国调中心标准化设计规范培训

线路保护及辅助装置标准化设计规范 研讨会 四川电力调度中心李天华2008 4 15郑州2008 8 5西安 1 一般性原则 4 1 2保护装置功能控制字 1 和 0 的定义应统一规范为 1 肯定所表述的功能 0 否定所表述的功能 或根据需要另行定义 不应改变定值清单和装置液晶屏显示的 功能表述 注 目的 1 为了统一 2 适应调度运行管理中严格的定值核对工作 例如 纵联零序保护1 投入 0 退出 允许式通道1 允许式通道0 闭锁式通道 4 1 3软 硬压板采用 与门 逻辑关系 有一些例外 1 重合闸中的 闭锁重合闸 的软硬压板 2 母线保护中 互联 的硬压板 现取消了软压板 允许远方修改定值是软压板 无硬压板对应 一般情况 保护功能 投退软硬压板应一一对应 压板分出口压板和开入压板 开入功能压板为保护装置提供一个开入 保护装置的程序会有相应变化 其中 保护功能 压板是用于投退具有某些特征的保护功能集合 例如主保护 后备保护等 而代表一些运行方式的开入压板 例如母线保护的互联硬压板 变压器各侧电压投入运行硬压板 没有软压板对应 4 1 4保护装置的采样回路应使用A D冗余结构 公用一个电压或电流源 采样频率不应低于1000Hz 保护装置的每个电流采样回路应能满足0 1IN以下使用要求 在0 05IN 20IN或者0 1IN 40IN时测量误差不大于5 注 适应大变比CT 4 1 8保护装置应能记录相关保护动作信息 保留8次以上最新动作报告 每个动作报告应包含故障前2个周波 故障后6个周波的数据 注 1 信息分为3类 A 故障信息 包括跳闸 重合闸以及电气量起动而未跳闸的情况 B 导致开入量发生变化的操作信息 C 异常告警信息4 1 9保护装置记录的所有数据应能转换为IEC60255 24的电力系统暂态数据交换通用格式 CommonFormatforTransientDataExchange 简称COMTRADE 4 1 10保护装置记录的动作报告应分类显示a 供运行 检修人员直接在装置液晶屏调阅和打印的功能 便于值班人员尽快了解情况和事故处理的保护动作信息 注 为了使运行人员尽快了解事故状况以便及时 有效地处理事故 保护动作信息报告应为中文简述 包含以下内容 XXXX年 XX月 XX日 XX时 XX分 XX秒 XXXX线路保护启动 X相故障 XX保护动作 跳X相 XXXX断路器重合 XXXX断路器重合于永久故障 加速三跳 故障测距XX Xkm 2008年4月15日22时16分46秒 500kV石雅一线故障A B C相 三相 跳闸 重合成功 重合不成功 未重合 测距56公里 供继电保护专业人员分析事故和保护动作行为的记录 4 2 2对直跳回路的要求对于可能导致多个断路器同时跳闸的直跳开入 应采取措施防止直跳开入的保护误动作 例如 在开入回路中装设大功率重动继电器 或者采取软件防误措施 注 宜采用软件防误措施 具体方法是 在有直跳开入时 需经50ms的固定延时确认 同时 还必须伴随灵敏的 不需整定的 展宽2秒的电流故障分量起动元件动作 这里所指直跳开入 主要是3 2接线的边断路器失灵后通过母线保护出口回路跳闸的开入 双母接线的母线故障 变压器断路器失灵后 通过变压器保护跳其他电源侧的开入 不包括变压器非电量保护的直跳开入 4 2 3对于含有重合闸功能的线路保护 当发生相间故障或永久性故障时 可只发三个分相跳闸命令 三相跳闸命令不宜引接至端子排 注 双母接线方式的线路保护 含有重合闸功能 一般情况下 两套保护之间的重合闸不需要互相起动和闭锁 联切机组和负荷也较少使用 所以 三相跳闸命令不宜引接至端子排 3 2断路器接线的断路器重合闸 先合断路器合于永久性故障 两套线路保护均加速动作 发三相跳闸 永跳 命令 注 三相跳闸 永跳 命令同时开入两个断路器保护的三跳开入 该开入不起动重合闸 但要起动失灵 后重合的断路器则放电不重合 3 2断路器接线 沟通三跳 功能由断路器保护实现 断路器保护失电时 由断路器三相不一致保护三相跳闸 注 简化了回路 当断路器保护故障或失电时 断路器保护中的单相重合闸不能实现 只能由断路器机构的三相不一致保护延时跳三相 