电力系统失灵及死区保护

1、电力系统失灵及死区保护第1页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四 目 录第一章 220KV系统失灵和死区保护 1.1 220KV系统断路器失灵保护 1.2 220KV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 1.4 220KV系统线路开关的死区保护第二章 500KV系统失灵和死区保护 2.1 500KV系统断路器失灵保护 2.2 南方电网500KV系统失灵保护跳闸回路(RCS921) 2.3 华东电网500KV系统失灵保护跳闸回路(RCS921) 2.4 500KV系统断路器死区保护第2页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四第一章

2、 220KV系统失灵和死区保护第3页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四1.1 220KV系统断路器失灵保护第4页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV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。 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。 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。第5页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV系统断路器失灵保护原理如果 变压器内故障3断路器失灵

3、，假如没有断路器失灵保护，2、9线路保护段或段跳闸， 变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站全停。用断路器失灵保护切除5、8断路器可保留母继续运行又加快了故障切除时间。断路器失灵保护判据为：有保护对该断路器发过跳闸命令，但该断路器依然有电流，经延时跳母联及该断路器所在母线。第6页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四断路器失灵保护接入方式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。第7页，共41页，2022年，5月

4、20日，18点13分，星期四220KV系统断路器失灵保护起动方式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(后附逻辑图)。输入本装置的跳闸接点有两种：(1)线路支路开关失灵： 由分相跳闸接点起动(逻辑图中虚框1所示)，分别对应元件2、3、4、5、7、8、9、10、12、13、14、15、17、18、19、20的跳A、跳B、跳C，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），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护；第8页，共41页，2022年，5月20日，

5、18点13分，星期四(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：

6、第9页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV断路器失灵保护电压闭锁判据复压元件由以下三个电压元件组成，为或的关系： UUsl 3U0U0sl U2U2sl 其中U为相电压，3U0为三倍零序、U2为负序相电压，Usl 为相电压闭锁定值，U0sl和U2sl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。 当用于中性点不接地系统时，将“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 Ul Usl；U2U2sl（其中Ul为线电压，Usl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，高压侧母线的电压闭锁灵敏度有可能不够，因此可通过

7、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10s不返回，装置报“保护板管理板DSP2长期起动”，同时解除电压闭锁功能暂时退出。 第10页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四 断路器失灵保护逻辑框图第11页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四1.2 220KV系统母联开关的失灵保护第12页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV系统母联开关失灵保护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

8、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“投母联过流起动母联失灵”控制字时，母联过流保护也可以起动母联失灵保护。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“投外部起动母联失灵”控制字置1。装置检测到“外部起动母联失灵”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10S不返回，装置报“外部起动母联失灵长期起动”，同时退出该起动功能。 第13页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV母联开关失灵保护母故障，母

9、的差动保护跳母联及母上的所有断路器。如果母联断路器失灵希望母联失灵保护跳母上的所有断路器。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。 母联任一相仍一直有电流（大于母联失灵电流定值 ）。 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 ）。 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。第14页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV母联形状失灵保护逻辑框图 第15页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四1.3 220KV母联开关的死区保护第16页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四22

10、0KV母联死区保护死区内故障 母各断路器跳闸后故障并未切除， 母各断路器由母联失灵保护动作时间又太长，希望由母联死区保护去切除。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： 母线差动保护发过II母线的跳令。 母联开关已跳开（TWJ由01）。 母联TA任一相仍有电流。 大差差动元件及II母小差差动元件动作后一直不返回。 达到死区动作延时 。第17页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV分裂运行母线母联死区保护 为防止双母线分列运行（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护动作造成两条母线全切除的严重后果，采取如下措施： 当

11、检测到母联断路器在跳位( )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。此时如果在死区范围内发生故障，大差及TA侧小差能动作跳TA侧母线，断路器侧由于小差不动不会跳闸，保留了断路器侧母线的正常工作第18页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四220KV母联死区保护逻辑框图 第19页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四1.4 220KV线路开关的死区保护第20页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四(一) RCS931光纤差动保护的死区保护如图示故障发生在TA和断路器之间，这时对RCS931来说是区外故障，差动保护不动作。这

12、时母差保护RCS915动作跳本侧开关，同时915发远跳信号给931，去跳对侧开关，来切除死故障。第21页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四母线保护动作发信： 如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时，对RCS902光纤距离保护来说是区外故障，RCS902纵联距离保护不动作。此时RCS915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。 RCS902保护装置上有其它保护动作发信的开入量端子。一般此开入接点接的是母线保护动作接点。RCS902保护装置检查到此接点闭合后立即发信，对侧RCS902收到这个允许信号，同时正方向元件又满足，所以N侧RCS902主保护动作

13、跳闸，把N侧开关跳开，故障切除。(二) RCS902光纤距离保护的死区保护第22页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四母线保护动作停信： 如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时，对RCS902高频距离保护来说是区外故障，RCS902高频距离保护不动作。此时RCS915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。 RCS902保护装置上有其它保护动作停 信的开入量端子。一般此开入接点接的是母线保护动作接点。RCS902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，所以N侧RCS902主保护动作跳闸，把N侧开关跳

14、开，故障切除。(三) RCS902高频距离保护的死区保护第23页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四第二章 500KV系统失灵和死区保护第24页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四2.1 500KV系统断路器失灵保护第25页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四 500KV系统接线图如下：第26页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四500KV断路器失灵保护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。1：故障相失灵 按相对应的线路保护跳闸接点

15、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器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。2：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。3：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。4：充电保护起动失灵

16、 当充电保护动作时，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。第27页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四500KV断路器失灵保护逻辑方框图发、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。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。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。第28页，共41页，2022年

17、，5月20日，18点13分，星期四500KV断路器失灵保护逻辑方框图第29页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四2.2 南方电网500KV系统3/2接线 RCS921失灵保护跳闸回路第30页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四南方电网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， 。第31页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四线变串中开关失灵，921直接

18、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第32页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四南方电网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。第33页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四2.3 华东电网500KV系统3/2接

19、线 RCS921失灵保护跳闸回路第34页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四华东电网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)第35页，共41页，2022年，5月20日，18点13分，星期四线变串中开关失灵，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第36页，