牵引供电系统断电保护馈线保护装置继电保护.pptx
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1、1.装置功能装置功能1.1 保护功能保护功能 自适应三段距离保护自适应三段距离保护 电流速断保护电流速断保护 过电流保护过电流保护 自适应电流增量保护自适应电流增量保护 反时限过负荷保护反时限过负荷保护 接触网发热保护接触网发热保护 一次自动重合闸一次自动重合闸 PT断线检测断线检测 分区所、开闭所检有压元件分区所、开闭所检有压元件第1页/共67页1.2 测量功能测量功能 遥测量遥测量 a)母线电压母线电压 b)馈线电流(测量绕组)馈线电流(测量绕组)召测量召测量 a)负荷录波量负荷录波量 母线电压母线电压 馈线电流(测量绕组)馈线电流(测量绕组)第2页/共67页b)实时电量实时电量 母线电压
2、母线电压 馈线电流(保护绕组)馈线电流(保护绕组)馈线电流(测量绕组)馈线电流(测量绕组)负荷角负荷角 故障判别电压故障判别电压 故障判别电流故障判别电流c)故障录波量故障录波量 母线电压母线电压 馈线电流(保护绕组)馈线电流(保护绕组)第3页/共67页d)自检报告自检报告 硬件自检(硬件自检(RAM、A/D、出口驱动等)、出口驱动等)软件自检(整定值校验、程序校验)软件自检(整定值校验、程序校验)通信自检通信自检e)事件报告事件报告 保护由于扰动启动但未出口的信息保护由于扰动启动但未出口的信息 装置装置“上电上电”复位信息复位信息 整定值修改整定值修改f)故障报告故障报告第4页/共67页1.
3、3 控制功能控制功能 馈线断路器馈线断路器 电动隔离开关电动隔离开关 故障识别负荷开关故障识别负荷开关 重合闸投入重合闸投入/退出退出 定值区切换定值区切换 装置复归装置复归1.4 遥信功能遥信功能 “当地当地”/“遥控遥控”方式开关位置信号方式开关位置信号 断路器位置信号断路器位置信号 手车位置信号手车位置信号第5页/共67页隔离开关位置信号隔离开关位置信号接地刀闸位置信号接地刀闸位置信号故障识别负荷开关位置信号故障识别负荷开关位置信号重合闸投入重合闸投入/退出信号退出信号故障识别熔断器接点信号故障识别熔断器接点信号控制回路断线信号控制回路断线信号机构故障信号机构故障信号装置不良告警装置不良
4、告警第6页/共67页保护动作信号保护动作信号 电流速断保护电流速断保护 过电流保护过电流保护 自适应电流增量保护自适应电流增量保护 自适应距离保护自适应距离保护段段 自适应距离保护自适应距离保护段段 自适应距离保护自适应距离保护段段 反时限过负荷保护反时限过负荷保护 接触网发热保护接触网发热保护第7页/共67页1.5 通信功能通信功能 一个可选的光纤一个可选的光纤LonWorks环网接口,采用环网接口,采用插卡方式,可采用单环或冗余双环通信方式,通插卡方式,可采用单环或冗余双环通信方式,通信速率为信速率为1.25Mbps;一个可选的以太网络接口,采用插卡方式,一个可选的以太网络接口,采用插卡方
5、式,通信媒介采用光纤,通信速率为通信媒介采用光纤,通信速率为10Mbps;一个标准的一个标准的RS232串口,用于通过便携机进串口,用于通过便携机进行日常维护;行日常维护;一个标准的一个标准的RS485GPS校时接口。校时接口。第8页/共67页图图2-1 2-1 阻抗继电器动作特性阻抗继电器动作特性2 保护原理保护原理 2.1自适应三段距离保护自适应三段距离保护 动作特性:如图动作特性:如图2-1所示所示 第9页/共67页测量阻抗计算测量阻抗计算 其中:其中:V VS S、V VC C基波电压正弦、余弦分量;基波电压正弦、余弦分量;I IS S、I IC C基波电流正弦、余弦分量;基波电流正弦
6、、余弦分量;R R、X X测量电阻和电抗。测量电阻和电抗。(1)第10页/共67页 其中:其中:=(I I2 2+I+I3 3+I+I5 5)/I/I1 1;I I1 1、I I2 2、I I3 3、I I5 5分别为基波、二次、三次、五次谐波分量;分别为基波、二次、三次、五次谐波分量;K Kh h谐波抑制加权系数;谐波抑制加权系数;R Rh h、X Xh h分别为考虑谐波抑制后的电阻和电抗。分别为考虑谐波抑制后的电阻和电抗。(2)谐波抑制与闭锁谐波抑制与闭锁 谐波抑制:谐波抑制:第11页/共67页谐波闭锁:谐波闭锁:(4)(4)(3)其中:其中:为二次谐波含量整定值。为二次谐波含量整定值。动
