电力系统失灵及死区保护-文档资料

1、1中国 南京 南瑞继保2013-01电力系统电力系统失灵及死区保护失灵及死区保护2 目目 录录第一章第一章 220KV系统失灵和死区保护系统失灵和死区保护 1.1 220KV系统断路器失灵保护系统断路器失灵保护 1.2 220KV系统母联开关的失灵保护系统母联开关的失灵保护 1.3 220KV系统母联开关的死区保护系统母联开关的死区保护 1.4 220KV系统线路开关的死区保护系统线路开关的死区保护第二章第二章 500KV系统失灵和死区保护系统失灵和死区保护 2.1 500KV系统断路器失灵保护系统断路器失灵保护 2.2 南方电网南方电网500KV系统失灵保护跳闸回路系统失灵保护跳闸回路(RC

2、S921) 2.3 华东电网华东电网500KV系统失灵保护跳闸回路系统失灵保护跳闸回路(RCS921) 2.4 500KV系统断路器死区保护系统断路器死区保护3l第一章第一章 220KV系统失灵和死区保护系统失灵和死区保护41.1 220KV系统断路器失灵保护系统断路器失灵保护5l220KV断路器失灵保护由母线保护完成(以RCS915为例)，分为线路保护起动失灵和变压器保护起动失灵。l 线路保护起动失灵由线路保护的分相跳闸接点起动，失灵保护跳闸时判复压元件。l 变压器保护起动失灵由三跳接点起动，为了保证变压器低压侧故障失灵保护能可靠动作，失灵保护要解除复压闭锁元件。6220KV系统断路器失灵保

3、护原理系统断路器失灵保护原理l如果如果 变压器内故障变压器内故障3断路器失断路器失灵，假如没有断路器失灵保护，灵，假如没有断路器失灵保护，2、9线路保护线路保护段或段或段跳闸，段跳闸， 变变压器后备保护动作跳变压器。压器后备保护动作跳变压器。加长了故障切除时间并造成变电加长了故障切除时间并造成变电站全停。站全停。l用断路器失灵保护切除用断路器失灵保护切除5、8断路断路器可保留器可保留母继续运行又加快了母继续运行又加快了故障切除时间。故障切除时间。l断路器失灵保护判据为断路器失灵保护判据为：有保护：有保护对该断路器发过跳闸命令，但该对该断路器发过跳闸命令，但该断路器依然有电流，经延时跳母断路器依

4、然有电流，经延时跳母联及该断路器所在母线。联及该断路器所在母线。1234567891T2T1l2l1T2T7断路器失灵保护接入方式l断路器失灵保护的接入方式：接入方式接入的量只是其它断路器失灵保护的接入方式：接入方式接入的量只是其它保护跳闸接点闭合的信息，判断该断路器是否有电流、是保护跳闸接点闭合的信息，判断该断路器是否有电流、是否有负序或零序电流、该连接元件接在哪条母线、以及复否有负序或零序电流、该连接元件接在哪条母线、以及复合电压闭锁和计延时工作都由本装置完成。合电压闭锁和计延时工作都由本装置完成。2号线路保护ATBTCTSTST1号变压器保护21AT2BT2CT2ST2ST1RCS-91

5、5A8220KV系统断路器失灵保护起动方式系统断路器失灵保护起动方式l断路器失灵保护由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点断路器失灵保护由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点起动起动( (后附逻辑图后附逻辑图) )。输入本装置的跳闸接点有两种：。输入本装置的跳闸接点有两种：l(1)(1)线路支路开关失灵：线路支路开关失灵： 由分相跳闸接点起动由分相跳闸接点起动( (逻辑图中虚框逻辑图中虚框1 1所示所示) )，分别对应元，分别对应元件件2 2、3 3、4 4、5 5、7 7、8 8、9 9、1010、1212、1313、1414、1515、1717、1818、1919、2020的跳的跳A A、

6、跳、跳B B、跳、跳C C，通常与线路保护连接，当失灵保护保护，通常与线路保护连接，当失灵保护保护检测到此接点动作时，若该元件的对应相电流大于失灵相电检测到此接点动作时，若该元件的对应相电流大于失灵相电流定值（或零序电流大于零序电流定值、或负序电流大于负流定值（或零序电流大于零序电流定值、或负序电流大于负序电流定值，零序、负序判据可整定投退），则经过失灵保序电流定值，零序、负序判据可整定投退），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护；护电压闭锁起动失灵保护；9(2)元件支路开关失灵： 每个元件都有的三跳接点Ts，当失灵保护检测到此接点动作时，若该元件的任一相电流大于失灵相电流定值（或零序电流大于零

