葛洲坝电厂500kV开关站保护及自动装置介绍

1 开关站主接线及常见故障类型简介
500kV继电保护配置原则
双重化 双重化必须满足： ①工作电源独立 ②出口回路独立 ③测量回路独立 ④高频通道独立
500kV II母
V.T.1/1 10WYH V.T.1/2
母线PT 5043DL
P2
6 5 4 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1
3 断路器保护配置介绍
• 当本断路器不管任何原因只有一相或两相跳开，处于
非全相状态时可由本保护跳开三相。 • 判据：①‘不一致投入’ 控制字投入。 ② 任一相TWJ动作且该相无电流，确认为该相 断路器在跳闸位置。 ③ 按②的判别方法又判断并非三相开关都处于 跳闸位置，确认为断路器三相不一致。 ④ 不一致零序过流元件动作或不一致负序过流 元件动作，此判据可由‘不一致经零负序电流’控制 字投退。 动作后果：满足上述判据经可整定的时间延时出口跳开 本断路器。
如图示：区内故障时，两侧实际短路电 流都是由母线流向线路，和参考方向一 致，都是正值，差动电流就很大，满足 差动方程，差流元件动作。
2 线路保护配置介绍
区外故障示意图
IK M 931 IM IN N 931
•
区外故障时，一侧电流由母线流向线路，为正 值，另一侧电流由线路流向母线，为负值，两 电流大小相同，方向相反，所以差动电流为零， 差流元件不动作。
4W
线保2 线保1 母差2 母差1 测量 失灵
REL521 高频距离保护 JCH-500 重合闸 JDB-500 断路器失灵保护
RCS-925A 过压远跳保护
13LH
3 2 1
P1
V.T.2/1 4WYH V.T.2/2
线路PT
5042DL
P1
1 2 3 4 5 6 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2
失灵保护动作后果 1DL失灵： 启动I母 启动主变保护 跳2DL 2DL失灵： 跳1DL 启动主变保护 跳3DL 启动远跳 3DL失灵： 启动II母 跳2DL 启动远跳
3 断路器保护配置介绍
失灵保护的动作顺序
• （1）瞬跳故障相 • （2）延时三跳故障断路器 • （3）延时跳相邻断路器
失灵保护由线路保护或主变保护启动
断路器三相不一致保护
3 断路器保护配置介绍
充电保护
• 投入条件：断路器对线路或变压器充电而合于
故障元件上时，由充电保护作为此种情况下的 保护。 • 构成：充电保护由两段式的电流保护实现。
• 动作后果：保护动作后跳本断路器
3 断路器保护配置介绍
死区保护
• •
在断路器和电流互感器之间发生短路时，在很多情况 下往往保护动作跳开断路器后故障并未切除 死区保护的动作判据为：当装置收到三跳信号，例如 线路三跳、发变三跳 , 或A、B 、C三个分相跳闸同时 动作，这时如果死区过流元件动作，对应的断路器已 跳开，装置收到三相的动作接点，经整定的时间延时 起动死区保护。
Ⅱ套
葛双 Ⅱ回 Ⅰ套 Ⅱ套
40P
47P (36P) 49P
SEL-321 (包含SEL-551、SEL-351)
SEL-321 (RCS-922、RCS-925) RCS-901 (包含RCS-922、RCS-925)
高频距离微机保护 （短引线、过压远跳）
高频距离微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离方向微机保护 （短引线、过压远跳）
•
•
3 断路器保护配置介绍
断路器失灵保护 当输电线路、变压器、母线或者其他主设备发生短路， 保护装置动作并发出跳闸指令，但故障设备的断路器 仍拒绝动作跳闸，称之为断路器失灵 失灵的原因主要有： 断路器跳闸线圈断线 断路器操作机构发生故障 液压式断路器的液压低 直流电源消失及控制回路故障
3 断路器保护配置介绍
•
死区保护的出口与失灵保护相同，动作后跳相邻断路 器。
3 断路器保护配置介绍
重合闸
• 500kV开关站采用单跳启动重合闸
• 重合闸由二种方式起动：位置不对应起动和外
部跳闸起动。
3 断路器保护配置介绍
3/2接线对重合闸的要求
