母线保护装置的配置与调试方法.ppt

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1、母线保护装置的配置与调试方法,北京电力公司：龙璐Tel：Email：,交流内容,一、概述二、母线保护装置的配置三、调试方法简介,概述母线的基本概念,母线是指在发电厂或变电所中将变压器等电气设备和相应配电装置相连接的导线或绞线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。在原理上它是电路中的一个电气节点，决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。母线分为软母线（绞线）和硬母线（矩形、管形、槽形等）两类。,概述母线的基本概念,硬母线,软母线,概述母线的接线方式,变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的

2、相互连接方式。其接线方案主要有：单母线、单母线分段、双母线、双母线单分段、双母线双分段、3/2接线等。,概述母线的接线方式,当母线电压为3566kV、出线较少时，可采用单母接线方式，当出线较多时，可采用单母分段；对于110kV母线，当出线数不大于4回线时，可采用单母分段。,单母线,单母线分段,概述母线的接线方式,在大型发电厂或枢纽变电站，当母线电压为110kV及以上，出线在4回以上时，一般采用双母接线方式，为减少正常检修和故障时的倒闸操作，一般可将工作母线分成34段。,双母线,双母单分段,概述母线的接线方式,双母双分段,概述母线的接线方式,3/2接线,当母线故障时，为减少停电范围，220kV及

3、以上电压等级的母 线可采用3/2断路器母线的接线方式。,概述母线常见故障,绝缘子对地闪络：绝缘子用来支持裸母线并使其与地绝缘。绝缘子常发生裂纹、掉块、对地闪络、绝缘电阻降低等故障；雷击；运行人员误操作：带负荷拉隔离开关、带地线合隔离开关；母线电压和电流互感器故障等。,母线保护的配置,母线差动保护：比率制动差动保护母联/分段保护 死区保护 充电保护 断路器失灵保护 过流保护 非全相保护支路保护：断路器失灵保护,母线运行方式识别TA 回路断线监视TV回路断线监视刀闸位置识别,保护功能,辅助功能,I,II,差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。：,I母小差,II母小差,大差,母线大差是指除母联

4、开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。,某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联和分段开关）电流所构成的差动回路。,母线差动保护大差、小差,母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障。小差比率差动用于故障母线的选择。,母线差动保护大差、小差,母线差动保护TA极性要求,TA极性要求：支路TA同名端在母线侧，母联TA同名端在一母侧。,此极性要求适用于南瑞继保RCS915及许继电气WMH800A母线保护装置,即母联视为I母单元支路,母线差动保护TA极性要求,TA极性要求：支路TA同名端在母线侧，母联TA同名端在二母侧。,此极性要求适用于深圳南瑞BP2C母线保护装置,即母联视为I

5、I母单元支路,母线差动保护差动电流和制动电流,差动电流：是指所有连接元件电流和的绝对值,公式如下:,制动电流：是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和,公式如下:,首先规定TA的正极性端在母线侧，电流参考方向由线路流向母线为正方向。请大家分别计算大差、I母小差、II母小差差动电流以及制动电流。,大差：,I母小差：,母线差动保护差动电流和制动电流,首先规定TA的正级性端在母线侧，电流参考方向由线路流向母线为正方向。请大家分别计算大差、I母小差、II母小差差动电流以及制动电流。,II母小差：,母线差动保护差动电流和制动电流,母线差动保护差动电流和制动电流,？,母线差动保护动作方程及动作曲线,比例差动

6、元件动作特性曲线,制动系数K可整定,：此动作方程适用于南瑞继保RCS915及许继电气 WMH800A母线保护装置,制动系数K可整定,：此动作方程适用于深圳南瑞BP2C母线保护装置,母线差动保护动作方程及动作曲线,复式比例差动元件动作特性曲线,：此动作曲线适用于深圳南瑞BP2C母线保护装置,母线差动保护动作方程及动作曲线,母线分列运行时，母故障，母上的负荷电流仍然可能流出母线。,母线差动保护比率制动系数的高、低值,在、母线分别接大，小电源或者母线上有近距离双回线时，电流流出母线的现象特别严重。此时，大差灵敏度下降。因此，装置的大差比率元件采用 2 个定值，母线并列运行时，用比率系数高值；母线分列

7、运行时，用比率系数低值。那么小差比率制动系数呢？,母线差动保护比率制动系数的高、低值,为防止TA断线使差动保护误出口，母差保护一般均设置出口经复压闭锁的元件，其判据为：U Ubs3U0U0bsU2U2bs其中U为相电压，3U0为三倍零序电压(自产),U2为负序相电压,Ubs 为相电压闭锁值，U0bs和U2bs分别为零序、负序电压闭锁值。以上三个判据任一个动作时，电压闭锁元件开放。,电压闭锁元件（复压闭锁）,在动作于故障母线跳闸时必须经相应的母线电压闭锁元件闭锁。当装置判为TV断线时，电压元件退出工作。,电压闭锁元件（复压闭锁）,母线差动保护的逻辑框图,母联死区保护合位死区,母联合位时，若母联开

