国电南自SG B750系列数字式母线保护装置技术说明书(1)

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装置应能承受 GB/T 17626.9-1998 规定的试验严酷等级为 5 级的脉冲磁场抗扰度试验
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保护配置及技术参数
施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.8 阻尼振荡磁场抗扰度
装置应能承受 GB/T 17626.10-1998 规定的试验严酷等级为 5 级的阻尼振荡磁场抗扰度试 验 施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.9 振荡波抗扰度
化量差电流和制动电流 工频变化量差流和制动电流不同于常规差流及制动电流 因为常规 差流或制动电流都是故障分量和非故障分量的叠加 而工频变化量差流及工频变化量制动电 流则只反应故障分量 消除了非故障分量的影响 相比之下 工频变化量电流更反应了母线 故障的特征
假 设 快 速 启 动 时 刻 的 采 样 计 算 点 为 T 点 往 后 延 续 的 对 应 采 样 计 算 点 为 T+1 T+2, ,T+n 计算到 T+n 点的差流突变系数计算公式为
2004 年 6 月
*本说明书可能会被修改 请注意最新版本资料 *国电南自技术部监制
目录
1 概述
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2 装置主要功能及特点
2
2.1 原理特点
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2.2 辅助功能及结构特点
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3 保护配置及技术参数
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3.1 保护配置
4
3.2 技术参数
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4 保护原理说明
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4.1 母线差动保护
7
4.2 电压闭锁
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4.3 TA 回路断线的判别和处理
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4.4 断路器失灵保护
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4.5 母联断路器失灵和死区保护
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4.6 母联充电保护
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4.7 母联过流保护
16
4.8 双母线方式识别
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5 保护配置说明
19
5.1 母联兼旁路
19
5.2 旁路兼母联
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5.3 母线兼旁路
21
5.4 双母线单分段(双母线三分段)
21
5.5 双母线双分段
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6 有关保护整定的说明
4.1 母线差动保护
母线保护采用工频变化量电流和常规电流分相式电流差动保护原理 针对不同容量的电
力系统不同故障类型的故障特征 设置 差电流快速突变启动 及 差电流慢速积分启动
等双启动方案 快速启动 判别迅速准确 慢速启动,确保动作灵敏度
4.1.1 保护双启动判据
快速启动主要判据为
ÌIres ≥ Iop1
3.2.6 电磁兼容性 3.2.6.1 静电放电抗扰度
装置应能承受 GB/T 17626.2-1998 规定的试验严酷等级为 4 级的静电放电抗扰度试验 施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.2 射频电磁场抗扰度
装置应能承受 GB/T 17626.3-1998 规定的试验严酷等级为 3 级的射频电磁场抗扰度试验 施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度
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6.1 保护整定项目及原则