7、序电流定值、或负序电流大于负序电流定值，零序、负序判据可整定投退），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护。失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经跳母联延时动作于母联，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。 变压器支路失灵，要跳变压器各侧开关，跳闸由非电量保护完成，跳闸路径如下图，母线保护发联跳接点到RCS974非电量保护装置，RCS974把这个跳闸信号看做一个非电量信号，去联跳变压器各侧开关。 起动失灵及跳闸接线如下图：10220KV断路器失灵保护电压闭锁判据l复压元件由以下三个电压元件组成，为或的关系：复压元件由以下三个电压元件组成，为或的关系： U UUUsl sl 3U3

8、U0 0UU0sl 0sl U U2 2UU2sl2sl 其中其中U U为相电压，为相电压，3U3U0 0为三倍零序、为三倍零序、U U2 2为负序相电压，为负序相电压，U Uslsl 为相电压闭锁定值，为相电压闭锁定值，U U0sl0sl和和U U2sl2sl分别为零序、负序电压闭锁定分别为零序、负序电压闭锁定值。以上三个判据任一动作时，电压闭锁元件开放。值。以上三个判据任一动作时，电压闭锁元件开放。 当用于中性点不接地系统时，将当用于中性点不接地系统时，将“投中性点不接地系统投中性点不接地系统”控制字投入，此时电压闭锁元件的判据为控制字投入，此时电压闭锁元件的判据为 U Ul l U Us

9、lsl；U U2 2UU2sl2sl（其中（其中U Ul l为线电压，为线电压，U Uslsl为线电压闭锁值）。为线电压闭锁值）。 考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时，高压侧母线的考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时，高压侧母线的电压闭锁灵敏度有可能不够，因此可通过控制字选择主变支电压闭锁灵敏度有可能不够，因此可通过控制字选择主变支路跳闸时失灵保护不经电压闭锁，这种情况下应同时将另一路跳闸时失灵保护不经电压闭锁，这种情况下应同时将另一付跳闸接点接至解除失灵复压闭锁开入，该接点动作时才允付跳闸接点接至解除失灵复压闭锁开入，该接点动作时才允许解除电压闭锁。该开入若保持许解除电压闭锁。该开入若保持

10、10s10s不返回，装置报不返回，装置报“保护板保护板管理板管理板DSP2DSP2长期起动长期起动”，同时解除电压闭锁功能暂时退出。，同时解除电压闭锁功能暂时退出。 11 断路器失灵保护逻辑框图=1TAIAIsl&TBIBIsl&TCICIslI0I0slI2I2sl投零序电流闭锁投负序电流闭锁运行方式判别一母刀闸位置二母刀闸位置&一母失灵电压闭锁开放&TgtTmlTsl跟跳本线路跳母联切除一母各单元TgtTmlTsl跟跳本线路跳母联切除二母各单元12SWYBSW : 断路器失灵保护保护投退控制字YB : 断路器失灵保护保护投入压板投不经电压闭锁投不经电压闭锁&=1TS=1=1二母失灵电压闭锁

11、开放=1=1&=1IAIslIBIslICIsl121.2 220KV系统母联开关的失灵保护系统母联开关的失灵保护13220KV系统母联开关失灵保护系统母联开关失灵保护l当保护向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大当保护向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经两母线电压于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件。通常情况下，只闭锁后切除两母线上所有连接元件。通常情况下，只有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。当有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。当投入投入“投母联过流起动母联失灵投母联过流起动母联失灵”控制字

12、时，母联过控制字时，母联过流保护也可以起动母联失灵保护。流保护也可以起动母联失灵保护。l如果希望通过外部保护启动本装置的母联失灵保护，如果希望通过外部保护启动本装置的母联失灵保护，应将系统参数中的应将系统参数中的“投外部起动母联失灵投外部起动母联失灵”控制字置控制字置1 1。装置检测到装置检测到“外部起动母联失灵外部起动母联失灵”开入后，经整定延开入后，经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件。保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件。该开入若保持该开入若保持10S10S不返回，装置

13、报不返回，装置报“外部起动母联失灵外部起动母联失灵长期起动长期起动”，同时退出该起动功能。，同时退出该起动功能。 14220KV母联开关失灵保护1TA2TA3TA4TA5TA12345*l母故障，母故障，母的差动保护跳母联及母的差动保护跳母联及母上的所有断路器。如果母联断路母上的所有断路器。如果母联断路器失灵希望母联失灵保护跳器失灵希望母联失灵保护跳母上的母上的所有断路器。所有断路器。l母联失灵保护由下述几部分构成：母联失灵保护由下述几部分构成： 保护动作跳母联开关同时起动失灵保护动作跳母联开关同时起动失灵保护。保护。 母联任一相仍一直有电流（大于母母联任一相仍一直有电流（大于母联失灵电流定值

