220kV保护配置.ppt

220kV变电站继电保护的配置和工作原理 220kV变电站变压器保护的配置 一 主保护1 主保护 是满足系统稳定和设备安全要求 能以最快速度切除保护设备和线路故障的保护 2 变压器的主保护为 差动保护 重瓦斯 差动保护是反映变压器绕组 套管及引出线上的接地和相间故障 重瓦斯是反映变压器油箱内部绕组的匝间短路及铁芯烧坏故障 3 差动保护是由比率制动保护和差电流速断保护组成 4 比率制动保护是由二次谐波制动躲变压器空投励磁涌流 比率制动特性躲区外故障的电流差动保护 该保护的动作是受二次谐波制动和比率制动特性的闭锁 Id Isd Icd K1 0 4 0 7 IZd IZ 4 1励磁涌流闭锁原理1 二次谐波闭锁原理Id 2 Kxb2Id Id 2为差动电流中的二次谐波分量 二次谐波Kxb2制动系数Id 为差动电流中的基波分量 采用或门闭锁方式 即三相差流中某相判为励磁涌流 闭锁比率差动保护 2 模糊识别闭锁原理 有称波形对称原理 采用按相闭锁方式 即三相差流中某相判为励磁涌流 仅闭锁该相比率差动保护 4 2差电流速断保护差电流速断保护反映变压器高压侧严重故障 CT饱和相比率差动保护不能可靠动作 当任一相电流大于差动速断定值时 差动速断保护瞬时动作 跳开各侧开关 它不受其它因素闭锁 我们现在220kV变电站主变保护配置采用不同原理不同厂家的装置 型号为四方的CSC 326D 许继的WBH 801 南自的PST 1200 WBZ 500G H南瑞RCS 978E 差动保护接线图 差动保护 差动保护 差动保护 保护原理PST 12003 1二次谐波闭锁原理的差动保护 SOFT CD1 3 1 1启动元件保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序 各保护CPU的启动元件相互独立 且基本相同 启动元件包括差流突变量启动元件 差流越限启动元件 任一启动元件动作则保护启动 a 差电流突变量启动元件的判据为 i t 2i t T i t 2T 0 5Icd 其中 为a b c三种相别 Icd为差动保护动作定值 当任一差电流突变量连续三次大于启动门坎时 保护启动 b 差流越限启动元件是为了防止经大电阻故障时相电流突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件 该元件在差动电流大于差流越限启动门坎并持续5ms后启动 差流越限启动门坎为差动动作定值的80 3 1 2差动电流速断保护元件本元件是为了在变压器区内严重性故障时快速跳开变压器各侧开关 其动作判据为 Id Isd其中 Id为变压器差动电流Isd为差动电流速断保护定值3 1 3二次谐波制动元件 本元件是为了在变压器空投时防止励磁涌流引起差动保护误动 其动作判 I Id XB2 其中 I 为差动电流中的二次谐波含量 Id为变压器差动电流 XB2为差动保护二次谐波制动系数 3 1 4五次谐波制动元件本元件是为了在变压器过励磁时防止差动保护误动 其动作判据为 I Id XB5其中 I 为差动电流中的五次谐波含量 Id为变压器差动电流XB5为差动保护五次谐波制动系数 软件设定为0 38 3 1 5比率制动元件本元件是为了在变压器区外故障时差动保护有可靠的制动作用 同时在内部故障时有较高的灵敏度 其动作判据为 两侧差动 Icdd I1 I2 Izdd max I1 I2 三侧差动 Icdd I1 I2 I3 Izdd max I1 I2 I3 四侧差动 Icdd I1 I2 I3 I4 Izdd max I1 I2 I3 I4 五侧差动 Icdd I1 I2 I3 I4 I5 Izdd I1 I2 I3 I4 I5 2 Icdd Icd并且Izdd Izd或3Izd