8、关和母联TA之间发生故障，故障电流从II母流向I母，判断为I母故障，母差保护动作跳开I母及母联。此时故障仍然存在，正好处于TA侧母线小差的死区。,I母区内故障，II母区外故障,母联死区保护分位死区,母联分位时，若母联开关和母联TA之间发生故障，故障电流从II母流向I母，判断为II母区外故障，I母小差有差流，但是I母复合电压闭锁不能开放。,后果很 严重！,母联死区保护的逻辑框图,分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联（分段）开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时，跳开母联（分段）开关，切除故障。充电保护投入后，当母联任一相电流大于充电电流定值，经

9、可整定延时跳开母联开关，不经复合电压闭锁。,母联充电保护,当母联断路器跳位继电器由“1”变为“0”或母联TWJ=1且由无电流变为有电流(大于0.04In)，或两母线变为均有电压，短时开放充电保护。同时根据控制字决定在此期间是否闭锁母差保护。另外,装置提供了外部闭锁母差保护功能。,母联充电保护,母联充电保护的逻辑框图,母联失灵保护,I母故障，母差保护动作通过跳开I 母和母联切除故障,但母联断路器失灵，怎么办？,当保护向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件。通常情况下，只有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。当投入

10、“投母联过流起动母联失灵”控制字时，母联过流保护也可以起动母联失灵保护。如果希望通过外部保护启动本装置的母联失灵保护，应将系统参数中的“投外部起动母联失灵”控制字置1。,母联失灵保护,母联失灵保护的逻辑框图,当利用母联断路器作为线路的临时保护时可投入母联过流保护。母联过流保护有专门的起动元件。在母联过流保护投入时，当母联电流任一相大于母联过流整定值，或母联零序电流大于零序过流整定值时，母联过流起动元件动作去控制母联过流保护部分。母联过流保护在任一相母联电流大于过流整定值，或母联零序电流大于零序过流整定值时，经整定延时跳母联开关，母联过流保护不经复合电压元件闭锁。,母联过流保护,当母联断路器某相

11、断开，母联非全相运行时可由母联非全相保护延时跳开三相。非全相保护由母联TWJ和HWJ接点起动，并可采用零序和负序电流作为动作的辅助判据。在母联非全相保护投入时，有THWJ开入且母联零序电流大于母联非全相零序电流定值，或母联负序电流大于母联非全相负序电流定值，经整定延时跳母联开关。,母联非全相保护,母联非全相保护的逻辑框图,断路器失灵保护,二母线路故障，线路保护动作跳开故障线路断路器,但是故障线路断路器失灵，怎么办？,线路发生故障时，若该线路断路器失灵，则需要有母线保护跳开该线路所在母线上的所有断路器。断路器失灵保护应用于连接到母线上的所有支路。如果某一支路断路器在收到跳闸信号后，经一定延时没有

12、跳开，断路器失灵保护将经跟跳动作时间再次跟跳目标断路器，如果故障依旧存在经母联动作时间跳开母联，最终经失灵保护动作时间跳开故障支路所在母线上的所有支路。,断路器失灵保护,经过电压闭锁起动失灵保护考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时，高压侧母线的电压闭锁灵敏度有可能不够，因此可通过控制字选择主变支路跳闸时失灵保护不经电压闭锁，这种情况下应同时将另一付跳闸接点接至解除失灵复压闭锁开入，该接点动作时才允许解除电压闭锁。,断路器失灵保护,断路器失灵保护由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点起动，输入本装置的跳闸接点有两种：1、分相跳闸接点 2、三相跳接点,断路器失灵保护,断路器保护的逻辑框图,运行方式

13、分析,并列运行：母联开关合状态。无互联及分列压板投入。大差比率差动元件采用比率制动系数高值。分列运行：分列压板投入或母联开关分状态。大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值。封母联TA，母联电流不计入小差。倒闸操作：可预先投互联压板；可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板；依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作。小差比率差动元件自动退出，一旦发生故障同时切除两段母线。,双母线上各连接元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，因此正确识别母线运行方式直接影响到母线保护动作的正确性。保护装置引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检，作为小差电流计算及出口跳闸的依据。,母线运

14、行方式识别,大差电流大于TA断线闭锁整定值IDX，延时发TA断线报警信号。大差电流小于TA断线闭锁整定值IDX，两个小差电流均大于IDX时，延时报母联TA断线。母联电流回路断线，并不会影响保护对区内、区外故障的判别，只是会失去对故障母线的选择性。因此，联络开关电流回路断线不需闭锁差动保护，只需转入母线互联（单母方式）即可。其它TA断线情况时均闭锁母差保护。,TA回路断线监视TA断线,大差电流大于TA断线报警整定值IDXBJ，延时发TA异常报警信号。大差电流小于TA断线报警整定值IDXBJ，两个小差电流均大于IDXBJ时，延时报母联TA异常报警信号。,TA回路断线监视TA异常,南瑞继保判据：1、

