北京四方CSC150母差保護

1、CSC-150數(shù)字式母線保護2004.04CSC-150數(shù)字式母線保護CSC-150數(shù)字式母線保護1、電氣主接線的定義：發(fā)電廠和變電站的一次設備按照一定的要求和順序連成的電路，又稱為一次接線。2、電力系統(tǒng)的接線形式分為有母線和無母線形式。 母線，又叫匯流排，是電廠、電站匯集電能和分配電能的電氣連接設備。它把各電源送來的電能匯集起來，并分配給各個用戶，表明各種一次設備的數(shù)量和作用、設備之間的連接方式以及在電力系統(tǒng)中的連接情況。CSC-150數(shù)字式母線保護 1）有母線：此類接線方式又可以分為單母線和雙母線形式等。 幾種常見的母線接線形式：單母線CSC-150數(shù)字式母線保護Ia母Ib母FD1G2G單

2、母分段CSC-150數(shù)字式母線保護旁母Ia母Ib母FD1G2G4G3G單母分段兼旁路CSC-150數(shù)字式母線保護I母II母母聯(lián)雙母線CSC-150數(shù)字式母線保護I母旁母II母旁母刀雙母線母聯(lián)兼旁路CSC-150數(shù)字式母線保護I母II母旁母跨條刀雙母線旁路兼母聯(lián) CSC-150數(shù)字式母線保護II母Ia母Ib母ML1ML2ML3雙母線單分段 CSC-150數(shù)字式母線保護母聯(lián)母聯(lián)I母II母II母分段III母分段I雙母線雙分段 CSC-150數(shù)字式母線保護 2）無母線：常見的有單元接線、橋形接線以及多角形接線等。3、母線保護的重要性 母線是電力系統(tǒng)中非常重要的設備，其可靠運行直接影響到電力系統(tǒng)的安全和

3、穩(wěn)定，而母線故障是最嚴重的電氣故障之一，因為它與各個電氣元件相聯(lián)，所以裝設必要的母線保護裝置能夠正確迅速切除母線故障，它的拒動或誤動將給電力系統(tǒng)帶來嚴重危害。CSC-150數(shù)字式母線保護CSC150母線保護適用范圍： 適用于750kV及以下各種電壓等級的變電站和發(fā)電廠，最大容量24個連接單元（包括線路、元件、母聯(lián)及分段開關），主接線包括單母線、單母分段、雙母線、雙母單分段、一個半斷路器接線等等，雙母雙分段按兩個雙母線考慮。CSC-150數(shù)字式母線保護主要功能： 快速虛擬電流比相突變量保護 常規(guī)比率制動式電流差動保護 斷路器失靈保護 母聯(lián)失靈及死區(qū)保護 PT斷線判別功能 CT斷線判別功能CSC-

4、150數(shù)字式母線保護結合了前插拔和后插拔的優(yōu)點，強弱電分離，維護方便。CSC-150數(shù)字式母線保護 小板子豎插，有效減輕積灰、印制板變形和增強散熱效果； 前插拔，維護方便； 主CPU完全屏蔽，抗干擾能力強，散熱效果好。CSC-150數(shù)字式母線保護雙A/D采集和互檢，提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性；監(jiān)測裝置電源的全部輸出電壓，并有狀態(tài)預告；開入量全面自檢；對于全部開出量，在線自檢到繼電器線圈，并可以監(jiān)視跳閘接點和跳閘回路。越來越趨向于做到：“只要不報警，裝置就是完好的”。CSC-150數(shù)字式母線保護通過記錄動作行為的中間過程和計算值，將保護內部的測量元件、動作行為和邏輯過程完整地記錄下來，使動作過程

5、“透明化”，十分有利于事故的分析，克服了原有微機保護只能知道模擬量和最終動作結果的弊端。保護CPU故障錄波數(shù)據(jù)可以打印輸出，也可以用COMTRADE兼容格式輸出至串口或以太網(wǎng)接口。大容量的故障錄波，記錄故障前2周和故障后 8周采樣數(shù)據(jù)。CSC-150數(shù)字式母線保護動作過程“透明化” 錄波分析CSC-150數(shù)字式母線保護動作過程“透明化” 行為節(jié)點CSC-150數(shù)字式母線保護漢化操作菜單簡單易用 并提供四個快捷鍵，可以實現(xiàn)“一鍵操作”功能，如：按一個鍵即可打印報告。人機對話界面循環(huán)顯示運行時母線電壓和各相差流，以及投入的功能壓板，方便直觀。CSC-150數(shù)字式母線保護CSC-150數(shù)字式母線保護

6、雙CPU 雙A/D 雙出口硬件冗余設計 可靠防止硬件元器件損壞導致保護誤動。并滿足硬件電壓閉鎖設計規(guī)范。2.模擬通道監(jiān)測 模擬通道自檢與互檢，有效防止保護誤動作。CSC-150數(shù)字式母線保護3. 電源電壓異常監(jiān)視現(xiàn)場運行表明現(xiàn)場運行表明, ,裝置電源是比較容易損壞的模塊裝置電源是比較容易損壞的模塊對直流電源各輸出電壓進行采集監(jiān)測，防止電源電壓異常造成保護誤動監(jiān)視電源電壓瞬時跌落，防止差動保護誤動作監(jiān)視電源電壓長期變化趨勢，異常狀態(tài)預告CSC-150數(shù)字式母線保護 母線的作用是匯集和分配電能，在電力系統(tǒng)中，如果把母線看成一個節(jié)點，根據(jù)基爾霍夫電流定律，流進節(jié)點的電流等于流出節(jié)點的電流，這就是母線

