交流滤波器及线路保护课程-刘冬.ppt

秦皇岛超高压管理处 交流滤波器及交流线路保护交流滤波器及交流线路保护 2009年09月 本材料内容属周贵勇个人版权所有，未经许可不得复印或作其它商业用途 刘 冬 秦皇岛超高压管理处 主要内容 交流滤波器保护 交流滤波器保护配置、取量及其动作后果 交流滤波器保护原理介绍 交流滤波器保护装置及操作箱指示灯、按钮介绍 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 保护配置： 高岭换流站共4大组交流滤波器， 配置许继的SDR-128数字式滤波器大组 保护装置。每个大组保护一面屏，完 成大组双重化保护。 全站共小组滤波器保护为许 继的SDR-120数字式滤波器电容器保 护装置，其中：SDR-125用于HP1224 双调谐滤波器和HP3高通滤波器，SDR- 126用于电容器保护。每个滤波器小组 的保护一面屏，共需16面屏完成滤波 器分组的双重化保护。 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 设备名称保护配置动作后果 交流滤波器大 组母线保护 （SDR-128）交流滤波器母线差动保护 1.本馈线串断路器跳闸 并启动失灵 闭锁断路器 滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失 灵保护 闭锁滤波器断路器 交流滤波器母线过电压保护 滤波器大组母线保护： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 滤波器大组的保护范围： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 1224交流滤波器 保护（SDR125-1） 交流滤波器开关失灵保护 滤波器馈线断路器跳闸 闭锁滤波器断路器 交流滤波器差动保护 滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 交流滤波器过电流保护 交流滤波器零序电流保护 1报警； 2滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 交流滤波器失谐监视报警 交流滤波器电容器不平衡保护 1报警； 2滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 交流滤波器电阻谐波过负荷保护 交流滤波器高压端电抗谐波过负荷保护 交流滤波器低压端电抗谐波过负荷保护 1224交流滤波器保护（SDR125）保护： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 交流滤波器（12/24）保护功能配置 ： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 HP3交流滤波器保护（SDR125）保护： HP3交流滤波器保护 （SDR125-2） 交流滤波器开关失灵保护滤波器馈线断路器跳闸 闭锁滤波器断路器 交流滤波器差动保护滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 交流滤波器过电流保护 交流滤波器零序电流保护 1报警； 2滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 交流滤波器失谐监视报警 交流滤波器高端电容器不平衡保护 1报警； 2滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 交流滤波器电阻谐波过负荷保护 交流滤波器高端电抗谐波过负荷保护 交流滤波器低压端电容器不平衡保护 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 交流滤波器（ HP3 ）保护功能配置 ： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 并联电容器保护： 电容器（SC） （SDR-126） 并联电容器开关失灵保护 滤波器馈线断路器跳闸 闭锁滤波器断路器 并联电容器差动保护 滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 并联电容器过电流保护 并联电容器零序电流保护 1报警； 2滤波器断路器跳闸 启动滤波器断路器失灵保护 闭锁滤波器断路器 并联电容器电容器不平衡保护 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 并联电容器保护功能配置 ： 秦皇岛超高压管理处 滤波器保护原理 、差动保护 比率制动式差动保护用于 检测交流滤波器、电容器的内 部接地和相间短路故障。其差 动保护原理和换流变差动保护 相同。各侧电流的正方向都以 指向保护元件为正方向。 滤波器/电容器差动保护示意图 交流滤波器保护 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 滤波器大组差动保护示意图 秦皇岛超高压管理处 滤波器大组差动保护(A相)逻辑框图 交流滤波器保护 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 滤波器/电容器元件差动保护逻辑框图（以A相为例） ： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 2、大组过电压保护： 过电压保护用于避免对交流滤波器组、并联电容器组造成损坏的严重 的交流持续过电压。 测量交流滤波器大组引线上的电压，把相对地间的电压与电压定值比 较来判断是否发生非正常过电压。 保护逻辑框图： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 3、过流保护： 保护滤波器组、电容器组，防止过电流的损坏。 动作公式为：IIset；其中I为高压侧电流；Iset为定值。保护可 根据需要可设置多段整定值，可分别作用于告警和跳闸。 