一个半接线方式下的母差、断路器、短引线保护..

3/2接线方式下的母差、断路器、断引线保护3/2接线方式下的保护配置1654321LⅠⅡ2L3L1TA2TA1TV2TV3TV4TV5TV6TVP变电站1开关失灵保护的跳闸范围ⅠⅡ3L变电站1变电站21DLRCS921失灵跳闸Ll线RCS925跳闸远跳通道图1.2线路故障跳1DL失灵跳闸L1线L2线变电站31DL2DL3DL4DL5DL6DL11DL12DL13DL21DL22DL23DLⅠⅡ3L变电站1变电站21DLRCS921失灵跳闸Ll线RCS925跳闸远跳通道图1.3母线故障跳1DL失灵跳闸L1线L2线变电站31DL2DL3DL4DL5DL6DL11DL12DL13DL21DL22DL23DLⅠⅡ3L变电站1变电站22DLRCS921失灵跳闸Ll线RCS925跳闸远跳通道图1.4线路故障2DL失灵跳闸开关L1线L2线变电站3L2线RCS925跳闸远跳通道1DL2DL3DL4DL5DL6DL21DL22DL23DL31DL32DL33DLRCS－921A断路器失灵保护及自动重合装置应用范围适用于220KV及以上各种电压等级的3/2结线与角形结线的断路器。保护配置断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸。RCS-921A_HD为华东专用版本，与RCS-921A相比仅在发变三跳起动失灵方面有所区别，即发变启动失灵的零序电流、负序电流辅助判据各自带延时，除此之外其它所有功能均相同。RCS-921A失灵保护逻辑图≥1＆2010≥1＆＆≥1低COSA发变失灵经负序电流发变失灵经零序发变失灵失灵跳本断路器时间失灵跳相邻断路器时间＆＆＆≥1＆单跳经零序失灵E失灵高电流动作线路三跳发变三跳失灵电流低定值动作低功率因素满足负序电流满足零序电流满足低功率因素过流满足A相跳闸开入A相失灵高电流动作B相跳闸开入B相失灵高电流动作C相跳闸开入C相失灵高电流动作＆＆＆≥1失灵动作跳本断路器失灵动作跳相邻断路器充电保护动作失灵跳相邻断路器时间失灵动作跳相邻断路器A相跳闸开入B相跳闸开入C相跳闸开入＆RCS-921A瞬时跟跳回路逻辑图15ms0＆＆＆＆＆＆跟跳投入跟跳投入跟跳投入≥1＆＆≥1＆＆≥1＆＆≥1＆＆≥1两相跳闸联跳三相跟跳投入三相跟跳≥1A相跟跳B相跟跳C相跟跳B相跳闸开入C相跳闸开入＆＆单相跟跳两相跳闸联跳三相三相跟跳≥1A相跳闸开入A相电流高定值动作B相跳闸开入B相电流高定值动作C相跳闸开入C相电流高定值动作电流量起动A相跳闸开入电流高定值动作线路三跳发变三跳RCS-921A的三相不一致保护＆不一致投入不一致时间不一致动作＆≥1＆＆＆＆≥1不一致经零负序电流TWJAA相有流TWJBB相有流TWJCC相有流不一致零序过流不一致负序过流ERCS-921A的死区保护1654321LⅠⅡ2L3L1TA2TA1TV2TV3TV4TVP图2.1死区故障RCS-921A断路器死区保护逻辑图＆死区保护时间定值死区保护动作死区保护投入＆＆≥1死区电流动作TWJATWJCTWJCA相跳闸开入B相跳闸开入C相跳闸开入线路三跳发变三跳RCS-921A的充电保护充电Ⅰ段时间定值充电保护动作投充电保护Ⅰ段充电保护≥1充电Ⅱ段时间定值投充电保护Ⅱ段A相电流IAB相电流IBC相电流ICImaxIcd1:充电Ⅰ段过流定值Icd2:充电Ⅱ段过流定值Imax:A、B、C三相电流中的最大相电流值ImaxIcd1ImaxIcd2RCS-921A的沟通三跳逻辑图重合闸充电完成投未充电沟三≥1三重方式≥1沟通三跳＆线路三跳开入发变三跳开入B相跳闸开入C相跳闸开入A相跳闸开入线路有流电流量起动电流量起动：电流变化量起动或零序电流起动RCS-921A跳闸逻辑方框图≥1≥1≥1≥1A相跳闸出口(TA)B相跳闸出口(TB)C相跳闸出口(TC)失灵出口≥1A相跟跳C相跟跳B相跟跳不一致动作沟通三跳失灵跳本开关三相跟跳两相跳闸联跳