电力系统失灵及死区保护

1.3
220KV母联开关的死区保护
220KV母联死区保护

TA1
TA2
*
TA5
*
2
死区内故障Ⅱ 母各断路器跳闸后故障 并未切除， Ⅰ母各断路器由母联失灵 保护动作时间又太长，希望由母联死 区保护去切除。
*
1

Ⅰ Ⅱ
5
3 4
TA3
*
TA4
*
母联死区保护在满足下述条件（与） 时发另一母线的跳闸命令： ① 母线差动保护发过II母线的跳令。 ② 母联开关已跳开（TWJ由0→1）。 ③ 母联TA任一相仍有电流。 ④ 大差差动元件及II母小差差动元件动 作后一直不返回。 ⑤ 达到死区动作延时 Tsq 。
(二) RCS902光纤距离保护的死区保护
母线保护动作发信： 如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时，对RCS902 光纤距离保护来说是区外故障，RCS902纵联距离保护不动 作。此时RCS915母线保护动作，跳本侧开关，但是对侧开 关没有跳，故障没有切除。 RCS902保护装置上有‘其它保护动作发信’的开入量端 子。一般此开入接点接的是‘母线保护动作’接点。 RCS902保护装置检查到此接点闭合后立即发信，对侧 RCS902收到这个允许信号，同时正方向元件又满足，所以 N侧RCS902主保护动作跳闸，把N侧开关跳开，故障切除。
电力系统 失灵及死区保护
中国 ·南京 ·南瑞继保 2013-01
目
第一章 1.1 1.2 1.3 1.4 第二章 2.1 2.2 2.3 2.4
录
220KV系统失灵和死区保护 220KV系统断路器失灵保护 220KV系统母联开关的失灵保护 220KV系统母联开关的死区保护 220KV系统线路开关的死区保护 500KV系统失灵和死区保护 500KV系统断路器失灵保护 南方电网500KV系统失灵保护跳闸回路(RCS921) 华东电网500KV系统失灵保护跳闸回路(RCS921) 500KV系统断路器死区保护
ES
M
N
F
1
TA
TA
2
ER
图2-7
故障发生在断路器与TA之间
(三) RCS902高频距离保护的死区保护
母线保护动作停信： 如下图所示的短路发生在断路器与TA之间时，对RCS902 高频距离保护来说是区外故障，RCS902高频距离保护不动 作。此时RCS915母线保护动作，跳本侧开关，但是对侧开 关没有跳，故障没有切除。 RCS902保护装置上有‘其它保护动作停 信’的开入量 端子。一般此开入接点接的是‘母线保护动作’接点。 RCS902保护装置检查到此接点闭合后立即停信，对侧 RCS902收不到这个闭锁信号，同时正方向元件又满足，所 以N侧RCS902主保护动作跳闸，把N侧开关跳开，故障切除。
投负序电流闭锁 I2>I2sl 一母失灵电压闭锁开放 投不经电压闭锁
&
SW YB
: :
断路器失灵保护保护投退控制字 断路器失灵保护保护投入压板
1.2
220KV系统母联开关的失灵保护
220KV系统母联开关失灵保护


当保护向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大 于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经两母线电压 闭锁后切除两母线上所有连接元件。通常情况下，只 有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。当 投入‚投母联过流起动母联失灵‛控制字时，母联过 流保护也可以起动母联失灵保护。 如果希望通过外部保护启动本装置的母联失灵保护， 应将系统参数中的‚投外部起动母联失灵‛控制字置1。 装置检测到‚外部起动母联失灵‛开入后，经整定延 时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵 保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件。 该开入若保持10S不返回，装置报‚外部起动母联失灵 长期起动‛，同时退出该起动功能。
220KV母联开关失灵保护