保护逻辑框图： 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 4、零序保护： 保护针对滤波器组、电容器组，检测低压端三相电流在外部合成零 序电流（使用专用的零序通道），使其免受短路故障的破坏。 动作公式为： (IA+IB+IC)I0SET；其中IA,IB,IC为低压端的三相 电流；I0SET为定值。 保护逻辑框图： 秦皇岛超高压管理处 5 零序充电保护 保护滤波器组、电容器组，在合闸后5秒内检测低压端三相电流在外部 合成零序电流（使用专用的零序通道），使其免受短路故障和非全相运 行破坏 。 交流滤波器保护 秦皇岛超高压管理处 6、滤波器失谐监视保护 检测12/24双调谐滤波器元件和HP3滤波器早期的细小变化。； 动作公式为：I0harmtor/I0total Kset 其中：3I0=(IA+IB+IC) 三相矢量和谐波分量； 其中:Iotol为总零序电流，Iofund为零序工频电流， Ioharmtor为零序谐波电 流；Kset为定值。保护对谐波零序敏感，在判断 Iotol大于0.06In后,进入失 谐判断。 交流滤波器保护 秦皇岛超高压管理处 7、电容C1桥差过流保护 保护H桥结构的高压端电容器，避免由于元件故障造成电容器 雪崩损坏。用于滤波器、电容器。当H桥的电流大于整定值，保 护出口跳闸。 交流滤波器保护 秦皇岛超高压管理处 8、电容C1比值不平衡保护 在判断启动电流后，电容电流与低压侧电流计算出来的比值与整定值 比较。保护分3段，1段告警，2段延时跳闸，3段立即跳闸。 动作判据： 启动判据： 交流滤波器保护 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 9、电阻谐波过负荷保护 通过计算电阻的功率损耗，对功率损耗按照电阻的热时间常 数进行积分，从而确定电阻上的热应力。电阻的功率损耗，电 阻值为常数。如果温度计算值超过电阻的热额定值，保护动作 ，跳交流断路器，保护电阻免受热损坏。 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 10、高压端电抗谐波过负荷保护 动作条件：如果温度计算值超过高压端电抗器的热额定值，保 护动作，跳交流断路器。输入电流量为低压侧减去电阻测的电 流.TA变比以电阻侧为基准。 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 11、低压端电抗谐波过负荷保护 保护低压端电抗器免受热损坏。保护原理同高压电抗谐波过负 荷，输入电流为电抗电流CT3 。 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 12、低压端电容器保护 保护HP3高通滤波器组低压端的电容器。 滤波器低压端电抗和电容按工频调谐，通常没有工频电流 流过电阻。如果低压电容的熔丝熔断，造成频率偏移额定值， 流过电阻的工频电流增加。保护应当在这种情况下动作。保护 通过比较流过电阻的工频电流和流过电容的工频电流，如果比 值超过过预定值，保护在一定时延后跳闸。 动作判据： Ir/IxKset 其中 Ix=Ict4-Ict3 Ir表示电阻的工频电流有效值， Ix表示电抗的工频电流有效 值， Kset表示整定比值， Imin表示最小启动电流。因电阻侧 CT3与低压侧CT4变比不一致，此计算值以电阻侧CT3为基准。 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 13、失灵保护 由滤波器保护起动,分别将三相的相电流测量值 残余电流与相 应的参考水平进行比较.如果一定时延后仍能检测到流过断路 器的电流,保护跳”下一个”断路器. 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 交流滤波器保护装置指示灯 面板上还有四个指示灯，分 别是： 运行 工作状况指示，当 装置内部有故障时熄灭（见 表2.1）（绿色） 跳闸 跳闸指示，当保护 启动时闪烁（红色） 就地 就地操作开关指示 （黄色） 远方 远方操作开关指示 （黄色） 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 保护装置及按钮介绍 开关刀闸 开关选择：如隔离刀，接地刀，断路器等 远方/就地 开关操作的远方/就地转 控合 合上所选的开关设备 控分 分开所选的开关设备 取消 复位或取消选择 密码 字母数字混编的密码登录 确认 确认选择或动作 上 菜单向上滚动或字母数字增加 下 菜单向下滚动或字母数字减小 *左 切换屏幕或左移光标 *右 切换屏幕或右移光标 秦皇岛超高压管理处 交流滤波器保护 装置面板显示及操作 正常运行状态下，显示主 菜单层的画面。显示画面 可分别显示：单线图，系 统参数，TA/TV变比，测 量值，整定值修改，告警 状态，告警报告，事件报 告，故障记录，软件LED 等画面。可以用左、右键 来查看各个画面，在各个 画面下，按确认键就会出 现相应的操作向导。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护 交流线路保护装置配置 交流线路保护范围、取量和动作后果 保护原理介绍 交流线路保护装置指示灯及按钮功能介绍 交流线路保护 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护配置 线线路名称保护护装置 高天线线RCS-931A分相电流差动保护 RCS-925A远方跳闸及过电压 保护 高天线线RCS-931A分相电流差动保护 RCS-925A远方跳闸及过电压 保护 高沙#1线线高沙#1线REL561微机保护 高沙#1线CSL101A微机保护 高沙#1线RCS-925保护 高沙#1线#2并联电抗器保护 高沙#2线线高沙#2线RCS-931微机保护 高沙#2线CSL 101A-S微机保 护 高沙#2线RCS-925保护 绥绥高#1线线绥高#1线REL561微机保护 绥高#1线CSL101A微机保护 绥绥高#2线线绥高#2线RCS-931微机保护 绥高#2线CSL 101A-S微机保 护 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护范围、取量和动作后果 交流线路保护取量：两套冗余配置的线路保护分别取自相应进线 开关电流互感器及线路电压互感器的不同二次绕组。 