比原有用断路器保护的常闭接点沟三的方式要慢一些 但由于断路器保护是单配置 还有重要的失灵保护功能 不允许断路器保护带病运行 断路器保护故障报警后 相应的断路器必须停运 4 2 4对双母线接线重合闸 失灵启动的要求每一套线路保护均应含重合闸功能 不采用两套重合闸相互启动和相互闭锁方式 对于含有重合闸功能的线路保护装置 设置 停用重合闸 压板 停用重合闸 压板投入时 闭锁重合闸 任何故障均三相跳闸 注 简化了回路 保持了两套保护的独立性 两套保护的重合闸宜以相同的重合方式同时投入 当一套重合闸动作以后 另一套重合闸可以检有电流或跳位返回而不再重合 确保不会二次重合闸 如只投一套重合闸 则另一套重合闸只能退出口压板 不能投入闭重沟三压板 采用单相重合闸方式 两套保护均开入分相跳位接点 如单相断路器偷跳起动重合闸 可以保证两套保护起动重合闸的一致性 同时 一套保护不重合而三相跳闸 三相跳位也通知另一套保护的重合闸不能重合 断路器压力闭锁接点同时引入两套保护 也保证了闭锁重合闸可以由本保护自行决定 采用三相重合闸方式 三相断路器偷跳不起动重合闸 每一套保护装置只能靠本装置保护起动重合闸 不能通过跳位起动重合闸来弥补起动重合闸可能的不一致性 所以 两套保护装置宜同时投入重合闸 同时 一套保护装置的重合闸退出运行 也不能通过三相跳位去闭锁另一套保护装置的重合闸 由于两套保护均接有压力闭锁重合闸接点 不需要相互通知 光纤差动保护 接受到远跳令跳闸应闭锁本屏重合闸 对于光纤距离保护 接到外部三相跳闸令时 也宜起动远跳 接受到远跳令跳闸也应闭锁本屏重合闸 但闭锁式纵联保护和接点允许式保护 只能停信或发允许信号 对侧保护动作会起动重合闸 所以 两套重合闸同时启用时 宜不相互起动 但可以相互闭锁 对于单重方式 两套保护装置可以通过跳位接点互相起动和闭锁重合闸 投入单套重合闸和投入两套重合闸均可以满足运行要求 如需一套重合闸停运 一套重合闸投运 则停运重合闸的保护控制字置 禁止重合闸 或断开出口压板 对于三重方式 两套保护装置不能通过跳位接点互相起动和闭锁重合闸 两套保护装置宜同时投入重合闸 才能满足运行要求 如需一套重合闸停运 一套重合闸投运 则停运重合闸的保护控制字置 停用重合闸 或投入停用重合闸压板 但此时 极端情况下 本保护装置保护拒动将不能起动重合闸 不含重合闸功能的线路保护与含重合闸功能的线路保护配合 需要起动和闭锁信号 如重合闸压力闭锁接点开入不能重合闸 要通知另一套保护三相跳闸 线路保护应提供直接启动失灵保护的跳闸接点 启动微机型母线保护装置中的断路器失灵保护 双母线接线的断路器失灵保护 宜采用母线保护中的失灵电流判别功能 注 不采用专用的失灵起动装置集中的方式 省去一个机箱 简化了回路 带来一些好处 a 判别断路器是否断开的元件放在最后一级 提高了安全性 b 便于集中整定 从而简化了整定 c 无跳闸接点开入 不进行判别 从而避免了频繁报警 d 只接入三个分相跳闸信号 三相不一致保护不起动失灵 4 2 5对发电机 变压器 线路单元接线保护配置的要求发电机 变压器 线路单元接线 宜单独配置集成自动重合闸功能的断路器保护 注 可以使用断路器保护中的失灵保护功能 当线路或变压器保护动作 断路器跳闸失灵时 起动远跳功能三跳对侧 4 2 6为防止保护装置先上电而操作箱后上电时断路器位置不对应误启动重合闸 宜由操作箱对保护装置提供 闭锁重合闸 接点方式 不采用 断路器合后 接点的开入方式 注 保护装置先上电 TWJ跳位未开入 满足充电条件 保护装置的重合闸充电 操作箱后上电时 TWJ跳位闭合 断路器位置不对应误启动重合闸 为防止误起动重合闸 采用操作箱对保护装置提供的 闭锁重合闸 接点 与停用重合闸压板共用一个开入 在操作箱后上电 TWJ跳位闭合时 闭锁重合闸 接点也同时开入保护装置 保证了保护装置不误重合闸 操作箱在手动跳闸或远跳以后 用双位置继电器KKJ置于跳后位置 起动中间继电器 输出并保持 闭锁重合闸 接点闭合 在手动合闸以后 双位置继电器KKJ置于合后位置 闭锁重合闸 接点断开 保护单相或三相跳闸 闭锁重合闸 接点也处于断开位置 可以重合一次 如重合成功 