KV母线保护学习教案

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1、会计学1KV母线母线(mxin)保护保护第一页，共32页。一、500KV母线(mxin)保护的配置 3/2接线的两段母线(mxin)分别装设保护 每段母线(mxin)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第1页/共31页第二页，共32页。500KV母线(mxin)II500KV母线(mxin)I失失灵灵保保护护失失灵灵保保护护母差母差1 1出口出口(ch ku)(ch ku)跳圈Y1跳圈Y2跳圈Y1跳圈Y2母差母差1 1出口出口母差母差2 2出口出口母差母差2 2出口出口+-直流直流I直流直流I直流直流II直流直流II第2页/共31页第三页，共32页。二、500KV母

2、线(mxin)保护的要求 区外(q wi)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一般选择(xunz)带制动特性的母差保护带制动特性的母差保护数字式数字式模拟式模拟式第3页/共31页第四页，共32页。500KV500KV母线母线(mxin)(mxin)保护保护的要求的要求 无倒闸操作，无需运行方式的识别 无充电(chng din)保护 无互联状态 无需电压闭锁元件500KV母线与母线与220KV母线保护母线保护(boh)比较比较500Kv一般一般3/2接线，接线，220Kv以双母线类型较多以双母线类型较多第4页/共31页第五页，共32页。三、比率(bl)制动特性母线

3、差动保护原理分析设设3/2接线的母线上有接线的母线上有m个串，即个串，即m个连接个连接(linji)元件元件m个连接个连接(linji)元件的电流和的绝对值即为差动电流：元件的电流和的绝对值即为差动电流：I1I2Im500KV母线I差动电流差动电流设各电流的方向指向母线为正，理想下：设各电流的方向指向母线为正，理想下：流出母线的电流（为负）与流入母线的电流（为正）相等流出母线的电流（为负）与流入母线的电流（为正）相等 故故 Id = 0母线故障故障母线故障故障：正常及外部故障正常及外部故障：所有电流同相所有电流同相 故故 Id = Ik （故障点的短路电流）（故障点的短路电流）第5页/共31页

4、第六页，共32页。带制动特性母线保护带制动特性母线保护(boh)(boh)原原理分析理分析动作动作(dngzu)判据判据制动电流制动电流(dinli) Ir 选取：选取：不带制动特性不带制动特性带制动特性带制动特性Id IDId K Ir + I0差动定值差动定值制动电流制动电流制动系数制动系数Id K IrId I0或或最小动作值最小动作值 所有支路中最大电流：最大制动方式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：复合制动方式制动电流中含有差动电流：复合制动方式第6页/共31页第七页，共32

5、页。带制动特性母线保护原理带制动特性母线保护原理(yunl)(yunl)分析分析制动制动(zh dn)电流电流 设其判据设其判据(pn j)为为Id K Ir + I0绝对值之和制动方式讨论绝对值之和制动方式讨论其中其中差动电流差动电流 I0I0= 0制动区制动区动作区动作区IrId0ID无制动无制动正常及外部故障时：正常及外部故障时：各电流必然有正有负各电流必然有正有负 ， Id = 0 ， Ir Id，判据，判据不成立不成立 母线上发生故障时：母线上发生故障时：各电流均为正各电流均为正(同相同相) ， Id = Ir， I0很小，合理选取制动系数很小，合理选取制动系数K 可使可使判据成立判

6、据成立，保护动作，保护动作第7页/共31页第八页，共32页。四、REB103 可作为母线保护装置的一部分，也可以作为单独装置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可反映相间和接地故障 差动保护的动作差动保护的动作(dngzu)定值较低，灵敏性好定值较低，灵敏性好 动作动作(dngzu)速度快，从故障到输出跳闸脉冲约速度快，从故障到输出跳闸脉冲约6-9ms 外部故障外部故障TA饱和时，可靠不误动饱和时，可靠不误动 可以使用不同变比和特性的可以使用不同变比和特性的TA适用于不同的主接线方

