500KV母线保护ppt课件

1、1500KV母线保护母线保护2一、500KV母线保护的配置 3/2接线的两段母线分别装设保护接线的两段母线分别装设保护 每段母线保护双重化每段母线保护双重化 配置差动保护配置差动保护 一般不装设闭锁装置一般不装设闭锁装置 配有断路器失灵保护配有断路器失灵保护3500KV母线II500KV母线I失失灵灵保保护护失失灵灵保保护护母差母差1 1出口出口跳圈Y1跳圈Y2跳圈Y1跳圈Y2母差母差1 1出口出口母差母差2 2出口出口母差母差2 2出口出口+-直流直流I直流直流I直流直流II直流直流II4二、500KV母线保护的要求 区外故障不动作区外故障不动作 区内故障灵敏性和快速性好区内故障灵敏性和快速

2、性好 与其它自动装置配合可靠与其它自动装置配合可靠一般选择带制动特性的母差保护一般选择带制动特性的母差保护数字式数字式模拟式模拟式5500KV母线保护的要求 无倒闸操作，无需运行方式的识别无倒闸操作，无需运行方式的识别 无充电保护无充电保护 无互联状态无互联状态 无需电压闭锁元件无需电压闭锁元件500KV母线与母线与220KV母线保护比较母线保护比较500Kv一般一般3/2接线，接线，220Kv以双母线类型较多以双母线类型较多6三、比率制动特性母线差动保护原理分析设设3/2接线的母线上有接线的母线上有m个串，即个串，即m个连接元件个连接元件m个连接元件的电流和的绝对值即为差动电流：个连接元件的

3、电流和的绝对值即为差动电流：I1I2Im500KV母线Imjjd1.II差动电流差动电流设各电流的方向指向母线为正，理想下：设各电流的方向指向母线为正，理想下：流出母线的电流（为负）与流入母线的电流（为正）相等流出母线的电流（为负）与流入母线的电流（为正）相等 故故 Id = 0母线故障故障母线故障故障：正常及外部故障正常及外部故障：所有电流同相所有电流同相 故故 Id = Ik （故障点的短路电流）（故障点的短路电流）7带制动特性母线保护原理分析动作判据动作判据制动电流制动电流 Ir 选取：选取：不带制动特性不带制动特性带制动特性带制动特性Id IDId K Ir + I0差动定值差动定值制

4、动电流制动电流制动系数制动系数Id K IrId I0或或最小动作值最小动作值 所有支路中最大电流：最大制动方式所有支路中最大电流：最大制动方式 各支路电流的绝对值之和：绝对值之和制动方式各支路电流的绝对值之和：绝对值之和制动方式 制动电流中含有差动电流：复合制动方式制动电流中含有差动电流：复合制动方式8带制动特性母线保护原理分析mjjr1.II制动电流制动电流 设其判据为设其判据为Id K Ir + I0绝对值之和制动方式讨论绝对值之和制动方式讨论其中其中差动电流差动电流 mjjd1.III0I0= 0制动区制动区动作区动作区IrId0ID无制动无制动正常及外部故障时：正常及外部故障时：各电

5、流必然有正有负各电流必然有正有负 ， Id = 0 ， Ir Id，判据不成立，判据不成立 母线上发生故障时：母线上发生故障时：各电流均为正各电流均为正(同相同相) ， Id = Ir， I0很小，合理选取制动系数很小，合理选取制动系数K 可使判据成立，保护动作可使判据成立，保护动作0.30.89四、REB103 可作为母线保护装置的一部分，也可以作为单独装置可作为母线保护装置的一部分，也可以作为单独装置 比率制动特性母线差动保护和断路器失灵保护比率制动特性母线差动保护和断路器失灵保护 可反映相间和接地故障可反映相间和接地故障 差动保护的动作定值较低，灵敏性好差动保护的动作定值较低，灵敏性好