保护装置可以再充电 如重合不成功再跳闸 断路器处于跳闸位置 TWJ跳位开入 保护装置的重合闸则不具备充电条件 但此时双位置继电器KKJ仍为合后位置 需手动跳闸以后 KKJ处于跳后位置 才能重新闭锁重合闸 重合闸充电在保护装置正常运行未起动时进行 重合闸控制字和把手投入 无TWJ 无压力低闭重 闭锁重合闸输入 经15秒后充电完成 2 线路保护及辅助装置配置原则 技术原则和功能要求5 1配置原则 5 1 13 2断路器接线配置双重化的线路纵联保护 每套纵联保护应包含完整的主保护和后备保护 配置双重化的远方跳闸保护 采用一取一经就地判别方式 当系统需要配置过电压保护时 过电压保护应集成在远方跳闸保护装置中 断路器保护及操作箱断路器保护按断路器配置 失灵保护 重合闸 充电过流 2段过流 1段零序电流 三相不一致和死区保护等功能应集成在断路器保护装置中 配置双跳闸线圈分相操作箱 短引线保护配置双重化的短引线保护 每套保护应包含差动保护和过流保护 5 1 2双母线接线线路保护 重合闸及操作箱配置原则如下 配置双重化的线路纵联保护 每套纵联保护包含完整的主保护和后备保护以及重合闸功能 当系统需要配置过电压保护时 配置双重化的过电压及远方跳闸保护 过电压保护应集成在远方跳闸保护装置中 远方跳闸保护采用一取一经就地判别方式 配置分相操作箱及电压切换箱 注 配置的主要原则是 1 选用两套主后一体的装置 2 两套装置之间 包括跳闸回路 远跳通道和就地判据应尽量独立 跳闸 除失灵保护外 其他保护跳闸都是各自分别作用于一个跳圈 断路器保护为单配置 可以理解为由于断路器为双配置 弥补了断路器保护单配置的不足特别注意的是 以前有采用一发双收 二取二不经就地判据的方式不宜采用 即使是数字通道 其接口开入也有误开入的可能性 容易造成误动 同时 对于只经一级通道传输而言 由于故障起动元件的可靠性 宜采用一取一加故障起动判据 为提高远方跳闸的安全性 防止误动作 对采用非数字通道的 执行端应设置故障判别元件 对采用不经接点 光耦转接的完全数字通道 执行端可不设置故障判别元件 5 2技术原则纵联距离 方向 保护 保护装置中的零序功率方向元件应采用自产零序电压 纵联零序方向保护不应受零序电压大小的影响 在零序电压较低的情况下应保证方向元件的正确性 注 确实存在零序电压过低导致线路区内故障零序方向元件拒动的问题 解决此问题的原则是 由于采用自产3U0 存在不平衡电压 不宜过分降低零序方向元件的零序电压门槛 主要方法有 a 补偿电压比相式 补偿电压 3U0BC 3U0M 3I0 0 5 3k 1 ZL 正方向 1750 3U0 1式 正反方向判别 3U0 3U0 3I0 0 7 3k 1 ZL 1式 反其中零序补偿系数k Z0 Z1 3Z1 由此对推出Z0 3k 1 Z1 c 故障相比相式正方向1450 arg U GZ 3I0 2950 采用此法的注意事项 1 故障相不能选错 一旦选错 会造成 线路保护不正确动作 而采用零序方向元件 选相元件错误只会造成单相跳闸变为三相跳闸 2 故障相电压与零序电流之间的相位随接地电阻的大小发生变化 动作范围要充分考虑 不如零序电压和零序电流之间的相位稳定 在平行双回或多回有零序互感关联的线路发生接地故障时 应防止非故障线路零序方向保护误动作 注 在平行双回或多回有零序互感关联的线路发生接地故障时 非故障线路会由于零序互感的原因产生纵向互感零序电势 如果故障点与非故障线路电气距离较远 故障点产生的横向零序电势不足以抵消互感零序电势的影响 则其综合作用与线路单相跳闸后非全相运行的情况类似 此时 非故障线路两侧的零序方向均为正方向 零序方向纵联保护是否误动取决于零序动作电流 解决方法 由于在线路换位对称的条件下 正 负序电流无互感 同时 也只有在 强磁弱电 的条件下 非故障线路才可能误动 这两种情况 负序电压 电流与零序电压 电流的比值均很小 所以可以采用电流电压负序分量闭锁零序方向纵联保护的方式 来防止非故障线路零序方向保护误动作 采用此法以后 原来由于电压二次回路n线连接不规范 存在的附加电压影响零序电压相位 从而导致零序方向元件误动的问题也同时得到极大的改善 