比率制動式母線差動保護課件

1、比率制動式母線差動保護課件 對雙母線保護的要求： 母線保護能夠準確的判斷出故障是發(fā)生在雙母線上還是外部； 母線保護能夠準確判斷出故障是發(fā)生在雙母線的哪一段母線，使母線保護能夠有選擇性地切除故障母線，保留非故障母線繼續(xù)運行。 母線差動保護通常由起動元件、選擇元件和電壓閉鎖元件組成。一、雙母線的完全差動保護 對雙母線保護的要求：一、雙母線的完全差動保護大差啟動用于判斷故障是否發(fā)生在雙母線上，若是則保護動作小差選擇用于判斷故障是發(fā)生在哪一段母線，然后有選擇性跳開故障母線大差啟動用于判斷故障是否發(fā)生在雙母線上，若是則保護動作小差選 微機母線保護： 廣泛采用比率制動式電流差動保護原理。 微機母線保護：

2、廣泛采用比率制動式電流差動保護原理。 大差啟動元件和小差選擇元件中有反應任意一相電流突變或電壓突變的啟動元件，它和差動動作判據(jù)一起進行判斷，以確保內(nèi)部故障時電流保護正確動作。 在同時滿足電壓閉鎖開放條件時跳開故障母線上所有斷路器。 大差啟動元件和小差選擇元件中有反應任意一相電流突變或電二、比率制動式電流差動保護原理 比率制動特性就是指繼電器的動作電流隨外部短路電流的增大而自動增大，而且動作電流的增大比不平衡電流的增大還要快。 比率制動式電流保護的基本原理：內(nèi)部故障情況下所有流入及流出母線的電流之和不為零。因此：差動保護可以正確地區(qū)分母線內(nèi)部和外部故障。母線在正常工作或其保護范圍外部故障時所有流

3、入及流 出母線的電流之和為零； 二、比率制動式電流差動保護原理內(nèi)部故障情況下所有流入及流出母 具有比率制動特性的母線差動保護引入了兩個主要量：反映差動電流的動作量 和反映外部短路時穿越電流的制動量 。其計算式分別為： 動作量：制動量：支路電流； 具有比率制動特性的母線差動保護引入了兩個主要量：反映差動電 比率制動式電流差動保護的基本判據(jù)為：即 制動系數(shù)；差動電流門檻值；比率制動式電流差動保護的基本判據(jù)為：即 制動系數(shù)； ：一般根據(jù)經(jīng)驗取0.20.3倍的母線額定電流。 ：取值范圍0.60.75。該動作條件是由正常運行時的不平衡電流決定；該動作條件是由母線所有元件的差動電流和制動電流的比率決定。

4、：一般根據(jù)經(jīng)驗取0.20.3倍的母線額定電流。 采用比率制動式母線差動保護提高了內(nèi)部故障的靈敏度并能可靠防止外部故障時由于不平衡電流造成的誤動。 采用比率制動式母線差動保護提高了內(nèi)部故障的靈敏度并能可靠三、母線運行方式字的識別原理 實際中，母線保護如何識別現(xiàn)場的運行工況？怎樣知道哪些線路運行在母？哪些線路運行在母？ 常規(guī)保護中通過隔離開關(guān)輔助觸點的方法跟蹤現(xiàn)場的運行工況，微機型母差保護通過其開關(guān)量輸入讀取各支路狀態(tài)，形成母運行方式字和母運行方式字，實時跟蹤母線運行方式。 三、母線運行方式字的識別原理 實際中，母線保護如何識別1QS 2QS說 明0 0L停運0 1L運行在母1 0L運行在母1 1

5、L同時運行在、母圖中，L為連接在雙母線上的一條支路，1QS、2QS為L的隔離開關(guān)，若用高電平“1”表示開關(guān)合上，低電平“0”表示開關(guān)斷開，則保護可將L的運行狀態(tài)表述如下表。1QS 2QS說 明0 0L停運0 1L四、電流互感器變比的自動調(diào)整 引入：母線完全電流差動保護中，按要求應裝設(shè)變比相同的TA。若引出線很多，每條引出線上的功率往往不等，若選擇TA的變比按最大功率元件選取，則很不經(jīng)濟。 因此：為滿足經(jīng)濟性要求，母線上所有引出線的TA的變比根據(jù)各自所連接的負荷的功率不同，選擇不同變比的TA。但這樣就無法滿足基爾霍夫電流定律，即正常時各TA的二次電流之和不等于零。 解決方法：在微機母線保護內(nèi)部進

6、行TA變比折算。四、電流互感器變比的自動調(diào)整TA變比的折算方法如下： 首先，選出所有支路TA的最大變比： 然后，計算出各支路TA二次電流的折算系數(shù)：TA變比的折算方法如下： 然后，計算出各支路TA二次電流的 最后，將各支路TA的二次電流乘以折算系數(shù)Knr，得到折算后的二次電流，折算后的二次電流就相當于各條支路均是以nTA.max為變比的TA的二次電流。從而，使得TA的變比在微機母線保護內(nèi)部折算為相同變比，解決了上述問題。 思考：常規(guī)型保護也能根據(jù)各自所連接的負荷功率選擇不同變比的TA嗎？ 最后，將各支路TA的二次電流乘以折算系數(shù)Knr，得到折 電力系統(tǒng)正常運行時，有時會出現(xiàn)某個元件發(fā)生故障，該