7、保護的保護原理。所謂的差流，是指流進母線的電流和流出母線的電流之差。 基爾霍夫電流定律就是母線保護的基本工作原理。CSC-150數(shù)字式母線保護大差檢測元件小差選擇元件大差及小差各自的范圍：CSC-150數(shù)字式母線保護比率制動式電流差動保護原理i1+i2+ini0 式中式中i1、i2、in為支路電流，為支路電流，K為制動系數(shù)，為制動系數(shù)，i0為差動電流門坎值。為差動電流門坎值。 i1+i2+inK(i1+i2+in)CSC-150數(shù)字式母線保護比率制動式電流差動保護原理動作區(qū)差動保護動作曲線id id = if if id =K if CSC-150數(shù)字式母線保護I母電壓閉鎖開放I母小差動作母線

8、大差動作II母電壓閉鎖開放II母小差動作& & 跳I母跳II母差動保護動作邏輯CSC-150數(shù)字式母線保護 為了防止由于差動以及失靈出口回路的誤碰或出口繼電器損壞等原因而導致母線連接元件的誤跳閘，母線保護裝置都配有電壓閉鎖功能。電壓閉鎖元件含母線各相低電壓，負序電壓，零序電壓元件，各元件并行工作，構成或門關系。電壓閉鎖功能CSC-150數(shù)字式母線保護完善的電壓閉鎖解決方案 本裝置的電壓閉鎖功能采取復合電壓開放邏輯，當任意相電壓低于低電壓定值、負序電壓高于負序電壓定值、零序電壓高于零序電壓定值或者PT斷線時開放電壓閉鎖元件，電壓閉鎖開放 。+電壓閉鎖開放低電壓負序電壓零序電壓電壓

9、斷線CSC-150數(shù)字式母線保護 比率制動式電流差動保護及斷路器失靈保護，均采用復壓閉鎖功能（定值單獨整定）。雙母線（分段母線）接線方式在母線并列運行或其它支路刀閘雙跨互聯(lián)運行時，若某段母線TV出現(xiàn)異常時，能自動實現(xiàn)TV切換。完善的電壓閉鎖解決方案CSC-150數(shù)字式母線保護 虛擬電流比相突變量保護原理 我們把同一時刻所有電流正之和虛擬成流入電流，所有電流負之和虛擬成流出電流，利用虛擬電流的的比例關系，可以明顯的區(qū)分母線的運行狀態(tài)。CSC-150數(shù)字式母線保護虛擬電流比相突變量保護1I2I1L2L正常運行或外部故障時，正負電流相位相反,每一采樣時刻均滿足虛擬流入電流等于虛擬流出電流，虛擬電流的

10、突變量|I1|= |I2|CSC-150數(shù)字式母線保護虛擬電流比相突變量保護1I2I2L1L虛擬流入電流虛擬流出電流母線內部故障時，正負電流相位相同，虛擬電流的突變量|I1|、|I2|不再平衡。CSC-150數(shù)字式母線保護TA飽和判別原理 理論分析和試驗結果表明，母線故障和區(qū)外故障TA飽和雖然都產(chǎn)生差動電流，但即使最嚴重的TA飽和，在故障初始階段和電流過零點，仍存在線性傳變區(qū)，在該傳變區(qū)內差動電流為零，過了該區(qū)才會出現(xiàn)差動電流。CSC-150數(shù)字式母線保護TA變比的自動調整 母線保護因所連接的支路負載情況不同所選TA也不盡相同，母線保護根據(jù)用戶整定的一次TA變比自動進行換算（取最大支路變比為基

11、準）使得二次電流滿足基爾霍夫定理。差動電流和制動電流是基于變換后的TA二次相對變比而得的。CSC-150數(shù)字式母線保護 母聯(lián)失靈示意圖如右圖所示，I母線內部故障，I母差動保護動作，跳母聯(lián)及I母所有連接元件，若母聯(lián)斷路器失靈，故障依然存在，延時（延時可整定，躲母聯(lián)斷路器跳閘時間），若母聯(lián)電流越限則跳開非故障母線上所有連接元件，最終切除故障。母線保護、母聯(lián)充電保護動作時均啟動母聯(lián)失靈保護。 母聯(lián)失靈保護CSC-150數(shù)字式母線保護I母故障跳母聯(lián)母聯(lián)有流跳II母II母故障跳母聯(lián)跳I母跳母聯(lián)延時tml母聯(lián)失靈保護邏輯圖CSC-150數(shù)字式母線保護 母聯(lián)死區(qū)保護根據(jù)母聯(lián)TA的不同布置分以下情況： 當母聯(lián)

