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1、南网标准化母差保护,电流互感器饱和问题,问题的实质：TA铁芯的非线性 研究的方法：由专业互感器生产厂用与 一次电流互感器相同的材料制作了截面 积小的易饱和电流互感器，通过大量的 试验对电流互感器的饱和特性进行定量 的研究。,电流20In，无非周期分量,电流40In，无非周期分量,电流20In，时间常数180ms（89） 短路角60,电流20In，时间常数60ms（87）,电流20In，时间常数260ms（89.3）,硬件配置图,母差保护抗TA饱和方案,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原理，同时以带有波形鉴别的稳态比率差动作为辅助判据，从根本上解决了灵敏度与安全性的矛盾。
2、,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原理（国家发明专利ZL 991145186,获第八届中国发明专利奖） 构成元件：1工频变化量差流过流继电器2工频变化量比率差动继电器3电压开放元件,自适应加权式差动保护,大差K可整定，小差K=0.75,工频变化量比率差动元件,电压开放元件（U ）： |u| UT +0.05UN u： 母线电压工频变化量瞬时值 UT ： 母线电压工频变化量浮动门坎 0.05UN ：固定门坎无论何种故障，u都会自适应地开放。,电压开放元件,自适应加权式差动保护,该保护具有极强的抗TA饱和能力。在区外故障，TA正确传变时间仅为2ms时也能可靠制动；同时又有很高的
3、灵敏度，即使是在重负荷运行状态下发生区内故障，或经过渡电阻短路时也能可靠动作，且动作速度快，整组动作时间为812ms。,抗TA饱和性能十分优异 动作速度快，812ms出口 灵敏度高，受故障接地电阻以及负荷的影响小 灵敏度不受常规制动系数的影响从根本上解决了母差保护 灵敏度与可靠性之间的矛盾,自适应加权式差动保护,稳态比率差动保护,由于反应工频变化量的保护不能保护同名相区外转区内的特殊故障，本装置中仍保留反应稳态量的比率差动保护，为防止TA饱和时误动，提出利用波形特征检测TA饱和的判据。,制动系数K可整定,稳态比率差动保护,稳态比率差动保护,由谐波制动原理构成的TA饱和检测元件的原理利用了TA饱
4、和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测TA是否发生饱和。利用波形特征检测TA饱和的判据同样具有很强抗TA饱和能力，并且不依赖于制动系数，而且在区外故障TA饱和后发生同名相转换性故障的极端情况下仍能较快切除母线故障。,母差保护原理,母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择,采用比率制动原理：,大差高值固定取0.5，小差高值固定取0.6；大差低值固定取0.3，小差低值固定取0.5 当大差高值和小差低值同时动作，或大差低值和小差高值同时动作时，比例差动元件动作。,I,II,保护对运行方式的自适应,保护对运行方式的自适应,为防止
5、在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够。因此比例差动元件的比率制动系数设高低两个定值：大差高值固定取0.5，小差高值固定取0.6；大差低值固定取0.3，小差低值固定取0.5。 当大差高值和小差低值同时动作，或大差低值和小差高值同时动作时，比例差动元件动作。,电压闭锁元件,其判据为 UUbs3U0U0bsU2U2bs其中:U为相电压，3U0为三倍零序电压(自产),U2为负序相电压Ubs 为相电压闭锁值，U0bs和U2bs分别为零序、负序电压闭锁值对于国网标准化版本，电压闭锁定值为固定值，无需用户整定。相电压为41V（0.7UN)，负序电压4V，零序电压6V。以
6、上三个判据任一个动作时，电压闭锁元件开放。在动作于故障母线跳闸时必须经相应的母线电压闭锁元件闭锁；在差动动作于母联或分段跳闸时，必须满足该母联或分段的相关母线中任一母线电压闭锁元件开放。,母线差动保护,当抗饱和母差动作，且无母线跳闸，为防止保护拒动，设置两时限后备保护段，其中第一时限切除有流且无刀闸位置开入的支路及电压闭锁开放的母联（分段）开关，第二时限切除所有支路电流大于2In的支路，以最大限度降低对系统影响且尽可能减少不必要的切除。,当有刀闸位置变位时，需要运行人员检查无误后按刀闸位置确认按钮复归； 刀闸位置出现双跨时，不响应刀闸位置确认按钮； 当某条支路有电流而无刀闸位置时，装置能够记忆
7、原来的刀闸位置，并根据当前系统的电流分布情况校验该支路刀闸位置的正确性，此时不响应刀闸位置确认按钮； 因刀闸位置错误产生小差电流时，装置会根据当前系统的电流分布情况计算出该支路的正确刀闸位置。,母线运行方式判别,当有刀闸位置变位时，需要运行人员检查无误后按刀闸位置确认按钮复归； 刀闸位置出现双跨时，不响应刀闸位置确认按钮； 当某条支路有电流而无刀闸位置时，装置能够记忆原来的刀闸位置，并根据当前系统的电流分布情况校验该支路刀闸位置的正确性，此时不响应刀闸位置确认按钮； 因刀闸位置错误产生小差电流时，装置会根据当前系统的电流分布情况计算出该支路的正确刀闸位置。,母线运行方式判别,母联过流保护包含两
