500KV母线保护

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一起母差保护动作分析及检查处理

一起母差保护动作分析及检查处理

一起母差保护动作分析及检查处理

针对一起500kV母线差动保护的动作情况,分析其动作原因、故障点位置及现场检查过程,供同行借鉴、参考。

标签:母线差动保护;开关间短引线保护;绝缘电阻

1 概述

某水电站500kV系统采用一台半断路器接线方式(主接线如图1所示),GIS 设备采用型号为ZF-550的成套设备。500kV母线保护双重化配置,第一套采用RCS-915GD母差保护装置,第二套采用SGB-750系列母差保护装置。T区开关间短引线保护双重化配置,均采用PSL608U短引线保护装置。母差保护与开关间短引线保护交叉配置,无保护死区。2012年4月19日6时23分,500kV #2M 母差保护、5032和5033开关间短引线保护动作跳闸,跳开5013、5023、5033、5032开关。

2 保护及自动装置数据分析

保护动作情况发生后,保护人员到现场检查核对装置动作情况,查看装置动作报文及录波文件,首先排除了装置误动作的可能性,保护及自动装置数据简述如下:

(1)500kV #2M母差保护A套动作报告显示:2010-04-19 06:23:00:362保护启动,经5ms后变化量差动动作,选相B,发5013、5023、5033开关跳闸令,经21ms后稳态量差动动作,选相B,装置检测最大差动电流为2.81A。

(2)500kV #2母差保护B套动作报告显示:2012年4月19日6时23分0秒保护启动,经12ms母差B相差动动作,装置检测B相差动电流为2.761A,制动电流为2.771A。装置录波波形简图如图2所示。

500kV母线运行规程

500kV母线运行规程

500kV母线运行规程

绥中发电厂GMH150-3205 500kV母线保护运行规程

绥中发电厂2008-2-27

1总则

1.1、为了加强绥中发电厂继电保护及安全自动装置的运行管理,提高电力系统安全稳定运行水平,确保电厂可靠运行,特制定本规程。

1.2、本规程适用于绥中发电厂500KV母线保护装置。绥中发电厂的继电保护管理人员、调试人员、调度人员及运行人员应熟悉本规程有关条文并严格执行。

1.3、在执行本规程过程中,若发现有与上级相关规程规定不一致,或发现问题,应及时同绥中发电厂继电保护室联系,由继电保护室协调解决。

1.4、本规程修订权、解释权属于绥中发电厂继电保护班。

1.5、本规程自公布之日起生效。

2装置简介

2.1. 保护配置

CSC-150数字式成套母线保护装置适用于750kV及以下各种电压等级的母线系统,包括单母线、单母分段、双母线、双母分段及一个半断路器接线等多种接线型式。基于DSP和MCU合一的32位单片机,有利于保护装置的高可靠性。保护具体配置见下表:

500kV母线保护配置四面保护屏,500kVⅠ母线Ⅰ屏、500kVⅠ母线Ⅱ屏,500kVⅡ母线Ⅰ屏,500kVⅡ母线Ⅱ屏。保护装置的型号为GMH150-3025。500kVⅠ母线Ⅰ屏保护动作跳与Ⅰ母线有关开关的第一组跳闸线圈,500kVⅠ母线Ⅱ屏保护动作跳与Ⅰ母线有关开关的第二组跳闸线圈,500kVⅡ母线Ⅰ屏保护动作跳与Ⅱ母线有关开关的第一组跳闸线圈,500kVⅡ母线Ⅱ屏保护动作跳与Ⅱ母线有关开关的第二组跳闸线圈。各屏保护配置如下及保护动作执行情况:

