断路器保护(电力资料).ppt

断路器保护,一、220kV及以上电压等级常见的母线接线形式,1、220kV及以上电压等级的主接线，常用的有双母线和3/2接线。两种接线在一次、二次方面都各有特点。都能满足安全运行的要求，并在超高压系统中获得了广泛的应用，2、双母线接线是一个元件通过一个断路器接到两段母线上，而3/2接线是两个元件通过3个断路器接到两段母线上。其开关用的数量比双母线用的多，因此从一次的角度看其可靠性与灵活性较双母线接线好。如图3、3/2接线正常运行时断路器都接通，双母线同时工作,任一个元件故障，其相连的两个断路器自动断开，此时另一个元件仍可以通过第三个断路器继续工作。任一组母线故障时，断开所有连接在这一组母线上的断路器，而全部元件仍可通过另一组母线继续供电。此外这种接线还能保证检修任一断路器时，两个元件仍可继续工作。如图,一、220kV及以上电压等级常见的母线接线形式,4、双母线典型接线示意图：幻灯片 15,3/2接线方式,一、220kV及以上电压等级常见的母线接线形式,5、3/2断路器典型接线示意图（请大家思考：3/2接线TA、TV如何配置？）,3/2接线保护配置及TA/TV的应用1,每串三组TA,线路保护,远方故障启动装置,I母差动,母线I差动保护：TA1线路保护：TA1、TA2、TV31DL边断路器保护：TA1、UA、UB、UC 接线路电压TV3。UM接母线电压TV1（UA、UB、UC为线路三相电压输入，UM为重合闸中检同期或者检无压元件用的电压输入）2DL中断路器保护：TA2、UA、UB、UC接线路电压接TV3（或TV4）、UM接TV4（或TV3）任一相。,断路器保护,断路器保护及重合闸,断路器保护及重合闸,变压器保护,II母差动,3/2接线保护配置及TA/TV的应用2,每串四组TA,线路保护,远方故障启动装置,I母差动,母线I差动保护：TA1线路保护：TA1、TA3、TV31DL边断路器保护：TA1、UA、UB、UC 接线路电压TV3。UM接母线电压TV12DL中断路器保护：TA2或TA3、UA、UB、UC 接线路电压接TV3（或TV4）、UM接TV4（或TV3）任一相。,断路器保护,断路器保护及重合闸,断路器保护及重合闸,变压器保护,II母差动,3/2接线保护配置及TA/TV的应用3,每串六组TA,线路保护,远方故障启动装置,I母差动,断路器保护及重合闸,断路器保护及重合闸,母线I差动保护：TA2线路保护：TA1(TA4)、TV31DL边断路器保护：TA1、UA、UB、UC 接线路电压TV3。UM接母线电压TV12DL断路器保护：TA3或TA4、UA、UB、UC 接线路电压接TV3（或TV4）、UM接TV4（或TV3）任一相。,断路器保护,II母差动,变压器保护,一、220kV及以上电压等级常见的母线接线形式,6、3/2断路器接线的特点：它兼有环形接线和双母线接线的优点，有很高的供电可靠性和灵活性。与双母线加旁路母线比较，隔离开关少，配电装置结构简单,占地面积小，土建投资少。隔离开关在电路中仍作隔离电压的操作，不易因误操作而造成事故。3/2断路器接线，特别适宜于220KV以上的超高压、大容量系统中，但使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资较大，二次控制回路接线和继电保护都比较复杂。,一、220kV及以上电压等级常见的母线接线形式,运行时，两组母线和同一串的断路器都投入工作，称为完整串运行,形成多环供电，具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一母线、断路器故障或检修，均不致引起停电；甚至两组母线同时故障（或一组检修时另一组故障）的极端情况下，功率仍能继续输送。运行方便，操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离电器。该接线目前在大容量电厂中已被广泛采用。用断路器多些，投资可能大一些。,二、断路器失灵保护,当输电线路、变压器、母线或其他主设备发生短路，保护装置动作并发出了跳闸指令，但故障设备的断路器拒绝动作跳闸，称之为断路器失灵。断路器失灵的原因 运行实践表明，发生断路器失灵故障的原因很多，主要有：断路器跳闸线圈断线、断路器操动机构出现故障、空气断路器的气压降低或液压式断路器的液压降低、直流电源消失及控制回路故障等。其中发生最多的是气压或液压降低、直流电源消失及操作回路出现问题。断路器失灵的影响 系统发生故障之后，如果出现了断路器失灵而又没采取其他措施，将会造成很严重的后果。（1）损坏主设备或引起火灾。