零序方向元件防止零序互感影响的措施 零序方向元件动作时允许对侧跳闸 允许式发信 闭锁式停信 收到对侧允许信号或对侧闭锁信号停信 满足用户零序电流动作定值 同时满足以下条件允许本侧跳闸 由于在线路区内单相接地故障时 在故障点除了零序电流外 总是有负序电流 所以 可以用以下判据之一 单相故障 在故障点 I2 I0 U2 Z2 Z0 U0 1 4 1 3 在线路两侧 当I2 I0 Z2 Z0 用 3I2 0 5 3I0 或 3U2 0 25 3U0 作为零序方向元件在单相故障允许本侧跳闸的条件之一 两相短路接地故障 在故障点 U2 U0 I2 Z0 Z2 I0 2 3 在线路两侧 当U2 U0 Z0 Z2 所以 用 3I2 0 5 3I0 或 3U2 0 25 3U0 作为零序方向元件在单相故障允许本侧跳闸的条件之一 当选为两相故障时 也可以用相间阻抗动作 或按弱馈考虑 相间电压电流同时降低 作为允许两相短路接地故障时零序方向保护本侧动作的条件之一 当 3I2 0 2 3I0 或者 3U2 0 15 3U0 同时 3I2 120A 而 3U2 2V时 以零序方向和负序方向同时动作允许对侧跳闸 纵联距离 方向 保护应具备弱馈功能 在正 负序阻抗过大 或两侧零序阻抗差别过大的情况下 允许纵续动作 注 目前弱馈存在的问题 1 线路闭锁式纵联保护两侧不能同时设为弱馈 不能实现动态弱馈功能 动态弱馈 起动前不是弱馈侧 本侧线路保护控制字未设置弱馈 相邻元件跳闸后成为弱馈侧 此时再发生区内故障 或弱馈线路在保护装置起动以后 复归以前线路发生区内故障 现有闭锁式纵联保护有的不能动作 2 灵敏度差 一般要检查相或相间低电压小于30V才允许动作 对于高阻接地是没有灵敏度的 拒动可能性大 3 无零序弱馈功能 由于线路两侧零序阻抗差别过大 导致两侧零序电流相差过大 在两侧零序方向元件均正确动作的条件下 由于一侧零序电流达不到动作定值造成纵联零序方向保护拒动称为零序弱馈 现有线路保护装置无零序弱馈功能 改进目标 改进原有弱馈回路的目标是实现允许式或闭锁式线路纵联保护免整定的自适应弱馈 提高弱馈功能的灵敏度 统一和完善弱馈回路的跳闸方式 弱馈方案的基本技术原则 1 增加零序弱馈功能 增设允许对侧跳闸而本侧不跳闸的 不完全允许信号 2 对弱馈侧 在线路近区故障时 正方向故障时可能出现弱馈特征 而反方向故障则出现比强电侧更强的强电特征 所以反方向元件不动作就是正方向故障 即非反即正的原则 注 对强电侧 如纯负荷线路 负荷侧无电源 在送电侧线路背侧发生相间不接地故障 反方向 正方向元件均不能动作 不满足非反即正的原则 3 跳闸原则 弱馈侧出现强电动作条件时无延时跳闸 例如零序弱馈的相继动作 如不出现强电动作条件 则单相接地故障由于有零序故障分量闭锁 选相元件选出故障相 重合闸可以动作 故考虑跳闸 相间故障不跳闸 4 必要时 增设弱馈启动元件 使弱馈功能为短时开放功能 5 2 2纵联电流差动保护a 纵联电流差动保护两侧启动元件和本侧差动元件同时动作才允许差动保护出口 线路两侧的纵联电流差动保护装置均应设置本侧独立的电流启动元件 必要时可用交流电压量等作为辅助启动元件 但应考虑在PT断线时对辅助启动元件的影响 差动电流不能作为装置的启动元件 注 纵联电流差动保护采用光纤通道 而光纤通道的同步要求收发通道传输时间一致 不一致会形成差电流 所以 只要差电流满足动作条件就跳闸容易造成保护装置误动 CT单侧断线也会形成差电流 同时 单侧起动元件也会动作 为此 必须两侧起动元件均动作 才能允许差动保护跳闸 本侧独立的电流起动元件包括电流突变量 零序分量 三相跳位开入 一般情况 灵敏度已经足够 特殊情况 主要是弱馈情况 如弱馈侧不接地 故障前无电流 发生接地或相间故障 本侧电流起动元件不能起动 此时 可以在出现差电流时以电压元件 相 相间低电压 零序电压 作为辅助起动元件 PT断线时 不考虑同时又CT断线 此时 单侧电流起动元件也可以允许差动元件动作 b 线路两侧纵联电流差动保护装置应互相传输可供用户整定的通道识别码 并对通道识别码进行校验 校验出错时告警并闭锁差动保护 注 主要是防止同一光设备传输多套保护信号时 