RCS-915母差保護技術(shù)培訓(xùn)資料(2011.12.5)課件

1、概述電氣一次接線圖母線運行方式RCS-915母差保護配置（1）、（2）母差保護的性能特點保護裝置硬件構(gòu)成保護原理簡介母聯(lián)保護裝置面板燈信號/鍵盤保護參數(shù)、定值二次回路說明保護運行說明NCS中告警信號/處理母差保護常規(guī)定檢項目 姚孟220kV變電站的接線方式是雙母線+旁路的運行方式，母聯(lián)回路是專用母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，所接入的線路和元件共計14個間隔，目前無備用間隔。 220kV第二套母差保護，是選擇南京南瑞繼保公司的微機型母差保護，型號是RCS-915AB，該保護于2006年開始安裝、調(diào)試和接入，截至到2010年9月6日在各個間隔接入并帶負(fù)荷檢查正確后，順利投運。 姚程線 II姚計線 III姚計線 姚

2、雙線 香姚2線 I姚滍線 II姚滍線 220kV電抗器姚220至聯(lián)變220kV北母220kV南母220kV旁母#1機#1高備變#2機#3高備變姚程1姚221II姚計1III姚計12201姚雙1姚222香姚2I姚滍1II姚滍12203姚旁姚聯(lián)南母PT北母PTL1L8L2L9L10L3L11L4L12L13L14L5L15L6 2400/5 1200/5 1200/5 1200/5 1200/5 600/5 1200/5 1200/5 1200/5 1200/5 2400/5 1200/5 1200/5 2400/51.母聯(lián)CT同名端的朝向要求:以向北母(I母)物理位置為準(zhǔn)，因此現(xiàn)場接線時，應(yīng)將C

3、T二次的非極性端接入母差。2.各元件、線路的CT極性端向母線側(cè),是極性端直接接入。u 母線運行方式與母差保護的正確動作關(guān)系十分密切，因此母線運行方式分為以下幾種情況：1.雙母線運行：屬于正常運行方式，母差保護中大差、小差正常投運。2.母線互聯(lián)： 當(dāng)母線上任一間隔南、北刀閘位置均處于合位時，母線即處于互聯(lián)狀態(tài)，當(dāng)母線互聯(lián)時，母差保護動作將不再進行故障母線的選擇，直接切除全部母線。 當(dāng)母線互聯(lián)時，不響應(yīng)刀閘位置確認(rèn)按鈕。3.單母線運行：單母線長期運行或母線互聯(lián)情況下，母差保護中的“投單母運行”壓板投入，此時保護邏輯與刀閘位置無關(guān)。4.雙母線分裂運行：母聯(lián)開關(guān)斷開，各段母線獨立運行。u說明：無論母線

4、方式是何種方式運行，母差保護中的大差、小差均不退出運行。 RCS-915型母差保護的應(yīng)用范圍：可適用于各種電壓等級的單母線、單母線分段、雙母線等主接線方式，母線上允許接入線路和元件最多為21個間隔（含母聯(lián)間隔）。 保護配置：（1）母線差動保護（2）母聯(lián)充電保護（3）母聯(lián)死區(qū)保護（4）母聯(lián)過流保護（5）母聯(lián)失靈保護（6）母聯(lián)非全相保護及開關(guān)失靈保護u RCS-915母差保護屏有以下組成： 區(qū)域1：母聯(lián)開關(guān)操作箱；母聯(lián)開關(guān)正常運行中，插件上的HWJ1、HWJ2“綠燈”亮平光。 區(qū)域2：保護機箱；保護機箱是本套保護裝置的核心部分，帶有一個液晶顯示屏幕和操作用的6鍵鍵盤（上、下、左、右、確認(rèn)、取消、區(qū)