例如变压器出口短路而保护动作后断路器拒绝跳闸，将严重损坏变压器或造成变压器着火。,二、断路器失灵保护,（2）扩大停电范围。如图所示。（3）可能使电力系统瓦解。当发生断路器失灵故障时，要靠各相邻元件的后备保护切除故障，由于故障被切除时间过长，可能会影响系统的稳定运行，甚至可能使系统瓦解。,二、断路器失灵保护,断路器失灵保护能解决的问题是缩短故障切除的时间并在一定程度上减少停电范围。为此加断路器失灵保护，来缩短故障切除时间并减少停电范围。断路器失灵保护是一种近后备保护。远后备保护是当主保护拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。（当多个电源向某一电力元件供电时，需要在所有电源侧的上级元件出配置远后备保护。远后备保护动作将切除所有上级电源侧的断路器，造成事故扩大。同时，远后备保护的保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。）远后备保护的配置、配合需要一定的系统接线条件，在高压电网中往往不能满足灵敏度的要求因而采用近后备附加断路器失灵保护的方案。近后备保护是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。,三、断路器保护装置的配置与应用范围,1、为什么要配置断路器保护（1）从失灵保护的角度考虑在双母线、单母线接线方式中，如果断路器失灵，失灵保护应该跳开失灵断路器所在母线上的所有断路器，其跳闸对象与母线保护跳闸对象完全一致，也就是说双母线接线失灵保护与母差保护跳闸出口相同，可以与母差做在一起，先跳母联断路器，再跳母线上所有元件。如图 3/2断路器接线如图所示，如果边断路器1失灵，失灵保护除需要跳开I母线上的各个断路器外还需要跳开中断路器2并起动远方跳闸装置跳7号断路器。而中断路器失灵的话，失灵保护需要跳开两个边断路器1、3并起动远方跳闸装置跳7、8号断路器。显然，再把失灵保护做在母线保护内是不合理的，失灵保护应该按断路器设置。,三、断路器保护装置的配置与应用范围,1、为什么要配置断路器保护（2）从重合闸的角度考虑 一般在双母线、单母线接线方式中，输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本线路本端的一个断路器，重合闸自然也只重合这一个断路器，所以重合闸按保护配置是合理的。对微机型重合闸来说就与微机线路保护做在一起。对3/2接线方式来说，如图所示。线路L1的保护要发跳令时，要跳1号、2号两个断路器，重合闸自然也要合这两个断路器。而且这两个断路器的重合还有一个顺序问题，所以重合闸应该按断路器设置，每个断路器上设置一套重合闸装置，各自重合自己的断路器。,三、断路器保护装置的配置与应用范围,2、断路器保护的配置 3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸，再加上三相不一致保护、死区保护、充电保护做在一个装置内，这个装置称作断路器保护。,四、断路器保护失灵保护（一）配置原则,1、失灵保护的功能：高压电网的一种近后备保护方式。2、失灵保护的作用：当系统发生故障时，故障元件的保护动作，因其断路器失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护，作用于同一变电所相邻元件的断路器使之跳闸的保护方式。3、失灵保护动作的跳闸对象：对于3/2接线方式，当边断路器失灵时，除要跳开其所在母线上的所有断路器外，还要跳中断路器，同时还要跳开元件对侧断路器；中断路器失灵时，要跳两个边断路器，同时还要跳2个元件对侧断路器。这样的失灵保护逻辑在母线保护中是无法完成的，只能专设断路器保护来实现。（具体分析见图）失灵保护不起动远方跳闸功能会怎样？,四、断路器保护失灵保护（一）配置原则,4、（1）如果上述失灵保护不起动远方跳闸功能，利用对侧的线路后备保护虽然也可切除对侧断路器，但这将加长故障切除时间。如图，线路L1的末端发生短路，线路保护保护动作跳1、2号断路器。假如中断路器2失灵，如果中断路器2的失灵保护动作后只跳开3号断路器不通过远方跳闸装置跳开8号断路器。依靠8号断路器的后备保护跳闸，一方面跳闸时间很长，另一方面8号的后备保护很可能在相邻线路末端短路灵敏度不够。所以中断路器的失灵保护动作后应起动远方跳闸功能跳与中断路器相连的线路的对侧断路器。,四、断路器保护失灵保护（一）配置原则,4、（2）如果在断路器1和电流互感器TA1之间发生短路，I母线的母线保护动作跳开1号断路器后故障并未切除。