光纤通道硬件开通错误 而通过运行的负荷电流校验时 差电流又不能反映 例如同塔双回线路 c 纵联电流差动保护装置应具有通道监视功能 如实时记录并累计丢帧 错误帧等通道状态数据 通道严重故障时告警 注 总结运行经验 统计通道运行情况 特别是保护不工作的时间 例如不工作时间为2s 24h 其他 控制字中有 CT断线闭锁差动 如该控制字置 1 表示闭锁差动保护 按相或三相闭锁 即 如该控制字置 0 差动电流大于用户断线以后的动作定值 解除闭锁 实际上 不论 CT断线闭锁差动 控制字置 1 还是置 0 由于差动保护要两侧起动元件均动作才能动作 所以 CT断线时 一般为单侧起动 差动保护不会立即动作 主要区别在于故障时 控制字置 0 时 有条件允许差动保护动作 两侧起动元件动作 按用户原有定值或断线后定值 5 2 3相间及接地距离保护a 除常规距离保护 段外 为快速切除中长线路出口短路故障 应有反映近端故障的保护功能 注 反映近端故障的保护功能通常采用快速距离I段 允许欠范围 不允许超范围 由于强调快速动作 所以精度不高 对超短线路 一般为5km以下 和采用P类CT的双断路器线路 如220kV角形接线 宜停用 装置宜设置超短线路常规距离I段 快速距离I段的自动退出最小定值 由于最小精确工作电流和电压是由保护装置硬件精度和软件算法确定的 而线路的阻抗也是知道的 所以可以实时计算出满足线路末端故障精工电压的电流值 例如 保证精度的实际短路电流二次值应有Ik Ujg ZL Ik Ijg 其中 Ijg Ujg ZL分别为精工电流 精工电压 线路阻抗的二次有名值 保护装置检测到短路电流小于此值时 自动退出线路常规距离I段 快速距离I段 b 用于串补线路及其相邻线路的距离保护应有防止距离保护 段拒动和误动的措施 注 串补线路及其相邻线路的主保护主要是线路纵联保护 距离保护I段如不采取措施容易拒动和误动 1 装有串补电容的线路串补电容侧 如串补电容装在线路的一侧 在串补电容线路侧故障时防止拒动 利用常规距离保护 突变量距离保护I段的暂态动作特性 正方向故障时 暂态动作特性包括原点以下部分区域 可以保证不拒动 2 本线路背侧的相邻线路装有串补电容 在串补电容线路侧故障 本线路距离保护I段防止误动 利用常规距离保护I段的正 反方向暂态动作特性 电抗线与反方向暂态特性动作范围无公共区 与正方向暂态特性动作范围重叠的特点来判别 为了在转换性故障中更准确的判别区内外故障 设置暂态记忆时间不同的2个距离I段阻抗继电器 电抗线动作 两个2个距离I段阻抗继电器同时动作判为区内故障 其他情况 如电抗线动作 2个暂态距离I段不同时动作 或电抗线不动作 2个暂态距离I段动作等均为反方向故障 3 装有串补电容的线路串补电容对侧 如距离I段按线路80 的电抗值整定 在线路对侧串补电容母线侧故障 或在线路对侧相邻线路的串补电容线路侧故障 本侧距离1段防误动 一般动作方程为 ZDZ ZSET UCBH 2IK 其中 ZDZ ZSET UCBH IK分别为动作阻抗 整定阻抗 本线路和相邻线路串补电容击穿保护电压之和 故障时的短路电流 由于相邻线路串补电容的容抗可能因助增电流而放大 但容抗形成的最大容性电压是受限制的 为UCBH 2 在短路电流较小时 UCBH 2IK XC XC大于实际容抗 可能导致 ZSET UCBH 2IK 很小 甚至无保护范围 较合理的方法 ZDZ ZSET XC UCBH 2IK 其中 XC UCBH分别为本线路的串补电容容抗 相邻线路串补电容击穿保护电压 这样 可以适度扩大距离一段保护范围 c 为解决中长线路躲负荷阻抗和灵敏度要求之间的矛盾 距离保护应设置负荷电阻线 注 用距离保护设置负荷电阻线 来解决中长线路躲负荷阻抗和灵敏度要求之间的矛盾 是比较简单的办法 实际上 不考虑高阻接地故障 故障时电压电流之间的相位角一般大于感性700 而正常的负荷阻抗角小于300 所以 也可以作成故障 负荷阻抗自动识别的方式 d 线路单相跳闸后非全相期间距离保护的后加速问题 原有保护装置的定值清单中有许多用户可选项 本规范中全部取消 目前 各厂家振荡闭锁元件均作得较好 可以在系统振荡时再故障可靠开放 