6、动作速度快，从故障到输出跳闸脉冲约动作速度快，从故障到输出跳闸脉冲约6-9ms 外部故障外部故障TA饱和时，可靠不误动饱和时，可靠不误动 可以使用不同变比和特性的可以使用不同变比和特性的TA适用于不同的主接线方式，最大可达适用于不同的主接线方式，最大可达9个间隔个间隔10(一一)保保护护柜柜11（二）差动继电器电原理图（二）差动继电器电原理图.KDRL1L2LmTA2TAmTA1V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2RS1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1IC2IC3.其中其中 RS1=RS2V112 TA1Tam电流互感器，其变比为电流互

7、感器，其变比为nTA T1Tm 辅助变流器，其变比为辅助变流器，其变比为 k TD 中间变流器，其变比为中间变流器，其变比为kd KDR 差动继电器的执行元件，差动继电器的执行元件， KSR 起动继电器起动继电器 综合变比综合变比 n =k / nTA13（三）差动继电器原理分析（三）差动继电器原理分析 T1Tm为辅助变流器，其输出电流为辅助变流器，其输出电流I1 Im分别正比于连接分别正比于连接 元件电流元件电流II IM。即。即I1 = n II , Im = nIM，n为综合变比为综合变比 电流电流I1 Im分别经二极管分别经二极管V3、V4和和V5、V6及及V7、V8全波全波 整流，在

8、整流，在RS1+RS2 = RS上形成制动电压上形成制动电压UR 以电流以电流I1为例为例正半周时：正半周时： T1 V4 K RS2 RD11 TD KSR N负半周时：负半周时： T1 V3 L RS1 RD11 TD KSR N所以，在所以，在RS1+RS2上形成全波整流电压，即为制动电压上形成全波整流电压，即为制动电压URn = k / nTA14制动电制动电压压制动电压用平均电压表示为制动电压用平均电压表示为)II(IR22Um21SR 因有因有1.1InI mm.InI ，2.2InI 故有故有)III(R22U.2.1.SRmn 可见该差动元件采用绝对值之和的制动方式可见该差动元

9、件采用绝对值之和的制动方式mjjn1.SIR2215差动电差动电压压在在 N 接点上有电流关系接点上有电流关系md.2.1.IIII 动作电流动作电流Id经过经过TD变换后，得变换后，得IC3，在，在RD3上形成动作电压上形成动作电压 UD3DI22UDddRkmjjDdRnk1.3I22jmj1.IKDR的动作方程的动作方程UD UR U0KDR的动作电压的动作电压16差动电流判据差动电流判据UD UR U0mjjDdRnk1.3I22)I(R22-1.Smjjn U0即：即：mjj1.I)I(RR-1.D3Smjjdk/R22UD30dnkId K I r I0D3SRRKdk/R22UI

10、D300dnk制动系数制动系数若忽略执行元件的门槛值若忽略执行元件的门槛值U0，则则 I0 = 017（四）动作行为分析（四）动作行为分析该保护原理基于以下准则该保护原理基于以下准则 在电流互感器不饱和时，测量回路各单元电流之和在正常及在电流互感器不饱和时，测量回路各单元电流之和在正常及 母线外部故障时为母线外部故障时为0；在母线内部故障时为各短路电流之和；在母线内部故障时为各短路电流之和 电流互感器严重饱和时，其二次回路阻抗极小（小电阻），电流互感器严重饱和时，其二次回路阻抗极小（小电阻）， 二次输出电流为二次输出电流为0（a图）图） 对母线内部故障，空载线路的电流互感器阻抗极大（对母线内部

11、故障，空载线路的电流互感器阻抗极大（b图）图）一次一次Z 1Z 2Z 二次二次I1I2=0I 极小极小极大极大(a)Z 1Z 2Z 一次一次二次二次I2=0(b)极大极大I1=018I1I2Im500KV母线TAmI1I2Im=0500KV母线TAm负荷支路负荷支路Z 1Z 2Z 二次二次I1I2=0I 极小极小极大极大(a)Z 1Z 2Z 一次一次二次二次I2=0(b)极大极大I1=019动作行为动作行为分析分析母线外发生故障，母线外发生故障，TATA不饱和不饱和mjjd1.II 0，mjjr1.II很大很大,判据不成立，继电器不动作判据不成立，继电器不动作母线上发生故障，母线上发生故障，T

