母差保護(hù)課件PPT

1、培訓(xùn)演示稿220kV母線失靈保護(hù)裝置基本原理220kV母線失靈保護(hù)裝置基本原理 一、母線故障原因及其后果 二、對(duì)母線保護(hù)的要求、母線保護(hù)的種類及與其他保護(hù)間的配合 三、220kV母差的基本原理 四、斷路器失靈保護(hù)基本原理 五、運(yùn)行注意事項(xiàng) 六、母差與線路保護(hù)之間的聯(lián)系一、母線故障原因及其后果 1、母線故障的原因：母線絕緣子及斷路器套管的閃絡(luò)；裝設(shè)在母線上的電壓互感器以及母線與斷路器之間電流互感器的故障；母線隔離開關(guān)支持絕緣子損壞，以及運(yùn)行人員的誤操作。 2、母線故障的后果：（1）電力系統(tǒng)解列；（2）大面積停電；（3）引起系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，甚至使電力系統(tǒng)崩潰瓦解。二、對(duì)母線保護(hù)的要求、母線保護(hù)的種

2、類及與其他保護(hù)間的配合 （一）對(duì)母線保護(hù)的要求： 1、高度的安全性和可靠性。母線保護(hù)的拒動(dòng)和誤動(dòng)將造成嚴(yán)重的后果。 2、選擇性強(qiáng)、動(dòng)作速度快。母線保護(hù)不但要能很好的區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和外部故障，還要確定哪條或哪段母線故障。 3、母線保護(hù)應(yīng)接在專用TA二次回路中，且要求在該回路中不接入其他設(shè)備的保護(hù)裝置或測(cè)量表計(jì)。TA的測(cè)量精度要高，暫態(tài)特性及抗飽和能力強(qiáng)。二、對(duì)母線保護(hù)的要求、母線保護(hù)的種類及與其他保護(hù)間的配合 （二）母線保護(hù)的種類 一般包括母線差動(dòng)保護(hù)，母聯(lián)相關(guān)的保護(hù)（母聯(lián)失靈保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、母聯(lián)過流保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)等），斷路器失靈保護(hù)。對(duì)重要的220kV及以上電壓等級(jí)的母線都應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)雙重化

3、，配置兩套母線保護(hù)。港城220kV變電站實(shí)現(xiàn)220kV母差的雙重化配置。二、對(duì)母線保護(hù)的要求、母線保護(hù)的種類及與其他保護(hù)間的配合 （三）與其他保護(hù)間的配合 1、母線保護(hù)動(dòng)作、失靈保護(hù)動(dòng)作后，對(duì)閉鎖式保護(hù)作用于縱聯(lián)保護(hù)停信；對(duì)允許式保護(hù)作用于縱聯(lián)保護(hù)發(fā)信。當(dāng)在斷路器與TA之間發(fā)生短路故障或母線上故障斷路器失靈時(shí)，采用上述措施后可使線路對(duì)側(cè)的縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作于跳閘。 2、閉鎖線路重合閘：一般是永久性故障。 3、起動(dòng)斷路器失靈保護(hù)：為使在母線發(fā)生短路故障而某一斷路器失靈時(shí)失靈保護(hù)能可靠切除故障。三、220kV母差保護(hù)基本原理 根據(jù)基爾霍夫第一定律，把母線元件看成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)母線正常運(yùn)行或發(fā)生外部故障時(shí)，