15、母线负序电压大于12V；2、母线三相电压幅值之和小于Un，且母联或任一出线的任一相有电流（0.04In）或母线任一相电压大于0.3Un。许继判据：1、母线负序电压大于6V2、母线正序电压小于30V,TV回路断线监视TV断线,双母线上各连接元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，因此正确识别母线运行方式直接影响到母线保护动作的正确性。引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检。对于双母主接线还提供与母差保护装置配套的模拟盘以减小刀闸辅助触点的不可靠性对保护的影响。当刀闸位置发生异常时保护发出报警信号，通知运行人员检修。在运行人员检修期间，可以通过模拟盘用强制开关指定相应的

16、刀闸位置状态，保证母差保护在此期间的正常运行。,刀闸位置识别,刀闸位置识别,调试方法母联TA极性检查,选取、母线各一个单元及母联单元的A（B、C）相，通入同向电流I1L、I2L、IML，根据公式计算差流，检查与屏幕显示是否一致，检验母联TA接线极性正确。大差：Id=I1L+I2L母小差：Id1=I1L+(-)IML母小差：Id2=I2L-(+)IML,调试方法母线区外故障,条件：不加电压。将1L、2L、mL三个单元同时串接A相（或B相或C相）电流，幅值为In，方向：1L与2L反向，1L与mL同向(反向)；母线差动保护不应动作；面板显示中：大差电流、小差电流应等于零。,验证差动保护启动电流定值任

17、选母线上的一条支路，在这条支路B相加入电流，调节电流大小，0.95倍的定值时不动作；大于差动保护启动电流定值时，母线差动保护应瞬时动作。1.05倍的定值，母差保护可靠动作，并切除母联及母线上的所有支路，该母线差动动作信号灯应亮。用相同方法检验母差动动作情况。投入母线互联压板，保护动作切除两母连接元件。,调试方法母线区内故障,调试方法母联合位死区保护,母线并列运行时死区故障母联开关为合位（母联TWJ接点无开入）。用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，将mL、1L、2L三个单元同时串接加入一相电流，方向？电流幅值大于差动启动和母联失灵电流定值，I差动先动作。母联TA继续通入故障电流，母联TWJ接点有

18、正电，母联开关断开，经母联死区延时后，将II母切除。,调试方法母联分位死区保护,投入“母线分列压板”，、母线加载正常电压。任选II母线上一支路，将母联和该支路C相同时串接电流，方向？，并模拟故障降低II母线电压。加入电流幅值大于差动保护启动电流定值，II母差动动作(只跳死区侧母线)。,调试方法母联失灵保护,将mL、1L、2L三个单元同时串接加入一相电流，方向?电流幅值大于差动保护启动电流定值，大于母联失灵电流定值时，I母差动先动作，启动失灵，母联TA继续通入故障电流，经母联失灵延时后，将另一条母线切除。,调试方法断路器失灵保护,任选II母上一线路支路，在其任一相加入大于失灵相电流定值的电流，同

19、时满足该支路零序或负序过流的条件。合上该支路对应相的分相失灵启动接点，或合上该支路三跳失灵启动接点。在机柜端子排上，将该支路的“失灵启动”输入端子与“开入回路公共端”端子短接，失灵保护启动后，经失灵保护1时限跟跳目标断路器，2时限切除母联，经失灵保护3时限切除II母线的所有支路，II母失灵动作信号灯亮。,低电压测试在（或）母TV回路中加载正常三相对称电压。任选该母线上的一条支路，在这条支路中加载某相电流，电流值大于差动保护启动电流定值,母线差动保护不应动作。慢慢递减三相电压值至母差动作，读取动作相电压Ud，即为复合电压的低电压定值Uset。,调试方法母差复合电压闭锁,零序电压3Uo测试在（或）

20、母TV回路中加载正常三相对称电压。任选该母线上的一条支路，在这条支路中加载某相电流，电流值大于差动保护启动电流定值,母线差动保护不应动作。慢慢递减单相电压，如A相电压从57.7V递减至母差动作，读取A相动作电压Ud，则(57.7-Ud)即为复合电压的零序电压值3Uo。,调试方法母差复合电压闭锁,负序电压U2测试 在（或）母TV回路中加载正常三相对称电压。任选该母线上的一条支路，在这条支路中加载某相电流，电流值大于差动保护启动电流定值,母线差动保护不应动作。慢慢递减单相电压，如A相电压从57.7V递减至监视点动作时读取A相动作电压Ud，则1/3*(57.7-Ud)即为复合电压的负序电压值U2。,调试方法母差复合电压闭锁,任选母线上的一条支路，在这条支路中加载B相电流，电流值大于TA断线闭锁定值，经延时，装置发出“TA断线”信号。调节电流大小，大于差动保护启动电流定值；母线差动保护不应动作。,调试方法TA断线及闭锁差动试验,