RCS-915母差保护技术培训资料(2011.12.5)课件

220kV第二套母差保护

运行与维护（RCS-915AB）内容目录概述电气一次接线图母线运行方式RCS-915母差保护配置（1）、（2）母差保护的性能特点保护装置硬件构成保护原理简介母联保护装置面板灯信号/键盘保护参数、定值二次回路说明保护运行说明NCS中告警信号/处理母差保护常规定检项目概述

姚孟220kV变电站的接线方式是双母线+旁路的运行方式，母联回路是专用母线联络开关，所接入的线路和元件共计14个间隔，目前无备用间隔。220kV第二套母差保护，是选择南京南瑞继保公司的微机型母差保护，型号是RCS-915AB，该保护于2006年开始安装、调试和接入，截至到2010年9月6日在各个间隔接入并带负荷检查正确后，顺利投运。220kV变电站电气一次系统接线图姚程线II姚计线III姚计线姚双线香姚2线I姚滍线II姚滍线220kV电抗器姚220至联变220kV北母220kV南母220kV旁母#1机#1高备变#2机#3高备变姚程1姚221II姚计1III姚计12201姚双1姚222香姚2I姚滍1II姚滍12203姚旁姚联南母PT北母PTL1L8L2L9L10L3L11L4L12L13L14L5L15L62400//51200//51200//51200//51200//5600//51200//51200//51200//51200//52400//51200//51200//52400//51.母联CT同名端的朝向要求:以向北母(I母)物理位置为准，因此现场接线时，应将CT二次的非极性端接入母差。2.各元件、线路的CT极性端向母线侧,是极性端直接接入。母线运行方式母线运行方式与母差保护的正确动作关系十分密切，因此母线运行方式分为以下几种情况：1.双母线运行：属于正常运行方式，母差保护中大差、小差正常投运。2.母线互联：当母线上任一间隔南、北刀闸位置均处于合位时，母线即处于互联状态，当母线互联时，母差保护动作将不再进行故障母线的选择，直接切除全部母线。当母线互联时，不响应刀闸位置确认按钮。3.单母线运行：单母线长期运行或母线互联情况下，母差保护中的“投单母运行”压板投入，此时保护逻辑与刀闸位置无关。4.双母线分裂运行：母联开关断开，各段母线独立运行。说明：无论母线方式是何种方式运行，母差保护中的大差、小差均不退出运行。RCS-915型母差保护配置（2）

RCS-915母差保护屏有以下组成：区域1：母联开关操作箱；母联开关正常运行中，插件上的HWJ1、HWJ2“绿灯”亮平光。区域2：保护机箱；保护机箱是本套保护装置的核心部分，带有一个液晶显示屏幕和操作用的6键键盘（上、下、左、右、确认、取消、区号、+、-），方便人机对话。区域3：刀闸模拟盘；可最多模拟20个支路，可以显示当前支路连接在那条母线上，与实际位置对应。区域4：打印机区域5：保护投退压板和出口压板。屏右侧布置：三个按钮：信号“复归”按钮、“刀闸位置确认”按钮，“打印”按钮。一个切换开关：“母线电压切换”开关。屏背面顶部：安装直流电源开关、PT二次电压开关母差保护的性能特点允许CT多变比接入，CT调整系数可以整定；高灵敏比率差动保护新型自适应阻抗加权抗CT饱和判据事件报文处理中文人机界面母差保护硬件构成：硬件结构图交流信号低通滤波A/DDSP1DSP2CPLD光隔MC68332CPUMORTOROLA保护板出口继电器串口打印+E低通滤波A/DDSP1DSP2光隔CPLDMC68332CPUMORTOROLA外部开入串口打印外部开入管理板采样率：24点/周QDJRCS-915AB保护原理简介（1）接入母差保护的CT极性规定：母线上各元件及线路的CT极性应向母线侧，母联CT极性应向I母侧。母差保护装置的保护板和管理板对每种保护功能均设有启动元件，管理板启动后，开放出口正电源。母线差动保护由分相式比率差动元件构成。差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。母线大差用于判断母线区内、区外故障，小差用于选择故障母线。I母（北母）II母（南母）实际CT极性方向装置规定CT极性方向RCS-915AB保护原理简介（2）启动元件：（1）电压工频变化量元件：两母线任一相电压工频变化量大于门坎值（由浮动门坎和固定门坎构成），该启动元件动作，动作判据：△u﹥△UT+0.05Un