4、母線各連接元件的電流的相量和等于零。當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，流進(jìn)和流出的電流不再平衡，即了出現(xiàn)差流，當(dāng)差流大于一定值時(shí)保護(hù)動(dòng)作。 此時(shí)就需要要求各單元的TA的極性端必須一致；母聯(lián)TA的同極性端可在母?jìng)?cè)或母?jìng)?cè)。BP-2B型母差保護(hù)裝置默認(rèn)極性端靠母,RCS-915AB型母差保護(hù)裝置要求極性端在母?jìng)?cè)。三、220kV母差保護(hù)基本原理 220kV母差保護(hù)的組成元件 1、起動(dòng)元件：為提高母差保護(hù)的動(dòng)作可靠性，設(shè)置有專用的起動(dòng)元件，只有在起動(dòng)元件起動(dòng)之后，母差保護(hù)才能動(dòng)作。 2、差動(dòng)元件： 3、TA飽和檢測(cè)元件：為防止母線保護(hù)在母線近端發(fā)生區(qū)外故障時(shí)TA嚴(yán)重飽和的情況下發(fā)生誤動(dòng)。 4、電壓閉鎖元件：為防止保護(hù)

5、出口繼電器誤動(dòng)或其他原因誤跳斷路器，通常采用復(fù)合電壓閉鎖元件。只有當(dāng)母差保護(hù)差動(dòng)元件及復(fù)合電壓閉鎖元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，才能去跳各路斷路器。 5、故障母線選擇元件：三、220kV母差保護(hù)基本原理 母線差動(dòng)保護(hù)由母線大差動(dòng)和各段母線的小差動(dòng)組成。母線大差動(dòng)是指由母線上所有支路（除母聯(lián)和分段）電流構(gòu)成的差動(dòng)元件，其作用是區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障。某段母線的小差動(dòng)是指由該段母線上的各支路（含與該段母線相聯(lián)的母聯(lián)和分段）電流構(gòu)成的差動(dòng)元件，其作用是判斷故障是否在該段母線之內(nèi)，從而作為故障母線的選擇元件。如果大差動(dòng)元件和該段母線的小差動(dòng)元件都動(dòng)作，則將該段母線切除。（一）母線的接線方式 1、單母線分段接線 2、

6、雙母線接線 3、母線運(yùn)行方式的識(shí)別 1、單母線分段接線太寬線寬鳳線 水寬線 寬草線南北1B2B 寬永寬永線線南北 寬黃甲 寬黃乙 寬哨寬哨甲甲 寬哨寬哨乙乙 寬青寬青線線 寬愛寬愛線線 寬歡甲 寬歡乙63MVA120MVA2 雙母線接線3 母線運(yùn)行方式的識(shí)別 在微機(jī)母差保護(hù)裝置中，是利用隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)來識(shí)別母線的運(yùn)行方式的。 母線上的連接元件倒閘過程中，兩條母線經(jīng)刀閘相連時(shí)（母線互聯(lián)），裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)入“母線互聯(lián)方式”（“非選擇方式”）不進(jìn)行故障母線的選擇，一旦發(fā)生故障同時(shí)切除兩段母線。 為防止因隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)損壞而使裝置長(zhǎng)期工作于不正常狀態(tài)，在母差裝置盤上設(shè)置有母線隔離開關(guān)模擬盤，運(yùn)行人員

7、可利用刀閘模擬盤上強(qiáng)制開關(guān)的接點(diǎn)代替隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)作為開入量輸入保護(hù)裝置，讓保護(hù)裝置讀取正確刀閘位置。（二） 母線差動(dòng)保護(hù)2.1.1 母線差動(dòng)保護(hù)由分相式比率差動(dòng)元件構(gòu)成。2.1.2 主接線示意圖如下，TA 極性要求支路 TA 同名端在母線側(cè)，母聯(lián) TA同名端在母線 1（即 I 母）側(cè)（裝置內(nèi)部只認(rèn)母線的物理位置，與編號(hào)無關(guān)，如果母線編號(hào)的定義與本示意圖不符，母聯(lián)同名端的朝向以物理位置為準(zhǔn)，單母分段主接線分段TA 的極性也以此為原則）。 當(dāng)雙母線按單母方式運(yùn)行不需進(jìn)行故障母線的選擇時(shí)可投入單母方式壓板。當(dāng)元件在倒閘過程中兩條母線經(jīng)刀閘雙跨，則裝置自動(dòng)識(shí)別為單母運(yùn)行方式。這兩種情況都不進(jìn)行故