同时非全相中健全相再故障的可能性小 所以重点要强调保护的安全性 不过分强调速度 宜作成不经用户选择的 1 投入健全相的经振荡闭锁的相间 接地距离超范围段与通道构成纵联保护 2 投入健全相的经振荡闭锁的相间 接地距离I II段 3 投入健全相的不经振荡闭锁的延时1 5的相间 接地距离III段 作为总后备 e 合闸时的距离保护 手动合闸 固定加速距离III段 最好作成有躲负荷能力的全阻抗园 带25ms延时 以躲过PT接于线路侧电压建立的暂态过程 在线路电流极性接反或背侧充电时仍有作用 单相或三相重合闸 宜固定投入带振荡闭锁的距离II段 不宜投入距离III段 由于线路保护重合闸时 若有故障 一般为接地故障 主要靠零序电流加速保护动作 距离保护投入宜简化 5 2 4零序电流保护零序电流保护应设置二段定时限 一段反时限 其中定时限第一段带方向 PT断线时自动取消方向 第二段不宜带方向 注 取消零序电流I段 由相间 接地距离I段替代 定时限第二段为零序电流电流最末一段 虽然线路高阻接地故障主要由线路纵联保护切除 但定时限第二段的电流定值也要确保高阻接地有足够的灵敏度 作为高阻接地故障的总后备 第二段不宜带方向 考虑由零序电流最末一段切除故障时 应确保切除故障的可靠性 一段反时限电流保护 其定值放入了自定义定值中 应作为后备保护用 所以应设置动作的最短时间T0 时间常数TP 基准电流Ip3个定值 零序电流反时限特性采用IEC标准反时限特性限曲线 t I0 0 14TP I0 Ip 0 02 1 实际动作时间为t T0 t I0 应设置不大于100ms短延时的后加速零序电流保护 在手动合闸或自动重合时投入使用 注 手动合闸要考虑断路器合闸不同时 一般延时小于100ms 单相重合闸要考虑先合侧防止非全相零序电流导致重合闸加速保护误动的问题 一般延时小于60ms 线路非全相运行时的零序电流保护不考虑健全相再发生高阻接地故障的情况 当线路非全相运行时自动将零序电流保护最末一段动作时间缩短0 5s并取消方向元件 作为线路非全相运行时不对称故障的总后备保护 取消线路非全相时投入运行的零序电流保护的其他段 注 对原有非全相的零序电流保护做了较大的简化 不考虑健全相再发生高阻接地故障的情况 所以非全相运行健全相再故障时 主要靠纵联距离和距离保护 保留压缩0 5s时限并取消方向的的零序最末一段 作为线路非全相运行时不对称故障的总后备保护 5 2 5自动重合闸当不使用用于重合闸检线路侧电压和检同期的电压元件时 PT断线不应报警 检同期重合闸所采用的线路电压应该是自适应的 用户可自行选择任意相间或相电压 取消 重合闸方式转换开关 自动重合闸仅设置 停用重合闸 功能压板 重合闸方式通过控制字实现 其定义见表2 表2重合闸控制字序号重合闸方式整定方式备注1单相重合闸0 1单相跳闸单相重合闸方式2三相重合闸0 1含有条件的特殊重合方式3禁止重合闸0 1仅放电 禁止本装置重合 不沟通三跳4停用重合闸0 1既放电 又闭锁重合闸 并沟通三跳单相重合闸 三相重合闸 禁止重合闸和停用重合闸有且只能有一项置 1 如不满足此要求 保护装置报警并按停用重合闸处理 注 取消综合重合闸 取消 重合闸方式转换开关 消除了重合闸把手置于停用位置是否放电的不同做法 重合闸方式只能由控制字决定 不可能与屏上重合闸切换开关的位置冲突 所以 取消了 内重有效 控制字 重合闸的投停可以由控制字控制 也可由屏上压板控制 控制字 禁止重合闸 置1和屏上重合闸出口压板 退出 对应 或门关系 控制字 停用重合闸 置1和屏上 停用重合闸 压板投入对应 也是或门关系 特点 停用 禁止 为或门 启用为与门 对220kV及以上电压等级的同杆并架双回线路 为了提高电力系统安全稳定运行水平 可采用按相自动重合闸方式 注 按相重合闸 又称自适应重合闸 其特点为 1 永久故障不重合 减少对系统的冲击 现有运行资料表明 判为永久故障重合肯定不成功 判为瞬时故障也可能因为介质绝缘未恢复而重合不成功 2 相间故障先合一相 提高线路重合成功率 相间故障先合一相不是故障 后合相可以检查无故障再合 避免重合于相间故障对系统的冲击 使线路瞬时相间故障能恢复运行 对多回线路并联运行的单回线路 