14、联失灵电流定值 ）。）。 同时满足上述两条件的时间大于整同时满足上述两条件的时间大于整定的时间（母联失灵延时时间定的时间（母联失灵延时时间 ）。）。 再经两个母线电压闭锁（与）后切再经两个母线电压闭锁（与）后切除两母线上的所有连接元件。除两母线上的所有连接元件。mslImslT15220KV母联形状失灵保护逻辑框图 161.3 220KV母联开关的死区保护母联开关的死区保护17220KV母联死区保护1TA2TA3TA4TA5TA12345*l死区内故障死区内故障 母各断路器跳闸后故障母各断路器跳闸后故障并未切除，并未切除， 母各断路器由母联失灵母各断路器由母联失灵保护动作时间又太长，希望由母联

15、死保护动作时间又太长，希望由母联死区保护去切除。区保护去切除。l母联死区保护在满足下述条件（与）母联死区保护在满足下述条件（与）时发另一母线的跳闸命令：时发另一母线的跳闸命令： 母线差动保护发过母线差动保护发过IIII母线的跳令。母线的跳令。 母联开关已跳开（母联开关已跳开（TWJTWJ由由0101）。）。 母联母联TATA任一相仍有电流。任一相仍有电流。 大差差动元件及大差差动元件及IIII母小差差动元件动母小差差动元件动作后一直不返回。作后一直不返回。 达到死区动作延时达到死区动作延时 。sqT18220KV分裂运行母线母联死区保护l 为防止双母线分列运行（母联断路器在跳位）情况下为防止双

16、母线分列运行（母联断路器在跳位）情况下在死区范围内发生故障时，由于母差保护和母联死区保在死区范围内发生故障时，由于母差保护和母联死区保护动作造成两条母线全切除的严重后果，采取如下措施：护动作造成两条母线全切除的严重后果，采取如下措施：l 当检测到当检测到母联断路器在跳位母联断路器在跳位( )( )且两条母线均有且两条母线均有电压时，母联电流不再计入两条母线小差的计算内电压时，母联电流不再计入两条母线小差的计算内。此。此时如果在死区范围内发生故障，大差及时如果在死区范围内发生故障，大差及TATA侧小差能动作侧小差能动作跳跳TATA侧母线，断路器侧由于小差不动不会跳闸，保留了侧母线，断路器侧由于小

17、差不动不会跳闸，保留了断路器侧母线的正常工作断路器侧母线的正常工作1TWJ 19220KV母联死区保护逻辑框图 201.4 220KV线路开关的死区保护线路开关的死区保护21(一一) RCS931光纤差动保护的死区保护光纤差动保护的死区保护如图示故障发生在如图示故障发生在TA和断路器之间，这时对和断路器之间，这时对RCS931来说是区外故障，差动保护不动作。来说是区外故障，差动保护不动作。这时母差保护这时母差保护RCS915动作跳本侧开关，同时动作跳本侧开关，同时915发远跳信号给发远跳信号给931，去跳对侧开关，来切除，去跳对侧开关，来切除死故障。死故障。22母线保护动作发信：母线保护动作发

18、信： 如下图所示的短路发生在断路器与如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时，对之间时，对RCS902光纤距离保护来说是区外故障，光纤距离保护来说是区外故障，RCS902纵联距离保护不动纵联距离保护不动作。此时作。此时RCS915母线保护动作，跳本侧开关，但是对侧开母线保护动作，跳本侧开关，但是对侧开关没有跳，故障没有切除。关没有跳，故障没有切除。 RCS902保护装置上有保护装置上有其它保护动作发信其它保护动作发信的开入量端的开入量端子。一般此开入接点接的是子。一般此开入接点接的是母线保护动作母线保护动作接点。接点。RCS902保护装置检查到此接点闭合后立即发信，对侧保护装置检查到此接点闭合

19、后立即发信，对侧RCS902收到这个允许信号，同时正方向元件又满足，所以收到这个允许信号，同时正方向元件又满足，所以N侧侧RCS902主保护动作跳闸，把主保护动作跳闸，把N侧开关跳开，故障切除。侧开关跳开，故障切除。FMSERETATAN12图2-7 故障发生在断路器与TA之间(二二) RCS902光纤距离保护的死区保护光纤距离保护的死区保护23母线保护动作停信：母线保护动作停信： 如下图所示的短路发生在断路器与如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时，对之间时，对RCS902高频距离保护来说是区外故障，高频距离保护来说是区外故障，RCS902高频距离保护不动高频距离保护不动作。此时作。此时R