500kV母差保护现场配置及运行维护分析

500kV母差保护现场配置及运行维护分析
同。 对于 R C S - -9 1 5 5 A B充 电保 护 , 当母联 断路 器跳 位继 电器
对 比深 圳 南 瑞 B P _ - 2 B型 母 差 保 护 装 置 和 南 瑞 继 保 R C S - - 9 1 5 A B型母差 保 护装 置 , 可 以发 现它 们 很多 的异 同之 处, 下面将从它们的工作原理 、 保护逻辑 上的差异等 方面进行 分析 比较 , 从而加深对母差保护的认识和理解 , 提高母 差保护 的现场配置及运行 和维护 。 1 . 2 . 1 两种母差保护原理的异 同 R C S - - 9 1 5 A B型母 差保 护 为 常 规 比率 差 动 , 其 动 作 判据
1 5 0 o k V母 差现 场 配置
其 中: I d s e t 为差动 电流 门槛值 ; K r 为复式比率 系数 。
1 . 2 . 2 两种母差保护中母联单元与不 同母线上元 件的对应 R C S - - 9 1 5 A B型母差保护装 置要 求母线 _ r A的极性 与 I 母 上 的元件一致 , 即母联为 I 母上 的元件 , 因此 , 该小差保护 的计 算公式为 : I 母/ J 、 差 电流 : I d l =I 1 ×S 1 1 +I 2×S 1 2+… ・ ・ ・ +I n×S l n +
I l kX S l k
I I 母小差电流 : I d 2=I 1 ×¥ 2 1 +I 2×¥ 2 2 +… … +I n x S 2 n —

500KV变电站保护配置

500KV变电站保护配置

500KV变电站继电保护

的配置

一、500KV变电站的特点:

1)容量大、一般装750MVA主变1-2台,容量为220KV变电站5-8倍。

2)出线回路数多一般500KV出线4-10回

220KV出线6-14回

3)低压侧装大容量的无功补偿装置(2X120MAR)

4)在电力系统中一般都是电力输送的枢纽变电站。其地位重要,变电站的事故或故障将直接影响主网的安全稳定运行。

5)500KV系统容量大,一次系统时常数增大(50-200ms)。保护必须

工作在暂态过程中,需用暂态CT。

6)500KV变电站,电压高、电磁场强、电磁干扰严重,包括对一些

仪器仪表工作的干扰。

二、500KV变电站主设备继电保护的要求

1)500KV主变、线路、220KV线路,500KV 220KV母线均采用双重

化配置。

2)近后备原则

3)复用通道(包用复用截波通道,微波通道,光纤通道)。

三、500KV线路保护的配置

1、500KV 线路的特点

a)长距离200-300km,重负荷可达100万千瓦。使短路电流接近负荷电流,甚至可能小于负荷电流例:平式初期:姚双线在双河侧做人工短路试验。

姚侧故障相电流仅1200多A。送100万瓦千负荷电流=1300A b)500KV 线路有许多同杆并架双回线,因其输送容易大,发生区内异名相跨线故障时,不允许将两回线同时切除。否则将影响系统的安全运行, 线路末端跨线故障时,首端距离保护,会看成相间故障。

c)

500KV —般采用1个半开关接线,线路停电时,开关要合环,需加短线保护。

d)线路输送功率大,稳定储备系数小,要保证系统稳定,要求保护动作速度快,整个故障切除时间小于100ms。保护动作时间一般要w 50ms。(全线故障)

500KV线路保护二次回路介绍

500KV线路保护二次回路介绍

500KV线路保护二次回路介绍

以500KV石岗线为例。石岗线的保护配置为:第一套保护为L90光纤差动保护,屏内包括L90差动保护装置、LPS后备保护装置、WGQ-871过压远跳装置;第二套保护为WXH-802A高频保护,屏内包括WXH-802A保护装置及WGQ-871过压远跳装置。断路器保护配置为RCS-921A保护装置,短引线保护配置为RCS-922保护装置。

一、TA二次电流回路

500KV系统一般为一个半断路器接线,接入线路保护的电流为边开关(5043)TA与中开关(5042)TA相应二次绕组的和电流,如图(一)所示,5043TA的第一组二次绕组与5042TA 的第一组二次绕组电流分别从各自TA端子箱引入到第一套保护屏,相同相别接入保护屏的同一端子,进行矢量和后提供给L90主保护、LPS后备保护、871过压远跳装置、5043断路器保护屏内的922A短引线保护、稳控A屏,路最在故障录波屏短接。对第二套线路保护,交流电流回路为5043与5042TA的第二组二次绕组分别从各自TA端子箱引人到WXH-802A 保护屏,相同相别回路接入到保护屏的同一端子,进行矢量和后进入WXH-802A保护保护装置、5043保护屏内的第二套短引线保护装置,最后电流回路的末断在稳控B屏内短接。

1n WXH-802A

20n

WGQ-871 500KV石岗线交流电流

WXH -800

1n

L90

2n

LPS

20n

WGQ-871

图(一)