5、號、+、-），方便人機對話。 區(qū)域3： 刀閘模擬盤；可最多模擬20個支路，可以顯示當(dāng)前支路連接在那條母線上，與實際位置對應(yīng)。 區(qū)域4： 打印機 區(qū)域5：保護投退壓板和出口壓板。 屏右側(cè)布置：三個按鈕：信號“復(fù)歸”按鈕、“刀閘位置確認(rèn)”按鈕，“打印”按鈕。 一個切換開關(guān)：“母線電壓切換”開關(guān)。 屏背面頂部：安裝直流電源開關(guān)、PT二次電壓開關(guān) 允許CT多變比接入，CT調(diào)整系數(shù)可以整定； 高靈敏比率差動保護 新型自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗CT飽和判據(jù) 事件報文處理 中文人機界面 裝置硬件配置：CPU板和管理板、開入、開出板等。裝置核心采用Mortorola公司的32位單片微處理器M68332芯片，主要完成保護

6、邏輯和后臺功能；保護運算采用的是AD公司的高速數(shù)字處理信號（DSP）芯片；裝置采樣率是24點/周。 CPU主板：保護邏輯及跳閘出口功能，同時完成事件記錄及打印、保護部分的后臺通信及與面板CPU通信功能。 管理板：內(nèi)設(shè)總啟動元件，啟動后開放出口繼電器的正電源；故障錄波功能。交流信號低通濾波A/DDSP1DSP2CPLD光隔MC68332CPUMORTOROLA保護板出口繼電器串口打印+E低通濾波A/DDSP1DSP2光隔CPLDMC68332CPUMORTOROLA外部開入串口打印外部開入管理板采樣率：24點/周QDJ 接入母差保護的CT極性規(guī)定：母線上各元件及線路的CT極性應(yīng)向母線側(cè)，母聯(lián)CT

7、極性應(yīng)向I母側(cè)。 母差保護裝置的保護板和管理板對每種保護功能均設(shè)有啟動元件，管理板啟動后，開放出口正電源。 母線差動保護由分相式比率差動元件構(gòu)成母線差動保護由分相式比率差動元件構(gòu)成。差動回路包括母線大差回路和各段母線小差回路。母線大差用于判斷母線區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，小差用于選擇故障母線。I母（北母）II母（南母）（1）電壓工頻變化量元件：電壓工頻變化量元件：兩母線任一相電壓工頻變化量大于門坎值（由浮動門坎和固定門坎構(gòu)成），該啟動元件動作，動作判據(jù)：u UT+0.05Un （2）差流元件：差流元件：當(dāng)任一相差動電流大于差流啟動值時差流元件動作，其判據(jù)： I Icdzd變化量瞬時值浮動門坎固定門坎大差

8、相電流差流啟動值（1）常規(guī)比率差動元件 動作判據(jù)： 注：K-比率制動系數(shù) Ij-第j個連接單元的電流 Icdzd-差動電流啟動值差動保護定值：差動保護定值：差動啟動電流高值：差動啟動電流高值：5A差動啟動電流低值：差動啟動電流低值：4.5A比率制動系數(shù)高值：比率制動系數(shù)高值：0.65比率制動系數(shù)低值：比率制動系數(shù)低值：0.55 為了防止母聯(lián)開關(guān)斷開情況下，弱電源側(cè)母線發(fā)生故障時大差比率差動元件靈敏度不夠，因此將比率制動系數(shù)設(shè)置成高低兩個值。 母聯(lián)在合位或投單母運行或母線互聯(lián)時，采用比率制動系數(shù)的高值；而當(dāng)母線分裂運行或單條母線長周期運行時，采用比率制動系數(shù)的低值。小差固定取比率制動系數(shù)高值。

9、此保護是為提高保護抗過渡電阻，減少保護性能受故障前系統(tǒng)功角影響，本保護除采用由差流構(gòu)成的常規(guī)比率差動元件外，還采用工頻變化量電流構(gòu)成了工頻變化量比率差動元件，與制動系數(shù)固定為0.2的常規(guī)比率差動元件配合構(gòu)成快速差動保護，其動作判據(jù)如下：K-為工頻變化量比例制動系數(shù)，（為工頻變化量比例制動系數(shù)，（1）母聯(lián)開關(guān)在）母聯(lián)開關(guān)在合位或投單母或母線互合位或投單母或母線互聯(lián)聯(lián)時時K取取0.75；（；（2）母線分裂母線分裂運行時運行時，自動轉(zhuǎn)為比率制動系數(shù)低值；（，自動轉(zhuǎn)為比率制動系數(shù)低值；（3）小差小差則固定取則固定取0.75。Ij-第第j個間隔工頻變化量電流。個間隔工頻變化量電流。DIr-差流啟動的浮動

