動(dòng)失靈保護(hù)，失靈保護(hù)經(jīng)失靈延時(shí)出口退。充電保護(hù)動(dòng)作后，起動(dòng)失靈保護(hù)，失靈保護(hù)經(jīng)失靈延時(shí)出口。 失靈保護(hù)、死區(qū)保護(hù)、不一致保護(hù)、充電保護(hù)動(dòng)作均閉鎖重合失靈保護(hù)、死區(qū)保護(hù)、不一致保護(hù)、充電保護(hù)動(dòng)作均閉鎖重合閘。閘。 充電段

6、時(shí)間定值充電保護(hù)動(dòng)作投充電保護(hù)段充電保護(hù)1 充電段時(shí)間定值投充電保護(hù)段A相電流IAB相電流IBC相電流ICImaxIcd1: 充電段過(guò)流定值 Icd2: 充電段過(guò)流定值Imax: A、B、C三相電流中的最大相電流值 ImaxIcd1 ImaxIcd21111A相跳閘出口(TA)B相跳閘出口(TB)C相跳閘出口(TC)失靈出口1A相跟跳C相跟跳B(niǎo)相跟跳不一致動(dòng)作溝通三跳失靈跳本開(kāi)關(guān)三相跟跳兩相跳閘聯(lián)跳三相充電保護(hù)動(dòng)作后合跳閘失靈動(dòng)作死區(qū)保護(hù)動(dòng)作 重合閘由二種方式起動(dòng)，一是由線路保護(hù)跳閘起動(dòng)重合閘；二是由跳閘位置起動(dòng)重合閘。跳閘位置起動(dòng)重合分為跳閘位置起動(dòng)單重與跳閘位置起動(dòng)三重，可由控制字分別控制

7、投退。通常系統(tǒng)里都是單重方式，所以一般情況下是跳閘位置起動(dòng)單重。1.為維護(hù)和檢修方便3/2接線重合閘按斷路器配置。2.為減少對(duì)系統(tǒng)沖擊，要求兩斷路器順序重合，后重合斷路器一定要先重合成功才發(fā)重合脈沖。3.先合的斷路器一般選邊斷路器。因?yàn)檫吢菲髦睾嫌谟谰眯怨收仙暇軇?dòng)，失靈保護(hù)跳相鄰母線，不擴(kuò)大停電范圍。若先合中路器重合于永久性故障上拒動(dòng)，該串要停用，擴(kuò)大停電范圍。4.為減少發(fā)電廠斷路器重合于永久性故障對(duì)發(fā)電機(jī)的沖擊，在線路兩側(cè)也實(shí)現(xiàn)順序重合閘，要求變電站側(cè)先重合，重合成功后發(fā)電廠側(cè)再重合。5.當(dāng)先合重合閘停用(斷路器因故檢修或退出工作時(shí))，后合重合閘將以先合重合閘整定時(shí)限動(dòng)作，避免以后合重合閘整

8、定時(shí)限重合,作出不必要的延時(shí)，這樣做可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。重合閘放電條件為（或門(mén)條件）重合閘放電條件為（或門(mén)條件）: :1. 重合閘起動(dòng)前壓力不足，經(jīng)延時(shí)400ms后“放電”；2. 重合閘方式在退出位置，即重合方式1與重合方式2同時(shí)為“1”或者重合閘投入控制字置“0”時(shí)“放電”；3. 單重位置，即重合方式1與重合方式2同時(shí)為“0”，如果三相跳閘位置均動(dòng)作或收到三跳命令或本保護(hù)裝置三跳，則重合閘“放電”；4. 收到外部閉鎖重合閘信號(hào)時(shí)立即“放電”；5. 合閘脈沖發(fā)出的同時(shí)“放電”；6. 失靈保護(hù)、死區(qū)保護(hù)、不一致保護(hù)、充電保護(hù)動(dòng)作時(shí)立即“放電”；7. 收到外部發(fā)變?nèi)盘?hào)時(shí)立即“放電”。8. 對(duì)于

9、后合重合閘，當(dāng)單重或三重時(shí)間已到，但后合重合延時(shí)未到，這之間如再收到線路保護(hù)的跳閘信號(hào)，立即放電不重合。這可以確保先合斷路器合于故障時(shí)，后合斷路器不再重合。 1.保護(hù)未起動(dòng)； 2.跳閘位置繼電器TWJ不動(dòng)作或線路有流；3.無(wú)保護(hù)開(kāi)入觸點(diǎn)輸入4.重合閘投入、裝置無(wú)報(bào)警、無(wú)閉鎖重合閘信號(hào)、斷路器壓力正常。 重合閘充電完后充電燈亮。 當(dāng)線路發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障,當(dāng)兩側(cè)斷路器單相跳開(kāi)后,斷路器重合順序?yàn)樽冸娬緜?cè)1DL-發(fā)電廠側(cè)3DL-變電站側(cè)2DL-發(fā)電廠側(cè)4DL。當(dāng)線路發(fā)生永久性單相接地故障,當(dāng)兩側(cè)斷路器單相跳開(kāi)后,變電站側(cè)1DL斷路器首先重合，合于故障保護(hù)動(dòng)作跳變電站側(cè)斷路器。發(fā)電廠側(cè)無(wú)重合機(jī)會(huì)

