500KV母线保护解析课件

1、500KV母线保护第1页，共31页。一、500KV母线保护的配置 3/2接线的两段母线分别装设保护 每段母线保护双重化 配置差动保护 一般不装设闭锁装置 配有断路器失灵保护上一张第2页，共31页。500KV母线II500KV母线I失灵保护失灵保护母差1出口跳圈Y1跳圈Y2跳圈Y1跳圈Y2母差1出口母差2出口母差2出口+-直流I直流I直流II直流II上一张第3页，共31页。二、500KV母线保护的要求 区外故障不动作 区内故障灵敏性和快速性好 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数字式模拟式上一张第4页，共31页。500KV母线保护的要求 无倒闸操作，无需运行方式的识别 无充电保护

2、 无互联状态 无需电压闭锁元件500KV母线与220KV母线保护比较500Kv一般3/2接线，220Kv以双母线类型较多上一张第5页，共31页。三、比率制动特性母线差动保护原理分析设3/2接线的母线上有m个串，即m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：I1I2Im500KV母线I差动电流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 故 Id = 0母线故障故障：上一张正常及外部故障：所有电流同相 故 Id = Ik （故障点的短路电流）第6页，共31页。带制动特性母线保护原理分析动作判据制动电流 Ir 选取：不带制动特性带制动特性Id I

3、DId K Ir + I0差动定值制动电流制动系数Id K IrId I0或最小动作值 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 制动电流中含有差动电流：复合制动方式上一张第7页，共31页。带制动特性母线保护原理分析制动电流 设其判据为Id K Ir + I0绝对值之和制动方式讨论其中差动电流 上一张I0I0= 0制动区动作区IrId0ID无制动正常及外部故障时：各电流必然有正有负 ， Id = 0 ， Ir Id，判据不成立 母线上发生故障时：各电流均为正(同相) ， Id = Ir， I0很小，合理选取制动系数K 可使判据成立，保护动作0.30.8返回第

4、8页，共31页。四、REB103上一张 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 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 动作速度快，从故障到输出跳闸脉冲约6-9ms 外部故障TA饱和时，可靠不误动 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9个间隔第9页，共31页。(一)保护柜上一张第10页，共31页。（二）差动继电器电原理图上一张.分析制动差动KDRL1L2LmTA2TAmTA1V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2RS1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1

5、IC2IC3.其中 RS1=RS2V1行为第11页，共31页。上一张 TA1Tam电流互感器，其变比为nTA T1Tm 辅助变流器，其变比为 k TD 中间变流器，其变比为kd KDR 差动继电器的执行元件， KSR 起动继电器 综合变比 n =k / nTA原理图第12页，共31页。（三）差动继电器原理分析上一张 T1Tm为辅助变流器，其输出电流I1 Im分别正比于连接 元件电流II IM。即I1 = n II , Im = nIM，n为综合变比 电流I1 Im分别经二极管V3、V4和V5、V6及V7、V8全波 整流，在RS1+RS2 = RS上形成制动电压UR 以电流I1为例正半周时： T

6、1 V4 K RS2 RD11 TD KSR N负半周时： T1 V3 L RS1 RD11 TD KSR N所以，在RS1+RS2上形成全波整流电压，即为制动电压URn = k / nTA原理图第13页，共31页。制动电压上一张制动电压用平均电压表示为因有，故有可见该差动元件采用绝对值之和的制动方式原理图第14页，共31页。差动电压上一张在 N 接点上有电流关系动作电流原理图Id经过TD变换后，得IC3，在RD3上形成动作电压 UDKDR的动作方程UD UR U0KDR的动作电压第15页，共31页。差动电流判据上一张UD UR U0 U0即：Id K I r I0制动系数若忽略执行元件的门槛

7、值U0，则 I0 = 0判据第16页，共31页。（四）动作行为分析上一张原理图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 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 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0（a图） 对母线内部故障，空载线路的电流互感器阻抗极大（b图）一次Z1Z2Z二次I1I2=0I极小极大(a)Z1Z2Z一次二次I2=0(b)极大I1=0第17页，共31页。上一张原理图I1I2Im500KV母线TAmI1I2Im=0500KV母线TAm负荷支路Z1Z2Z二次I1I2=0I极小极大(a)Z1Z2Z一次二次

8、I2=0(b)极大I1=0第18页，共31页。动作行为分析上一张母线外发生故障，TA不饱和 0，很大,判据不成立，继电器不动作母线上发生故障，TA不饱和连接元件的电流同相，Id=Ir,判据成立，继电器可靠动作母线外发生故障，故障支路TA严重饱和设 m支路外部 F点故障，TAm饱和，Im=0， Tm 二次看其等值阻抗极小，用 Rm表示等值图系统图由等值图， Ir经过RS2后，分两路IL经RS1、V7、Rm成回路，该回路阻抗小， IL大Id经RD11、TD、KSR成回路，因 RD11大， Id小故：动作量 制动量 继电器可靠不动作第19页，共31页。外部故障系统分析图L1L2LmTA2TAmTA1

9、V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2RS1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1IC2IC3.KDRF上一张第20页，共31页。外部故障等值电路图V3T2T1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rILm支路外部故障，等值电路图上一张外部第21页，共31页。动作行为分析上一张母线上发生故障，TA不马上饱和系统图设 m支路为负荷支路，且空载，Im=0， 从TAm及 Tm 二次看其等值阻抗极大，仍用 Rm表示设 其它支路为有源支路，TA尚未饱和，IL小，Id大，动作量大于制动量，继电器可靠动作V3T2T

10、1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rIL第22页，共31页。动作行为分析上一张系统图断线监视元件AR：TA断线时AR动作 第23页，共31页。（五）差动保护内部逻辑上一张DRAARASRADRBARBSRBDRBARBSRBSRSR1SRSR1SRSR11差动11A 相信息B 相信息C 相信息跳闸告警复位ALAALAALAALM第24页，共31页。（五）差动保护内部逻辑上一张1告警0 5s1RL+SRRL+BlockReset闭锁ARAARBARC复位ALM第25页，共31页。上一张（六）面板图第26页，共31页。面板图上一张运行灯三相跳闸信号

11、三相TA短线告警启动信号母差动作信号闭锁信号手动闭锁按钮信号复归按钮启动元件定值电流回路断线定值第27页，共31页。面板图上一张In service （运行信号）正常运行闪烁1Hz闪烁3Hz（装置小故障已消失）（装置致命故障）退出运行装置轻微故障：CPU自动重起，信号灯1Hz闪烁装置严重故障：轻微故障，CPU重起1s后，故障仍然存在，保护退出，3Hz闪烁退出运行： 保护CPU不能正常运行，装置失电第28页，共31页。面板图上一张电流回路断线告警L1（A相） 电流回路断线5 s 钟后，告警灯亮 每相给出黄色信号并自保持，直至手动复归 差动继电器DR和启动继电器SR动作后，给出 红色信号并自保持，直至手动复归L2（B相）L3（C相）L1（A相）L2（B相）L3（C相）跳闸信号面板图第29页，共31页。面板图上一张启动信号L1（A相）启动继电器SR动作后，该灯亮，发黄色信号 该信号在试验期间使用，不能自保持L2（B相）L3（C相）L1（A相）L2（B相）L3（C相