10、門坎。差流啟動的浮動門坎。 DIcdzd-差流啟動的固定門坎。差流啟動的固定門坎。 本保護中含有大差和小差，大差比率差動元件根據(jù)母線所連接元件計算出差動電流，作為區(qū)分區(qū)內(nèi)故障判別元件；小差比率差動元件根據(jù)刀閘接入位置計算差電流，受當(dāng)時的運行方式控制，作為故障母線的選擇元件。 當(dāng)大差抗飽和母差動作，且任一小差比率差動元件動作，母差動作跳母聯(lián)；當(dāng)小差比率差動元件和小差諧波制動元件同時開放時，母差動作跳相應(yīng)母線。 當(dāng)雙母線按單母方式（或母線互聯(lián)）運行不需要故障母線選擇時，可將“投單母線”壓板投上。當(dāng)?shù)堕l操作母線互聯(lián)時，裝置自動識別為單母線運行。上述兩種情況均不進行故障母線選擇，母差保護動作將切除全部

11、母線。 母差保護設(shè)一后備段，當(dāng)抗飽和母差動作，且無母線跳閘時，則經(jīng)過250mS切除母線上所有元件。 另外，裝置在比率差動連續(xù)動作500ms后將退出所有的抗飽和措施，僅保留常規(guī)的比率差動元件，若其動作仍不返回，則跳相應(yīng)母線。母差后備段是防止某些復(fù)雜故障情況下保護誤閉鎖導(dǎo)致拒動，而造成的系統(tǒng)穩(wěn)定破壞和事故擴大。加權(quán)算法&500&500&250&跳I母跳母聯(lián)&母差后備動作BLCD1BLCD2BLCD2BLCD1II母電壓閉鎖開放I母電壓閉鎖開放BLCDBLCD1小差比率制動大差諧波制動開放I母小差諧波制動開放BLCD BLCD1BLCDBLCD1ZU1SWYB

12、符號說明：U1-I母電壓工頻變化量元件Z-工頻變化量阻抗元件BLCD1-I母工頻變化量比率差動元件BLCD-大差工頻變化量比率差動元件 BLCD -大差比率差動元件（K=0.2）BLCD1 -I母比率差動元件（K=0.2）BLCD-大差比率差動元件BLCD1-I母小差比率差動元件 為了防止發(fā)生近端區(qū)外部故障時TA嚴(yán)重保護造成的母差誤動作，本裝置根據(jù)TA飽和波形特點設(shè)置了兩個TA飽和檢測元件，用以判別差動電流是否由區(qū)外故障TA飽和引起，如果是TA飽和，則閉鎖出口，否則開放出口。 TA飽和檢測元件一的工作原理：采用了自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和方法，即利用電壓工頻變化量啟動元件自適應(yīng)的開放加權(quán)算法。 TA

13、飽和檢測元件二的工作原理：由諧波制動原理構(gòu)成，利用TA飽和時差流波形畸變和每周存在線性傳變區(qū)等特點，根據(jù)差流中諧波分量的波形特征檢測TA是否發(fā)生了飽和。動作判據(jù)：U Ubs 3U0U0bs U2 U2bs 以上三個條件任一個動作，電壓閉鎖開放。 在動作于故障母線跳閘時，必須經(jīng)相應(yīng)的母線電壓閉鎖元件閉鎖。當(dāng)保護發(fā)出跳令后，經(jīng)整定延時（0.25S）母聯(lián)中的電流仍大于母聯(lián)失靈電流定值（2A）時， 母聯(lián)失靈經(jīng)兩母線電壓閉鎖后跳開兩條母線上所有連接的元件。一般情況下，有母差保護和母聯(lián)充電保護啟動母聯(lián)失靈保護；我廠投入“投母聯(lián)過流啟動失靈”控制字，母聯(lián)過流保護也可啟動母聯(lián)失靈保護。 此保護是針對當(dāng)姚220