由于在3/2接线中母线保护动作后已不再对L1线路的纵联保护停信或发信，7号断路器的快速跳闸只能由边断路器1的失灵保护动作后起动远方跳闸功能完成。此时1号断路器的失灵保护由I母的母线保护起动，TA1电流互感器又一直有电流，经延时后失灵保护动作除跳2号断路器外还经远方跳闸跳7号断路器。同理在中断路器和TA2之间发生短路，L2线路保护动作跳2号断路器后短路并未被切除。此时2号断路器的失灵保护由L2线保护起动，电流互感器TA2又一直有电流，经延时后失灵保护动作跳1号断路器，并经远方跳闸跳7号断路器。边断路器和中断路器的失灵保护动作后都有必要起动远方跳闸功能。,3/2接线方式注意:母线保护动作后不去对线路的闭锁式的高频保护停信或对允许式的高频保护发信,在双母线或单母线接线方式中，为了在母线TA和断路器之间发生故障时让线路对侧的高频保护动作跳闸，采取了母线保护动作后停信或发信的措施。,3/2接线方式注意:母线保护动作后不去对线路的闭锁式的高频保护停信或对允许式的高频保护发信,但在3/2接线方式下仍然采用该方法将造成错误的后果。例如在图中母发生短路，如果母的母线保护动作后就去停信或发信，将造成7号高频保护动作而跳7号断路器。其实母故障后，母线保护动作将1号断路器跳开就行了，线路可以继续运行，所以母线保护动作后不应去停信或发信。而真的在1号断路器和TA之间发生短路时，可由死区保护跳2号断路器并经远方跳闸跳7号断路器（或可由1号断路器的失灵保护跳2号断路器并经远方跳闸跳7号断路器）。,（二）失灵保护的构成,断路器失灵保护有如下几种：故障相失灵，非故障相失灵和发电机、变压器三跳起动失灵；另外，充电保护动作时也起动失灵保护。1、故障相失灵 线路保护的分相跳闸接点一直动作起动失灵保护加之同名相的失灵保护过流高定值元件动作且失灵保护的零序过流元件也动作，说明是故障相失灵。先经“失灵跳本断路器时间”的延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时发三相跳闸命令跳开其他各断路器。,（二）失灵保护的构成,2、非故障相失灵 外部三相跳闸输入接点“发变三跳”、“线路三跳”一直动作起动失灵保护，并且失灵保护过流低定值元件也一直动作（非故障相上过流元件），与此同时失灵过流高定值元件曾经动作过20ms（故障相上过流元件），说明是非故障相断路器失灵。先经“失灵跳本断路器时间”的延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时发三相跳闸命令跳开其他各断路器。,（二）失灵保护的构成,3、发电机、变压器三跳起动失灵 外部三相跳闸输入接点“发变三跳”一直动作起动失灵保护，而且（1）低功率因数元件动作；（2）负序过流元件动作；（3）零序过流元件动作。上述三个辅助元件有一个动作后先经“失灵跳本断路器时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时发三相跳闸命令跳开相邻断路器。三个辅助判据均可由整定控制字投退。,（二）失灵保护的构成,3、发电机、变压器三跳起动失灵 在变压器内部故障时如果断路器失灵，流过失灵断路器的主要是无功功率，功率因数很低，低功率因数元件能够动作。低功率因数元件的动作条件为：式中：为同命相电压与电流的相角差的测量值；ZD为装置低功率因数角的整定值，整定值范围为4590。实际计算中，当装置整定为ZD时，低功率因数元件动作范围是：当任一相电压低于0.3倍的额定相电压时，退出该相的低功率因数元件的判别。,（二）失灵保护的构成,4、充电保护起动失灵 为了当充电保护动作跳断路器时，如果断路器失灵，希望失灵保护去跳开相邻断路器，所以充电保护要起动失灵。如果此时失灵保护投入，则经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。,1、起动元件 相电流突变量起动、零序电流起动、过流保护起动、三相不一致起动、充电保护起动、失灵保护起动、断路器位置不对应、外部跳令及沟通三跳起动。以上任一元件动作后都置总起动标志，去开放出口继电器的正电源。（1）相电流突变量起动：通过实时监测各项电流采样的瞬时值的变化情况，来判断被保护线路是否发生故障的一种手段，该元件在大多数故障的情况下均能灵敏起动，为保护的主要起动元件。,（三）断路器失灵保护的实现,1、起动元件（2）零序电流起动：为了防止零序IV段定值比突变量定值灵敏度高时，可能出现零序IV段出口跳闸，而失灵起动未能起动的情况发生，所以设置了一个零序电流辅助起动元件。（主要用于在高阻接地故障情况下保护可靠起动）注：零序电流起动元件或突变量起动元件起动后，均转入失灵（死区）保护的故障处理程序，开放失灵（或死区）保护（不包括发变失灵）。