动作后果：跳开串内相应线路断路器并启动远跳，启动断路器失 灵保护及重合闸，启动故障录波。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1、RCS-931系列分相电流差动保护 1.1、保护配置 主保护：分相电流差动保护、零序电流差动保护 后备保护：工频变化量距离保护、三段式接地距离 保护、三段式相间距离保护 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.2、装置起动元件 1.2.1、电流变化量起动 是相间电流的半波积分的最大值； 为可整定的固定门坎； 为浮动门坎，随着变化量的变化而自动调整，取 1.25倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。 该元件动作并展宽7秒，去开放出口继电器正电源。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.2.2 零序过流元件起动 当外接和自产零序电流均大于整定值时，零序起动元 件动作并展宽秒，去开放出口继电器正电源。 1.2、分相电流差动保护 差动保护由两部分组成：分相差动保护I、II段。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.2.1、分相差动保护I段 为差动电流， 即为两侧电流矢量和的幅值 为制动电流； 即为两侧电流矢量差的幅值 为“差动电流高定值”（整定值 0.34A） 保护出口无延时。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.2.2、分相差动保护II段 为“差动电流低定值”，整定为0.16A，其余 同上。保护延时40ms出口。 1.3、零序电流差动保护 对于经高过渡电阻接地故障，零序差动保护具 有较高的灵敏度。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.3.1、零序电流差动保护I段 为零序差动电流， 即为两侧零序电流矢 量和的幅值； 为零序制动电流； 即为两侧零序电流矢量差的幅值； 为零序起动电流定值； 为 、0.6倍实测电容电流和 中最大值； 为经电容电流补偿后的差动电流， 线路容性电抗 ； 、 定义同上。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.3.2、零序电流差动保护II段 动作方程： 定义同上，零序段差动继电器经250ms延时动作跳三相 。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.4、距离保护 1.4.1、工频变化量距离保护 工频变化量距离保护测量工作电压的工频变化量的幅值 ，其动作方程为： 对相间故障： 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 对接地故障： 为整定阻抗，一般取0.80.85倍线路阻抗； 为动作门坎，取故障前工作电压的记忆量。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 1.4.2、三段式接地、相间距离保护 距离保护是利用阻抗元件来反应短路故障点距离的保护 装置。 距离保护一般由三段组成，第I段整定阻抗较小，动作时 间是装置元件的固有时间，II、III段整定值逐渐增大，动作 时间也逐渐增加。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 2、CSL101A数字式线路保护装置 2.1、保护配置 主保护：高频距离保护、高频负序方向、高频零序方向保护、 高频突变量方向保护构成全线速动的高频保护。 后备保护：三段相间和接地距离保护、四段零序方向 过流保护构成完整的后备保护 2.2、高频保护 CSL101A为允许式高频保护，即当线路故障时，两端保护装置的起 动元件动作，正方向元件动作，反方向元件不动作，保护起动向对侧发 允许信号，同时在收到对侧的允许信号后动作跳闸；如是线路外部故障 ，则线路一端正方向元件动，收不到允许信号，而另一端则收到允许信 号却正方向元件不动作，因此两端都不能跳闸。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 2.3、距离保护 距离保护设置了三段相间距离和三段接地距离保护，用于切除 相间故障和单相接地故障，还设有可投退的快速距离段、振荡闭锁中 带0.5s延时的距离段和带1s延时的距离段。 距离段和距离、段分别由距离段投入压板和距离、 段投入压板控制投退。快速距离段和振荡闭锁中带0.5s延时的距离 段由距离段投入压板控制投退，振荡闭锁中带1s延时的距离段由 距离、段投入压板控制投退。 2.4、零序保护 装置配置了四段零序方向保护，每段都可由控制字选择经方向或 不经方向元件闭锁。零序I段和零序II、III、IV段分别由I段投入压板和 零序其它段投入压板控制投退。 零序I、II、III段动作后选相跳闸(II、III段动作也可永跳)， 零序IV段动作后永跳(三跳)。 秦皇岛超高压管理处 交流线路保护原理介绍 3、RCS-925A过电压保护及故障起动装置 3.1、功能 RCS-925A保护有补偿过电压、补偿欠电压、电流变化量、零负序电 流、低电流、低功率因素、低功率等就地判据，可根据运行需要选择性 投入，提高远方跳闸保护的安全性。 3.2、保护启动 保护可由收信和过电压元件启动。开关站RCS-925A装置通道一投入 ，通道二退出。通道一收信启动。过电压起动由控制字“电压三取一方 式”投退，选择是任一相或三相过电压起动。 起动元件动作后延时7秒出口。 秦皇岛超高压管