14、間隔 內(nèi)姚220開關(guān)與CT之間發(fā)生故障時設(shè)置 的保護。死區(qū)保護動作判據(jù)： 母線并列運行時：在母差保護發(fā)出母線跳令后，母聯(lián)開關(guān)已跳開而母聯(lián)TA中有電流，且大差和小差的差動元件不返回的情況，經(jīng)死區(qū)整定延時Tsq=0.12S將另一條母線跳開。 為了防止母聯(lián)在跳位時，發(fā)生死區(qū)故障將母線全部切除，當(dāng)兩條母線都有電壓，且母聯(lián)開關(guān)在跳位時，母聯(lián)電流不計入小差。 工程應(yīng)用中注意：工程應(yīng)用中注意： 母聯(lián)開關(guān)的跳位是將開關(guān)的三相常開輔助接點接入保護。母聯(lián)開關(guān)的跳位是將開關(guān)的三相常開輔助接點接入保護。220kV北母220kV南母姚220 220kV南母或北母停電檢修后，需通過母聯(lián)開關(guān)向檢修母線充電恢復(fù)雙母線運行，此

15、時投入母聯(lián)充電保護，當(dāng)母線有故障時，母聯(lián)保護動作切除故障。母聯(lián)充電保護有專門的啟動元件。 母聯(lián)充電保護啟動三個條件：（1）充電保護壓板投入；（2）其中一條母線失電，且母聯(lián)開關(guān)已斷開；（3）母聯(lián)電流從無到有（0.04In）。 滿足上述條件，開放充電保護300mS，在此期間，若母聯(lián)中的電流大于整定值，將母聯(lián)開關(guān)跳開。母聯(lián)充電保護不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。 目前母線充電時，投控制字“充電閉鎖母差”。&0300&1000&閉鎖母差跳母聯(lián)BSMCSW2SW1YBCDBS母聯(lián)TWJI、II母有壓母聯(lián)IA0.04In母聯(lián)IB0.04In母聯(lián)IC0.04In母聯(lián)IAIchg母聯(lián)IBIchg母聯(lián)

16、ICIchg 利用母聯(lián)開關(guān)作為元件或線路的臨時保護時使用，可用“母聯(lián)過流”壓板投退。 母聯(lián)過流保護有專門的啟動元件，此保護動作出口不經(jīng)復(fù)合電壓元件閉鎖。 當(dāng)母聯(lián)過流保護中的任一相電流大于整定值或零序電流大于整定值時，保護動作經(jīng)延時出口。 當(dāng)投“投母聯(lián)過流啟動母聯(lián)失靈”控制字時，母聯(lián)過流動作時，將啟動母聯(lián)失靈保護。n RCS-915保護裝置的面板液晶顯示左側(cè)有10個信號指示燈，其含義： “運行”燈：為綠色，裝置正常運行時點亮。 “斷線報警”燈：為黃色，發(fā)生交流回路異常時點亮。 “位置報警”燈：為黃色，當(dāng)?shù)堕l位置變位、互聯(lián)、自檢異常時點亮； “報警”燈：為黃色，當(dāng)裝置發(fā)生其他異常時點亮。 “跳I母

17、”、“跳II母”燈：為紅色，當(dāng)保護動作跳母線時點亮。 “母聯(lián)保護”燈：為紅色，母差跳母聯(lián)，母聯(lián)充電保護動作、母聯(lián)過流保護動作、母聯(lián)非全相保護動作或失靈保護跳母聯(lián)時點亮。 “I母失靈”、“II母失靈”、“線路跟跳”燈：為紅色，均為失靈保護動作時點亮，我們暫時不用。n 該保護屏上機箱帶有一個液晶顯示屏幕和6鍵鍵盤（上、下、左、右、確認(rèn)、取消、區(qū)號、+、-。裝置面板燈信號/鍵盤：TA斷線斷線告警說明大差電流大于TA斷線整定值IDX（0.5A）時，經(jīng)5S發(fā)出TA斷線報警信號；大差電流小于TA斷線整定值IDX（0.5A），而兩個小差電流大于TA斷線整定值IDX時，經(jīng)5S后報母聯(lián)TA斷線信號；如果母聯(lián)TA