,（三）断路器失灵保护的实现,失灵保护的起动分类：相电流突变量起动；零序电流辅助起动；跳闸开入起动。失灵保护的跳闸开入分类：I线A相跳闸；I线B相跳闸；I线C相跳闸；II线A相跳闸；II线B相跳闸；II线C相跳闸；保护三跳；发变三跳。,（三）断路器保护失灵保护实现,2、失灵保护的投入：在失灵保护硬压板和失灵保护软压板都投入的情况下才将失灵保护功能投入。（有的保护只有控制字）,（三）断路器保护失灵保护实现,3、失灵保护的动作条件和出口逻辑：故障相失灵：跳闸开入过流高定值，延时联跳+失灵出口，或者失灵出口。非故障相失灵：三相跳闸开入过流高定值先动作后返回过流低定值，延时联跳+失灵出口，或者失灵出口。主要针对：相间故障时故障相跳开而非故障相失灵。发变组失灵：发变三跳开入低功率因数或负序过流或零序过流，延时联跳+失灵出口，或者失灵出口。主要针对：线变串的接线方式。,（三）断路器保护失灵保护实现,3、失灵保护的动作逻辑（动作条件、出口逻辑）：（1）瞬时联（跟跳、重跳）跳本开关对应相，再判断是否失灵。只有在起动元件动作的情况下才能发跳闸命令。仅在瞬时联跳控制字投入时起作用，具体分为三种情况：单相联跳：单相跳闸开入+对应相高电流；两相联跳三相：两相跳闸开入+任一相高电流；三相联跳：三相跳闸开入+任一相高电流。此处加图（逻辑图）若本断路器失灵，则（2）延时联跳本开关三相，再判断是否失灵。仅在延时联跳控制字投入时起作用。（许继）若仍未跳开，则（3）失灵保护延时出口跳所有相关联的开关。此处加图思考：断路器保护如何判别失灵？,（三）断路器保护失灵保护实现,4、失灵保护的出口 边断路器的失灵：一般由相联系的线路保护、变压器保护或母线保护来起动。边断路器的失灵出口，一般先联跳本断路器（延时联跳本断路器三相），然后（延时跳相邻断路器）去跳中断路器，并经母线保护（给母线保护一个开入，起动母线保护的失灵保护）跳开相联母线的所有元件，边断路器如果连接的是线路，则要利用远跳功能跳开线路对侧断路器，如果连接的是变压器，则要跳变压器各侧断路器。,（三）断路器保护失灵保护实现,4、失灵保护的出口 中断路器的失灵：一般由相联系的线路或者变压器保护来起动。中断路器的失灵出口，一般先联跳本断路器，然后去跳两个边断路器，同时中断路器如果连接的是线路，则要利用远跳功能跳开线路对侧断路器，如果连接的是变压器，则要跳变压器各侧断路器。断路器失灵出口为什么要这么多？主要从能够保证短路故障点真正完全熄弧来考虑，切除所有可能的电源。,（三）断路器保护失灵保护实现,5、失灵保护的延时 断路器失灵保护的延时用以确认在这段时间里该断路器中一直有电流（相电流、零序电流、负序电流）。显然最短动作延时应大于故障设备断路器的跳闸时间（含熄弧时间）与保护继电器的返回时间之和，以确认该断路器中还流有电流确实是由于断路器失灵造成的。失灵保护以较短的延时（0.20.3s）再跳一次失灵断路器，随后再以较短的延时（0.20.3s）跳相邻断路器。,（三）断路器保护失灵保护实现,（四）断路器保护逻辑功能,1、自动重合闸的配置意义：据统计，架空线路所发生的故障90%以上都是瞬时性的故障（雷击或鸟害等等），故障后线路保护动作跳开两侧的断路器，由于没有电源向短路点提供短路电流，电弧会自动熄灭，如果此时重合闸动作，对恢复系统安全稳定运行十分有利。即使重合到永久性故障上，线路保护还能再次动作跳开断路器，据统计重合闸成功率在80%以上。2、自动重合闸作用：对瞬时故障，可快速恢复正常运行，提高供电的可靠性。对由于保护误动，或者人工误操作等原因导致的断路器误跳闸可通过重合闸来纠正。提高系统并列运行的稳定性，重合成功后系统恢复成原先的网络结构。,五、自动重合闸（一）配置,3、自动重合闸的缺点：如果重合到永久性故障的线路上，则系统则会再一次受到冲击，对系统的稳定运行不利。4、自动重合闸的配置：对于输电线路，瞬时性故障占比重很大，所以大多数220kV及以上线路都配置重合闸。对于变压器，发电机等站内设备，有金属外壳，不易受到外界因素侵害，所发生的故障大多为永久性故障，不易采用重合闸。对于母线，介于以上两者之间，也不配重合闸。,五、自动重合闸（一）配置,5、220kV及以上电压等级的断路器都是分相操作机构，所以对应配置的重合闸也具有单重、三重、综重、停用等四种模式供选择。单重方式：单相故障单跳单合，若为永久性故障再三跳，为系统中最常用的重合方式。三重方式：任何故障三跳三合，若为永久性故障再三跳。为什么？综重方式：单相故障单跳单合，若为永久性故障再三跳，相间故障三跳三合，若为永久性故障再三跳。停用方式：任何故障三跳不合。