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6.2 整定值清单
27
1
概述
1 概述
针对 110kV-750kV 电力系统的特点 结合二十多年来在各电压等级母线保护领域内的理 论研究成果 成功的现场运行实践经验 我公司在全新的 EDP-01 嵌入式系统平台基础上开发 研制成 SG B750 系列数字式母线保护装置 提出一整套适用于多电压等级的可靠 快速 灵 敏 准确的母线保护新判据 采用不依赖电压判据的工频变化量和常规电流相结合的全电流 判别方式 以差电流动态追忆法和轨迹扫描法等方式准确地区别区内区外故障 具有发生区 外故障时 抗御 2ms 及以上 TA 饱和的能力 区外故障 TA 饱和母线保护不误动 区内故障 TA 饱和母线保护快速动作 保护装置技术性能优异 抗干扰能力强 功能齐全 界面友好 使 用方便 适用于 750kV 及以下各电压等级各种接线方式的母线
c 长期投入的常规电流差动保护 采用差流轨迹扫描法 对差电流轨迹进行不间断的扫 描监视 能够快速准确地识别区内 区外故障 同样具有发生区外故障时 抗御 2ms 及以上 TA 饱和的能力 区外故障转区内故障时 迅速动作于出口 区外故障 TA 饱和可靠不动作
d 不同电压等级的电力系统具有不同的特点 线路的感抗 容抗 阻抗角不同 非周期 分量和谐波分量衰减的时间常数也不同 SG B750 系列母线保护考虑了 110kV 750kV 各电 压等级中最严重的情况 采取各种有效措施加以克服 抗御系统非周期分量和谐波分量的能 力很强 因而对各电压等级的母线具有最广泛的适应性
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3 保护配置及技术参数
保护配置及技术参数
3.1 保护配置
各项保护功能为模块化设计 根据系统接线要求可选择配置 a 分相式电流差动保护 含工频变化量电流差动保护和常规电流差动保护 b 断路器失灵保护 c 母联失灵和死区保护 d 母联充电保护 e 母联过流保护 f 母联非全相保护 g 复合电压闭锁
3.2 技术参数
若 X1+X2<A 判为区外故障 TA 饱和 反之则判为区内故障 b) TA 饱和拐点判据
若 X2/X1<B 判为区外故障 TA 饱和 反之则判为区内故障 c) 区内故障特征连续性判据
若 X1+X2+X3 +X5>C 判为区内故障 d) 强干扰特征判别
∑Xt'⏐ 4(t=1 3 4 5 10) 判据 a 和 b 对工频变化量差流的形成过程及突变系数进行定量分析 当故障点 T 点 及追忆到故障前后的几个采样计算点均有足够大的故障电流增量 则判为区内故障 否则判 为区外故障 TA 饱和 判据 c 检查差流的连续性特征 作为母线区内故障时保护动作判别的必要条件 判据 d 对由于某些强干扰造成的采样坏数据具有抗干扰能力
3.2.1 额定参数 直流电源 220V 或 110V (允许波动范围 80% 110% ) 交流电压 100V/ 3 或 100V 额定电流 5A 或 1A 额定频率 50Hz 或 60Hz 交流电源 单相 220V 允许波动范围 85% 110%
3.2.2 整组动作时间 差动保护整组动作时间 含继电器动作时间 < 15ms (1.5 倍整定值时测量) 定值误差 < 3%
Xn= ⏐∑ÌIφ,(T+n) ⏐ / ∑⏐ÌIφ,(T+n) ⏐ Ì差动电流/Ì制动电流 工频变化量差流动态追忆法以工频变化量差流产生时刻的短路水平为依据 追忆 分析 工频变化量差流的形成和发展过程 快速正确判别区内故障或区外故障 TA 饱和 工频变化量差流动态追忆法主要由下列三个判据组成 a) 工频变化量差流形成判据
息量大 b 设置有全面完善的系统硬件及软件检测功能 自动报警 防患于未然 c 详尽的故障数据录波 强大的故障分析功能 以人为本 处处为方便着想 d 提供 RS485/RS422/RS232 以太网等通信接口 支持 IEC 60870-5-103 通讯规约 e 采用整面板 背插式机箱结构型式 强弱电完全分开 装置抗电磁干扰能力强
Βιβλιοθήκη Baidu差动判据相结合的方式,其主要动作判据如下
4.1.2.1 抗TA饱和的 差流动态追忆法
快速启动元件动作后 采用 差流动态追忆法 对出现的工频变化量差电流的形成和发
展过程进行追忆判别 以确认发生的故障类型 区外故障 TA 饱和母线保护可靠不动作 而区
7
保护原理说明
内故障则快速动作 不受 TA 饱和的影响 差流动态追忆法 利用装置采样的原始电流数据 取其工频变化量 并计算出工频变
F 设有两级 TA 断线报警功能 采用 差电流低值报警 高值闭锁差动保护 的方式 差电流判别精度高 对系统中较轻负荷单元的 TA 断线也能及时发现告警 TA 回路断线的事 故报告详尽 能反应出 TA 断线的时刻及断线的单元和相别 方便现场事故分析 查找原因
2
装置主要功能及特点
2.2 辅助功能及结构特点 a 采用大屏幕彩色触摸式液晶 显示系统主接线图及实时潮流分布 信息清楚分明 信