18、斷線，不閉鎖母差保護，但此時母差保護自動切到單母線方式，發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，不再進行故障母線選擇；由大差判斷出的TA斷線閉鎖母差保護，其它保護功能不閉鎖。需按保護屏右側(cè)的復(fù)歸按鈕復(fù)歸TA斷線閉鎖，保護才能恢復(fù)正常運行。當(dāng)母線電壓異常（母差電壓閉鎖開放）時不進行TA斷線檢測。裝置面板燈信號/鍵盤： TA告警說明 任一支路3I00.25Imax+0.04In時，經(jīng)5S后報該支路TA異常。對于母線支路發(fā)不平衡異常信號，該信號由控制字“投TA異常不平衡判據(jù)”投退，目前，我們的保護定值中規(guī)定不投。 大差電流大于TA異常整定值IDXBJ（定值：0.3A）時，經(jīng)5S后報TA異常。 大差電流小于TA異常整定值，而

19、兩個小差電流大于TA異常整定值時，經(jīng)5S后報TA異常。 TA異常報警不閉鎖母差保護，可通過保護中控制字“投TA異常自動恢復(fù)”進行選擇TA回路自動恢復(fù)正常后，TA異常是否自動復(fù)歸。n TV斷線有以下幾種情況：母線負(fù)序電壓大于12V，延時1.25S報該母線TV斷線；母線三相電壓之和|UA|+|UB|+|UC|小于Un，母聯(lián)或任一出線的任一相有電流（0.04In）或母線任一相電壓大于0.3Un，經(jīng)1.25S報該母線TV斷線；n 當(dāng)三相電壓恢復(fù)正常，經(jīng)10秒后全部恢復(fù)正常運行。n 當(dāng)系統(tǒng)有擾動或任一支路的零序電流大于0.1In時，裝置不進行TV斷線檢測。n 若任一母線電壓閉鎖條件開放，經(jīng)3S后報該母線

20、電壓閉鎖開放信號。n 當(dāng)?shù)堕l位置變位時，運行人員需核對變位正確后，用刀閘位置確認(rèn)按鈕復(fù)位信號；n 刀閘輔助接點與實際一次刀閘狀態(tài)不對應(yīng)，有位置報警信號，此時運行人員核對實際刀閘狀態(tài)，在保護屏的模擬盤上將對應(yīng)的刀閘位置進行強制模擬，待刀閘位置處理正常后，解除強制； n 運行中若出現(xiàn)一支路有電流而無刀閘位置時，保護會記憶原來刀閘位置，根據(jù)系統(tǒng)電流分布情況校核出該支路的刀閘位置，此時刀閘位置確認(rèn)按鈕無效。注：n當(dāng)一條母線PT退出檢修或故障時，可利用母差保護屏上“電壓切換”開關(guān)對母線電壓進行切換。n 切換開關(guān)位置有：“I母”、“雙母”、“II母”。n保護定值中控制字“投I母TV”或“投II母TV”也應(yīng)

21、對應(yīng)選投。n 當(dāng)母線分裂運行或母聯(lián)開關(guān)帶線路運行時，電壓切換不起作用。n RCS-915母差保護的定值有4個區(qū)，可設(shè)置四套定值。但裝置參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)不分區(qū)且只有一套定值。n TA調(diào)整系數(shù)說明：主要用于連接支路多變比情況，一般取多路TA的變比作為基準(zhǔn)變比（我們是取1200/5A為基準(zhǔn)），TA調(diào)整系數(shù)設(shè)置為1；備用支路的TA調(diào)整系數(shù)設(shè)置為0；n I、II母刀閘控制字：當(dāng)投單母主接線時，無須刀閘位置引入。n 所有保護定值均為折算到TA基準(zhǔn)的二次值。n CT回路：第二套母差保護中最多可接入21個間隔，而我們實際接入了14個單元；線路間隔使用的CT回路是單獨CT二次回路，但姚221、姚222、姚2201

