母差保护原理介绍课件.ppt
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1、安徽省电力科学研究院系统研究所2010-5-18母差保护原理介绍主要内容主要内容母线差动保护原理母线差动保护原理母联充电保护母联充电保护母联过流保护母联过流保护母联失灵保护母联失灵保护母联死区保护母联死区保护断路器失灵保护断路器失灵保护交流电流、交流电压断线检查交流电流、交流电压断线检查母线差动保护原理母线差动保护原理母线差动保护遇到的主要问题母线差动保护遇到的主要问题电流互感器饱和问题电流互感器饱和问题自适应加权式抗电流互感器饱和的差动保护自适应加权式抗电流互感器饱和的差动保护常规比率差动保护常规比率差动保护母线运行方式变化时的自适应调整母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
2、不一致时的自动调整各连接元件电流互感器变比不一致时的自动调整隔离刀闸位置的自检与报警隔离刀闸位置的自检与报警母差保护原理母差保护原理III母线大差比母线大差比率差动用于率差动用于判别母线区判别母线区内和区外故内和区外故障,小差比障,小差比率差动用于率差动用于故障母线的故障母线的选择选择采用比率制动原理:采用比率制动原理:母线差动保护原理母线差动保护原理 当动作电流与制动电流对应当动作电流与制动电流对应的工作点位于双折线上方,继的工作点位于双折线上方,继电器动作。电器动作。母线差动保护遇到的主要问题母线差动保护遇到的主要问题母线外短路电流互感器饱和时母线差动保护母线外短路电流互感器饱和时母线差动
3、保护不能误动。母线内短路时母线差动保护应快不能误动。母线内短路时母线差动保护应快速跳闸。而判断电流互感器饱和判据的延时速跳闸。而判断电流互感器饱和判据的延时将加长母线内短路时的动作时间。将加长母线内短路时的动作时间。母线差动保护遇到的主要问题母线差动保护遇到的主要问题负荷电流产生的制动电流将影响重负荷负荷电流产生的制动电流将影响重负荷下母线上发生高阻接地时,差动保护的下母线上发生高阻接地时,差动保护的灵敏度。希望差动保护的动作应尽量不灵敏度。希望差动保护的动作应尽量不受负荷电流、短路点的过渡电阻的影响。受负荷电流、短路点的过渡电阻的影响。当母线运行方式发生变化时不必进行二当母线运行方式发生变化
4、时不必进行二次回路的切换,仍然能只切故障母线。次回路的切换,仍然能只切故障母线。各连接元件电流互感器变比不一致时能各连接元件电流互感器变比不一致时能自动调整,不必加辅助变流器。自动调整,不必加辅助变流器。电流互感器饱和问题电流互感器饱和问题电磁式电流互感器是一个铁芯元件。它是一电磁式电流互感器是一个铁芯元件。它是一个非线性元件。当一次电流很大时、当一次个非线性元件。当一次电流很大时、当一次电流中含有较大直流分量时、当铁芯有很大电流中含有较大直流分量时、当铁芯有很大剩磁时、当二次负载电阻很大时,它的工作剩磁时、当二次负载电阻很大时,它的工作点将进入磁化曲线的饱和部份,励磁电流急点将进入磁化曲线的
5、饱和部份,励磁电流急剧增大。将造成区外短路时差动保护因不平剧增大。将造成区外短路时差动保护因不平衡电流增大而误动。衡电流增大而误动。为避免差动保护误动而设立的电流互感器饱为避免差动保护误动而设立的电流互感器饱和的判据又往往造成母线内短路时差动保护和的判据又往往造成母线内短路时差动保护的延缓动作。的延缓动作。电流互感器饱和问题电流互感器饱和问题由由电流互感器生产厂家,用生产一次电电流互感器生产厂家,用生产一次电流互感器相同的材料做一个截面积小的流互感器相同的材料做一个截面积小的电流互感器。通过大量的试验得到电流电流互感器。通过大量的试验得到电流互感器饱和特性的大量数据。经过定量互感器饱和特性的大
6、量数据。经过定量的分析得到一些有意义的结论。的分析得到一些有意义的结论。关于电流互感器饱和的一些有用的结论关于电流互感器饱和的一些有用的结论1.1.由于电流互感器存在角度误差,因此即使一、二次电由于电流互感器存在角度误差,因此即使一、二次电流有效值的差不大于流有效值的差不大于1010,它所引起的差电流也往往,它所引起的差电流也往往会大于一次电流的会大于一次电流的1010。2.2.即使一次电流达到即使一次电流达到100100多倍额定电流,其二次电流也多倍额定电流,其二次电流也不会为零。不会为零。3.3.当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长