注意事项同220KVTA二次回路,特别注意其N回路唯一的接地

点设在L90保护屏N回路和电流处。

500KV母线保护解析

500KV母线保护解析
• 可作为母线保护装置的一部分,也可以作为单独装置
• 比率制动特性母线差动保护和断路器失灵保护
• 可反映相间和接地故障
• 差动保护的动作定值较低,灵敏性好
• 动作速度快,从故障到输出跳闸脉冲约6-9ms • 外部故障TA饱和时,可靠不误动 • 可以使用不同变比和特性的TA •适用于不同的主接线方式,最大可达9个间隔
2 2

nRS( I j )
j 1
m
.
U0wk.baidu.com
I
j 1
m .
j
RS m . U0 ( I j ) kdRD3 j 1 2 2nkdRD3 /
U0 I0 2 2nkdRD3 /
若忽略执行元件的门槛 值U0,则 I0 = 0
Id K I r I 0
RS 制动系数 K kdRD3
上一张
(一 ) 保 护 柜
(二)差动继电器电原理图
上一张
.
II
L1 TA1
.
. L 2 III IM TA2
Lm TAm
其中 RS1=RS2
T1
T2
Tm
KSR TD
IC2 IC3 RD3
IR1
.
I1
.
V3
I2
.
V5
N L
UD
V2 KDR
Im

500kV线路及母线保护同时动作的分析

500kV线路及母线保护同时动作的分析
1 重 合 保 保 保 1保 保 1 护 护 护 及 护 护 瞬 三 三 三 5 距 距 时
护 动 B作 相 动 作
护 B 相 动 作
跳 B 相
跳 动 跳 B作 B 相 相
跳 B 相
出 口
差 动 动 作
羞 动 动 作
差 1加 动2速 动淘 动 作通 作 三
I 母母线保护配置 :A套南瑞继保 R C S - 9 1 5 E 、B套深
圳南瑞 B P . 2 B 。
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 7 — 0 8
图3 1 . 1 线两套保护 动作录波 图
一 、
=二二
c % ̄L - 6 3 2 I
5 l 0 4 1

常,有放电痕迹;电流互感器本体外观无其它异常。


I 呈 :
5 0 3 3 5 0 3 2 5 0 3I
3保 护动作情况分析
3 . 1 L 1 线 线路 保护
3 . 1 . 1线路双套 差动保 护 分析图 2 可知,故障点在母线保护与 L 1 线路保护的重叠 区内,属于线路保护区内故障。差动保护的差流为两侧故障 电流的代数和 , 制动电流为两侧故障电流的差( 为零) ,因此
5 0 0 k V 线 路 及 母 线 保 护 同 时 动 作 的 分 析
陈裕云 ,吴 珂 ,蔡 明 ,邓 清

500kVⅠ母线停电操作

500kVⅠ母线停电操作

19
典型操作票
61. 62. 63. 64. 65. 合上上泰Ⅰ线50512刀闸操作电源 拉开上泰Ⅰ线50512刀闸 检查上泰Ⅰ线50512刀闸三相确己拉 开拉开上泰Ⅰ线50512刀闸操作电源 拉开500kV #1母线CVT测量电压开关(区别在500千伏母线压变是一相仅做测量和
同期用)
66. 拉开500kV #1母线CVT二次开关(同上) 67. 验明500kV #1母线5127接地刀闸母线侧三相确无电压(应再次检查母线上
20
典型操作票
76. 拉开500kV #1母线5117接地刀闸操作电源 77. 将上泰Ⅰ线CSC101线路保护屏线路开关位置切换把手切至 “5051开关检修”位置(断开线路保护到此开关的跳闸回路) 78. 将上泰Ⅰ线RCS931及925线路保护屏线路开关位置切换把手 切至“5051开关检修”位置(断开线路保护到此开关的跳闸回路) 79. 将郓泰Ⅱ线RCS931及925线路保护屏线路开关位置切换把手 切至“5041开关检修位置(断开线路保护到此开关的跳闸回路) 80. 将郓泰Ⅱ线CSC101线路保护屏线路开关位置切换把手切至 “5041开关检修”位置(断开线路保护到此开关的跳闸回路) 81. 将川泰Ⅱ线RCS931及925线路保护屏线路开关位置切换把手 切至“中开关检修”位置(断开线路保护到此开关的跳闸回路) 82. 投入川泰Ⅱ线PSL602线路保护屏1LP29 5022开关停用压板 83. 将济泰线RCS931及925线路保护屏线路开关位置切换把手切 至“5011开关检修”位置(断开线路保护到此开关的跳闸回路) 21