22、、姚220間隔的CT回路與220kV開關(guān)失靈保護共用CT二次繞組，其母差用CT回路在尾端。n 母線上各元件（除母聯(lián)間隔外）,CT二次按極性端直接接入母差保護；母聯(lián)間隔CT二次按非極性端接入母差保護。n PT回路：第二套母差保護分別從220kV電壓分配盤接入了220kV南北母線A、B、C、N相電壓。n 開關(guān)量開入：采用弱電24V電源啟動開入回路，如“投母差”、“投單母運行”、“投母聯(lián)充電”、“投母聯(lián)過流”、“投檢修狀態(tài)”等。n 刀閘位置開入：接入各個間隔南、北母刀閘合位是經(jīng)結(jié)合柜轉(zhuǎn)接而來；刀閘合閘位置所用的是母差保護電源“R2+”。n 出口回路：母差保護動作后，經(jīng)保護屏上的跳閘壓板出口，接入到對

23、方保護屏的操作箱的“R233”端子，機組側(cè)的發(fā)變組保護屏上和高備變保護屏上設(shè)置了“第二套母差跳閘”壓板開入，方便機組側(cè)保護檢驗工作。使用電源是元件或線路的“QS2+”。n 母聯(lián)保護出口：該套母差保護含母聯(lián)開關(guān)操作箱，兩套母差保護均經(jīng)在本套保護端子排送出。n 接入NCS中的告警信號：母差保護動作（XMC動作）母聯(lián)保護動作（XTML動作）裝置報警（BJJ動作）裝置閉鎖（BSJ動作）n GPS對時：與NCS系統(tǒng)的GPS系統(tǒng)進行分對時。n RCS-915母差保護的工作電源220V直流I組#3配電屏（NCS）HL26小空開。n 保護屏后頂部的小空開用途：4K1-母聯(lián)開關(guān)的合閘/主分電源開關(guān)4K2-母聯(lián)開

24、關(guān)的副分電源開關(guān)1ZKK1-北母PT電壓2ZKK2-南母PT電壓1K-保護電源R2n 投母差（1LP1）壓板：該壓板投入時，母差保護投入，退出時母差保護退出，該壓板由調(diào)度下令投退。n 投母聯(lián)充電（1LP3）：該壓板只有在空母線充電時投，正常運行中，該壓板退出。由調(diào)度下令投退。n 投母聯(lián)過流（1LP4）：該壓板在母聯(lián)帶線路或元件運行時作為臨時保護投用，由調(diào)度下令投退。n 投單母運行(1LP2)：該壓板在母線刀閘互聯(lián)操作時投，由值長下令投退。n 投母聯(lián)檢修(1LP8)：該壓板在母聯(lián)開關(guān)停運時投，雙母線正常運行中不投，由值長下令投退。n 投檢修狀態(tài)(1LP7)：保護與信息子站通信用壓板，該壓板在保護

25、檢驗時投。 南母啟動失靈（GLP2）：該壓板是母差保護動作后啟動失靈保護的壓板，正常運行中投入，由調(diào)度下令投退。 北母啟動失靈（GLP4）：同上 副跳母聯(lián)（MLP2）：母差保護動作或母聯(lián)充電保護等動作跳母聯(lián)的出口壓板，正常運行中投入，由調(diào)度下令投退。 副跳姚旁（TLP12）、副跳姚程（BLP1）、副跳姚221（BLP2）、副跳II姚計（BLP3）、副跳III姚計（BLP4）、副跳姚2201（BLP5）、副跳姚雙（BLP6）、副跳姚222（BLP7）、副跳香姚（BLP8）、副跳I姚滍（BLP9）、副跳II姚滍（BLP10）、副跳姚2203（BLP11）、副跳姚抗（BLP12）、副跳姚聯(lián)（BLP13），正常運行中投入，由調(diào)度下令投退。 1LP5-1LP6、1LP9、MLP1、GLP1、GLP3、GLP5GLP7、TLP1TLP11、TLP13TLP18、BLP14BLP18壓板