（2）差流元件：当任一相差动电流大于差流启动值时差流元件动作，其判据：

I〉Icdzd变化量瞬时值浮动门坎固定门坎大差相电流差流启动值RCS-915保护原理简介（4）差动保护动作特性曲线：

为了防止母联开关断开情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件灵敏度不够，因此将比率制动系数设置成高低两个值。母联在合位或投单母运行或母线互联时，采用比率制动系数的高值；而当母线分裂运行或单条母线长周期运行时，采用比率制动系数的低值。小差固定取比率制动系数高值。RCS-915保护原理简介（5）工频变化量比率差动元件此保护是为提高保护抗过渡电阻，减少保护性能受故障前系统功角影响，本保护除采用由差流构成的常规比率差动元件外，还采用工频变化量电流构成了工频变化量比率差动元件，与制动系数固定为0.2的常规比率差动元件配合构成快速差动保护，其动作判据如下：K′---为工频变化量比例制动系数，（1）母联开关在合位或投单母或母线互联时K′取0.75；（2）母线分裂运行时，自动转为比率制动系数低值；（3）小差则固定取0.75。△Ij----第j个间隔工频变化量电流。△DIr----差流启动的浮动门坎。△DIcdzd----差流启动的固定门坎。浮动门坎固定门坎工频变化量电流RCS-915保护原理简介（7）

母差保护后备段母差保护设一后备段，当抗饱和母差动作，且无母线跳闸时，则经过250mS切除母线上所有元件。另外，装置在比率差动连续动作500ms后将退出所有的抗饱和措施，仅保留常规的比率差动元件，若其动作仍不返回，则跳相应母线。母差后备段是防止某些复杂故障情况下保护误闭锁导致拒动，而造成的系统稳定破坏和事故扩大。差动保护逻辑加权算法&&≥500&&≥500&≥&≥≥250&跳I母跳母联&母差后备动作≥BLCD1BLCD2BLCD2BLCD1II母电压闭锁开放I母电压闭锁开放BLCDBLCD1小差比率制动大差谐波制动开放I母小差谐波制动开放BLCD′BLCD1′△BLCD△BLCD1△Z△U1SWYB符号说明：△U1----I母电压工频变化量元件△Z----工频变化量阻抗元件△BLCD1----I母工频变化量比率差动元件△BLCD---大差工频变化量比率差动元件△BLCD′----大差比率差动元件（K=0.2）△BLCD1′----I母比率差动元件（K=0.2）BLCD----大差比率差动元件BLCD1-----I母小差比率差动元件＋RCS-915保护原理简介（8）TA饱和问题处理为了防止发生近端区外部故障时TA严重保护造成的母差误动作，本装置根据TA饱和波形特点设置了两个TA饱和检测元件，用以判别差动电流是否由区外故障TA饱和引起，如果是TA饱和，则闭锁出口，否则开放出口。TA饱和检测元件一的工作原理：采用了自适应阻抗加权抗饱和方法，即利用电压工频变化量启动元件自适应的开放加权算法。TA饱和检测元件二的工作原理：由谐波制动原理构成，利用TA饱和时差流波形畸变和每周存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测TA是否发生了饱和。RCS-915保护原理简介（9）

电压闭锁元件动作判据：UФ≤Ubs3U0≥U0bsU2≥U2bs

以上三个条件任一个动作，电压闭锁开放。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。母联保护：母联失灵与死区保护母联失灵：当保护发出跳令后，经整定延时（0.25S）母联中的电流仍大于母联失灵电流定值（2A）时，母联失灵经两母线电压闭锁后跳开两条母线上所有连接的元件。一般情况下，有母差保护和母联充电保护启动母联失灵保护；我厂投入“投母联过流启动失灵”控制字，母联过流保护也可启动母联失灵保护。

死区保护：此保护是针对当姚220间隔内姚220开关与CT之间发生故障时设置的保护。死区保护动作判据：母线并列运行时：在母差保护发出母线跳令后，母联开关已跳开而母联TA中有电流，且大差和小差的差动元件不返回的情况，经死区整定延时Tsq=0.12S将另一条母线跳开。为了防止母联在跳位时，发生死区故障将母线全部切除，当两条母线都有电压，且母联开关在跳位时，母联电流不计入小差。