e 对于可能导致母线保护装置误动的小概率因素 例如 由于接入母线保护的各单元 TA 的特性不一致 在区外故障切除 不对称冲击负荷 系统解合环 并网 投切负荷等造成 的不平衡差电流 TA 断线造成的差电流 区外故障 TA 在 2 个周波以后再饱和造成的差电 流等情况 SG B750 系列母线保护从多方位采取预防为主的有效措施 确保母线保护装置不 误动 整套装置的安全性很高
装置应能承受 GB/T 17626.12-1998 规定的试验严酷等级为 4 级的振荡波抗扰度试验 施 加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.10 辐射发射限制
装置应能通过 GB 9254-1998 规定的辐射发射限值 A 类试验
6
4 保护原理说明
保护原理说明
国电南自 Q/GDNZ.JB.42.003-2003 标准备案号 127- 2004
SG B750 系列 数字式母线保护装置
技术说明书
国电南京自动化股份有限公司
GUODIAN NANJING AUTOMATION CO. LTD
SG B750 系列 数字式母线保护装置
技术说明书
V1.0 国电南京自动化股份有限公司
3.2.3 正常工作大气条件 环境温度 -10 +45 相对湿度 5 95 产品内部既不应凝露 也不应结冰 大气压力 86kPa 106kPa 66kPa 110kPa
3.2.4 贮存 运输的极限环境温度 -40 +70
4
保护配置及技术参数
3.2.5 过载能力 a 交流电流回路 2 倍额定电流 连续工作 10 倍额定电流 允许 10s 40 倍额定电流 允许 1s b 交流电压回路 1.2 倍额定电压 连续工作 1.5 倍额定电压 允许 30s c 直流电源回路 80% 110%额定电压 连续工作
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装置主要功能及特点
2 装置主要功能及特点
2.1 原理特点
a 采用工频变化量差流和常规差流自适应双启动原理 对系统发生的金属性或非金属性 故障 短路容量的差异所产生的不同故障特征 均能够在极短的时间内启动 并进入下一级 保护判别 启动灵敏度高,自适应能力强 有效地解决了不同容量的系统在不同负荷条件下发 生故障时 母线保护启动灵敏度不能完全适应的问题
ÌKres ≥ K1
其中 ÌIres 为工频突变量差电流
Iop1 为工频突变量差电流起动值
ÌKres 为工频突变量差电流与工频突变量制动电流的比值
K1 为工频变化量制动系数定值
ÌIres =⏐∑ÌIφ,T⏐ ÌKres = ⏐∑ÌIφ,T⏐ / ∑⏐ ÌIφ,T ⏐ 慢速启动主要判据为
∑|Id|≥ Iop2
Kres ≥ K2
其中 ∑|Id| 为常规差电流积分
Iop2 为常规差电流起动值
Kres 为常规差电流与制动电流的比值
K2 为常规制动系数定值
4.1.2 工频变化量电流差动保护
工频变化量电流差动保护不受负荷电流和各有源支路电势角差的影响 因而具有可靠
快速 灵敏的特点 为提高差动保护的安全性 采用工频变化量电流差动判据 与常规电流
b 工频变化量电流差动保护 采用差电流动态追忆法 以系统故障时刻的短路容量为基 础 追忆工频变化量差流的形成过程 快速准确地识别区内 区外故障 在 TA 产生 2ms 及 以上严重饱和的情况下 差电流动态追忆法能够快速准确地识别区内 区外故障 抗御 TA 饱和的能力强 区外故障 TA 饱和母线保护可靠不动作 区内故障 TA 饱和母线保护仍能迅速 动作
装置应能承受 GB/T 17626.4-1998 规定的试验严酷等级为 4 级的电快速瞬变脉冲群抗扰 度试验 施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.4 浪涌 冲击 抗扰度
装置应能承受 GB/T 17626.5-1998 规定的试验严酷等级为 4 级的浪涌 冲击 抗扰度试 验 施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.5 射频场感应的传导抗扰度
装置应能承受 GB/T 17626.6-1998 规定的试验严酷等级为 3 级的射频场感应的传导抗扰 度试验 施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.6 工频磁场抗扰度
装置应能承受 GB/T 17626.8-1998 规定的试验严酷等级为 5 级的工频磁场抗扰度试验 施加干扰期间 装置应无误动或拒动现象 试验后装置性能仍应符合规定 3.2.6.7 脉冲磁场抗扰度
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保护原理说明
X1+X2<A 突变量差流形成判据
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