500kV母线保护及失灵保护

500kV母线保护及失灵保护

500kV母线保护及失灵保护

第一部分500kV母线保护

第一节保护的配置

500kV母线采用两套RADSS/S型中阻抗差动母线保护和两套BP-2AE型复式比率差动母线保护。RADSS/S型的工作原理是将高阻抗特性和比率制动两者结合,从而显著降低了差动回路的负载阻值。此保护是一种高速、灵敏、中阻抗的、以电流瞬时值作测量比较的电流差动保护。在母线外部故障时,不管电流互感器饱和与否,差动,差动继电器均可靠不动作;但当母线内部故障时,差动继电器动作且动作速度极快,约1~3ms。两套保护分别由两组直流电源供电,分别作用于断路器跳闸线圈1、2。

BP-2AE型的工作原理是在制动量的计算中引入了差动电流,使得在区内故障时无制动,而在区外故障时则有极强的制动特性,因此更能明确地区别区内故障和区外故障。

500kV 1M、2M母线保护各有两套。1M母线保护对应1M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A(I);2M母线保护对应2M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A (Ⅱ)。1M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5011、5021、5031、5041、5051开关;2M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5013、5023、5033、5043、5053开关。

第二节保护的投入和退出

编号压板名称正常方式备注

1LP 5011三跳出口Ⅰ投入

2LP 5021三跳出口Ⅰ投入

3LP 5031三跳出口Ⅰ投入

4LP 5041三跳出口Ⅰ投入

5LP 5051三跳出口Ⅰ投入

7LP 5011三跳出口Ⅱ投入

8LP 5021三跳出口Ⅱ投入

500kV变电站母差失灵保护原理及回路特点的分析 王汉军

500kV变电站母差失灵保护原理及回路特点的分析 王汉军

500kV变电站母差失灵保护原理及回路特点的分析王汉军

摘要:变电站是电力供应的重要环节,如果任意一个环节出现失误,都会影响

供电的稳定,而500kV的变电站更是重中之重中,500kV的变电站会把电力调整

为多个电压等级,通过输电线路向外传输。但若是线路中出现故障,而线路断路

器拒动,无法迅速隔离故障,导致停电范围扩大及影响线路电路输送的稳定,故

我们可根据电网继电保护提出的要求,设置母差失灵保护,在断路器失灵时,保

证保护装置迅速切除故障,从而让500kV变电站保持稳定的运行。

关键词:500kV变电站母差失灵保护;回路特点;一次接线

引言:500kV变电站内有多个电压等级,依据不同电压等级的一次设备,其

使用的母差失灵保护形成的二次回路等有很多不同,故对比不同电压母差失灵保

护后的原理,可以为优化500kV变电站母压失灵保护的操作提供理论支持。

1.500kV的母差保护失灵

1.1原理

500kV母线的发生故障后,母线保护判断为区内故障,具体的保护动作是跳

开母线上所有的断路器。因为500kV为三分之二接线方式,母线上某个断路器断

开后,电力系统可以正常供电,但其必须保证的前提是,线路上所有的断路器都

可以正常使用,并处于运行状态,故为简化回路的操作,让保护动作更加安全、

可靠,在500kV母差失灵保护的逻辑中,没有了有压闭锁的条件。当500kV断路

器失灵后,出现故障区域的断路器会被切除,而其他区域可以继续运行。比如某500kV变电站使用的5012断路器,该断路器保护装置的型号是RCS-921,它进行

失灵保护时,会跳5011、5013两个相邻开关的两组线圈。

500KV母线保护

500KV母线保护

500KV母线保护运行规程

一.保护配置

兆光二期工程的主接线方式采用3/2接线,靠近发变组侧为I母,远离发变组侧为II母。每组母线按配置两套母线保护,即:南瑞公司生产PRC15E-509型母线保护柜一面,深圳南瑞公司生产的BP-2B微机母线差动保护柜一面。PRC15E-509型母线保护柜包括:RCS-915E母线保护装置和打印机。BP-2B微机母线差动保护柜包括:BP-2B微机母线差动保护装置和打印机。