也可以采用按相重合闸 5 2 6双母线接线的断路器失灵保护母线保护双重化配置时 断路器失灵保护宜与母差共用出口 宜采用母线保护装置内部的失灵电流判据 注 失灵保护的起动和电流判别的基本原则 起动宜用第一级跳闸接点 电流判别宜用失灵出口的最后一级保护 取消一个专门的失灵起动装置 如RCS 923A PSL 631A 简化了回路 将电流判别放在最后一级 增强了安全性 1 单断路器的失灵保护A 线路单元由线路保护直接提供跳闸无流返回的跳闸分相接点起动失灵保护 除线路电抗器保护 过电压远跳外 一般情况无需提供三相跳闸接点 B 线路单元一般采用电压闭锁 但少部分地区 主要是强电源地区 330KV直接变 为110KV 电压闭锁的灵敏度不够 也可考虑解除电压闭锁 可在自定义定值中设置解除线路单元电压闭锁 控制字 主要是因为 线路保护与母线保护不是CT的同一绕组 母线保护判别断路器未断开的元件放在失灵保护的最末一级 具有防止前级误开入的功能 可以代替电压闭锁来防止人为误操作 元件单元的电压闭锁由于可能灵敏度不够的问题 应固定解除电压闭锁 C 单相跳闸开入 采用分相相电流与零序或负序电流与门判别的方式 判别断路器未断开和跳闸命令的误开入 对单相重合闸的线路 非全相运行时有零序负序电流 但是跳开相无电流 采用相电流和零负序电流与门判别不会误动 若采用或门关系只能靠跳闸接点断开来把关 降低了失灵保护的安全性 采用 与门 判别的方式 相电流按有无电流整定 也可由装置内部设定为0 05IN 零序负序电流按躲不平衡电流整定 简化了整定计算 在单相跳闸信号误开入时 虽然有相电流但无零负序电流 失灵保护不会误动 在加上电压闭锁 使失灵保护有较高的安全性 D 三个分相跳闸开入 采用任一相相电流元件与该相低功率因素角感性70 同时动作有效 当相电流元件动作 而对应相的电压为零时 视为低功率因素角满足条件 或零序 负序电流动作有效的 或门 判别的方式 三相跳闸同时误开入 除电压闭锁可以把关外 零序 负序电流和低功率因素也可以把关 规程规定 对220kV 500kV分相操作的断路器 可仅考虑断路器单相拒动的情况 对一些地区 如要考虑三相故障三相失灵的情况 这个逻辑也是可以动作的 E 元件保护的一个跳闸开入 采用相电流与零序或负序电流或门判别的方式 相电流元件躲负荷电流 零负序电流元件躲不平衡电流 如设置低功率因素元件 相电流元件按有无电流整定 低功率因数固定为700 由于元件保护起动失灵要解除电压闭锁 所以 以低功率因数或零负序电流或门判别 可以防止跳闸和解除闭锁信号误开入 F 整定计算 在失灵保护侧 线路单元统一整定 相电流按有无电流整定 装置内部设置0 06IN的最低门槛 零序负序电流按躲不平衡电流整定 元件单元统一整定 零序负序电流按躲不平衡电流整定 低功率因数固定为700 不考虑频率发生大的偏移时 负序电流误差的变化 为解决某些故障情况下 按母线集中配置的断路器失灵保护电压闭锁元件灵敏度不足的问题 变压器支路应具备独立于失灵启动的解除电压闭锁的开入回路 解除电压闭锁 开入长期存在时应告警 宜采用变压器保护 动作接点 解除失灵保护的电压闭锁 不采用变压器保护 各侧复合电压动作 接点解除失灵保护电压闭锁 启动失灵和解除失灵电压闭锁应采用变压器保护不同继电器的跳闸接点 注 用变压器保护第一级跳闸接点起动失灵 增强了失灵起动的可靠性 变压器内部故障时 可能各侧电压均无反应 所以 应解除失灵保护判别的电压闭锁 不采用变压器保护 各侧复合电压动作 接点解除失灵保护电压闭锁 启动失灵和解除失灵电压闭锁应采用变压器保护不同继电器的跳闸接点是为了防止误起动 母线故障变压器断路器失灵时 除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外 还应跳开本变压器连接其他电源侧的断路器 失灵电流再判别元件应由变压器保护实现 注 现在的做法是由母线保护完成变压器断路器失灵的判别 送出一付跳闸接点到变压器保护 再经变压器同一侧电流故障分量启动元件进一步识别 并带50ms延时跳变压器各侧 为缩短失灵保护切除故障的时间 失灵保护跳其他断路器宜与失灵跳母联共用一段时限 