12、斷路器兩側裝設兩組TA，交叉接線，死區(qū)故障兩條母線同時跳閘，母線保護不裝設死區(qū)保護；由于一次的投資情況，大部分地方只在母聯(lián)一側裝設TA，如圖所示：母聯(lián)死區(qū)保護CSC-150數(shù)字式母線保護 K點發(fā)生故障，對II母來說是區(qū)外故障，II母差動不動；對I母差動來說是內部故障，I母差動動作，跳開I母所有連接單元和母聯(lián)，但此時故障仍不能切除，針對這種情況，裝置采用I母差動跳母聯(lián)后檢測母聯(lián)斷路器跳位開入，若有跳位開入且母聯(lián)仍有流則發(fā)生的是死區(qū)故障，裝置跳開健全段母線上所有連接單元，最終切除故障。 若沒有把母聯(lián)跳位引入裝置，或保護沒有識別到母聯(lián)跳位開入，則母聯(lián)死區(qū)故障時保護自動按照母聯(lián)失靈來處理。CSC-15

13、0數(shù)字式母線保護I母故障跳母聯(lián)MLTWJA母聯(lián)有流跳II母II母故障跳母聯(lián)跳I母母聯(lián)死區(qū)保護邏輯圖MLTWJCMLTWJBCSC-150數(shù)字式母線保護 在雙母線系統(tǒng)中，根據(jù)電力系統(tǒng)的運行方式變化的需要，母線山的連接單元需在兩條母線間頻繁的切換，由此可見雙母線的一個特點是操作靈活、多變，但是運行的靈活卻給保護的配置帶來了一定的困難，因此保護通過引入隔離刀閘輔助觸點的方法來動態(tài)的跟蹤現(xiàn)場的運行工況。母線運行方式字的識別 CSC-150數(shù)字式母線保護IIIG2 G1L 雙母線運行方式示意圖G1 G2說 明0 0L停運0 1L運行在II母1 0L運行在I母1 1L同時運行在I、II母（倒閘操作）CSC

14、-150數(shù)字式母線保護 保護輔助裝置通過刀閘開關量輸入讀取各支路狀態(tài)，形成母線運行方式字，同時輔以電流校驗，實時跟蹤母線運行方式。裝置在支路有電流但其刀閘輔助觸點信號因故消失時可以通過記憶保持正常狀態(tài)。另外針對因隔離刀閘輔助觸點工作電源丟失而導致的所有刀閘位置都為0的情況，裝置能夠記憶掉電前的刀閘位置和母線運行方式字直到開入電源恢復正常為止，使得母線保護在該狀態(tài)下仍可以正確跳閘。母線運行方式字的識別 CSC-150數(shù)字式母線保護母線運行方式模擬裝置 CSC-150數(shù)字式母線保護斷路器失靈保護 本裝置應用于110kV以上母線時配置了兩種斷路器失靈保護，用戶可以根據(jù)各自的需要通過設置控制字選擇有電

15、流判別模式或無電流判別模式。斷路器失靈保護還具有復合電壓閉鎖功能，對于元件支路還設置了解除電壓閉鎖功能。CSC-150數(shù)字式母線保護斷路器失靈保護：無電流啟動模式CSC-150數(shù)字式母線保護 無電流啟動的斷路器失靈保護，該方式的失靈保護由外部失靈啟動裝置啟動本裝置失靈保護，本裝置不進行電流判別，保護本身只完成選擇元件所在的母線段以及復合電壓閉鎖功能。斷路器失靈保護檢查有失靈啟動開入且復合電壓閉鎖元件開放時按如下邏輯出口： （a） 經(jīng)較短的時間延時跳開母聯(lián)斷路器； （b） 經(jīng)較長的時間延時跳開與該支路所在同一母線上的所有支路斷路器。 CSC-150數(shù)字式母線保護斷路器失靈保護：有電流啟動模式CS

16、C-150數(shù)字式母線保護 有電流元件的斷路器失靈保護，該方式的失靈保護由線路保護裝置或元件保護裝置跳閘接點啟動本裝置失靈保護，電流判別及失靈邏輯由本裝置自身完成。該方式斷路器失靈保護，是由線路保護（跳A、跳B、跳C）或元件保護（三跳）出口繼電器動作啟動的。開入持續(xù)有效、跳閘相有故障電流且復合電壓閉鎖元件開放時，斷路器失靈保護確定失靈單元、完成選擇失靈單元所在的母線段并按如下邏輯出口： （a） 在整定的時間內跟跳本斷路器； （b） 若經(jīng)延時確定故障還未切除，則以較短的時間跳開母聯(lián)斷路器，以較長的時間跳開與該支路所在同一母線上的所有支路斷路器。CSC-150數(shù)字式母線保護TA斷線檢測和閉鎖方式 TA斷線檢測分告警段和閉鎖段。 TA斷線閉鎖采用分相、分段閉鎖方式，使得完好相和段仍具有差動保護功能。CSC-150數(shù)字式母線保護 TV斷線判別 中性點接地系統(tǒng)TV斷線判據(jù)為： （1）三相TV斷線：三相母線電