Izdd Izd Icdd Icd K1 Izdd Izd 或Izdd 3Izd Icdd Icd K1 2Izd K2 Izdd 3Izd 其中 I1为 侧电流 I2为 侧电流 I3为 侧电流 I4为 侧电流 I5为 侧电流 Icd为差动保护电流定值 Icdd为变压器差动电流 Izdd为变压器差动保护制动电流 Izd为差动保护比率制动拐点电流定值 软件设定为高压侧额定电流值 K1 K2为比率制动的制动系数 软件设定为K1 0 5 K2 0 7 3 1 6TA回路异常判别元件本元件是为了变压器在正常运行时判别TA回路状况 发现异常情况发告警信号 并可由控制字投退来决定是否闭锁差动保护 其动作判据为 1 i 0 1In且 IH IWI 5 max Ida Idb Idc 0 577Icd其中 i 为相电流突变量Ida Idb Idc为A B C三相差流值 Icd为差动保护电流定值In为额定电流IQ前一次测量电流IH当前测量电流ID无流相的差动电流IWI无电流门槛值 取0 04倍的TA额定电流 以上条件同时满足 1 2 3 4 判TA断线 仅条件 5 满足 判为差流越限 3 1 7变压器各侧电流相位补偿元件变压器各侧电流互感器采用星形接线 二次电流直接接入本装置 电流互感器各侧的极性以母线侧为极性端 变压器各侧TA二次电流相位由软件调整 装置采用Y 变化调整差流平衡 对于Y0 11的接线 其校正方法如下 Ia IA IB Ib IB IC Ic IC IA 3 2波形对称原理的差动保护 SOFT CD2 3 2 1启动元件同3 1 13 2 2差动电流速断保护元件同3 1 23 2 3波形对称判别元件本元件采用波形对称算法 将变压器空载合闸时产生的励磁涌流与故障电流分开 当变压器空载合闸至内部故障或外部故障切除转化为内部故障时 本保护能瞬时动作 二 后备保护后备保护是主保护或断路器拒动时 用来切除故障的保护 后备保护可分为远后备和近后备 远后备是当主保护或断路器拒动时 由相邻电力设备或线路的保护来实现的 近后备是当主保护或断路器拒动时 由本电力设备或线路的保护来实现的 1 高后备即220kV后备保护A 220kV复压闭锁方向过流I段复合电压元件 由负序过电压和低电压判据组成 负序过电压反映系统的不对称故障 低电压反映系统对称故障及不对称相间故障 过电流 按躲过变压器额定电流复合电压闭锁过流保护本保护反应相间短路故障 可作为变压器的后备保护 本保护包括以下元件 1 复合电压元件 电压取自本侧的TV或变压器各侧TV 动作判据为 min Uab Ubc Uca Ufx 以上两个条件为 或 的关系 其中 Uab Ubc Uca为线电压 Uddy为低电压定值 U2为负序电压 Ufx为负序电压定值 2 过流元件 电流取自本侧的TA 动作判据为 Ia Ifgl Ib Ifgl Ic Ifgl 以上三个条件为 或 的关系 其中 复压闭锁 方向 过流 本保护配置一段两时限 每一时限的跳闸逻辑可整定 Ia Ib Ic为三相电流 Ifgl为过电流定值 对于220kV和110kV两侧都有电源的变压器220kV复压闭锁过流需经方向判别 方指向系统即220kV母线 220kV复压闭锁方向过流I段1时限3 3S 3 5S 跳212母联 220kV复压闭锁方向过流I段2时限3 6S 4 0S 跳201 202 开关 B 220kV复压闭锁过流II段不带方向220kV复压闭锁过流II段1时限10S 4 5S 跳112母联 220kV复压闭锁过流II段2时限跳10S 5 0S 101 102 开关 220kV复压闭锁过流II段3时限跳3 9S 5 5S 三侧开关 对于220kV侧有电源的终端变压器220kV复压闭锁方向过流保护功能退出 220kV复压闭锁方向过流I段1时限10S跳212母联 