三相充电保护动作后合跳闸失灵动作死区保护动作RCS-921的重合闸充放电逻辑≥110S0充电完成≥1重合放电保护起动＆＆单重方式＆≥1＆合闸压力不足400MS0＆400MS0重合闸起动≥1C相有流TWJCB相有流＆TWJBA相有流TWJA＆＆A相跳闸开入B相跳闸开入C相跳闸开入线路三跳发变三跳发变三跳闭锁重合装置报警重合停用重合闸充电逻辑重合闸放电逻辑合于故障后合闭重重合闸脉冲发出失灵发变三跳闭锁重合装置报警重合停用充电保护动作不一致动作死区动作后合跳闸本保护三跳RCS-921的重合闸工作逻辑RCS-922A/B型数字式断引线保护装置应用范围主要用作结线方式下的短引线保护，也可兼用作线路的充电保护。保护配置RCS-922A/B主要用作结线方式下的短引线保护，也可兼用作线路的充电保护。RCS-922A采用电流比率差动方式；线路充电保护由两段和电流过流保护构成。RCS-922B仅包含两段和电流过流保护。保护的出口正电源由线路隔离刀闸的辅助接点(或屏上压板)与装置的起动元件共同开放，使保护的安全性得以提高。RCS-922A/B工作逻辑方框图＆＆＆≥1差动投入IMAX充电Ⅰ段定值IMAX充电Ⅱ段定值充电Ⅰ段充电Ⅱ段跳闸保护投入压板刀闸辅助接点充电保护差动保护IcdAK*IzdAIcdAIcdzdIcdBIcdzdIcdCIcdzdIcdBK*IzdBIcdCK*IzdC充电Ⅱ段时间充电Ⅰ段时间＆TA断线≥1IMAXIcdAIcdBIcdCRCS-915E微机母差保护装置适用对象：一个半断路器（3/2断路器）主接线方式，母线上允许所接的线路与元件数最多为9个。保护配置：母线差动保护和断路器失灵保护。装置的硬件原理交流信号低通滤波A/DDSP1DSP2CPU1外部开入串口打印出口继电器CPU板低通滤波A/DDSP3DSP4CPU2管理板串口打印+E光隔光隔外部开入QDJCPLDCPLD保护原理1.母线差动保护2.断路器失灵保护母线差动保护母线差动保护原理母线差动保护遇到的主要问题电流互感器饱和特性的研究自适应加权式抗电流互感器饱和的差动保护常规比率差动保护各连接元件电流互感器变比不一致时的自动调整母线差动保护原理I1I2I3I4首先规定TA的正级性端在母线侧，电流参考方向由线路流向母线为正方向。母线差动保护原理I1I2I3I4区内故障时，各元件实际短路电流都是由线路流向母线，和参考方向一致，都是正值，此时差动电流很大，差流元件动作。母线差动保护原理I1I2I3I4区外故障时，如线路3上发生故障，此时线路1、2、4短路电流是流向母线，为正值，线路3电流是流出母线，为负值。把母线看成电路上的一个节点，由节点电流定理，各元件电流相量和为0，所以差动电流为0，差动保护不动作。04321IIIIId母线差动保护的理论基础基尔霍夫节点电流定律（针对一次电流）差动继电器能正确动作的条件是：TA能准确地传变一次电流。事实上，由于母线各支路的电流互感器稳态、暂态特性的差异，饱和程度的差异，变比误差等因素的影响，即使一次侧电流的矢量和为零，二次侧电流的矢量和也不为零，这就是二次侧不平衡电流，而且穿越性电流越大，该不平衡电流也越大。母线比率差动保护继电器的动作原理差动电流：制动电流：差流元件动作方程：4321IIIIId4321IIIIIrrbldcdqddIKIIIIdIrcdqdIKbl母线差动保护的起动原理a）制动电流工频变化量当制动电流工频变化量大于门坎（由浮动门坎和固定门坎构成）时电流工频变化量元件动作，其判据为：△Si△SIT+0.5IN其中：△Si为制动电流工频变化量瞬时值；0.5IN为固定门坎；△SIT是浮动门坎，随着变化量输出变化而逐步自动调整。b）差流元件当任一相差动电流大于差流起动值时差流元件动作，其判据为：IdIcdzd其中：Id为大差动相电流；Icdzd为差动电流起动定值。母线差动保护遇到的主要问题1.