工程应用中注意：母联开关的跳位是将开关的三相常开辅助接点接入保护。220kV北母220kV南母姚220母联保护：母联充电保护母联充电保护：

220kV南母或北母停电检修后，需通过母联开关向检修母线充电恢复双母线运行，此时投入母联充电保护，当母线有故障时，母联保护动作切除故障。母联充电保护有专门的启动元件。母联充电保护启动三个条件：（1）充电保护压板投入；（2）其中一条母线失电，且母联开关已断开；（3）母联电流从无到有（>0.04In）。满足上述条件，开放充电保护300mS，在此期间，若母联中的电流大于整定值，将母联开关跳开。母联充电保护不经复合电压闭锁。目前母线充电时，投控制字“充电闭锁母差”。母联保护：母联过流保护母联过流保护：利用母联开关作为元件或线路的临时保护时使用，可用“母联过流”压板投退。母联过流保护有专门的启动元件，此保护动作出口不经复合电压元件闭锁。当母联过流保护中的任一相电流大于整定值或零序电流大于整定值时，保护动作经延时出口。当投“投母联过流启动母联失灵”控制字时，母联过流动作时，将启动母联失灵保护。装置面板灯信号/键盘RCS-915保护装置的面板液晶显示左侧有10个信号指示灯，其含义：“运行”灯：为绿色，装置正常运行时点亮。“断线报警”灯：为黄色，发生交流回路异常时点亮。“位置报警”灯：为黄色，当刀闸位置变位、互联、自检异常时点亮；“报警”灯：为黄色，当装置发生其他异常时点亮。“跳I母”、“跳II母”灯：为红色，当保护动作跳母线时点亮。“母联保护”灯：为红色，母差跳母联，母联充电保护动作、母联过流保护动作、母联非全相保护动作或失灵保护跳母联时点亮。“I母失灵”、“II母失灵”、“线路跟跳”灯：为红色，均为失灵保护动作时点亮，我们暂时不用。该保护屏上机箱带有一个液晶显示屏幕和6键键盘（上、下、左、右、确认、取消、区号、+、-。装置面板灯信号/键盘：

TA异常告警说明TA异常任一支路3I0>0.25Imax+0.04In时，经5S后报该支路TA异常。对于母线支路发不平衡异常信号，该信号由控制字“投TA异常不平衡判据”投退，目前，我们的保护定值中规定不投。大差电流大于TA异常整定值IDXBJ（定值：0.3A）时，经5S后报TA异常。大差电流小于TA异常整定值，而两个小差电流大于TA异常整定值时，经5S后报TA异常。TA异常报警不闭锁母差保护，可通过保护中控制字“投TA异常自动恢复”进行选择TA回路自动恢复正常后，TA异常是否自动复归。装置面板灯信号/键盘：