7、式，最大可达适用于不同的主接线方式，最大可达9个间隔个间隔第8页/共31页第九页，共32页。( (一一一一) )保保保保护护护护(b(bohoh)柜柜柜柜第9页/共31页第十页，共32页。（二）差动继电器电原理图（二）差动继电器电原理图（二）差动继电器电原理图（二）差动继电器电原理图.KDRL1L2LmTA2TAmTA1V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2RS1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1IC2IC3.其中其中 RS1=RS2V1第10页/共31页第十一页，共32页。 TA1Tam电流互感器，其变比为电流互感器，其变比为nTA T1

8、Tm 辅助变流器，其变比为辅助变流器，其变比为 k TD 中间变流器，其变比为中间变流器，其变比为kd KDR 差动继电器的执行元件差动继电器的执行元件(yunjin)， KSR 起动继电器起动继电器 综合变比综合变比 n =k / nTA第11页/共31页第十二页，共32页。（三）差动继电器原理（三）差动继电器原理（三）差动继电器原理（三）差动继电器原理(yunl)(yunl)分析分析分析分析 T1Tm为辅助变流器，其输出电流为辅助变流器，其输出电流I1 Im分别正比于连接分别正比于连接 元件元件(yunjin)电流电流II IM。即。即I1 = n II , Im = nIM，n为综合变比

9、为综合变比 电流电流I1 Im分别经二极管分别经二极管V3、V4和和V5、V6及及V7、V8全波全波 整流，在整流，在RS1+RS2 = RS上形成制动电压上形成制动电压UR 以电流以电流I1为例为例正半周时：正半周时： T1 V4 K RS2 RD11 TD KSR N负半周时：负半周时： T1 V3 L RS1 RD11 TD KSR N所以，在所以，在RS1+RS2上形成全波整流电压，即为制动电压上形成全波整流电压，即为制动电压URn = k / nTA第12页/共31页第十三页，共32页。制动制动制动制动(zh (zh dn)dn)电压电压电压电压制动电压用平均制动电压用平均(pngj

10、n)电压表示为电压表示为因有因有，故有故有可见该差动元件可见该差动元件(yunjin)采用绝对值之和的制动方式采用绝对值之和的制动方式第13页/共31页第十四页，共32页。差动电压差动电压差动电压差动电压(diny)(diny)在在 N 接点接点(ji din)上有电流关系上有电流关系动作动作(dngzu)电流电流Id经过经过TD变换后，得变换后，得IC3，在，在RD3上形成动作电压上形成动作电压 UDKDR的动作方程的动作方程UD UR U0KDR的动作电压的动作电压第14页/共31页第十五页，共32页。差动电流差动电流差动电流差动电流(dinli)(dinli)判据判据判据判据UD UR

11、U0 U0即：即：Id K I r I0制动制动(zh dn)系数系数若忽略执行元件若忽略执行元件(yunjin)的门槛值的门槛值U0，则，则 I0 = 0第15页/共31页第十六页，共32页。（四）动作行为（四）动作行为（四）动作行为（四）动作行为(xngwi)(xngwi)分析分析分析分析该保护该保护(boh)原理基于以下准则原理基于以下准则 在电流在电流(dinli)互感器不饱和时，测量回路各单元电流互感器不饱和时，测量回路各单元电流(dinli)之和在正常及之和在正常及 母线外部故障时为母线外部故障时为0；在母线内部故障时为各短路电流；在母线内部故障时为各短路电流(dinli)之和之和

12、 电流电流(dinli)互感器严重饱和时，其二次回路阻抗极小（小电阻），互感器严重饱和时，其二次回路阻抗极小（小电阻）， 二次输出电流二次输出电流(dinli)为为0（a图）图） 对母线内部故障，空载线路的电流对母线内部故障，空载线路的电流(dinli)互感器阻抗极大（互感器阻抗极大（b图）图）一次一次Z 1Z 2Z 二次二次I1I2=0I 极小极小极大极大(a)Z 1Z 2Z 一次一次二次二次I2=0(b)极大极大I1=0第16页/共31页第十七页，共32页。I1I2Im500KV母线TAmI1I2Im=0500KV母线TAm负荷支路负荷支路Z 1Z 2Z 二次二次I1I2=0I 极小极小极