注 失灵保护动作先跳母联 是为了防止非故障段母线对侧线路保护的零序一段误动 本侧非故障段双回线路横差保护误动 现在 没有横差保护 取消了零序一段 所以 为缩短失灵保护切除故障的时间 失灵保护跳其他断路器宜与失灵跳母联共用一段时限 5 2 73 2断路器接线的断路器失灵保护在安全可靠的前提下 简化失灵保护的动作逻辑和整定计算 设置线路保护三个分相跳闸开入 变压器 线路保护 永跳 共用一个三相跳闸开入 设置相电流元件 零 负序电流元件 发变组单元设置低功率因数元件 保护装置内部设置 有无电流 的相电流元件判别元件 其最小电流门槛值应大于保护装置的最小精确工作电流 0 05IN 注 变压器 线路保护 永跳 共用一个三相跳闸开入 这是一个起动失灵 不起动重合闸的开入 在变压器跳闸三相跳闸 或重合于故障线路时线路保护输出永跳令时开入 相电流元件是按有无电流整定的电流元件 其最小电流门槛值应大于保护装置的最小精确工作电流 0 05IN 零 负序电流元件按躲正常运行的不平衡电流整定 低功率因数角整定为45 90 默认值 感性70 失灵判别具体逻辑为 1 三个分相跳闸之一开入时 相电流元件 零或负序电流元件与门逻辑判别 以提高非全相运行 电流判别的安全性 2 三个分相跳闸同时开入 或一个三相跳闸开入时 任一相相电流元件与该相低功率因素角感性70 同时动作 当相电流元件动作 而对应相的电压为零时 视为低功率因素角满足条件 或零负序电流元件动作 一般情况对于分相操作的断路器不考虑三相故障三相失灵 对采用有条件三重的地区 如断路器采用三相操作 可考虑三相故障三相失灵的情况 断路器保护中设有分相和三相瞬时跟跳逻辑 可以通过控制字投停 跟跳的作用是通过不同的跳闸途经增强了跳闸的可靠性 减小了失灵的可能性 跟跳应视为失灵保护的一部分 采用失灵保护逻辑的瞬时段作为跟跳判别条件是最简化 最安全的 失灵保护不设功能投 退压板 断路器保护屏 柜 上不设失灵开入投 退压板 需要投 退线路保护的失灵启动回路时 通过投 退线路保护屏 柜 上各自的启动失灵压板实现 注 失灵保护的投停可以通过控制字 断路器保护运行时 一般不应退出失灵保护 某一单元停运 可以通过线路 变压器保护屏上的起动失灵压板退出起动回路 由于失灵保护误动作后果比较严重 且3 2断路器接线的失灵保护无电压闭锁 根据具体情况 对于线路保护分相跳闸开入和发变组 线路 三相跳闸开入 应采取措施 防止由于开关量输入异常导致失灵保护误启动 失灵保护应采用不同的启动方式 任一分相跳闸接点开入后经电流突变量或零序电流启动并展宽后启动失灵 三相跳闸接点开入后不经电流突变量或零序电流启动失灵 注 对重要的开入 在可能的条件下 采用软件防误措施是非常必要的 但对于变压器 发电机内部故障 有时外部电流的反应是很轻微的 所以 元件单元失灵的判别和防误开入只能靠后续的失灵判别逻辑回路 失灵保护动作经母差保护出口时 应在母差保护装置中设置灵敏的 不需整定的电流元件并带50ms的固定延时 注 对重要的直跳开入 在可能的条件下 采用软件防误措施是非常必要的 具体方法是 在有直跳开入时 需经50ms的固定延时确认 同时 还必须伴随灵敏的 不需整定的 展宽2秒的电流故障分量起动元件动作 5 2 8远方跳闸保护远方跳闸保护的就地判据应能反映一次系统的故障 异常运行状态 应简单可靠 便于整定 宜采用如下判据 零 负序电流 零 负序电压 电流变化量 低电流 分相低功率因数 当电流小于精工电流时 开放判据 分相低有功 远方跳闸保护宜采用一取一经就地判别方式 注 可以作为就地故障判别元件起动量的有 反映故障和异常的故障分量 如零负序电流 零序电压 反映对侧断开的低有功 低电流 低功率因数 在不满足低功率计算的电流电压幅值门槛时 就地判据开放 等 就地故障判别元件应保证对其所保护的相邻线路或电力设备故障有足够灵敏度 整定原则 因为它只是一个远方跳闸令的闭锁元件 所以应确保灵敏度 允许经常起动 避免长期开放 为了防止远跳信号的误开入 远方跳闸保护宜采用一取一经就地判别方式 PT断线时 与电压有关的判别元件 如低有功 零负序电压 低功率因数退出 不开放 一般情况 在故障时