20、CS915母线保护动作，跳本侧开关，但是对侧开母线保护动作，跳本侧开关，但是对侧开关没有跳，故障没有切除。关没有跳，故障没有切除。 RCS902保护装置上有保护装置上有其它保护动作停其它保护动作停 信信的开入量的开入量端子。一般此开入接点接的是端子。一般此开入接点接的是母线保护动作母线保护动作接点。接点。RCS902保护装置检查到此接点闭合后立即停信，对侧保护装置检查到此接点闭合后立即停信，对侧RCS902收不到这个闭锁信号，同时正方向元件又满足，所收不到这个闭锁信号，同时正方向元件又满足，所以以N侧侧RCS902主保护动作跳闸，把主保护动作跳闸，把N侧开关跳开，故障切除。侧开关跳开，故障切除

21、。FMSERETATAN12图2-7 故障发生在断路器与TA之间(三三) RCS902高频距离保护的死区保护高频距离保护的死区保护24l第二章第二章 500KV系统失灵和死区保护系统失灵和死区保护252.1 500KV系统断路器失灵保护系统断路器失灵保护26 500KV系统接线图如下：系统接线图如下：27500KV断路器失灵保护断路器失灵保护l断路器失灵保护按照如下几种情况来考虑，即故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳起动失灵，另外，充电保护动作时也起动失灵保护。l1：故障相失灵：故障相失灵 按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后，先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路

22、器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。l2：非故障相失灵：非故障相失灵 由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件，并且失灵过流低定值动作元件连续动作，此时输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。l3：发、变三跳起动失灵：发、变三跳起动失灵 由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整定控制字投退。输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。l4：充电保护起动失灵：充电保护起动失灵 当充电保护动作时

23、，如果失灵保护投入，则经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。28500KV断路器失灵保护逻辑方框图断路器失灵保护逻辑方框图l发、变三跳起动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流及低功率因素两个条件，其过流值及低功率因素值见定值表。l下图中A相电流高定值动作表示A相电流IA失灵电流高定值，B相，C相与此类似；电流高定值动作表示A、B、C三相任一相失灵电流高定值动作；负序电流满足表示一倍负序电流大于负序电流定值；零序电流满足表示三倍的零序电流大于失灵零序电流定值。l失灵动作时以第一时限跳开本侧开关，以第二时限跳开相邻开关。29500KV断路器失灵保护逻辑方框图断路器失灵保护逻辑方框图302.2 南方

24、电网南方电网500KV系统系统3/2接线接线 RCS921失灵保护跳闸回路失灵保护跳闸回路31南方电网500KV系统3/2接线线路侧边开关失灵动作跳闸出口图l线路侧边开关失灵，921输出两付失灵起动节点，分别送给两套母线保护RCS915；送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路，对侧925采用二取二方式跳对侧开关；另外直接跳中开关， 。32l线变串中开关失灵，921直接跳两个边开关；送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路，对侧925采用二取二方式跳对侧开关；送一付跳闸节点给974非电量保护的跳闸回路，跳变压器各侧开关。南方电网500KV系统3/2接线线变串中开关失灵动作跳闸出口图33南方电网

25、500KV系统3/2接线线变串变压器侧边开关失灵动作跳闸出口图l变压器侧边开关失灵，921直接跳中开关；送出两付起动失灵节点分别给两套母线保护915；送一付跳闸节点给974非电量保护的跳闸回路，跳变压器各侧开关。342.3 华东电网华东电网500KV系统系统3/2接线接线 RCS921失灵保护跳闸回路失灵保护跳闸回路35华东电网500KV系统3/2接线线路侧边开关失灵动作跳闸出口图l线路侧边开关失灵，921输出两付失灵起动节点，分别送给两套母线保护RCS915；送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路，对侧925采用一取一方式跳对侧开关；另外直接跳中开关。(CSC103为四方光纤差动，CSC125为四方远跳装置)36l线变串中开关失灵，921直接跳两个边开关，送出两付远跳节点分别给两套线路的远跳回路，对侧925采用一取一方式跳对侧开关，送一付跳闸节点给974非电量保护的跳闸回路，跳变压器各侧开关。华东电网500KV系统3/2接线线变串中开关失灵动作跳闸出口图37华东电