220kV复压闭锁方向过流I段2时限10S跳201 202 开关 220kV复压闭锁过流II段不带方向220kV复压闭锁过流II段1时限2 1S跳112母联 220kV复压闭锁过流II段2时限跳2 4S101 102 开关 220kV复压闭锁过流II段3时限跳2 7S三侧开关 C 220kV侧中性点接零序方向过流保护零序方向过流保护I段退出 零序方向过流保护 取消方向 II段1时限5 5S跳212开关 II段2时限6S跳三侧 220kVI母 220kVII母 零序方向过流保护的零序电流取自中性点零序CT本保护反应单相接地故障 可作为变压器的后备保护 交流回路采用0 接线 电压电流取自本侧的TV和TA TV断线时 本保护的方向元件退出 TV断线后若电压恢复正常 本保护也随之恢复正常 本保护包括以下元件 1 零序过流元件 动作判据为 3I0 I0gl 其中 3I0为零序电流 取自本侧零序TA I0gl为零序过流的电流定值 2 零序功率方向元件 动作判据为 3U0 3I0夹角 电流落后电压时角度为正 3U0 5V 15 195 其中 3I0为三相电流Ia Ib Ic在软件中合成的零序电流或外接通道的电流 3I0 Ia Ib Ic3U0为三相电压Ua Ub Uc在软件中和成的零序电压 3U0 Ua Ub Uc 最大灵敏角为 105 动作特性为 D 220kV侧中性点间隙零序保护本保护反应变压器间隙电压和间隙击穿的零序电流 可作为变压器的后备保护 保护包括以下元件 1 间隙零序过压元件 动作判据为 3U0 U0L 其中 3U0为零序电压 取自本侧零序TV U0L为间隙零序过压的电压定值 2 间隙零序过流元件 动作判据为 3I0g Iggl 其中 3I0g为间隙零序电流 取自本侧中性点间隙TA Iggl为间隙零序过流的电流定值 E 非全相保护和启动失灵 保护型号 CSC 122B 本保护检测断路器位置节点 同时判零序电流或负序电流 保护动作出口仅跳本侧开关或变压器各侧开关 本保护仅适用于分相跳闸的断路器 本保护包括以下元件 1 过流元件 动作判据为 3I0 Ifqx I2 I2dz 其中 3I0为三相电流Ia Ib Ic在软件中合成的零序电流 3I0 Ia Ib Ic I2为负序电流 Ifqx为零序过流的电流定值 I2dz为负序过流的电流定值 2 断路器位置节点检测元件 F 过负荷监测元件本保护反应变压器的负荷情况 仅监测变压器各侧的三相电流 动作判据为 max Ia Ib Ic Igfh 其中 Ia Ib Ic为变压器各侧三相电流 Igfh为变压器过负荷电流定值 返回系数为 875 过负荷启动冷却器元件本保护反应变压器的负荷情况 监测变压器高压侧三相电流 动作判据为 max Iah Ibh Ich ITFH 其中 Iah Ibh Ich为变压器高压侧三相电流 ITFH为变压器过负荷启动冷却器元件电流定值 返回系数为 875 过负荷闭锁调压元件本保护反应变压器的负荷情况 仅监测变压器高压侧三相电流 动作判据 为 max Ia Ib Ic ITY 其中 Ia Ib Ic为变压器高压侧三相电流 ITY为变压器过负荷闭锁调压元件电流定值 返回系数为 875 2 中后备即110kV后备保护A 110kV复压闭锁方向过流I段复合电压元件 由负序过电压和低电压判据组成 负序过电压反映系统的不对称故障 低电压反映系统对称故障及不对称相间故障 过电流 按躲过变压器额定电流复合电压闭锁过流保护本保护反应相间短路故障 可作为变压器的后备保护 本保护包括以下元件 1 复合电压元件 电压取自本侧的TV或变压器各侧TV 动作判据为 min Uab Ubc Uca Ufx 以上两个条件为 或 的关系 其中 Uab Ubc Uca为线电压 Uddy为低电压定值 