I母第一套母线保护:PRC15E-509型母线保护(B0ARM11)

I母第二套母线保护:BP-2B微机母线差动保护(B0ARM12)

II母第一套母线保护:PRC15E-509型母线保护(B0ARM21)

II母第二套母线保护:BP-2B微机母线差动保护(B0ARM22)

二.装置的具体配置

1.PRC15E-509型母线保护柜的构成:

1.1 装置的外观结构

装置正面自上而下为:RCS-915E母线保护装置,打印机层,保护压板层,右列为按钮。

装置的背面自上而下为:空气开关层,RCS-915E母线保护装置,打印机层。

1.2装置的保护压板、按钮、电源开关及信号说明:

1.2.1装置的按钮、电源开关说明:

1.2.2装置的信号说明:

“运行”灯为绿色,装置正常运行时点亮;

“母差动作”灯为红色,母差保护动作跳母线时点亮;“失灵动作”灯为红色,断路器失灵保护动作时点亮;“断线报警”灯为黄色,当发生交流回路异常时点亮;“报警”灯为黄色,当发生装置其它异常情况时点亮。

1.2.3装置的保护压板说明:

(1)I母PRC15E-509型母线保护柜(B0ARM11)

500kV变电站保护配置简介

500kV变电站保护配置简介

• 500kV线路重合闸装置按断路器配置。重合 闸方式包括:单相重合闸、三相重合闸、 综合重合闸及停用方式。
• 重合闸应由保护跳闸接点起动和断路器位 置不对应起动。 • 重合闸动作后,应能自动加速延时保护。
• 一个半断路器接线时,线路重合闸应整定 为一台先重合,另一台待第一台断路器重 合成功后再重合; • 如先重合的一台因某种原因而拒合,后合 的一台应能进行重合; • 如先重合的一台合于故障三相跳闸,则后 合的不再进行重合,即两台均三跳; • 如先合的断路器停用,后合的断路器应可 自动先合。
• 主变保护动作结果举例:
二、500kV线路保护
• 主保护:两套全线速动纵联保护。
• 后备保护:距离保护、零序电流保护、过 电压保护、短线保护、断路器失灵保护、 死区保护、三相不一致保护。 • 自动装置:远跳装置、重合闸装置。
• 两套主保护应独立、完整,并独立组屏, 即两套主保护的交流电流、交流电压、直 流电源、通讯设备、跳闸线圈等应相互独 立。 • 每套主保护对于全线路内发生的各种类型 故障均应能无时限动作切除故障,每套主 保护分别起动断路器的一组跳闸线圈,每 套主保护都有选相功能,实现分相跳闸和 三相跳闸。
• 纵差保护接入变高、变中断路器CT和变低 CT,动作跳主变三侧。 • 零序差动保护接入变高、变中套管CT和中 性点套管CT,动作跳主变三侧。
Hale Waihona Puke Baidu

500KV母线保护1.25

500KV母线保护1.25

断路器失灵保护
• 对于双母线和单母线接线方式,由于失灵保护的 动作对象是跳失灵断路器所在的母线上的所有断 路器,其跳闸对象与母线保护跳闸对象完全一致, 所以将失灵保护与母线保护做在同一套装置中以 节省二次电缆。但是3/2接线方式中,边断路器失 灵时除要求跳边断路器所在的母线上的所有断路 器外,还要跳中断路器。而中断路器失灵时,要 求跳同一串上相邻的两个边断路器。所以它们的 跳闸对象与母线保护的跳闸对象不相同。因此在 3/2接线方式中失灵保护不做在母线保护装置中, 另外与重合闸一起做成一套断路器保护。
设3/2接线的母线上有m个串,即m个连接元件
m个连接元件的电流和的绝对值即为差动电流:
差动电流
Id
I
j 1
m .
500KV母线I
j

I1 I2 Im
设各电流的方向指向母线为正,理想下: 正常及外部故障:
流出母线的电流(为负)与流入母线的电流(为正)相等

母线故障故障: Id = 0 Id = Ik (故障点的短路电流)
一次故障电流 50 kA RMS
DR的测量电流 Operation 0.1 ms after fault DR的动作状态
SR的动作状态
REB100的跳闸命令
Operation 0.6 ms after fault
Trip 5.7 ms after fault