8、障母線的選擇，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)將所有母線同時(shí)切除。 （三）母聯(lián)充電保護(hù) 1 當(dāng)任一組母線檢修后再投入之前，利用母聯(lián)斷路器對(duì)該母線進(jìn)行充電試驗(yàn)時(shí)可投入母聯(lián)充電保護(hù)，當(dāng)被試驗(yàn)?zāi)妇€存在故障時(shí)，利用充電保護(hù)切除故障。 2 判斷條件：當(dāng)母聯(lián)斷路器跳位繼電器由“1”變?yōu)椤?”或母聯(lián) TWJ=1 且由無電流變?yōu)橛须娏?大于 0.04In)，或兩母線變?yōu)榫须妷籂顟B(tài)，則開放充電保護(hù) 300ms，在充電保護(hù)開放期間，若母聯(lián)電流大于充電保護(hù)整定電流，則將母聯(lián)開關(guān)切除。母聯(lián)充電保護(hù)不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。（二）母聯(lián)充電保護(hù)丹東局的母聯(lián)充電保護(hù)均閉鎖母差保護(hù),原因:在母聯(lián)充電于母聯(lián)斷路器和母聯(lián)TA之間的故障的情況下,由于母

9、聯(lián)TWJ已經(jīng)返回,微機(jī)型母線保護(hù)已經(jīng)把母聯(lián)TA的電流引入小差的計(jì)算,模擬型的母線保護(hù)已經(jīng)不封母聯(lián)TA,這將會(huì)引起運(yùn)行母線的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作而誤將運(yùn)行母線切除.充電保護(hù)投入時(shí)閉鎖母差保護(hù),可以避免這種情況的發(fā)生,故障由母聯(lián)充電保護(hù)動(dòng)作切除.（二）母聯(lián)充電保護(hù) 另外,如果母聯(lián)斷路器合閘時(shí),主觸頭先閉合而TWJ的接點(diǎn)后返回,微機(jī)型母線保護(hù)把母聯(lián)TA的電流不引入小差的計(jì)算,模擬型母線保護(hù)將母聯(lián)TA封住,母聯(lián)電流沒有接入小差的差動(dòng)回路。而主觸頭閉合時(shí)又合閘于故障母線，這樣運(yùn)行母線的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，誤將運(yùn)行母線各斷路器跳開。充電保護(hù)投入時(shí)閉鎖母差保護(hù)，也可以避免這種情況的發(fā)生，故障由母聯(lián)充電保護(hù)動(dòng)作切除。 母聯(lián)

10、充電保護(hù)邏輯圖 1 若母聯(lián)開關(guān)和母聯(lián) TA 之間發(fā)生故障，斷路器側(cè)母線跳開后故障仍然存在，正好處于TA 側(cè)母線小差的死區(qū)，為提高保護(hù)動(dòng)作速度，專設(shè)了母聯(lián)死區(qū)保護(hù)。本裝置的母聯(lián)死區(qū)保護(hù)在差動(dòng)保護(hù)發(fā)母線跳令后，母聯(lián)開關(guān)已跳開而母聯(lián) TA 仍有電流，且大差比率差動(dòng)元件及斷路器側(cè)小差比率差動(dòng)元件不返回的情況下，經(jīng)死區(qū)動(dòng)作延時(shí) Tsq 跳開另一條母線。為防止母聯(lián)在跳位時(shí)發(fā)生死區(qū)故障將母線全切除，當(dāng)兩母線都有電壓且母聯(lián)在跳位時(shí)母聯(lián)電流不計(jì)入小差。（三）母聯(lián)死區(qū)保護(hù)當(dāng)發(fā)生死區(qū)故障時(shí)，裝置認(rèn)為是2母故障，先跳開2母及母聯(lián)開關(guān)母聯(lián)開關(guān)已跳開而母聯(lián) TA 仍有電流，且大差比率差動(dòng)元件及斷路器側(cè)小差比率差動(dòng)元件不返

