RCS-915AB母线保护(用户培训,半天)

母线外短路电流互感器深度饱 和时保护不误动
100 A 相(A) 0
-100 -40 100 B 相(A)
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-100 -40 100 C 相(A)
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母线内短路电流互感器深度饱和时保护 10ms快速出口 包括出口继电器时间5ms 快速出口（ 5ms） 10ms快速出口（包括出口继电器时间5ms）
南京南瑞继保电气有限公司
RCS-915AB母线保护 母线保护 原理介绍
主要内容
• • • • • • • 母线差动保护原理 母联充电保护 母联过流保护 母联失灵保护 母联死区保护 断路器失灵保护 交流电流、 交流电流、交流电压断线检查
母线差动保护原理
• • • • • • • 母线差动保护遇到的主要问题 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 常规比率差动保护 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不一致时的自动调整 隔离刀闸位置的自检与报警
•工频变化量比率差动继电器 ∆BLCD ) 工频变化量比率差动继电器( 工频变化量比率差动继电器
ɺ ∆∑ I
∆ ∑ Iɺ j > ∆DI T + DI cdzd
j =1
m
K′
cdzd
∆ ∑ Iɺ j > K ′∆ ∑ I
j =1 j =1
∆∑ I
m
m
j
大差 K ′ 可整定，小差 K ′ = 0.75 可整定， 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TA不饱和时能可靠不动。 TA不饱和时能可靠不动 母线外短路TA不饱和时能可靠不动。
自适应加权差动保护的特点
• 母线外短路抗TA饱和性能优异只要TA在2ms以 母线外短路抗TA饱和性能优异只要TA在2ms以 TA饱和性能优异只要TA 饱和就可可靠不误动 就可可靠不误动。 后饱和就可可靠不误动。 • 动作速度快，母线内短路8～12ms即可发跳闸 动作速度快，母线内短路8 12ms即可发跳闸 命令） 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。 负荷电流的影响。 负荷电流的影响。受短路点的过渡电阻的影响 小。 • 灵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 安全性与快速性和灵敏性之间的矛盾
自适应加权式抗TA饱和的差动保护 自适应加权式抗 饱和的差动保护
• 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 加权式母差保护的原理。 加权式母差保护的原理。 • 构成元件： 构成元件： 1．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
该继电器在母线内部短路时可快速、 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TA不饱和时能可靠不动。 TA不饱和时能可靠不动 动作；母线外短路TA不饱和时能可靠不动。
•工频变化量电压开放元件 ∆U ) 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（∆U）：
•工频变化量阻抗继电器 ∆Z ) 工频变化量阻抗继电器( 工频变化量阻抗继电器 工频变化量阻抗继电器( 工频变化量阻抗继电器( ∆Z）
UN ∆U < ɺ I CDZD ∆∑ I
Rg
∆U F
∑ ∆i ∆u
Z S1
ZS 2
ZS3
Rg
ES1
ES 2
ES 3
Z S1
ZS 2
ZS3
实际使用时留有一定裕度。 实际使用时留有一定裕度。
∆U > ∆U T + 0.05U N
∆U ：母线电压工频变化量瞬时值 ∆U T ：母线电压工频变化量浮动门槛 0.05U N ：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， ∆U 元件都会自 适应地开放。
自适应加权算法
S
S
0
t
0
t
加权算法
等权算法
∆ • 以 ∆U 元件动作为基准时间， U 元件动作后 ∆ BLCD 和 ∆Z 元 元件动作为基准时间， 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。 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 饱和。 ∆U 元件短路后立即动作，但由于短路 母线外短路且TA饱和 饱和。 元件短路后立即动作， 初始阶段TA是不饱和的 是不饱和的， 初始阶段 是不饱和的，所以 ∆ BLCD 和 ∆Z 元件一开始不动 饱和后才动作， 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。 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。
常规比率差动保护TA饱和的判别 常规比率差动保护 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 由谐波制动原理构成TA饱和检测元件。 TA饱和检测元件 TA饱和时差流波形发生畸变谐波含量增大和每周波内仍 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 然存在一定的线性传变区的特点， 的波形特征检测TA是否发生饱和。以此原理实现的TA TA饱 的波形特征检测TA是否发生饱和。以此原理实现的TA饱 TA是否发生饱和 和检测元件同样具有很强抗TA饱和能力， 和检测元件同样具有很强抗TA饱和能力，而且在区外故 TA饱和能力 TA饱和后发生同名相转换性区内故障的极端情况下仍 障TA饱和后发生同名相转换性区内故障的极端情况下仍 能快速切除母线故障。 能快速切除母线故障。
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 不能误动。 不能误动。母线内短路时母线差动保护应快 速跳闸。 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。
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母线差动保护遇到的主要问题
1. 由于电流互感器存在角度误差，因此母线外短路时， 由于电流互感器存在角度误差，因此母线外短路时， 即使一、二次电流有效值的差不大于10％，它所引起 10％， 即使一、二次电流有效值的差不大于10％，它所引起 的差电流也往往会大于一次电流的10 10％。 的差电流也往往会大于一次电流的10％。 即使一次电流达到100多倍额定电流， 100多倍额定电流 2. 即使一次电流达到100多倍额定电流，其二次电流也 不会为零。 不会为零。 3. 当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较 长时，在暂态过程中，尤其是在起始的2 长时，在暂态过程中，尤其是在起始的2～3个周波之 二次电流会出现严重的缺损， 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。 短路初始阶段电流互感器并不会马上饱和， 4. 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2ms 2ms。 总有一段正确传变时间，一般情况下该时间大于2ms。
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确性。因 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。 此RCS-915保护对隔离刀闸的位置有周密的自检和报警功能。 RCS-915保护对隔离刀闸的位置有周密的自检和报警功能。 保护对隔离刀闸的位置有周密的自检和报警功能 • 当隔离刀闸的辅助接点变位或发现隔离刀闸位置异常时发刀闸 位置报警信号。 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，在检查无误后 如果是隔离刀闸的辅助接点变位发的报警信号， 按屏上的‘刀闸位置确认’按钮复归信号。 按屏上的‘刀闸位置确认’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， 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作为开入量输入保护装置，并按‘ 接点代替刀闸的辅助接点作为开入量输入保护装置，并按‘刀 闸位置确认’按钮，让保护装置读取正确的刀闸位置， 闸位置确认’按钮，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。 检修刀闸的辅助接点期间不会影响母线保护的正确工作。
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。 个非线性元件。当一次电流很大时、 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、 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， 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， 点将进入磁化曲线的饱和部份，励磁电流急 剧增大。 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 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。
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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为开入 量输入装置。装置根据该开入量的情况， 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到相应的小差的电流 计算中去。 计算中去。所以当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。 二次回路中进行任何工作，装置能自动调整。 当母线上发生短路时只切除故障母线。 当母线上发生短路时只切除故障母线。