500KV变电所线路保护整定计算

500KV变电所线路保护整定计算
(2)各电压等级的基准值计算:
500KV电压等级下:
220KV电压等级下:
(3)线路参数及标幺值计算:
500KV一号线(双回路):
500KV二号线(双回路):
220KV三号线:
220KV四号线:
表2.2线路阻抗表:
名称
符号
电抗编号
基础参数
标么值
标号
线路1(500KV)
L1
200km,0.302Ω/km
1)短路电流计算:
kA
3.500kV出线末端发生三相短路时
(1)正序等值电路:
KA
4.出线末端发生单相接地电路时
(ห้องสมุดไป่ตู้)正序等值电路
(2)负序等值电路
与正序时阻抗是一样的,
(3)零序等值电路
在最小运行方式下
1.当500KV母线发生三相短路时
2.500kV母线发生单相接地时
(1).正序等值电路:
(2)负序等值电路
关键词:500KV;保护配置;整定;仿真;MATLAB
Abstract
This article inviewof the500KV transformer substation demonstrationproject system wiring and the line protection disposition situation,has carried onsettingthe computation to the 500kV line, analyzed andhas discussed the question which the demonstration project lineprotection disposition plan,setting, the application principle andsettingcenter should pay attention. The 500KV transformer substationline host protection should dispose the entire line speed the verticaljoint differential motion protection, as well as the zero forewordelectric current protects and is away from the protection. For withthe MATLAB simulation electrical power systemprotection configuremovementsituation, developed has developed the platform based on MATLABprotection configurethe simulation training system, this system built themodule, the tidal current computation module by the system graph,short-circuits the computation module, the breakdown simulationmodule, the protection simulation interface module constitution. Thepresent paper has established the single-phasecoincidencemodel,this model constitutes by the many kinds of simulations module,simulation single-phasecoincidencemovement process. The profileresult indicated conforms to the theory analysis result.

华东电网500kV保护介绍

华东电网500kV保护介绍

华东电⽹500kV保护介绍

华东电⽹500kV保护介绍

⼀、基本概念

1、主保护:满⾜系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除故障的保护。

2、后备保护:当主保护或开关拒动时,⽤以切除故障的保护。分近后备和远后备。

近后备:故障元件⾃⾝的后备保护动作切除故障。(失灵保护)

远后备:相邻元件的保护动作切除故障。

3、辅助保护:补充主保护和后备保护性能,或当主保护和后备保护退出时⽤以切除故障的保护。(短线保护、开关临时过流保护)

⼆、3/2接线的特点(针对保护)

1、⼀条出线对应两个开关

线路保护CT采⽤和电流

有重合闸优先问题

中间开关同时和两条出线(主变)有关联

2、线路⽐母线重要(母线采⽤单相PT、线路采⽤三相)

线路保护所需电压⽆需进⾏电压切换

3、母差故障不能直接发信跳对侧开关,必须检测到有开关失灵才发远跳使对侧相应开关跳闸

4、有出线闸⼑的接线需配置短线保护。

三、500kV线路、开关保护介绍

(⼀)保护配置

1、对线路保护的总体要求

a. 保护范围内任何故障保护能正确动作,具体故障类型:

简单故障:单相接地、两相短路、两相接地、三相短路

振荡过程中故障

⾮全相运⾏时故障

转换性故障

重合于(后)故障

⾦属性故障

带较⼤过渡电阻故障(300Ω)

b. 全线速动保护(与通道配合)要求0.1s内切除故障,出⼝故障或电⽹薄弱处尽可能更快;

c. 出⼝故障,应能正确动作;

d. 振荡时保护不能误动;

e. 重负荷、长线路短路电流与负荷⽔平很接近,保护既要能躲过最⼤负荷,⼜要能在经较⼤过渡电阻接地故障时正确动作;

f. 超⾼压长线路故障时暂态过程长,尤其直流分量影响较⼤,保护应正确动作。(TPY)

继电保护装置中500kV 母线保护改造方案探讨

继电保护装置中500kV 母线保护改造方案探讨

继电保护装置中500kV 母线保护改造方案探讨2019年,兰溪电厂对其500kV系统母线差动保護装置进行了国产化改造。

鉴于该保护装置的重要性以及可能存在的安全风险,在改造前进行了仔细的策划。本文以该电厂为例阐述了母线保护改造中遇到的问题以及所采取的相应措施。标签:继电保护装置;500kV母线保护改造方案;探讨