7、作特性实现动作特性实现第12页/共67页PT断线闭锁判据断线闭锁判据其中:其中:U U、II分别为馈线电压(二次值)、电分别为馈线电压(二次值)、电流(二次值);流(二次值);U UZDZD、I IZDZD为为PTPT断线整定值。断线整定值。(5)第13页/共67页实现框图实现框图图2-22-2自适应距离段保护原理框图第14页/共67页图2-32-3自适应段距离保护原理框图第15页/共67页图2-4 自适应段距离保护原理框图第16页/共67页2.2 电流速断保护电流速断保护图3-53-5电流速断保护原理框图第17页/共67页2.3 过电流保护过电流保护图2-62-6过电流保护原理框图第18页/
8、共67页2.4 电流增量保护电流增量保护 a)a)动作方程动作方程b)b)谐波闭锁:谐波闭锁:(6)(7)第19页/共67页 1 1周波前二、三、五次谐波电流;周波前二、三、五次谐波电流;其中:其中:当前和一周波前馈线基波电流;当前和一周波前馈线基波电流;、当前二、三、五次谐波流;当前二、三、五次谐波流;、谐波加权抑制系数;谐波加权抑制系数;电流增量保护整定值;电流增量保护整定值;二次谐波闭锁整定值。二次谐波闭锁整定值。、第20页/共67页c)c)实现框图实现框图图2-72-7电流增量保护原理框图第21页/共67页2.5 反时限过负荷保护反时限过负荷保护 本装置设反时限过负荷保护。当接触网因本
9、装置设反时限过负荷保护。当接触网因长期大电流发热达到一定程度时应跳开馈线断长期大电流发热达到一定程度时应跳开馈线断路器,以保证行车安全。本装置提供反时限特路器,以保证行车安全。本装置提供反时限特性的三种曲线。在实际运行中,用户可根据实性的三种曲线。在实际运行中,用户可根据实际需要选择合适的反时限特性。际需要选择合适的反时限特性。第22页/共67页 2.6 接触网发热保护接触网发热保护 本装置增设接触网发热保护。接触网温度本装置增设接触网发热保护。接触网温度的上升是由负荷电流引起导线发热和导线直接的上升是由负荷电流引起导线发热和导线直接由日照吸收的热量决定。对于每单位长度,有由日照吸收的热量决定
10、。对于每单位长度,有式(式(11)的热平衡方程。)的热平衡方程。其中:其中:QQ日照吸收热量(日照吸收热量(W W)I IT T接触网馈线电流接触网馈线电流(A A)第23页/共67页 RR接触网接触导线电阻(接触网接触导线电阻(/cm/cm)CC热容量(热容量(WS/degWS/deg)AA热辐射率(热辐射率(W/degW/deg)导线与环境的温差。导线与环境的温差。根据热平衡方程根据热平衡方程,可以计算出不同负荷情况下可以计算出不同负荷情况下接触网温升。接触网温升。第24页/共67页2.7 一次重合闸一次重合闸图2-8 2-8 一次重合闸功能原理框图第25页/共67页2.8 PT断线检测断
11、线检测 图2-9 PT2-9 PT断线检测功能原理框图2.9 2.9 低压元件低压元件当母线电压当母线电压U UU UZDZD时,闭锁过电流元件。时,闭锁过电流元件。第26页/共67页2.10 断路器失灵保护断路器失灵保护 当装置发出合闸命令(重合闸或遥控合闸)当装置发出合闸命令(重合闸或遥控合闸)后,若断路器在整定时间内(开关动作时间)未后,若断路器在整定时间内(开关动作时间)未动作,则给出断路器失灵的事件报告,同时给出动作,则给出断路器失灵的事件报告,同时给出断路器失灵信号(空接点)。断路器失灵信号(空接点)。当装置发出跳闸命令(保护跳闸或遥控跳闸)当装置发出跳闸命令(保护跳闸或遥控跳闸)
12、后,若断路器在整定时间内(开关动作时间)未后,若断路器在整定时间内(开关动作时间)未动作,则给出断路器失灵的事件报告,同时给出动作,则给出断路器失灵的事件报告,同时给出断路器失灵信号(空接点)。断路器失灵信号(空接点)。第27页/共67页2.11 大电流闭锁重合闸大电流闭锁重合闸 当电流大于当电流大于2倍电流速断整定值时,闭锁重合倍电流速断整定值时,闭锁重合闸功能。闸功能。2.12 定值切换功能定值切换功能 馈线保护测控装置有馈线保护测控装置有7个定值区,可存储个定值区,可存储7套套不同的整定值,定值区切换有手工和自动两种方不同的整定值,定值区切换有手工和自动两种方式。式。第28页/共67页手
13、工切换功能手工切换功能 将当前运行整定值区中的将当前运行整定值区中的“定值切换方式定值切换方式”整定为整定为“手工方式手工方式”时,用户可以通过后台、时,用户可以通过后台、试验工具软件(或液晶界面)中的定值区切换试验工具软件(或液晶界面)中的定值区切换功能实现定值区的切换。功能实现定值区的切换。自动切换功能自动切换功能 自动切换功能仅适用于备用断路器,装置自动切换功能仅适用于备用断路器,装置根据隔离开关的位置信号自动切换定值区,根据隔离开关的位置信号自动切换定值区,第29页/共67页3 主要技术性能指标主要技术性能指标 3.1自适应自适应、段距离保护段距离保护 阻抗整定范围:阻抗整定范围:0.