JCH-500 重合闸
失灵 测量 变差 短线差 线保1 线保2
JDB-500 断路器失灵保护
12LH
RCS-901A 高频方向保护
RCS-925A 过压远跳保护
P2
4W
2 线路保护配置介绍
2 线路保护配置介绍
500kV开关站线路保护的配置
线路 葛凤 线 序号 Ⅰ套 Ⅱ套 葛双 Ⅰ回 Ⅰ套 盘号 29P 30P 39P 型号 LFP-901 (包含SEL-551、SEL-351) SEL-321 (包含SEL-551、SEL-351) LFP-901 (包含SEL-551、SEL-351） 名称 高频距离方向微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离方向微机保护 （短引线、过压远跳）
1 开关站主接线及常见故障类型简介
500kV开关站常见故障类型
1、线路故障 2、母线故障 3、断路器故障
1 开关站主接线及常见故障类型简介
500kV开关站对保护配置要求
能迅速切除各种故障，使被保护元件承受故障电 流时间最短，停电范围最小。
500kV开关站配置的保护 线路保护 母线保护 断路器保护 电抗器保护
3 断路器保护配置介绍
断路器保护的配置
断路器 1DL 2DL 3DL 厂家及型号 四方公司 CSI123 四方公司 CSI121A 四方公司 FCX-22J
四方公司 CSFU-104
名称 进线短引线保护
数字式综合重合闸装置
分相操作箱 选控及信号扩展
3 断路器保护配置介绍 进线短引线保护
短引线保护用于一个半接线方式的主接线中，当一串出线或进 线退出运行，隔刀拉开，且要求闭环运行时，需要投入短引线 保护。
JCH-500 重合闸
失灵 测量 变差 短线差 线保1 线保2
JDB-500 断路器失灵保护
12LH
RCS-901A 高频方向保护
RCS-925A 过压远跳保护
RCS-922B 短引线保护
P2
4WYH
P2
6பைடு நூலகம்5 4 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1
母差2 母差1 短线差 变差 测量 失灵
11LH
3 2 1
DL-24C 短引线保护 JDB-500 断路器失灵保护
P1
V.T.3/1
5041DL
9WYH V.T.3/2
母线PT
500kV I母线
500kV II母
V.T.1/1 10WYH V.T.1/2
母线PT 5043DL
P2
6 5 4 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1
• •
输电线路的零序电流保护是反应输电线路一端零序电 流的保护。 正常运行无零序电流
•
只有在接地短路时才有零序电流
2 线路保护配置介绍
零序保护的保护范围 零序电流I段：只保护本线路的一部分，按躲过本 线路末端接地时流过保护的最大零序电流整定 （未投入） 零序电流II段：能以较短的延时尽可能的切除本线 路范围内的故障(带延时）
3 断路器保护配置介绍
• •
如上图所示，隔离开关拉开，线路侧PT停电，线路保护停用，因 此短引线范围内的故障失去主保护，需投入短引线保护 短引线保护采纵联差动保护 短引线保护的投入和退出受隔离开关辅助接点控制，在隔离开关 合闸时停用 短引线保护的动作后果： 出线停用：跳2DL、3DL 进线停用：跳1DL、2DL
2 线路保护配置介绍
线路 清葛 线 序号 Ⅰ套 Ⅱ套 葛朝 Ⅱ 回 Ⅰ套 Ⅱ套 Ⅰ套 Ⅱ套 盘号 56P (37P) 57P 64P 74P 66P 75P 型号 REL-521 (RCS-922、RCS-925) RCS-901 (包含RCS-922、RCS-925) RCS-931 (包含RCS-922、RCS-925） RCS-931 (包含RCS-922、RCS-925) RCS-931 (包含RCS-922、RCS-925) RCS-931 (包含RCS-922、RCS-925) 名称 高频距离方向微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离微机保护 （短引线、过压远跳） 高频距离微机保护 （短引线、过压远跳）