1.保护现状

兰溪电厂500kV系统GIS升压站于2005年底投入运行,采用3/2接线方式,现有4个完整串加一个不完整串,该不完整串为01号高备变5001开关,接于Ⅱ母母线。整个系统共有4台变压器和4条出线,见图1。每组母线按双重化配置REB-103中阻抗测量原理的比率制动特性静态型母线差动保护装置,装置具有快速、可靠的优点。然而由于其运行时间已有14年,服役期过长,里面的元器件也逐步老化,性能开始下降,影响安全运行。且设备厂家已停止生产该保护装置的备件,不利于设备的日常维护,若继续使用,将影响我厂机组乃至系统稳定可靠运行。另因该保护装置属非微机型保护装置,不具备录波等功能,在平时运行中不方便进行差流测试,无法监测差回路运行状况。因此在当前国产化、微机化的大环境下,计划对该保护装置进行国产化改造。

2.改造方案制定与实施

新保护装置采用PCS-915C和CSC-150C型国产微机型保护装置,均为常规比率差动保护,即保护设备的双重化配置可防止因继电保护拒动给设备带来进一步的损坏,提高保护的完备性。也可在保护装置出现故障、异常或检修时避免因一次设备缺少保护而导致不必要的停运,保证设备运行的连续性,提高经济效益,因此,保护双重化是现阶段提高继电保护可靠性的关键措施之一。根据现有条件,保护的改造可采取一次设备停电和不停电两种情况下实施,只是在改造前的二次安措方面有所不同。分析两种方式的安措优缺点:

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连接元件的电流同相,Id=Ir,判据成立,继电器可靠动作
母线外发生故障,故障支路TA严重饱和
设 m支路外部 F点故障,TAm饱和,Im=0, Tm 二次看其等 值阻抗极小,用 Rm表示
+
母差1出口
母差1出口
跳圈Y1
+ - 直流I
上一张
500KV母线保护
• 区外故障不动作 • 区内故障灵敏性和快速性好 • 与其它自动装置配合可靠
一般选择带制动特性的母差保护
模拟式 数字式
500KV母线保护
上一张
500KV母线与220KV母线保护比较 500Kv一般3/2接线,220Kv以双母线类型较多
因有
.
.
.
I 1 n I 1 ,I 2 n I 2 ,… I m n I m
故有
UR22nRS(I.1I. 2I. m)
22
m.
nRS I j
j1
可见该差动元件采用绝对值之和的制动方式
500KV母
线保护
上一张
在 N 接点上有电流关系
原理图
.
..
.
m.
动作电流 IdI1I2Im I j
j1
Id经过TD变换后,得IC3,在RD3上形成动作电压 UD
I Z
二次
极大
极小
(a)
500KV母线
上一张
原理图
… TAm
I1 I2
Im=0 负荷支路
I1=0 Z1 一次
Z2 I2=0
Z
二次
(b)
极大
500KV母线保护
母线外发生故障,TA不饱和
上一张 系统图 等值图
m.
m.
Id I j 0,Ir I j 很大,判据不成立,继电器不动作
j1
j1
母线上发生故障,TA不饱和
2
U0
2nkdRD3/
Id K I r I0
制动系数 K RS kdRD3
I0
U0
2 2nkdRD3/
若忽略执行元件的门槛 值U0,则 I0 = 0
500KV母线保护 该保护原理基于以下准则
上一张
原理图
• 在电流互感器不饱和时,测量回路各单元电流之和在正常及
母线外部故障时为0;在母线内部故障时为各短路电流之和
I1 I2
Im
流出母线的电流(为负)与流入母线的电流(为正)相等
母线故障故障:
所有电流同相
故 Id = 0
故 Id = Ik (故障点的短路电流)
500KV母线保护
动作判据 不带制动特性 带制动特性
差动定值
Id ID Id K Ir + I0
上一张
制动电流 最小动作值
制动电流 Ir 选取:
或 Id K Ir Id I0
500KV母线保护
上一张
500KV母线保护
• 3/2接线的两段母线分别装设保护 • 每段母线保护双重化 • 配置差动保护 • 一般不装设闭锁装置 • 配有断路器失灵保护
500KV母线I
直流II+
跳圈Y2
母差2出口