11、回的情況下，經(jīng)死區(qū)動(dòng)作延時(shí) Tsq 跳開另一條母線 如號(hào)母線上發(fā)生短路。母的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)及母上的所有斷路器。但如果母聯(lián)斷路器失靈而拒跳，那么母上的連接元件也應(yīng)跳開才能切除故障，母聯(lián)失靈保護(hù)用以完成此項(xiàng)工作。 母聯(lián)失靈保護(hù)動(dòng)作判據(jù)：（1）保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)開關(guān)同時(shí)起動(dòng)失靈保護(hù)。（2）母聯(lián)任一相仍一直有電流（大于母聯(lián)失靈電流定值）。同時(shí)滿足上述兩條件的時(shí)間大于母聯(lián)失靈延時(shí)時(shí)間再經(jīng)過兩個(gè)母線電壓閉鎖（與）后切除兩母線上的所有連接元件。 通常情況下，只有母差保護(hù)和母聯(lián)充電保護(hù)才起動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)。（四）母聯(lián)失靈保護(hù) 當(dāng)輸電線路、變壓器、母線或其他主設(shè)備發(fā)生短當(dāng)輸電線路、變壓器、母線或其他主設(shè)備發(fā)生短路

12、，保護(hù)裝置動(dòng)作并發(fā)出了跳閘指令，但故障設(shè)路，保護(hù)裝置動(dòng)作并發(fā)出了跳閘指令，但故障設(shè)備的斷路器拒絕動(dòng)作跳閘，稱之為斷路器失靈。備的斷路器拒絕動(dòng)作跳閘，稱之為斷路器失靈。 對(duì)斷路器失靈保護(hù)的要求：對(duì)斷路器失靈保護(hù)的要求：1、動(dòng)作可靠性高。、動(dòng)作可靠性高。2、動(dòng)作選擇性強(qiáng)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作后，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作選擇性強(qiáng)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作后，經(jīng)延時(shí)再次跳該斷路器（再次跳該斷路器（RCS915AB型跳、型跳、BP-2B型不型不跳）。對(duì)于雙母線或單母線分段接線，保護(hù)動(dòng)作跳）。對(duì)于雙母線或單母線分段接線，保護(hù)動(dòng)作后以較短的時(shí)間斷開母聯(lián)或分段斷路器，再經(jīng)另后以較短的時(shí)間斷開母聯(lián)或分段斷路器，再經(jīng)另一時(shí)間斷開與失靈

13、斷路器接在同一母線上的其他一時(shí)間斷開與失靈斷路器接在同一母線上的其他斷路器。斷路器。四、 斷路器失靈保護(hù)斷路器失靈保護(hù)四、四、斷路器失靈保護(hù)斷路器失靈保護(hù) 3、與其他保護(hù)的配合，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)閉鎖有關(guān)線路的重合閘。 斷路器失靈保護(hù)的判據(jù)：1、保護(hù)動(dòng)作（出口繼電器觸點(diǎn)閉合）。2、斷路器中還有流有電流。3、復(fù)合電壓閉鎖解除，雙母線的復(fù)合電壓閉鎖元件有兩套，分別開放兩條母線的跳閘回路?？紤]到主變低壓側(cè)故障高壓側(cè)開關(guān)失靈時(shí)，高壓側(cè)母線的電壓閉鎖靈敏度有可能不夠。為此保護(hù)裝置對(duì)變壓器支路設(shè)置有“解除失靈保護(hù)電壓閉鎖”的開入端子，該端子接變壓器保護(hù)裝置的另一對(duì)跳閘接點(diǎn)。當(dāng)“解除失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉

14、鎖”的開入端子有輸入時(shí)，解除失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖。四、斷路器失靈保護(hù)斷路器失靈保護(hù) 在失靈啟動(dòng)元件中不能使用非電量保護(hù)的出口接點(diǎn)，非電量保護(hù)主要有：重瓦斯保護(hù)、壓力保護(hù)等。因?yàn)榉请娏勘Ｗo(hù)動(dòng)作后不能快速自動(dòng)返回，容易造成保護(hù)誤動(dòng)。電流回路斷線閉鎖 TA 斷線時(shí)閉鎖母差保護(hù) 母聯(lián)（分段）電流回路斷線，并不會(huì)影響保護(hù)對(duì)區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障的判別，只是會(huì)失去對(duì)故障母線的選擇性。因此母聯(lián)開關(guān)是流回路斷線不需閉鎖差動(dòng)保護(hù)，只需轉(zhuǎn)入母線互聯(lián)（單母方式）即可。此時(shí)再發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不再進(jìn)行故障母線的選擇。 母聯(lián)電流回路正常后，需手動(dòng)復(fù)歸恢復(fù)正常運(yùn)行。五、運(yùn)行注意事項(xiàng) 電壓切換開關(guān) 母差保護(hù)柜上的母線電壓切換開關(guān)1

15、QK有三個(gè)位置，為“I母”、“II母”、“雙母”。 把手切至“雙母”時(shí)，裝置引入電壓分別為I母和II母TV的電壓。切至“I母”時(shí)，裝置引入電壓都為I母電壓；切至“II母”時(shí)，裝置引入電壓都為II母電壓。 當(dāng)兩母線電壓互感器均運(yùn)行時(shí)，把手投“雙母”位置。 當(dāng)雙母線運(yùn)行或單母線運(yùn)行，若有一組電壓互感器停運(yùn)時(shí)，“電壓切換開關(guān)”應(yīng)改投運(yùn)行電壓互感器母線位置。 當(dāng)雙母分列運(yùn)行，若有一組電壓互感器停運(yùn)時(shí)，雙母線應(yīng)改經(jīng)母聯(lián)或刀閘雙跨，“電壓切換開關(guān)”應(yīng)投運(yùn)行電壓互感器母線位置。（摘自：丹東供電公司標(biāo)準(zhǔn) Q/GDW206006-2010 寬甸220kV變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程 13.4.3） 單

16、母運(yùn)行：?jiǎn)文妇€運(yùn)行方式（僅一條220kV母線運(yùn)行或220kV母聯(lián)開關(guān)長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)刀閘雙跨或220kV母聯(lián)開關(guān)在鎖死位置）時(shí)，投入該壓板。刀閘操作刀閘雙跨時(shí)不需要投入該壓板。 當(dāng)兩套母差失靈保護(hù)運(yùn)行時(shí)，若發(fā)生死區(qū)故障（220kV母聯(lián)開關(guān)和電流互感器之間發(fā)生的故障），切除兩母線上的開關(guān)及母聯(lián)。這時(shí)兩套保護(hù)的信號(hào)及液晶顯示不一致，其中一套保護(hù)顯示死區(qū)故障，跳220kV母聯(lián)及兩段母線上的開關(guān)；另一套保護(hù)顯示跳220kV母聯(lián)及故障母線上的所有開關(guān)。這種動(dòng)作結(jié)果屬于正確動(dòng)作。第一套母差CT第二套母差CT當(dāng)發(fā)生死區(qū)故障時(shí)，如圖所示，第一套保護(hù)認(rèn)為是2母故障，發(fā)出跳2母及母聯(lián)的脈沖。同時(shí)，第二套母差保護(hù)認(rèn)為是1母