葛朝 Ⅰ回
2 线路保护配置介绍
保护原理介绍
主保护： 光纤电流纵差保护原理（高频距离保 护） 后备保护: 距离保护 零序方向过流保护 动作后果：跳2DL、3DL
2 线路保护配置介绍
电流差动保护
M 931 IM IN N 931
规定TA的正极性端指向母线侧， 电流的参考方向以母线流向线路为 正方向。
目前国产的在500kV线路中应用的允许信号的 纵联保护是超范围允许式纵联保护。 ① 起动元件起动；② D+元件动作；D_元件不 动作；同时满足上述二个条件向对侧发高频信 号。③收到对侧的高频信号。同时满足上述三 个条件8ms后发跳闸命令。
2 线路保护配置介绍
• • •
距离保护 距离保护是反应输电线路一端电气量的变化的保护。 将输电线路一端的电压、电流加到阻抗继电器中，阻 抗继电器反应的是它们的比值，称之为测量阻抗。 阻抗继电器的测量阻抗反应了短路点的远近，也就反 应了短路点到保护安装处的距离，所以把以阻抗继电 器为核心构成的反应输电线路一端电气变化量的保护 称作距离保护。
2 线路保护配置介绍
光纤电流纵差保护原理
• 动作电流(差动电流)为：
Id IM I N
Id
0.75
• 制动电流为：
Ir IM I N
• 差流元件动作方程：
I cdqd
Ir
{
I d I cdqd
I d 0.75 I r
2 线路保护配置介绍
区内故障示意图
M 931 IM IN N 931
葛洲坝电厂500kV开关站保 护及自动装置介绍
2009年7月
目录
•1 •2 •3 •4 •5
开关站主接线及常见故障类型简介 线路保护配置介绍 断路器保护配置介绍 母线保护介绍 大江稳控切机装置、故障路波装置介绍
1
开关站主接线及常见故障类型简介
1 开关站主接线及常见故障类型简介 开关站主接线简介
2 线路保护配置介绍
距离保护的保护范围 距离保护I段：只保护本线路的一部分（瞬跳) 距离保护II段：可靠保护本线路的全长，它的保护 范围延伸到相邻线路(带延时）
距离保护III段：作为本线路I、II段的后备，在本 线路末端短路要有足够的灵敏度(带延时）
距离保护的优点：受运行方式的变化影响小
零序方向过流保护
4WYH
线保2 线保1 母差2 母差1 测量 失灵
REL521 高频距离保护 JCH-500 重合闸 JDB-500 断路器失灵保护
RCS-925A 过压远跳保护
RCS-922B 短引线保护
13LH
3 2 1
P1
V.T.2/1 4WYH V.T.2/2
线路PT
5042DL
P1
1 2 3 4 5 6 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2
零序电流III段：应可靠保护本线路的全长，在本 线路末端金属性接地短路时要有一定的灵敏度(带 延时） 零序电流IV段：做为I、II、III段保护的后备，保 护本线路的高阻接地短路。 零序电流保护的特点：受运行方式的变化影响大，只能反映 接地短路故障。零序IV段灵敏度高，保护过渡电阻的能力 很强。
3 断路器保护配置介绍
500kV开关站采用3/2接线方式，有6条进线和6条出 线 3/2接线方式的特点： 运行方式灵活多变，操作简便，检修简单，不容易产 生误操作； 在母线故障及检修时不停电； 在母线故障及断路器同时拒动的情况下，仍能保证大 部分元件不停电，可靠性高 投资大，维护工作量大，占地面积大。
1 开关站主接线及常见故障类型简介 断路器、隔刀、地刀的编号规律 开关站为50字头，以线路为核心 与线路有关的隔刀带6字 地刀带7，靠母线侧为7，另为17 3/2接线中与母线邻近的断路器叫边开关，两组 母线中间的断路器称为中间断路器。 靠近I母的边开关叫1DL 中间断路器叫2DL 靠近II母的边开关叫3DL
2 线路保护配置介绍
高频距离保护（允许式）
•
每端的保护必须在方向元件动作，同时又收到对端的 允许信号之后，才能动作于跳闸，只有故障线路的保 护符合这个条件。
允许式方向纵联保护工作原理 （a）网络接线及允许信号的传送 （b）基本框图
2 线路保护配置介绍
• 允许信号的纵联保护在500kV线路中应用较多。 •