[物理]500kV母线保护.ppt

母线保护特性分析及应用 刘利华 2008 .7.6 一次系统对母线保护的“四性”要求 差动保护比较被保护设备两端电气量幅值或相位的变化 真实反应一次电流流向原则： 母线大差(总差动)回路： 指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。母线大差比率差动是故障判别元件，用于判别母线区内和区外故障；母线小差(分差动)回路： 某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联开关和分段开关）电流所构成的差动回路。是选择元件，用于故障母线的选择； 母线总差动动作后根据母线分差动的动作 有选择性地切除故障母线 选择故障母线的方法分析 比较两条母线的电压 先断开母联，再进行电压比较，灵敏性和速动性低 利用母联中电流的流向选择故障母线（母联相位 差动保护 ） 总差动电流为极化量： 母联断开运行时，故障跳双母 两组母线同时故障则可能只切除一组母线 在每一条母线上装设分差动保护 比相式：有汲出电流时 比幅式： RCS-915型 BP-2B型 WMZ-41B型 母线外短路电流互感器深度饱和 自适应阻抗加权式TA饱和检测元件 构成元件： 1．工频变化量电压开放元件 2．工频变化量比率差动继电器 3．工频变化量阻抗继电器 4．工频变化量电流标量和开放元件 工频变化量比率差动继电器( ) 自适应阻抗加权判据 自适应加权差动保护的特点 母线外短路抗TA饱和性能优异(2ms以后饱和就可可靠制动） 动作速度快（8～12ms即可发跳闸命令） 灵敏度高 灵敏度不受常规制动系数的影响 安全性与快速性和灵敏性之间的矛盾 常规比率差动保护TA饱和的判别 由谐波制动原理构成TA饱和检测元件。这种原理利用了TA饱和时差流波形发生畸变谐波含量增大和每周波内仍然存在一定的线性传变区的特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测TA是否发生饱和。以此原理实现的TA饱和检测元件同样具有很强抗TA饱和能力，而且在区外故障TA饱和后发生同名相转换性故障的极端情况下仍能快速切除母线故障。 故障母线选择逻辑 选择性： 内部母线短路时，无短路电流通过母联回路的情况 外部短路时， 对母线运行方式： 灵敏性： 汲出电流对灵敏性的影响 母联电流相位比较式母线保护 比较母线联络断路器回路的电流与总差动电流的相位关系 直流助磁式 中阻抗式 微机比率制动式 带抗饱和特性的复式比率差动 带抗饱和特性的常规比率差动 带抗饱和特性的工频变化量比率差动 带抗饱和特性的突变量复式比率差动 比率制动式差动保护： “和电流”与“差电流” 和电流 差电流 电流比率差动保护制动特性分析： 作用: 作用: 电流比率差动保护制动特性分析： 电流复式比率差动保护制动特性 0.5 0.7 0.9 1 1 2.33 9 ∞ 由于在制动量的计算中引入了差电流，使其在母线区外故障时有很强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确的区分区外故障和区内故障。 母线保护的特殊要求 (一)如何解决选择性与灵敏性矛盾 ？ (二) 怎样适应双母线的并列运行和分列运行方式？ (三)对构成环路的各类母线，保护不应因母线故障时流出母线的短路电流影响而拒动 综合比较 灵敏性与可靠性： 选择性： 速动性： 比率制动特性＋完全电流差动方式＋解决特殊问题的辅助措施 微机式母线保护装置的构成及原理 适用于500kV及以下电压等级，包括单母线、单母分段、 双母线、双母分段以及3/2接线在内的各种主接线方式， 在暂态过程中切除故障 重负荷下母线发生高阻抗接地 双母线结线运行方式变化时的自适应调整 各连接元件电流互感器变比不一致时的自动调整 微机式母线差动保护应用于500kV系统的主要问题及解决方案 各连接元件电流互感器变比不一致时装置在软件中将模数转换后的数值乘不同的系数进行自动调整。不必再加辅助变流器。 微机比率制动式 带抗饱和特性的复式比率差动 带抗饱和特性的常规比率差动 带抗饱和特性的工频变化量比率差动 带抗饱和特性的突变量复式比率差动 区外故障TA饱和时差流与区内故障时差流不同的特点 三个继电器动作的相对时序关系的特点 自适应阻抗加权判据 大差 可整定，小差 在3/2接线方式，或双母线等接线方式下，发生电压互感器断线等无母线电压的情况下，将工频变化量电压开放元件改为工频变化量电流标量和开放元件，工频变化量差动继电器动作后即给以加权值。并将权值和的阈值略抬高。 母线电压工频变化量瞬时值 母线电压工频变化量浮动门槛 固定门槛 工频变化量电压开放元件( ) 工频变化量阻抗继电器( ） *