TV断线告警说明TV断线有以下几种情况：母线负序电压大于12V，延时1.25S报该母线TV断线；母线三相电压之和|UA|+|UB|+|UC|小于Un，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，经1.25S报该母线TV断线；当三相电压恢复正常，经10秒后全部恢复正常运行。当系统有扰动或任一支路的零序电流大于0.1In时，装置不进行TV断线检测。若任一母线电压闭锁条件开放，经3S后报该母线电压闭锁开放信号。装置面板灯信号/键盘：位置报警当刀闸位置变位时，运行人员需核对变位正确后，用刀闸位置确认按钮复位信号；刀闸辅助接点与实际一次刀闸状态不对应，有位置报警信号，此时运行人员核对实际刀闸状态，在保护屏的模拟盘上将对应的刀闸位置进行强制模拟，待刀闸位置处理正常后，解除强制；运行中若出现一支路有电流而无刀闸位置时，保护会记忆原来刀闸位置，根据系统电流分布情况校核出该支路的刀闸位置，此时刀闸位置确认按钮无效。母差刀闸位置模拟盘注：母线电压切换当一条母线PT退出检修或故障时，可利用母差保护屏上“电压切换”开关对母线电压进行切换。切换开关位置有：“I母”、“双母”、“II母”。保护定值中控制字“投I母TV”或“投II母TV”也应对应选投。当母线分裂运行或母联开关带线路运行时，电压切换不起作用。保护参数、定值RCS-915母差保护的定值有4个区，可设置四套定值。但装置参数和系统参数不分区且只有一套定值。TA调整系数说明：主要用于连接支路多变比情况，一般取多路TA的变比作为基准变比（我们是取1200/5A为基准），TA调整系数设置为1；备用支路的TA调整系数设置为0；I、II母刀闸控制字：当投单母主接线时，无须刀闸位置引入。所有保护定值均为折算到TA基准的二次值。二次回路说明（交流回路）CT回路：第二套母差保护中最多可接入21个间隔，而我们实际接入了14个单元；线路间隔使用的CT回路是单独CT二次回路，但姚221、姚222、姚2201、姚220间隔的CT回路与220kV开关失灵保护共用CT二次绕组，其母差用CT回路在尾端。母线上各元件（除母联间隔外）,CT二次按极性端直接接入母差保护；母联间隔CT二次按非极性端接入母差保护。PT回路：第二套母差保护分别从220kV电压分配盘接入了220kV南北母线A、B、C、N相电压。二次回路说明（直流回路）开关量开入：采用弱电24V电源启动开入回路，如“投母差”、“投单母运行”、“投母联充电”、“投母联过流”、“投检修状态”等。刀闸位置开入：接入各个间隔南、北母刀闸合位是经结合柜转接而来；刀闸合闸位置所用的是母差保护电源“R2+”。出口回路：母差保护动作后，经保护屏上的跳闸压板出口，接入到对方保护屏的操作箱的“R233”端子，机组侧的发变组保护屏上和高备变保护屏上设置了“第二套母差跳闸”压板开入，方便机组侧保护检验工作。使用电源是元件或线路的“QS2+”。母联保护出口：该套母差保护含母联开关操作箱，两套母差保护均经在本套保护端子排送出。二次回路说明（信号回路）接入NCS中的告警信号：母差保护动作（XMC动作）母联保护动作（XTML动作）装置报警（BJJ动作）装置闭锁（BSJ动作）GPS对时：与NCS系统的GPS系统进行分对时。母差保护工作电源RCS-915母差保护的工作电源220V直流I组#3配电屏（NCS）HL26小空开。保护屏后顶部的小空开用途：4K1---母联开关的合闸/主分电源开关4K2---母联开关的副分电源开关1ZKK1----北母PT电压2ZKK2---南母PT电压1K-----保护电源R2保护运行说明（保护投入）投母差（1LP1）压板：该压板投入时，母差保护投入，退出时母差保护退出，该压板由调度下令投退。投母联充电（1LP3）：该压板只有在空母线充电时投，正常运行中，该压板退出。由调度下令投退。投母联过流（1LP4）：该压板在母联带线路或元件运行时作为临时保护投用，由调度下令投退。投单母运行(1LP2)：该压板在母线刀闸互联操作时投，由值长下令投退。投母联检修(1LP8)：该压板在母联开关停运时投，双母线正常运行中不投，由值长下令投退。投检修状态(1LP7)：保护与信息子站通信用压板，该压板在保护检验时投。保护运行说明（保护出口）南母启动失灵（GLP2）：该压板是母差保护动作后启动失灵保护的压板，正常运行中投入，由调度下令投退。北母启动失灵（GLP4）：同上副跳母联（MLP2）：母差保护动作或母联充电保护等动作跳母联的出口压板，正常运行中投入，由调度下令投退。副跳姚旁（TLP12）、副跳姚程（BLP1）、副跳姚221（BLP2）、副跳II姚计（BLP3）、副跳III姚计（BLP4）、副跳姚2201（BLP5）、副跳姚双（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）、副跳姚联（BLP13），正常运行中投入，由调度下令投退。1LP5-1LP6、1LP9、MLP1、GLP1、GLP3、GLP5—GLP7、TLP1—TLP11、TLP13—TLP18、BLP14—BLP18压板备用（不投，暂时闲置）。保护运行说明：特殊压板含义投单母方式：此压板投入时需要与保护定值中控制字“投单母方式”（我们定值中设置为“1”投入）配