13、大极大(a)Z 1Z 2Z 一次一次二次二次I2=0(b)极大极大I1=0第17页/共31页第十八页，共32页。动作行为动作行为动作行为动作行为(xngwi)(xngwi)分析分析分析分析母线母线(mxin)(mxin)外发生故障，外发生故障，TATA不饱和不饱和 0，很大很大,判据判据(pn j)不成立，继电器不动作不成立，继电器不动作母线上发生故障，母线上发生故障，TATA不饱和不饱和连接元件的电流同相，连接元件的电流同相，Id=Ir,判据成立，继电器可靠动作判据成立，继电器可靠动作母线外发生故障，故障支路母线外发生故障，故障支路TATA严重饱和严重饱和设设 m支路外部支路外部 F点故障，

14、点故障，TAm饱和，饱和，Im=0， Tm 二次看其等值阻抗极小，用二次看其等值阻抗极小，用 Rm表示表示由等值图，由等值图， Ir经过经过RS2后，分后，分两路两路IL经经RS1、V7、Rm成回路，该回路阻抗小，成回路，该回路阻抗小， IL大大Id经经RD11、TD、KSR成回路，因成回路，因 RD11大，大， Id小小故：故：动作量动作量 制动量制动量 继电器可靠不动作继电器可靠不动作第18页/共31页第十九页，共32页。外部外部外部外部(wib)(wib)故障系故障系故障系故障系统分析图统分析图统分析图统分析图L1L2LmTA2TAmTA1V3T2T1TmV4V5V6V7V8V2RS2R

15、S1RD3TDKSRRD11IIIIIIMI1I2ImIdI rURUDKLNIR1IC2IC3.KDRF第19页/共31页第二十页，共32页。外部外部外部外部(wib)(wib)故障等值电路图故障等值电路图故障等值电路图故障等值电路图V3T2T1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rILm支路(zh l)外部故障，等值电路图第20页/共31页第二十一页，共32页。动作行为动作行为动作行为动作行为(xngwi)(xngwi)分析分析分析分析母线母线(mxin)(mxin)上发生故障，上发生故障，TATA不马上饱和不马上饱和设设 m支路为负荷支路，且

16、空载，支路为负荷支路，且空载，Im=0， 从从TAm及及 Tm 二次看其等值阻抗二次看其等值阻抗(zkng)极大，仍用极大，仍用 Rm表示表示设设 其它支路为有源支路，其它支路为有源支路，TA尚未饱和，尚未饱和，IL小，小，Id大，动作量大于制动量，继电器可靠动作大，动作量大于制动量，继电器可靠动作V3T2T1V4V5V6V7V8RS2RS1TDKSRRD11I1I2IdURKLN.RmI rIL第21页/共31页第二十二页，共32页。动作动作动作动作(dngzu)(dngzu)行为分析行为分析行为分析行为分析断线监视元件断线监视元件(yunjin)AR：TA断线断线时时AR动作动作 第22页

17、/共31页第二十三页，共32页。（五）差动保护（五）差动保护（五）差动保护（五）差动保护(boh)(boh)内部逻内部逻内部逻内部逻辑辑辑辑DRAARASRADRBARBSRBDRBARBSRBSRSR1SRSR1SRSR11差动差动11A A 相相信息信息(xnx(xnx)B B 相相信息信息(xn(xnx)x)C C 相相信息信息跳闸跳闸告警告警复位复位ALAALAALAALM第23页/共31页第二十四页，共32页。（五）差动保护内部（五）差动保护内部（五）差动保护内部（五）差动保护内部(nib)(nib)逻辑逻辑逻辑逻辑1告警告警(goj(gojng)ng)0 5s1RL+SRRL+Bl