为什么？,五、自动重合闸（一）配置,6、对于3/2接线方式下，重合闸的特殊说明：对于双母线接线方式下，输电线保护跳、合的断路器只有一个，则重合闸可以在线路保护实现。但是3/2接线方式下，输电线保护跳合的断路器有两个，而且这两个断路器的重合也必须按照一定的顺序，此时就必须把重合闸功能放在断路器保护中实现更合理。重合闸沟通三跳功能也放入断路器保护中实现。两个断路器保护之间的沟通三跳回路应完全独立。应能方便的实现线路相邻两个断路器的先合、后合的整定，先合断路器合于故障时可闭锁后合断路器的合闸。对于线变串中，靠近变压器的边断路器不设重合闸保护，且变压器保护动作时闭锁中断路器重合闸。,五、自动重合闸（一）配置,7、优先重合闸的意义：在重合时，为了减少断路器的动作次数，缩短永久性故障的切除时间，在故障断开后，一般采用先后合闸方式进行重合闸，即两台断路器预先指定一台断路器作为“先合断路器”。重合闸时，“先合断路器”合闸后，如故障已经消除，经一定延时后再合另一台断路器。如果是永久性故障，“先合断路器”合闸不成功，线路保护动作并同时向两台断路器发出跳闸命令，“后合断路器”不再重合。,五、自动重合闸（一）配置,1、重合闸方式：单重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸不重合闸。三重方式：任何故障三相跳闸三相重合闸。综重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸三相重合闸。停用方式：重合闸退出。重合闸长期不用时，应设置于停用方式。任何故障三相跳闸不重合。可通过把手切换，或通过控制字改变重合闸方式。,五、自动重合闸（二）实现,1、重合闸方式：当线路三相跳闸需要三相重合时可采用下述三种检查方式：（1）检无压重合方式。检查线路或同期电压小于30V，同时相应的TV没有断线。（2）检同期重合方式。检查同期的条件是：首先线路、同期电压都大于40V，再满足线路电压和同期电压中的同名相电压的相位差在定值整定的范围内。同期电压可以是任一相电压或任一相间电压。（3）不检重合方式。不作任何检查，时间到了就发合闸脉冲。,五、自动重合闸（二）实现,2、重合闸的起动方式：断路器位置不对应起动：分为单相偷跳起动和三相偷跳起动，这两种偷跳起动均可通过控制字选择投退。注意：若上述控制字投入，则手跳时要保证能够闭重。保护跳闸起动：重合闸根据线、线跳闸开入确定单相跳闸起动或三相跳闸起动；接入装置的跳闸开入信号要求跳闸成功后立即返回，装置将根据对应跳闸相无流加以确认，判断为单相跳闸起动或三相跳闸起动。对于3/2接线中线-线串中断路器，、线同名相先后发生故障或异名相发生故障，重合闸将驱动沟通三跳接点，并由沟通三跳回路动作于三相跳闸。加图 在线-变串中，对于变压器边断路器，不装设重合闸。当变压器保护动作时，将闭锁中断路器的重合闸功能。,五、自动重合闸（二）实现,3、先合后合的逻辑：对于3/2接线方式下线路相邻的两个断路器，通常设置一个为先后断路器，一个为后合断路器，当先合断路器合于故障时后合断路器不再重合。4、先合的实现方法：投入优先重合硬压板和优先重合软压板（二者与的关系）的断路器则设置为先后断路器，在其重合闸动作时将按照重合闸整定延时重合出口。5、先合后合的闭锁：先合重合闸起动时发“闭锁先合”信号，和后合重合闸配合时，此开出接点接入后合重合闸闭锁先合的开入上。若先合重合闸起动返回，且未发出重合脉冲，则“闭锁先合”接点瞬时返回；若先合重合闸已发出合闸脉冲，则装置起动返回后 该接点才返回。6、后合的实现其一：在和先合重合闸相互配合时，未投入优先重合压板的为后合断路器，其按照重合闸整定延时后合时间差的总延时重合出口。,五、自动重合闸（二）实现,7、后合的实现其二：为了实现与其它无闭锁先合输出接点的断路器保护配合，在本装置中设有“后合固定”控制字，当后合控制字整定为“1”时，本重合闸为后合重合闸，本重合闸固定以后合延时重合闸整定延时后合时间差出口，不受先合重合闸“闭锁先合”输入接点的影响。8、后合变先后逻辑：当有相互闭锁配合关系的先合断路器因故障检修或者退出运行时，先合重合闸则不再发闭锁先合信号，后合重合闸将自动以重合闸整定的延时重合出口，不再加时间差，避免了重合闸不必要的延时，尽量保证系统的稳定性。对于无相互闭锁配合关系的先合断路器因故障检修或者退出运行时，投后合固定的断路器需将此后合固定的控制字退出，以保证重合闸正常合闸，避免不必要的延时。,五、自动重合闸（二）实现,9、先重故障的逻辑：对于后合重合闸，当单重或三重整定时间已到，但后合时间差延时未到，这段计时过程中如再收到线路保护的跳闸信号，将立即放电不重合。