电流互感器的饱和判别与区内故障快速跳闸的要求之间存在矛盾；母线内短路时，母差保护应快速跳闸；母线外短路时，母差保护应可靠不动；但区外短路很容易造成电流互感器饱和，如不加判别，母差保护可能误动；电流互感器的饱和判别需要时间。I1I2I3I4I1I2I3I4母线差动保护遇到的主要问题2.在重负荷情况下，母线上发生经高阻接地故障时，比例差动继电器的动作灵敏度不高；由于负荷电流产生制动电流，因此重负荷情况下制动电流很大；母线上发生经高阻接地故障时动作电流又比较小；这两种情况同时发生时，比例差动继电器的灵敏度不高。3.当各连接元件的电流互感器变比不一致时也能自动调整，而不必增加加辅助变流器。电流互感器饱和特性的研究•电磁式电流互感器是一个铁芯元件，属非线性元件。在下列情况下，它的工作点将进入磁化曲线的饱和区，励磁电流会急剧增大，在区外短路时差动保护继电器会因为这种不平衡电流的急剧增大而发生误动。（1）一次电流很大；（2）一次电流中含有较大直流分量；（3）铁芯中存在很大的剩磁；（4）二次负载电阻很大。•为了深入研究电流互感器的饱和特性，本公司特地请电流互感器厂家采用一次电流互感器相同的材料做了一个截面积小的电流互感器进行饱和特性试验，在对大量的试验数据进行定量分析以后得到了一些有意义的结论。有关电流互感器饱和特性的一些有用的结论1.TA饱和时，二次电流波形发生畸变，二次电流中含有大量的谐波分量。2.发生短路故障时，即使TA发生饱和也有一定的延时。在短路初始一段时间内，TA一、二次电流始终有一段正确传变的时间。大量试验证明，TA最快也要在短路发生2ms以后才会进入饱和状态。3.即使TA处于非常严重的饱和状态，TA二次电流也不会完全是零。在TA饱和时，在每一周波内始终有一段时间一、二次电流是线性传变的。4.即使在稳态短路电流的情况下TA的变比误差（幅值误差）小于10%，在短路暂态过程中由于电流中存在非周期分量，其误差也往往大于10%。TA饱和状态下一、二次电流的录波图-40-20020406080100120-1000100A相(A)-40-20020406080100120-1000100B相(A)-40-20020406080100120-1000100C相(A)t(ms)自适应加权式抗TA饱和的母线差动保护本公司根据对TA饱和特性的研究成果，研制出了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的原理。构成元件：1．工频变化量电流标量和开放元件2．工频变化量比率差动继电器工频变化量电流标量和开放元件(△Si)当制动电流的工频变化量大于门坎（由浮动门坎和固定门坎构成）时电流工频变化量元件动作，其判据为：△Si△SIT+0.5IN其中：△Si为制动电流工频变化量瞬时值；0.5IN为固定门坎；△SIT是浮动门坎，随着变化量输出变化而逐步自动调整。工频变化量比率差动继电器()大差可整定，小差该继电器在母线内部发生短路时可快速、灵敏地动作；在母线外部发生短路并且TA不饱和时能可靠不动。BLCDK75.0KIIcdzdDIK自适应加权算法tS0tS0加权算法等权算法•以△Si元件的动作时间为基准时间，△Si元件动作后△BLCD元件动作得越早，加的权越大。当权值和达到阈值时发跳闸命令。•加权运算最多只计算半个周波的权值和。•母线内短路时上述三个元件同时动作，加的权很大，所以用不了多长时间就可以发跳闸命令，保护动作得很快。•母线外短路且TA饱和时，△Si元件短路后立即动作，但由于短路初始阶段TA是不饱和的，所以△BLCD元件一开始不动作，到TA饱和后才动作，所以加的权值小。半周内的权值和也达不到跳闸的阈值，所以差动保护不动作。区内故障时权值计算举例权值151311987654321采样点123456789101112△Si√√√√√√√√√√√√ΔBLCD√√√√√√√√√√√√本点权值151311987654321S=15+13+11+9+8+7+6+5+4+3+2+1=84区内短路时，三个元件同时动作，加权运算从第一个权值开始加