18、ockReset闭锁闭锁(b (b su)su)ARAARBARC复位复位ALM第24页/共31页第二十五页，共32页。（六）面板（六）面板(min bn)图图第25页/共31页第二十六页，共32页。面板面板面板面板(min (min bn)bn)图图图图运行运行(ynxng)灯灯三相三相(sn xin)跳跳闸信号闸信号三相三相TA短线告警短线告警启动信号启动信号母差动作信号母差动作信号闭锁信号闭锁信号手动闭锁按钮手动闭锁按钮信号复归按钮信号复归按钮启动元件定值启动元件定值电流回路断线定值电流回路断线定值第26页/共31页第二十七页，共32页。面板面板面板面板(min (min bn)bn)图

19、图图图In service （运行(ynxng)信号）正常正常(zhngchng)运行运行闪烁闪烁1Hz闪烁闪烁3Hz（装置小故障已消失）（装置小故障已消失）（装置致命故障）（装置致命故障）退出运行退出运行装置轻微故障：装置轻微故障：CPU自动重起，信号灯自动重起，信号灯1Hz闪烁闪烁装置严重故障：装置严重故障：轻微故障，轻微故障，CPU重起重起1s后，故障仍然后，故障仍然存在，保护退出，存在，保护退出，3Hz闪烁闪烁退出运行退出运行： 保护保护CPU不能正常运行，装置失电不能正常运行，装置失电第27页/共31页第二十八页，共32页。面板面板面板面板(min (min bn)bn)图图图图电流

20、电流(dinli)回路断线告警回路断线告警L1（A相）相） 电流回路断线电流回路断线5 s 钟后，告警灯亮钟后，告警灯亮 每相给出黄色信号并自保持，直至手动复归每相给出黄色信号并自保持，直至手动复归 差动继电器差动继电器DR和启动继电器和启动继电器SR动作动作(dngzu)后，给出后，给出 红色信号并自保持，直至手动复归红色信号并自保持，直至手动复归L2（B相）相）L3（C相）相）L1（A相）相）L2（B相）相）L3（C相）相）跳闸信号跳闸信号第28页/共31页第二十九页，共32页。面板面板面板面板(min (min bn)bn)图图图图启动启动(qdng)信号信号L1（A相）相）启动启动(q

21、dng)继电器继电器SR动作后，该灯亮，发黄色信号动作后，该灯亮，发黄色信号 该信号在试验期间使用，不能自保持该信号在试验期间使用，不能自保持L2（B相）相）L3（C相）相）L1（A相）相）L2（B相）相）L3（C相）相）差动信号差动信号闭锁信号闭锁信号 差动继电器差动继电器DR动作后，差动灯亮，发动作后，差动灯亮，发黄色黄色信号该信号在试验期间使用，不能自保持信号该信号在试验期间使用，不能自保持 黄色黄色信号提示保护已被装置自身闭锁（信号提示保护已被装置自身闭锁（TA回路断线等）回路断线等）第29页/共31页第三十页，共32页。面板面板面板面板(min (min bn)bn)图图图图启动启动

22、(qdng)定值定值电流回路电流回路(hul)断线告警定值断线告警定值 A） * 100mA（拨轮数字（拨轮数字0,1,2 15） （2-30V） * 2V（拨轮数字（拨轮数字0,1,2 15）第30页/共31页第三十一页，共32页。内容(nirng)总结会计学。设3/2接线的母线上有m个串，即m个连接元件。母线故障故障：。所有支路中最大电流：最大制动方式。T1Tm 辅助(fzh)变流器，其变比为 k。T1Tm为辅助(fzh)变流器，其输出电流I1 Im分别正比于连接。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。所以，在RS1+RS2上形成全波整流电压，即为制动电压UR。制动电压用平均电压表示为。15）第三十二页，共32页。