7、元件的繼電保護動作發(fā)出跳閘脈沖之后，斷路器卻拒絕動作，即斷路器失靈。 后果：可能導致擴大事故范圍、燒毀設(shè)備，甚至使系統(tǒng)的穩(wěn)定運行遭受破壞。 可用方法：用相鄰元件保護作遠后備優(yōu)點：簡單，既可作保護拒動時的后備，又可作斷路器拒動時的后備。缺點：在高壓電網(wǎng)中靈敏度不高，動作時間也較長。五、斷路器失靈保護因此，對于比較重要的高壓電力系統(tǒng)，應裝設(shè)斷路器失靈保護。 電力系統(tǒng)正常運行時，有時會出現(xiàn)某個元件發(fā)生故障，該元件 斷路器失靈保護又稱為后備接線，是一種后備保護。在同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)，當斷路器拒絕動作時，它能夠以較短時限，切除與拒動斷路器連接在同一母線上的所有電源支路斷路器，使停電范圍限制到最小的程度

8、。 思考：若5QF拒動時，保護如何動作？ 斷路器失靈保護又稱為后備接線，是一種后備保護。在同一發(fā)電 K處發(fā)生故障時候，5QF拒動，裝設(shè)于變電所B的斷路器失靈保護動作，加速斷開2QF、3QF?？墒构收戏秶恢劣谟绊懙阶冸娝鵄和C。 K處發(fā)生故障時候，5QF拒動，裝設(shè)于變電所B的斷 根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在220500kV電力網(wǎng)中以及110kV電力網(wǎng)的個別重要部分，可按下列規(guī)定裝設(shè)斷路器失靈保護： 線路保護采用近后備方式且斷路器確有可能發(fā)生拒動時；對于220500kV分相操作的斷路器，可只考慮斷路器單相拒絕動作的情況。 線路保護采用遠后備方式且斷路器確有可能發(fā)生拒動時。如果由其它線路或變壓器的后備保護切除

9、故障，將擴大停電范圍并引起嚴重后果時。 如斷路器和電流互感器之間距離較長，在其間發(fā)生故障不能由該回路主保護切除，而由其它線路和變壓器后備保護切除又將擴大停電范圍并引起嚴重后果時。 根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在220500kV電力網(wǎng)中以及110kV1、動作原理 當k處發(fā)生故障的時候，5QF的保護裝置動作后，若5QF拒動，而且低電壓元件U動作，則“與”門開放，經(jīng)延時t跳開2QF、3QF。斷路器失靈保護原理方框圖1、動作原理斷路器失靈保護原理方框圖2、各元件作用（1）起動元件：由該組母線上所有引出線（2QF、3QF、5QF）的保護裝置出口繼電器構(gòu)成。其作用是在發(fā)生斷路器失靈時啟動斷路器失靈保護。（2）低電壓元件

10、U：輔助判別元件，其作用是判斷故障是否已消失。（3）延時元件t：鑒別是短路故障 還是斷路器失靈。2、各元件作用（1）起動元件：由該組母線上所有引出線（2QF3、斷路器失靈保護的動作條件 由于斷路器失靈保護要跳開一組母線上的所有斷路器，為了提高其可靠性，只有具備下列兩個條件才允許保護裝置動作： （1）故障引出線的保護裝置出口繼電器動作后不返回； （2）在保護范圍內(nèi)故障仍然存在。當母線上引出線較多時，鑒別元件采用檢查母線電壓的低電壓元件；當母線上引出線較少時，鑒別元件采用檢查故障電流的電流元件。3、斷路器失靈保護的動作條件 鑒別元件采用低電壓元件，其動作電壓應按最大運行方式下線路末端短路時，有足夠

11、的靈敏度來整定。 延時元件在引出線保護動作以后才開始計時，因此，它的動作時間不需要與其它保護的動作時限配合，僅僅需要躲過斷路器跳閘時間和保護返回時間之和。對于220kV斷路器，其跳閘時間約為4060ms，保護返回時間約為100ms，所以延時元件動作時間可整定為0.30.5s。 鑒別元件采用低電壓元件，其動作電壓應按最大運行方式下線路小結(jié) 1、雙母線系統(tǒng)運行靈活，但要求母線保護不僅能夠判斷出故障是否發(fā)生在雙母線上，而且還要求能判斷是雙母線上哪一段母線的故障，即要求母線保護要有選擇性。其采取的措施是利用大差動啟動元件來判斷故障是否發(fā)生在雙母線上，而用兩段母線各裝設(shè)一套小差動選擇元件來選擇是哪一段母線故障。因此，能夠滿足雙母線的要求，同時又不會限制雙母線系統(tǒng)運行靈活的特點。 2、斷路器失靈保護主要作為斷路器失靈時的后備保護，能在斷路