14、150;在额定电流、线路阻抗角及电压范围在额定电流、线路阻抗角及电压范围0.5120V条件下,动作误差不超过条件下,动作误差不超过 5,其中,其中0.10.5时,动作误差不超过时,动作误差不超过10%;延时整定范围:延时整定范围:0.035s;在额定电流,线路阻抗角及在额定电流,线路阻抗角及0.7倍整定值下,倍整定值下,误差不超过误差不超过2.5;第30页/共67页 注:(注:(1)当阻抗值小于)当阻抗值小于0.5时,按小阻抗元时,按小阻抗元件特性动作;件特性动作;(2)在)在BT和直供方式下,阻抗和直供方式下,阻抗I段、段、II段段为正向,阻抗为正向,阻抗III段为反向;段为反向;(3)在)
15、在AT供电方式下,供电方式下,“安装位置安装位置”整整定为分区所、开闭所时,阻抗定为分区所、开闭所时,阻抗、段为正向,段为正向,阻抗阻抗段为反向;段为反向;“安装位置安装位置”整定为变电所时,整定为变电所时,阻抗阻抗、段为正向。段为正向。第31页/共67页3.2电流速断保护电流速断保护 电流整定范围:电流整定范围:0.210倍额定电流,动作误倍额定电流,动作误差不超过差不超过2.5;延时整定范围:延时整定范围:0.031s,在,在1.2倍整定值下,倍整定值下,误差不超过误差不超过2.5。3.3过电流保护过电流保护 电流整定范围:电流整定范围:0.210倍额定电流,动作误倍额定电流,动作误差不超
16、过差不超过2.5;延时整定范围:延时整定范围:0.15s,误差不超过,误差不超过2.5。第32页/共67页3.4自适应电流增量保护自适应电流增量保护 电流整定范围:电流整定范围:0.12倍额定电流,动作倍额定电流,动作误差不超过误差不超过7.5;延时整定范围:延时整定范围:0.110s,误差不超过,误差不超过2.5。3.5反时限过负荷保护反时限过负荷保护 动作电流整定范围:动作电流整定范围:0.110倍额定电流;倍额定电流;时间常数整定范围:时间常数整定范围:0.5300s。第33页/共67页3.6接触网发热保护接触网发热保护 温升告警整定范围:温升告警整定范围:3090deg,级差,级差1d
17、eg;接触网单位长度电阻整定范围:接触网单位长度电阻整定范围:0.10.4,级差,级差0.01;热辐射率整定范围:热辐射率整定范围:0.0050.02W/deg,级差,级差0.001W/deg;热容量整定范围:热容量整定范围:2.06.0WS/deg,级差,级差0.1WS/deg;日照吸收热量整定范围:日照吸收热量整定范围:0.050.3W,级差级差0.001W;分流比整定范围:分流比整定范围:0.41.0,级差,级差0.01。第34页/共67页3.7一次重合闸一次重合闸 重合闸充电时间:重合闸充电时间:1025s;重合闸延时整定范围:重合闸延时整定范围:0.55s;后加速保持时间:后加速保持
18、时间:0.8s;重合闸脉冲宽度:重合闸脉冲宽度:100ms。3.8闭锁闭锁 低电压启动整定范围低电压启动整定范围:0.30.95Un;二次谐波闭锁整定范围二次谐波闭锁整定范围:10%40%(二次谐波二次谐波与基波的百分比与基波的百分比);二次谐波闭锁动作值误差不超过二次谐波闭锁动作值误差不超过0.02。第35页/共67页3.9高次谐波抑制高次谐波抑制 高次谐波抑制整定范围高次谐波抑制整定范围:10%50%(2、3、5次谐波与基波的百分比次谐波与基波的百分比);谐波抑制加权系数谐波抑制加权系数13;高次谐波抑制动作值误差不超过高次谐波抑制动作值误差不超过0.02;高次谐波含量(高次谐波含量(I
19、I2 2+I+I3 3+I+I5 5含量总和占基波的含量总和占基波的百分比)大于高次谐波抑制整定值时抑制保护动百分比)大于高次谐波抑制整定值时抑制保护动作作,谐波加权倍数谐波加权倍数Kh越大,抑制效果越显著。越大,抑制效果越显著。第36页/共67页3.10故障测距误差故障测距误差 对金属性接地故障,平均误差:对金属性接地故障,平均误差:300m;对金属性接地故障,最大误差:对金属性接地故障,最大误差:500m。3.11固有动作时间固有动作时间 装置固有动作时间不大于装置固有动作时间不大于15ms。第37页/共67页 第五节第五节 并联电容补偿保护装置并联电容补偿保护装置 WBB-892并补保护
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