母差2出口

直流I+I -
跳圈Y2
500KV母线II
跳圈Y1
上一张
-
直流I
.
II
L1
.III L2
.IM Lm
TA1
TA2
TAm
上一张
其中 RS1=RS2
T1
.
.
I1
I2
V3
T2
.
Im V5
V4
V6
分析
制动
差动
行为
Tm KSR TD
N
IC2
IR1
IC3
UD
RD3
V2
L V7
V8 Ir
K
RS1 RD11
Id
UR
RS2
KDR V1
▪ TA1~Tam—电流互感器,其变比为nTA ▪ T1~Tm —辅助变流器,其变比为 k ▪ TD —中间变流器,其变比为kd ▪ KDR —差动继电器的执行元件, ▪ KSR —起动继电器 ▪ 综合变比 n =k / nTA
上一张
原理图
500KV母线保护
上一张
原理图
▪ T1~Tm为辅助变流器,其输出电流I1~ Im分别正比于连接
元件电流II~ IM。即I1 = n II , … Im = nIM,n为综合变比
▪ 电流I1~ Im分别经二极管V3、V4和V5、V6及V7、V8全波
整流,在RS1+RS2 = RS上形成制动电压UR
动作区
Id
无制动
ID
I0= 0
I0
制动区
0
Ir
j1
正常及外部故障时:
各电流必然有正有负 , Id = 0 , Ir »Id,判据不成立
母线上发生故障时:
各电流均为正(同相) , Id = Ir, I0很小,合理选取制动系数K
可使判据成立,保护动作
500KV母线保
上一张

• 可作为母线保护装置的一部分,也可以作为单独装置
制动系数
• 所有支路中最大电流:最大制动方式 • 各支路电流的绝对值之和:绝对值之和制动方式 • 制动电流中含有差动电流:复合制动方式
500KV母线保护
上一张
绝对值之和制动方式讨论
0.3~0.8
返回
设其判据为
Id K Ir + I0
其中
差动电流
制动电流
m.
Id I j
j1
m.
Ir I j
• 无倒闸操作,无需运行方式的识别
• 无充电保护 • 无互联状态 • 无需电压闭锁元件
上一张
500KV母线保护
设3/2接线的母线上有m个串,即m个连接元件
m个连接元件的电流和的绝对值即为差动电流:
差动电流
m.
Id I j
j1
500KV母线I

设各电流的方向指向母线为正,理想下:
正常及外部故障:
• 比率制动特性母线差动保护和断路器失灵保护
• 可反映相间和接地故障
• 差动保护的动作定值较低,灵敏性好
• 动作速度快,从故障到输出跳闸脉冲约6-9ms
• 外部故障TA饱和时,可靠不误动
• 可以使用不同变比和特性的TA
•适用于不同的主接线方式,最大可达9个间隔
50
上一张
0K
V

线


500KV母线保护
▪ 以电流I1为例
n = k / nTA
正半周时: T1 V4 K RS2 RD11 TD KSR N
负半周时: T1 V3 L RS1 RD11 TD KSR N
所以,在RS1+RS2上形成全波整流电压,即为制动电压UR
500KV母
线保护
上一张
制动电压用平均电压表示为
原理图
UR22RS(1II2Im)
Hale Waihona Puke Baidu
• 电流互感器严重饱和时,其二次回路阻抗极小(小电阻),
二次输出电流为0(a图)
• 对母线内部故障,空载线路的电流互感器阻抗极大(b图)
I1 Z1
Z2 I2=0
I1=0 Z1
Z2 I2=0
一次
I Z
二次
一次
Z
二次
极大
极小
(a)
(b)
极大
500KV母线
… Im TAm I1 I2
I1 Z1
Z2 I2=0
UD 2
2 kdIdRD3
2
2 nkdRD3
m
.
Ij
j1
KDR的动作方程
KDR的动作电压
UD UR U0
500KV母线保护 上一张
判据
UD UR U0
即:
2 2
m.
nkdRD3 I j
j1
22
m.
- nRS( I j )
j1
U0
m.
Ij
j1
-
RS
m
(
kdRD3 j1
.
I j)
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