以确保先合断路器合于故障时，后合断路器不再重合。10、后合跳闸：当后合重合闸的“后合检三相有压”控制字投入时，后合重合闸在检测到线路三相有压后才允许重合。如果先合重合闸未合，线路三相电压不能恢复，则检线路三相有压的断路器不再合闸；若线路三相电压有压条件不满足且线路有流则经后合跳闸延时跳本断路器。,五、自动重合闸（二）实现,1、后合跳闸：对于设定为后合的断路器，在后合检三相有压控制字投入时（此时后合重合闸只有在检测到线路三相有电压的情况下才能重合），当本断路器单相跳闸时如果先合断路器因故未合闸，则线路跳闸相电压一直不能恢复正常，后合重合闸则一直不能合闸，此时如果检测到任一相有流，则为了避免长期非全相运行，经后合跳闸延时跳本断路器三相。保护跳闸时，重合闸将依据I线、II线保护跳闸起动开入分别检测I线、II线对应的线路是否有压。偷跳时，将检任一侧线路是否有压。,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,2、发电厂侧：当发电厂侧控制投入后，在单重方式下，单相重合时将检测线路三相有压时，然后才能进行重合逻辑。检测线路三相有压将依据那侧起动就检那侧的线路三相电压；如果是两侧均起动，则需要检两侧的线路三相电压；如果是但相偷跳启动，则检任一侧线路三相有压。采取该措施后保证对侧重合成功后本侧才重合，以减少发电机的扭振，保证大轴安全。,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,3、沟三接点：线路保护装置，无论单相重合是否投入，发生故障时，若判为单相故障，必跳单相；但是如果单相重合不投入，则单跳就没有意义，为了保证系统稳定，应该立刻三跳；所以需要断路器保护装置在任何不满足单相重合闸的要求下，都需要将线路保护的单跳转变为三跳。沟三就是这个作用。断路器保护装置沟三的接点的继电器开出一般都做成常闭（为什么？）的。若沟三接点闭合，即使其他保护发出分相跳闸命令，断路器都会三跳。这样就可以保证，即使断路器保护装置发生故障，甚至失电的情况下，也可以将线路保护的单跳转变为三跳。,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,3、沟三接点：任何不满足单相重合闸的要求 在以下任一条件满足的情况下，本装置输出沟通三相跳闸接点点。重合闸置三重方式时；重合闸停用时；重合闸未充满电时；重合闸装置故障或直流电源消失。,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,4、沟三跳闸：沟通三跳功能的作用和沟三接点类似，也是在重合闸条件不具备时，当线路有电流且装置收到任一跳闸接点时，发沟通三跳命令跳本断路器三相，只不过沟通三跳是直接发出三跳命令，而沟三接点只是根据外部命令强制三跳。当沟通三跳控制字投入时，在断路器保护重合闸投入但未充满电时，若断路器保护电流突变量或者零序辅助启动后，同时检测线路有流且断路器保护受到任一单相跳闸开入时，发沟三跳闸命令，跳本断路器三相。重合闸置三重方式时，若断路器保护电流突变量或者零序辅助起动后，同时检测线路有流且断路器保护受到任一单相跳闸开入时，发沟三跳闸命令，跳本断路器三相。,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,5、重合闸的充电：为了避免断路器的多次重合，必须在“充电”完成后合闸才能启动。同时满足下列条件装置才开始充电。断路器在“合闸”位置，跳闸位置继电器TWJ不动作或线路有流；重合闸保护未起动；不满足重合闸放电条件。充电时间满一定时间后充电完成，允许重合。,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,6、重合闸的放电（闭锁）：凡是需要闭锁重合闸的都需要对重合闸发电。满足下述任一条件即可对重合闸放电，闭锁重合闸。单重方式时有三相跳位开入或者三相跳闸开入；重合闸停用；有外部闭重开入时；例如线路保护延时段保护动作；母线差动保护动作；远方跳闸动作等；合闸脉冲发出同时；避免二次重合；重合闸未充满电时，有跳位或者跳闸开入；重合闸起动前断路器压力不足，延时400ms后放电；失灵、死区、三相不一致、充电保护动作时；收到外部“发变三跳”开入；,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,6、重合闸的放电（闭锁）：凡是需要闭锁重合闸的都需要对重合闸发电。满足下述任一条件即可对重合闸放电，闭锁重合闸。