7、时,在暂态过程中,尤其是在起始的长时,在暂态过程中,尤其是在起始的2 23 3个周波之个周波之内,二次电流会出现严重的缺损,从而引起的很大的内,二次电流会出现严重的缺损,从而引起的很大的差电流。差电流。4.4.短路初始阶段电流互感器并不会马上饱和,一、二次短路初始阶段电流互感器并不会马上饱和,一、二次总有一段正确传变时间,一般情况下该时间大于总有一段正确传变时间,一般情况下该时间大于2ms2ms。自自适应加权式抗适应加权式抗TA饱和的差动保护饱和的差动保护除稳态量的比率差动保护外还采用国内除稳态量的比率差动保护外还采用国内外首创的以工频变化量为基础的自适应外首创的以工频变化量为基础的自适应加权
8、式母差保护的原理。加权式母差保护的原理。构成元件:构成元件:1 1工频变化量电压开放元件工频变化量电压开放元件 2 2工频变化量比率差动继电器工频变化量比率差动继电器 3 3工频变化量阻抗继电器工频变化量阻抗继电器 4 4工频变化量电流标量和开放元件工频变化量电流标量和开放元件工频工频变化量比率差动继电器变化量比率差动继电器()大差大差 可整定,小差可整定,小差 该继电器在母线内部短路时可快速、灵敏地动作;该继电器在母线内部短路时可快速、灵敏地动作;母线外短路母线外短路TATA不饱和时能可靠不动。不饱和时能可靠不动。工频工频变化量阻抗继电器变化量阻抗继电器()工频变化量阻抗继电器工频变化量阻抗
9、继电器()实际使用时留有一定裕度。实际使用时留有一定裕度。该继电器在母线内部短路时可快速、灵敏地该继电器在母线内部短路时可快速、灵敏地动作;母线外短路动作;母线外短路TATA不饱和时能可靠不动。不饱和时能可靠不动。工频变化量电压开放元件工频变化量电压开放元件()电压开放元件电压开放元件():):母线电压工频变化量瞬时值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母线电压工频变化量浮动门槛 :固定门槛固定门槛 无论是母线内、母线外故障,无论是母线内、母线外故障,元件都会自元件都会自适应地开放适应地开放。自自适应加权算法适应加权算法加权算法加权算法等权算法等权算法 以以 元件动作为基准时
10、间,元件动作为基准时间,元件动作后元件动作后 和和 元元 件动作得越早加的权越大。当权值和达到阈值时发跳闸命令。件动作得越早加的权越大。当权值和达到阈值时发跳闸命令。最多只计算半个周波的权值和。最多只计算半个周波的权值和。母线内短路时上述三个元件同时动作,加的权很大。所以用不母线内短路时上述三个元件同时动作,加的权很大。所以用不 了多长时间就可以发跳闸命令。保护动作得很快。了多长时间就可以发跳闸命令。保护动作得很快。母线外短路且母线外短路且TA饱和。饱和。元件短路后立即动作,但由于短路元件短路后立即动作,但由于短路 初始阶段初始阶段TA是不饱和的,所以是不饱和的,所以 和和 元件一开始不动元件
11、一开始不动 作。到作。到TA饱和后才动作,所以加的权值小。半周内的权值和也饱和后才动作,所以加的权值小。半周内的权值和也 达不到跳闸的阈值,所以差动保护不动作。达不到跳闸的阈值,所以差动保护不动作。自自适应加权算法适应加权算法在在3/23/2接线方式,或双母线等接线方式接线方式,或双母线等接线方式 情况下发生电压互感器断线等无母线电情况下发生电压互感器断线等无母线电压的情况下,此时工频变化量电压开放压的情况下,此时工频变化量电压开放元件和工频变化量阻抗元件都不能工作,元件和工频变化量阻抗元件都不能工作,此时将工频变化量电压开放元件改为工此时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
12、件,工频变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。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。并将权值和的阈值略抬高。自自适应加权差动保护的特点适应加权差动保护的特点母线外短路抗母线外短路抗TATA饱和性能优异饱和性能优异(2ms(2ms以后以后饱和饱和就就可可靠制动)可可靠制动)动作速度快(动作速度快(8 812ms12ms即可发跳闸命令)即可发跳闸命令)灵敏度高。由于都采用工频变化量继电器不受灵敏度高。由于都采用工频变化量继电器不受负荷电流的影响。受短路点的过渡电阻的影响负荷电流的影响。受短路点的过渡电阻的影响小。小。灵敏度不受常规制动系数的影响灵
13、敏度不受常规制动系数的影响这样从根本上解决了母差保护这样从根本上解决了母差保护安全性与快速性和灵敏性之间的矛盾安全性与快速性和灵敏性之间的矛盾常规比率差动继电器常规比率差动继电器 的的 值有高、低两个定值。值有高、低两个定值。当双母线分列运行时取低值,当双母线分列运行时取低值,当母联合位、投单母时及刀闸当母联合位、投单母时及刀闸 双跨时取高值。双跨时取高值。、两小差的两小差的 值取高值取高值。值。、的的常规比率差动保护常规比率差动保护TA饱和的判别饱和的判别由谐波制动原理构成由谐波制动原理构成TATA饱和检测元件。这种原理饱和检测元件。这种原理利用了利用了TATA饱和时差流波形发生畸变谐波含量