TA1
TA2
Ⅰ母故障，Ⅰ母的差动保护跳母联及 Ⅰ母上的所有断路器。如果母联断路 器失灵希望母联失灵保护跳Ⅱ母上的 所有断路器。
*
TA5
*
2

Ⅰ Ⅱ
*
1
5 3 4
TA3
*
TA4
*
母联失灵保护由下述几部分构成： ① 保护动作跳母联开关同时起动失灵 保护。 ② 母联任一相仍一直有电流（大于母 联失灵电流定值 I msl）。 ③ 同时满足上述两条件的时间大于整 定的时间（母联失灵延时时间 Tmsl ）。 ④ 再经两个母线电压闭锁（与）后切 除两母线上的所有连接元件。
220KV母联形状失灵保护逻辑框图
母差跳一母（或母差跳二母） 充电保护动作 外部起动母联失灵开入 母联过流保护动作 SW1 SW2
>=1
母联IA>Imsl 母联IB>Imsl 母联IC>Imsl 一母复合电压闭锁 二母复合电压闭锁
&
>=1
Tmsl
跳I、II母
&
SW1: 投外部起动母联失灵控制字 SW2: 投母联过流起动母联失灵控制字
≥1
& &
&
Tsq
跳二母
&
&
Tsq
跳一母
1.4
220KV线路开关的死区保护
(一) RCS931光纤差动保护的死区保护
M IM IN N
远 跳
931 915
光纤
931
如图示故障发生在TA和断路器之间，这时对 RCS931来说是区外故障，差动保护不动作。 这时母差保护RCS915动作跳本侧开关，同时 915发远跳信号给931，去跳对侧开关，来切除 死故障。
Fra Baidu bibliotek

第一章
220KV系统失灵和死区保护
1.1
220KV系统断路器失灵保护



220KV断路器失灵保护由母线保护完成(以 RCS915为例)，分为线路保护起动失灵和变压 器保护起动失灵。 线路保护起动失灵由线路保护的分相跳闸 接点起动，失灵保护跳闸时判复压元件。 变压器保护起动失灵由三跳接点起动，为 了保证变压器低压侧故障失灵保护能可靠动作 ，失灵保护要解除复压闭锁元件。
2
TS IA>Isl IB>Isl IC>Isl >=1
&
1
TA IA>Isl TB IB>Isl TC IC>Isl
&
&
>=1
断路器失灵 保护逻辑框图
&
>=1 投零序电流闭锁 I0>I0sl & >=1 >=1 SW YB & Tgt Tml Tsl & >=1 一母刀闸位置 运行方式判别 二母失灵电压闭锁开放 投不经电压闭锁 >=1 Tsl 切除二母各单元 二母刀闸位置 & Tml 跳母联 & Tgt 跟跳本线路 跟跳本线路 跳母联 切除一母各单元
220KV断路器失灵保护电压闭锁判据

复压元件由以下三个电压元件组成，为或的关系： Uφ≤Usl 3U0≥U0sl U2≥U2sl 其中 Uφ 为相电压， 3U0 为三倍零序、 U2 为负序相电压， Usl 为相电压闭锁定值， U0sl 和 U2sl 分别为零序、负序电压闭锁定 值。以上三个判据任一动作时，电压闭锁元件开放。 当用于中性点不接地系统时，将‚投中性点不接地系统‛ 控制字投入，此时电压闭锁元件的判据为 Ul ≤Usl； U2≥U2sl （其中Ul为线电压，Usl为线电压闭锁值）。 考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时，高压侧母线的 电压闭锁灵敏度有可能不够，因此可通过控制字选择主变支 路跳闸时失灵保护不经电压闭锁，这种情况下应同时将另一 付跳闸接点接至解除失灵复压闭锁开入，该接点动作时才允 许解除电压闭锁。该开入若保持10s不返回，装置报‚保护板 ／管理板 DSP2 长期起动‛，同时解除电压闭锁功能暂时退出。
500KV断路器失灵保护逻辑方框图



发、变三跳起动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流 及低功率因素两个条件，其过流值及低功率因素值见定值 表。 下图中A相电流高定值动作表示A相电流IA>失灵电流高定值 ，B相，C相与此类似；电流高定值动作表示A、B、C三相 任一相失灵电流高定值动作；负序电流满足表示一倍负序 电流大于负序电流定值；零序电流满足表示三倍的零序电 流大于失灵零序电流定值。 失灵动作时以第一时限跳开本侧开关，以第二时限跳开相 邻开关。
(2)元件支路开关失灵： 每个元件都有的三跳接点 Ts，当失灵保护检测到此接点动作时， 若该元件的任一相电流大于失灵相电流定值（或零序电流大于零序 电流定值、或负序电流大于负序电流定值，零序、负序判据可整定 投退），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护。失灵保护起动后 经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经跳母联延时动作于母联， 经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。 变压器支路失灵，要跳变压器各侧开关，跳闸由非电量保护完 成，跳闸路径如下图，母线保护发联跳接点到RCS974非电量保护装 置，RCS974把这个跳闸信号看做一个非电量信号，去联跳变压器各 侧开关。 起动失灵及跳闸接线如下图：