12、ATA不饱和不饱和连接元件的电流同相，连接元件的电流同相，Id=Ir,判据成立，继电器可靠动作判据成立，继电器可靠动作母线外发生故障，故障支路母线外发生故障，故障支路TATA严重饱和严重饱和设设 m支路外部支路外部 F点故障，点故障，TAm饱和，饱和，Im=0， Tm 二次看其等值阻抗极小，用二次看其等值阻抗极小，用 Rm表示表示由等值图，由等值图， Ir经过经过RS2后，分两路后，分两路IL经经RS1、V7、Rm成回路，该回路阻抗小，成回路，该回路阻抗小， IL大大Id经经RD11、TD、KSR成回路，因成回路，因 RD11大，大， Id小小故：动作量故：动作量 制动量制动量 继电器可靠不动

13、作继电器可靠不动作20外部故障系外部故障系统分析图统分析图L1L2LmTA2TAmTA1V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2RS1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1IC2IC3.KDRF21外部故障等值外部故障等值电路图电路图V3T2T1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rILm支路外部故障，等值电路图22动作行为动作行为分析分析母线上发生故障，母线上发生故障，TATA不马上饱和不马上饱和设设 m支路为负荷支路，且空载，支路为负荷支路，且空载，Im=0， 从从TAm及及 Tm 二次看其等值阻

14、抗极大，二次看其等值阻抗极大，仍用仍用 Rm表示表示设设 其它支路为有源支路，其它支路为有源支路，TA尚未饱和，尚未饱和，IL小，小，Id大，动作量大于制动量，继电大，动作量大于制动量，继电器可靠动作器可靠动作V3T2T1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rIL23动作行为动作行为分析分析断线监视元件断线监视元件AR：TA断线时断线时AR动作动作 24（五）差动保护内部逻辑（五）差动保护内部逻辑DRAARASRADRBARBSRBDRBARBSRBSRSR1SRSR1SRSR11差动差动11A A 相相信息信息B B 相相信息信息C C 相相信息

15、信息跳闸跳闸告警告警复位复位ALAALAALAALM25（五）差动保护内部逻辑（五）差动保护内部逻辑1告警告警0 5s1RL+SRRL+BlockReset闭锁闭锁ARAARBARC复位复位ALM26（六）面板图（六）面板图27面面板板图图运行灯运行灯三相跳闸信号三相跳闸信号三相三相TA短线告警短线告警启动信号启动信号母差动作信号母差动作信号闭锁信号闭锁信号手动闭锁按钮手动闭锁按钮信号复归按钮信号复归按钮启动元件定值启动元件定值电流回路断线定值电流回路断线定值28面面板板图图In service （运行信号）正常运行正常运行闪烁闪烁1Hz闪烁闪烁3Hz（装置小故障已消失）（装置小故障已消失）（

16、装置致命故障）（装置致命故障）退出运行退出运行装置轻微故障：装置轻微故障：CPU自动重起，信号灯自动重起，信号灯1Hz闪烁闪烁装置严重故障：装置严重故障：轻微故障，轻微故障，CPU重起重起1s后，故障仍然后，故障仍然存在，保护退出，存在，保护退出，3Hz闪烁闪烁退出运行：退出运行： 保护保护CPU不能正常运行，装置失电不能正常运行，装置失电29面面板板图图电流回路断线告警电流回路断线告警L1（A相）相） 电流回路断线电流回路断线5 s 钟后，告警灯亮钟后，告警灯亮 每相给出黄色信号并自保持，直至手动复归每相给出黄色信号并自保持，直至手动复归 差动继电器差动继电器DR和启动继电器和启动继电器SR动作后，给出动作后，给出 红色信号并自保持，直至手动复归红色信号并自保持，直至手动复归L2（B相）相）L3（C相）相）L1（A相）相）L2（B相）相）L3（C相）相）跳闸信号跳闸信号30面面板板图图启动信号启动信号L1（A相）相）启动继电器启动继电器SR动作后，该灯亮，发黄动作后，该灯亮，发黄色信号色信号 该信号在试验期间使用，不该信号在试验期间使用，不能自保持能自保持L2（B相）相）L3（C相）相）L1（A相