10、，由非全相保護(hù)跳開(kāi)。應(yīng)用及功能 本裝置作為輔助保護(hù)裝置，可實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓起動(dòng)遠(yuǎn)跳；具有就地判別功能的收信直跳和過(guò)壓保護(hù)。收信工作邏輯有“二取二”和“二取一”判斷邏輯?！岸《狈绞剑竿ǖ酪缓屯ǖ蓝际招?，置收信動(dòng)作標(biāo)志。“二取一”方式，指通道一與通道二其中之一收信，置收信動(dòng)作標(biāo)志。當(dāng)兩通道均投入運(yùn)行（如下圖1），方式控制字“二取一”方式不投入且兩通道無(wú)一故障時(shí)為“二取二”方式；當(dāng)方式控制字“二取一”方式投入，或兩個(gè)通道只有一個(gè)通道投入運(yùn)行，另一個(gè)退出時(shí)為“二取一”方式。在“二取二”方式下，如有一通道故障（圖2），則閉鎖該通道收信，并自動(dòng)轉(zhuǎn)入“二取一”方式。當(dāng)通道故障消失后延時(shí)200ms開(kāi)放該通道

11、收信。當(dāng)任一通道持續(xù)收信超過(guò)4s，則認(rèn)為該通道異常，發(fā)報(bào)警信號(hào)的同時(shí)閉鎖該通道收信，當(dāng)該通道收信消失后延時(shí)200ms開(kāi)放該通道收信。圖1圖2通道故障的無(wú)源接點(diǎn)925的開(kāi)入遠(yuǎn)方跳閘就地判據(jù)邏輯 當(dāng)本端過(guò)電壓元件動(dòng)作，并且“過(guò)電壓起動(dòng)遠(yuǎn)跳”控制字為“1”，如果滿足以下條件則起動(dòng)遠(yuǎn)方跳閘裝置（或門(mén)條件）： 1) “遠(yuǎn)跳經(jīng)跳位閉鎖”控制字為“1”，本端斷路器TWJ動(dòng)作且三相無(wú)電流； 2) “遠(yuǎn)跳經(jīng)跳位閉鎖”控制字為“0”。當(dāng)對(duì)側(cè)遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)收到本側(cè)的遠(yuǎn)跳信號(hào)時(shí)，再根據(jù)其就地判據(jù)判斷是否跳開(kāi)其側(cè)斷路器。當(dāng)過(guò)電壓返回時(shí)，發(fā)遠(yuǎn)跳命令返回。在二取二收信方式下，就地判別元件動(dòng)作標(biāo)志與兩通道收信動(dòng)作標(biāo)志都存在，經(jīng)

12、過(guò)整定延時(shí)出口跳閘。在二取一收信方式下，就地判別元件動(dòng)作標(biāo)志與任一收信動(dòng)作標(biāo)志都存在，經(jīng)過(guò)延時(shí)整定值出口跳閘。在某些情況下，就地判據(jù)元件可能會(huì)因靈敏度不夠而不能動(dòng)作，這時(shí)作為后備，可將方式控制字“二取二無(wú)判據(jù)”或“二取一無(wú)判據(jù)” 投入；如果TV斷線，而就地判據(jù)又有功率因素等元件，這時(shí)可以投入TV斷線自動(dòng)轉(zhuǎn)入“二取二”或“二取一”無(wú)就地判據(jù)。在這兩種情況下，收信標(biāo)志動(dòng)作后經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的延時(shí)整定出口跳閘，該整定值要小于4S。當(dāng)跳閘命令發(fā)出80ms后，三相均無(wú)流時(shí)收回跳閘命令。 當(dāng)線路本端過(guò)電壓，保護(hù)經(jīng)過(guò)電壓延時(shí)整定跳本端斷路器。過(guò)電壓保護(hù)可反應(yīng)任一相過(guò)電壓動(dòng)作（三取一方式），也可反應(yīng)三相均過(guò)電壓動(dòng)作（三取三方式），由控制字整定。過(guò)電壓保護(hù)電壓元件返回系數(shù)為0.98。過(guò)電壓跳閘命令發(fā)出80ms后，若三相均無(wú)流時(shí)收回跳閘命令。RCS-925ARCS-925A工工作邏輯方框作邏輯方框圖圖當(dāng)跳閘令發(fā)出80ms后，判線路是否有流，如果無(wú)流，則收回跳閘令。當(dāng)相電流0.06*IN（IN為額定電流）時(shí)判為線路