17、故障，發(fā)出跳1母及母聯(lián)的脈沖。3.4、220kV港城變港城變I、II母差及斷路器失靈保護(hù)為雙套保護(hù)，分兩面保母差及斷路器失靈保護(hù)為雙套保護(hù)，分兩面保護(hù)屏，可單獨(dú)運(yùn)行一套保護(hù)，也可兩套保護(hù)同時(shí)運(yùn)行。護(hù)屏，可單獨(dú)運(yùn)行一套保護(hù)，也可兩套保護(hù)同時(shí)運(yùn)行。I、II母差及斷母差及斷路器失靈第一套保護(hù)與路器失靈第一套保護(hù)與220kV線路第一套保護(hù)、主變第一套保護(hù)、線路第一套保護(hù)、主變第一套保護(hù)、220kV母聯(lián)第一組跳閘線圈相配合，并且作用于相應(yīng)單元開關(guān)的第一母聯(lián)第一組跳閘線圈相配合，并且作用于相應(yīng)單元開關(guān)的第一組跳閘線圈；組跳閘線圈；I、II母差及斷路器失靈第二套保護(hù)與母差及斷路器失靈第二套保護(hù)與220kV線

18、路第二套線路第二套保護(hù)、主變第二套保護(hù)、保護(hù)、主變第二套保護(hù)、220kV母聯(lián)第二組跳閘線圈相配合，并且作母聯(lián)第二組跳閘線圈相配合，并且作用于相應(yīng)單元開關(guān)的第二組跳閘線圈。用于相應(yīng)單元開關(guān)的第二組跳閘線圈。如果只運(yùn)一套母差失靈保護(hù)，當(dāng)與該套運(yùn)行的母差失靈保護(hù)相配合的如果只運(yùn)一套母差失靈保護(hù)，當(dāng)與該套運(yùn)行的母差失靈保護(hù)相配合的線路保護(hù)或主變保護(hù)停運(yùn)時(shí)，該線路單元或主變單元的開關(guān)將失去斷線路保護(hù)或主變保護(hù)停運(yùn)時(shí)，該線路單元或主變單元的開關(guān)將失去斷路器失靈保護(hù)。運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意避免此運(yùn)行方式。路器失靈保護(hù)。運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意避免此運(yùn)行方式。 六、母差與線路保護(hù)之間的聯(lián)系 在220kV及以上線路保護(hù)中有母線保護(hù)動(dòng)

19、作的開入量接點(diǎn)輸入。以允許式縱聯(lián)方向保護(hù)為例，當(dāng)該開入量有輸入時(shí)馬上發(fā)允許信號(hào)。（摘自：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)題庫(kù)216頁(yè)題2）答：這主要是為了解決在斷路器與電流互感器之間發(fā)生故障時(shí)，線路縱聯(lián)方向保護(hù)能夠立即跳閘的問題如果不設(shè)此回路，當(dāng)故障發(fā)生在電流互感器與斷路器之間，如圖所示，M側(cè)線路縱聯(lián)方向保護(hù)中的方向元件判斷反向短路（F+不動(dòng)，F(xiàn)-動(dòng)作）,從而不向N側(cè)發(fā)出允許信號(hào)。F-F+MNK點(diǎn)位于M側(cè)母線保護(hù)范圍內(nèi)，母差保護(hù)動(dòng)作跳開包括QF1在內(nèi)的母線上所有斷路器。QF1KQF1跳開后，M側(cè)方向元件將依然判斷是反方向短路。如果不采用母線保護(hù)動(dòng)作發(fā)允許信號(hào)，其縱聯(lián)保護(hù)將持續(xù)不發(fā)允許信號(hào)，N側(cè)縱聯(lián)保護(hù)不能消除此故障。利用母線保護(hù)動(dòng)作的接點(diǎn)使M側(cè)縱聯(lián)保護(hù)發(fā)允許信號(hào)，N側(cè)的縱聯(lián)保護(hù)可快速的發(fā)出跳閘命令F+220kV母差帶負(fù)荷檢驗(yàn) 帶負(fù)荷檢驗(yàn)要求： 1、母差保護(hù)停用 2