8、段相过流及一段零序过流，过流保护经保护投入压板和整定值中相应段保护投入控制字投退。母联过流保护动作启动母联失灵。 母联过流保护有专门的起动元件。在母联过流保护投入时，当母联电流任一相大于母联过流整定值，或母联零序电流大于零序过流整定值时，母联过流起动元件动作去控制母联过流保护部分。 母联过流保护在任一相母联电流大于过流整定值，或母联零序电流大于零序过流整定值时，经整定延时跳母联开关，母联过流保护不经复合电压元件闭锁。,母联过流保护,母联失灵保护,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，母联失灵保护经各母线电压闭锁分别跳相应的母线。母差保护、母联过流保护及母联非全相保
9、护均可以起动母联失灵保护。母联失灵保护功能固定投入。 装置具备外部保护启动本装置的母联失灵保护功能，当装置检测到“外部启动母联失灵”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，母联失灵保护分别经相应母线电压闭锁后经母联分段失灵时间切除相应母线上的分段开关及其它所有连接元件。,母联死区保护,若母联开关和母联TA之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于TA侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，专设了母联死区保护。,I,II,母联合位位置死区保护,若母联开关和母联CT之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于CT侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，专设了母联死区
10、保护。本装置的母联死区保护在差动保护发母联跳令后，母联开关已跳开而母联CT仍有电流，且大差比率差动元件不返回的情况下，经死区动作延时150ms将母联电流退出小差。,母联跳闸位置死区保护,为防止母联在跳位时发生死区故障将母线全切除，当两母线处运行状态、母联在跳位时母联电流不计入小差,母联死区保护调试,母联开关处于合位时的死区故障 用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护发母线跳令后，继续通入故障电流，经整定延时150ms母联死区保护动作将另一条母线切除。 2.母联开关处于跳位时的死区故障 投入母联分列运行压板，并短接母联TWJ开入（TWJ1），按上述试验步骤模拟母
11、线区内故障，保护应只跳死区侧母线。（注意：故障前两母线必须都在运行状态）,断路器失灵保护,失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该元件断路器，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。,断路器失灵保护,失灵保护还为各主变支路提供了联跳主变其他各侧开关的功能。主变开关失灵情况下在跳开主变支路所在母线的同时，联跳主变其他侧开关,PT断线,母线负序电压3U2大于0.2Un，延时1.25秒报该母线PT断线。 母线三相电压幅值之和（|Ua|+|Ub|+|Uc|）小于Un，且母联或任一出线的任一相有电流（0.04In）或母线任一相电压大于0.3Un，延时1.25秒延时报该母线PT断线
12、。 三相电压恢复正常后，经10秒延时后全部恢复正常运行。 当检测到系统有扰动时不进行PT断线的检测，以防止区外故障时误判。,TA断线,大差电流大于CT断线闭锁定值，延时5秒发CT断线报警信号。 大差电流小于CT断线闭锁定值，两个小差电流均大于CT断线闭锁定值时，延时5秒报母联CT断线。 如果仅母联CT断线不闭锁母差保护，但此时自动切到单母方式，发生区内故障时不再进行故障母线的选择。由大差电流判出的CT断线闭锁母差保护（其它保护功能不闭锁），需按屏上复归按钮复归CT断线报警信号，母差保护才能恢复正常运行。 当母线电压异常（母差电压闭锁开放）时不进行CT断线的检测。 大差电流大于CT断线告警定值时，延时5秒报CT异常报警。 大差电流小于CT断线告警定值，两个小差电流均大于CT断线告警定值时，延时5秒报母联CT异常报警。,装置利用隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，因此刀闸辅助触点的可靠性直接影响到保护的安全运行。为此，我们提供与母差保护装置配套的模拟盘以减小刀闸辅助触点的不可靠性对保护的影响。,母线运行方式判别(MNP-3),自动：S1打开，S2闭合，开入取决于刀闸辅助触点； 强制接通：S1闭合，开入状态被强制为导通状态； 强制断开：S1、S2均打开，开入状态被强制为断开状态。,母线运行方式判别(MNP-3),