对于后合重合闸，当单重或三重整定时间已到，但后合时间差延时未到过程中，再收到保护跳闸信号时，立即放电不重合；确保先合断路器合于故障时，后合断路器不再重合；屏上的“投闭重”硬压板投入或定值单中的“投闭重”软压板置“1”。,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,7、自动重合闸的顺序：是先合边断路器还是先合中断路器？,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,如果先合中断路器2，而又是重合于永久性故障上，线路保护再去跳中断路器2。如果此时万一中断路器失灵，中断路器的失灵保护再将另一个边断路器3跳开并远断路器8，这将影响线路L2连接元件的工作，所以不能先合中断路器。如果先合边断路器，也是重合于永久性故障上，保护再去跳边断路器1。如果万一此时边断路器1失灵，断路器1的失灵保护再将断路器4、7都跳开，L2连接元件与其他各连接元件的工作都不受影响。,7、自动重合闸的顺序：当线路保护跳开两个断路器后应先合边断路器，等边断路器重合成功后（例如中断路器的装置检查到在一定时间内线路上一直有压）再和中断路器，此时中断路器肯定合于完好线路。如果边断路器重合不成功，合于故障线路，保护再次将边断路器断开，此时中断路器就不必再重合了。幻灯片 38,五、自动重合闸（三）3/2接线自动重合闸的特殊逻辑说明,根据TA的数量和位置确定是否有死区和死区范围。1、死区产生的原因：在断路器和电流互感器之间发生短路时，很多情况下保护动作后故障并不能切除。2、死区的简单说明：如下K1处故障，在I母母线保护区内，但I母保护动作跳开含1DL所有I母断路器后，故障点仍在系统中，此类故障即为死区故障。怎么办？,六、断路器保护死区保护（一）配置原则,无死区,1、死区配置的意义：考虑到站内发生的此类死区故障，电流一般较大，对系统影响也较大，虽可靠失灵来切除，但失灵保护动作一般要经较长的延时，所以专设了比失灵保护动作快的死区保护。2、死区保护的投入：在失灵保护投入的基础上，死区保护控制字也投入死区保护功能才起作用。3、死区保护的动作：三相跳闸信号（例如：发变三跳、线路三跳、或A、B、C三个分相跳闸同时动作）三相跳位（TWJ信号）死区电流动作，经死区延时起动死区保护。4、死区保护的出口：和断路器失灵保护的出口一致，即边断路器的失灵出口跳哪些断路器，则边断路器死区出口就跳哪些断路器。这就是死区保护依附于失灵保护压板的原因，死区保护也可理解为一种另类的（判据不同，延时不同）失灵保护。,（二）断路器保护死区保护实现,（二）断路器保护死区逻辑方框图,1、三相不一致的由来：分相操作的断路器，由于设备质量和操作等原因，运行中可能出现三相断路器动作不一致最终导致只有一相或者两相跳开，处于非全相的异常状态。2、三相不一致的危害：当系统处于非全相运行状态时，系统中出现的负序、零序等分量对电气设备产生一定危害，同时也影响系统保护装置的正确动作，所以电力系统不允许长时间地非全相运行。在线路重合不成功，则系统进入非全相运行时将无其它保护可以消除这种故障，所以在分相操作的断路器安装有非全相保护（三相不一致保护），当系统出现非全相达到一定时间就跳开其他相。3、三相不一致的实现：消除三相不一致的异常状态的保护功能，在高压或超高压等级系统中，一般都放入断路器本体中实现，但是也有放入断路器保护中实现的（或者线路保护中）。,七、断路器保护三相不一致保护（一）配置原则,七、断路器保护三相不一致保护,不一致保护在断路器本体国家电网公司十八项电网重大反措（2005年发布）继电保护专业重点实施要求：220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相位置不一致保护。既在断路器单相跳开后，如果重合闸动作，断路器由于压力、机械、二次回路等原因，没有重合成功，必须在22.5s内跳开三相,并且不再重合，以保证系统的安全。在保护屏失去断路器保护的情况下，或者断路器三相不一致保护由于零序、负序电流闭锁值故障时达不到定值拒动的情况下，它可以发挥跳开三相断路器的重要作用，防止系统长时间在两相情况下运行，造成变压器后备保护跳闸的更大危害。,七、断路器保护三相不一致保护,由断路器自身实现的接线如 下图所示。它由断路器的一组ABC三相常开接点并联，另一组ABC三相常闭接点并联，再将两者串联后起动一只时间继电器来判断是否出现非全相运行。,七、断路器保护三相不一致保护,动作过程：当三相均在合闸位置或分闸位置时，总有一组辅助接点处于分开位置，继电器SJ不动作。当三相断路器不一致，有一相或两相处于分闸位置时，两组辅助接点中总有接点处于接通状态，SJ动作，到整定延时其接点接通，使继电器ZJ动作。