U2为负序电压 Ufx为负序电压定值 2 过流元件 电流取自本侧的TA 动作判据为 Ia Ifgl Ib Ifgl Ic Ifgl 以上三个条件为 或 的关系 其中 本保护配置一段两时限 每一时限的跳闸逻辑可整定 Ia Ib Ic为三相电流 Ifgl为过电流定值 对于220kV和110kV两侧都有电源的变压器110kV复压闭锁过流需经方向判别 方指向系统即110kV母线 110kV复压闭锁方向过流I段1时限3 3S 3 5S 跳112母联 110kV复压闭锁方向过流I段2时限3 6S 4 0S 跳101 102 开关 B 110kV复压闭锁过流II段不带方向110kV复压闭锁过流II段1时限10S 4 5S 跳212母联 110kV复压闭锁过流II段2时限跳10S 5 0S 201 202 开关 110kV复压闭锁过流II段3时限跳3 9S 5 5S 三侧开关 对于220kV侧有电源的终端变压器110kV复压闭锁方向过流保护 不带方向 110kV复压闭锁方向过流I段1时限2 1S跳112母联 110kV复压闭锁方向过流I段2时限2 4S101 102 开关 110kV复压闭锁过流II段3时限跳2 7S三侧开关 110kV复压闭锁过流II段不带方向110kV复压闭锁过流II段1时限10S跳212母联 110kV复压闭锁过流II段2时限跳10S201 202 开关 110kV复压闭锁过流II段3时限跳10S三侧开关 C 110kV侧中性点零序方向过流保护 对于220kV和110kV两侧都有电源的变压器零序方向过流保护I段退出 零序过流保护II段1时限5 5S跳212开关 II段2时限6S跳三侧对于220kV侧有电源的终端变压器零序方向过流保护I段投入 方向110kV母线 零序过流保护I段1时限0 6S 1S 跳112开关 I段2时限0 9S 1 5S 跳101 102 开关 零序过流保护II段1时限1 2S 2S 跳112开关 II段2时限1 5S 2 5S 跳三侧开关 本保护反应单相接地故障 可作为变压器的后备保护 交流回路采用0 接线 电压电流取自本侧的TV和TA TV断线时 本保护的方向元件退出 TV断线后若电压恢复正常 本保护也随之恢复正常 本保护包括以下元件 1 零序过流元件 动作判据为 3I0 I0gl 其中 3I0为零序电流 取自本侧零序TA I0gl为零序过流的电流定值 2 零序功率方向元件 动作判据为 3U0 3I0夹角 电流落后电压时角度为正 3U0 5V 15 195 其中 3I0为三相电流Ia Ib Ic在软件中合成的零序电流或外接通道的电流 3I0 Ia Ib Ic3U0为三相电压Ua Ub Uc在软件中和成的零序电压 3U0 Ua Ub Uc 最大灵敏角为 105 动作特性为 D 110kV侧中性点间隙零序保护本保护反应变压器间隙电压和间隙击穿的零序电流 可作为变压器的后备保护 保护包括以下元件 1 间隙零序过压元件 动作判据为 3U0 U0L 其中 3U0为零序电压 取自本侧零序TV U0L为间隙零序过压的电压定值 2 间隙零序过流元件 动作判据为 3I0g Iggl 其中 3I0g为间隙零序电流 取自本侧中性点间隙TA Iggl为间隙零序过流的电流定值 E 过负荷监测元件本保护反应变压器的负荷情况 仅监测变压器本侧的三相电流 动作判据为 max Ia Ib Ic Igfh 其中 Ia Ib Ic为变压器本侧三相电流 Igfh为变压器过负荷电流定值 返回系数为 875 F 110kV充电保护用110kV主变开关给110kV母线充电 充电正常后退出 电流大于充电保护定值 充电保护开入 充电保护投入 三相中任何一相有电流 T Y Tzd1 充电保护跳闸 Y Tzd2 充电开入异常告警 3 低后备即10kV后备保护A 1