220KV母联死区保护逻辑框图
两母线均有电压 母联IA>0.04In 母联IB>0.04In 母联IC>0.04In 母联TWJ 母联IA>0.2In 母联IB>0.2In 母联IC>0.2In
母差跳一母 一母比例差动元件 大差比例差动元件 二母比例差动元件 母差跳二母
1
≥1
&
0 400
母联电流退出小差
ES
M
N
F
1
TA
TA
2
ER
图2-7
故障发生在断路器与TA之间

第二章
500KV系统失灵和死区保护
2.1
500KV系统断路器失灵保护
500KV系统接线图如下：
500KV断路器失灵保护




断路器失灵保护按照如下几种情况来考虑，即故障相失灵、非故障相失 灵和发、变三跳起动失灵，另外，充电保护动作时也起动失灵保护。 1：故障相失灵 按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作 后，先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经 “失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 2：非故障相失灵 由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件， 并且失灵过流低定值动作元件连续动作，此时输出的动作逻辑先经“失 灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时 间”延时跳开相邻断路器。 3：发、变三跳起动失灵 由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率 因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整 定控制字投退。输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相 跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 4：充电保护起动失灵 当充电保护动作时，如果失灵保护投入，则经“ 失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。
断路器失灵保护—接入方式

断路器失灵保护的接入方式：接入方式接入的量只是其它 保护跳闸接点闭合的信息，判断该断路器是否有电流、是 否有负序或零序电流、该连接元件接在哪条母线、以及复 合电压闭锁和计延时工作都由本装置完成。
2号线路保护 RCS-915A
TA TB
2T 。
A
＋。
。 2T 。 2T 。 2T
B
TC
C
TS
2
S
＋
。
1
TS
1T 。
S
1号变压器保护
220KV系统断路器失灵保护起动方式

断路器失灵保护由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点 起动(后附逻辑图)。输入本装置的跳闸接点有两种： (1)线路支路开关失灵： 由分相跳闸接点起动(逻辑图中虚框1所示)，分别对应元 件2、3、4、5、7、8、9、10、12、13、14、15、17、18、19、 20的跳A、跳B、跳C，通常与线路保护连接，当失灵保护保护 检测到此接点动作时，若该元件的对应相电流大于失灵相电 流定值（或零序电流大于零序电流定值、或负序电流大于负 序电流定值，零序、负序判据可整定投退），则经过失灵保 护电压闭锁起动失灵保护；
220KV系统断路器失灵保护原理

2
l1
6
T2
1
5
7
Ⅰ Ⅱ

3
8
l2
T1

4
9
如果 T1 变压器内故障3断路器失 灵，假如没有断路器失灵保护，2、 9线路保护Ⅱ段或Ⅲ段跳闸， 变 压器 T2 后备保护动作跳变压器。 加长了故障切除时间并造成变电 站全停。 用断路器失灵保护切除5、8断路 器可保留Ⅰ母继续运行又加快了 故障切除时间。 断路器失灵保护判据为：有保护 对该断路器发过跳闸命令，但该 断路器依然有电流，经延时跳母 联及该断路器所在母线。
220KV分裂运行母线母联死区保护

为防止双母线分列运行（母联断路器在跳位）情况下 在死区范围内发生故障时，由于母差保护和母联死区保 护动作造成两条母线全切除的严重后果，采取如下措施： 当检测到母联断路器在跳位( TW J 1)且两条母线均有 电压时，母联电流不再计入两条母线小差的计算内。此 时如果在死区范围内发生故障，大差及TA侧小差能动作 跳TA侧母线，断路器侧由于小差不动不会跳闸，保留了 断路器侧母线的正常工作