ZJ一方面使各分闸电磁铁线圈得电跳开断路器。断路器分闸后，其辅助接点切除三相不一致回路的电源。另一方面起动重动中间继电器1ZJ，1ZJ的作用是在本体断路器上发出三相不一致跳闸红色信号灯，并且自身保持，需要通过按钮才能复归。自保持是因为出现非全相情况一般为断路器操作机构或其二次控制回路出现了故障，需要查明原因才能进行再次操作。另一方面向监控系统发出断路器三相不一致跳闸信号，通知值班人员及时处理情况和手动复归信号。,七、断路器保护三相不一致保护,当断路器中没有三相不一致保护时，可以安装独立的三相不一致保护装置。独立的三相不一致保护除了用断路器辅助触点或位置接点构成判断三相不一致的起动回路外，还可以用零序电流与负序电流闭锁回路，用以提高该回路的可靠性。,七、断路器保护三相不一致保护,1、三相不一致保护的投入：在三相不一致保护软压板和硬压板都投入时（控制字），三相不一致保护功能才起作用。2、三相不一致的起动：三相跳位开入不一致跳位相无流。3、三相不一致保护的动作：不一致经零序开放控制字投入，不一致起动经不一致零序电流判据动作，然后经不一致延时出口跳本断路器三相。不一致经负序开放控制字投入，不一致起动经不一致负序电流判据动作，然后经不一致延时出口跳本断路器三相。以上两个控制字都退出时，三相不一致起动后经不一致延时出口跳本断路器三相。三相不一致保护动作不起动失灵，同时闭锁重合闸。4、三相不一致保护的闭锁：断路器处于三相不一致状态12秒，发位置不一致告警，并闭锁三相不一致保护。,（二）断路器保护三相不一致保护的实现,安装在断路器机构箱中的三相不一致保护的时间继电器的整定原则：大于调度中心的继电保护屏中的断路器保护装置的三相不一致保护定值。继电保护装置的三相不一致保护延时定值要能躲过重合闸的动作时间。,1、充电保护的意义：当使用本断路器对母线等元件进行充电，而合于故障元件时，充电保护能够快速动作切除故障。满足长时间对线路充电要求。2、充电保护的投入：当同时投入充电保护硬压板和软压板时，充电功能才投入。但是充电、段的投入要靠控制字。3、充电保护的启动：相电流突变量起动元件；零序辅助起动元件；相过流起动元件（大于充电过流任一段定值）。4、充电保护的动作：满足任一段任意相过流或零序过流，经相应的延时出口跳本断路器三相。5、充电保护的出口：起动失灵。,八、断路器保护充电保护的配置和实现,九 3/2接线的短引线保护,当图中线路L1停运，隔离刀闸P断开，但1、2号断路器是处于合闸状态时。此时如果线路保护退出，在断路器1、2和隔离刀闸P之间发生短路，没有保护可跳。应增设短引线保护来保护此范围内的故障的短引线保护。一般由断路器1、2处的TA构成的纵差保护组成。,短引线保护的配置原则：1、短引线保护的范围为线路隔离刀到两个断路器之间部分。2、短引线保护在线路退出运行后投入。,九 3/2接线的短引线保护,根据系统接线方式的不同及线路侧是否配置TA，短引线保护分为三种：1、线路侧无TA,采用两侧TA分别接入保护装置,采用两端比率差动保护方案。2、线路侧无TA,采用两侧TA并联接入保护装置，采用两段两时限的和过流保护方案。3、线路侧配置TA,在线路隔离刀闸合上后，采用T区三端电流差动保护方案；在出线隔离刀闸断开后，采用两端电流差动保护方案.,九 3/2接线的短引线保护,瞬时跟跳回路交流电压断线判别跳闸位置异常告警,联跳回路逻辑,瞬时跟跳回路说明,该回路由用户设定(定值整定)，分为单相跟跳、两相跳闸联跳三相以及三相跟跳；此回路的出口接点与相应的保护的出口接点合并一起去跳开关。应跳两个跳闸线圈,微机保护的硬件组成：保护屏的组成：,交流插件,Ia、Ib、Ic 分别为本断路器的三相电流。Ua、Ub、Uc 为线路或元件的三相电压；Uxa、Uxb、Uxc 为重合闸中检无压、检同期元件用的抽取电压输入。,WDLK-862A断路器硬件,www.,85,交流插件,(1)线线串 边开关：Ua、Ub、Uc为本线路TV三相电压，Uxa、Uxb、Uxc 为相邻母线电压。中开关：Ua、Ub、Uc为一条线路TV三相电压,Uxa、Uxb、Uxc为另一条线路电压。(2)线变串 边开关：Ua、Ub、Uc为本线路或元件TV三相电压Uxa、Uxb、Uxc为相邻母线电压。中开关：Ua、Ub、Uc为线路TV三相电压,Uxa、Uxb、Uxc接变压器互感器的抽取电压。,WDLK-862A断路器硬件,www.,86,开入插件,WXH-800A保护硬件平台,www.,87,开入电源为直流220V或110V；其正电源连接到开入节点的公共端，负电源接到831832端子。开入经过阻容滤