14、增大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,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根据差流中谐波分量的波形特征检测TATA是否发生是否发生饱和。以此原理实现的饱和。以此原理实现的TATA饱和检测元件同样具有饱和检测元件同样具有很强抗很强抗TATA饱和能力,而且在区外故障饱和能力,而且在区外故障TATA饱和后发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。母线故障。母线外短路电流互感器深度饱母线外短路电流互感器深度饱和时保护不误动和时保护不误动母线内短路电流互感器深度饱
15、和时保护母线内短路电流互感器深度饱和时保护10ms10ms快速出口(包括出口继电器时间快速出口(包括出口继电器时间5ms5ms)母线差动保护母线差动保护母线运行方式变化时的自适应调整母线运行方式变化时的自适应调整利用各连接元件隔离刀闸的辅助接点作利用各连接元件隔离刀闸的辅助接点作为开入量输入装置。装置根据该开入量为开入量输入装置。装置根据该开入量的情况,将该连接元件的电流自动切换的情况,将该连接元件的电流自动切换到相应的小差的电流计算中去。所以当到相应的小差的电流计算中去。所以当母线运行方式变化时不必在二次回路中母线运行方式变化时不必在二次回路中进行任何工作,装置能自动调整。当母进行任何工作,
16、装置能自动调整。当母线上发生短路时只切除故障母线。线上发生短路时只切除故障母线。隔离刀闸位置的自检与报警隔离刀闸位置的自检与报警 由于隔离刀闸辅助接点的位置直接影响小差计算的正由于隔离刀闸辅助接点的位置直接影响小差计算的正确性。因此确性。因此RCS-915RCS-915保护对隔离刀闸的位置有周密的保护对隔离刀闸的位置有周密的自检和报警功能。自检和报警功能。当隔离刀闸的辅助接点变位或发现隔离刀闸位置异常当隔离刀闸的辅助接点变位或发现隔离刀闸位置异常时发刀闸位置报警信号。时发刀闸位置报警信号。如果是隔离刀闸的辅助接点变位发的报警信号,在检如果是隔离刀闸的辅助接点变位发的报警信号,在检查无误后按屏上
17、的查无误后按屏上的刀闸位置确认刀闸位置确认按钮复归信号。按钮复归信号。如果是隔离刀闸位置异常发的刀闸位置报警信号,可如果是隔离刀闸位置异常发的刀闸位置报警信号,可利用模拟盘上的强制开关的接点代替刀闸的辅助接点利用模拟盘上的强制开关的接点代替刀闸的辅助接点作为开入量输入保护装置,并按作为开入量输入保护装置,并按刀闸位置确认刀闸位置确认按按钮,让保护装置读取正确的刀闸位置,这样在检修刀钮,让保护装置读取正确的刀闸位置,这样在检修刀闸的辅助接点期间不会影响母线保护的正确工作。闸的辅助接点期间不会影响母线保护的正确工作。模拟盘的原理模拟盘的原理模拟盘的原理模拟盘的原理自动自动状态。状态。断开、断开、闭
18、合,用刀闸的辅助接闭合,用刀闸的辅助接点位置作为开入量。点位置作为开入量。强制接通强制接通状态。状态。闭合、闭合、断开,用闭合的接断开,用闭合的接点作为开入量。点作为开入量。强制断开强制断开状态。状态。、都断开,开入量是断开都断开,开入量是断开的。的。各连接元件电流互感器变比不一各连接元件电流互感器变比不一致时的自动调整致时的自动调整各各连接元件电流互感器变比不一致时装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。不必再加辅助变的系数进行自动调整。不必再加辅助变流器。流器。最大接线方式为最大接线方式为2121个单元(包括
19、母联),个单元(包括母联),允许允许TATA变比不同,无需辅助变流器变比不同,无需辅助变流器最大配置为三段母线最大配置为三段母线可适应的主接线方式有:可适应的主接线方式有:单母线、单母线分段、双母线、双母单母线、单母线分段、双母线、双母 线单分段、母联兼旁路、线单分段、母联兼旁路、3/23/2接线接线母线差动保护接线规模母线差动保护接线规模母联充电保护母联充电保护当一条母线由未运行状态(例如母线检当一条母线由未运行状态(例如母线检修)恢复到运行状态时,先合母联断路修)恢复到运行状态时,先合母联断路器对该母线充电。如果该母线没有故障,器对该母线充电。如果该母线没有故障,再将某些连接元件倒到该母线
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- 保护 原理 介绍 课件
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