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1、变电站继电保护母线保护第1页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心第一部分母线保护概述第2页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心母线故障对于系统的危害性母线故障对于系统的危害性 为什么要配置母线保护为什么要配置母线保护 母线是电力传输的重要组成部分母线是电力传输的重要组成部分.母线保护的稳定、安全、可靠直接关系到电力系统的稳定母线保护的稳定、安全、可靠直接关系到电力系统的稳定性及供电的可靠性。性及供电的可靠性。据资料统计据资料统计按发生事故原因分：按发生事故原因分：设备老化、雷击、误操作列前三设备老化、雷击、误操作列前三按电气设备故障分：按电气设备故障分：隔离刀闸、断路器、互感器列前三隔离刀
2、闸、断路器、互感器列前三第3页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心GB/T 14285-2006继电保护和电网安全自动装置技术规程继电保护和电网安全自动装置技术规程 对对110 110 kVkV双双母母线线、220kV220kV、550kV550kV母母线线，应应装装设设快快速速有有选选择择地地切切除母线的保护：除母线的保护：110 110 kVkV单单母母线线、重重要要发发电电厂厂或或110 110 kVkV以以上上重重要要变变电电所所的的35 35 kVkV66 kV66 kV母线，需要快速切除母线上的故障时母线，需要快速切除母线上的故障时 35 35 kVkV66 66 kVkV电电力
3、力网网中中，主主要要变变电电所所的的35 35 kVkV一一66 66 kVkV双双母母线线或或分分段段单单母母线线需需快快速速而而有有选选择择地地切切除除一一段段或或一一组组母母线线上上的的故故障障，以以保保证证系系统安全稳定运行和可靠供电。统安全稳定运行和可靠供电。对对发发电电厂厂和和主主要要变变电电所所的的3 3 kVkVlO lO kVkV分分段段母母线线及及并并列列运运行行的的双母线，在下列情况下，应装设专用母线保护：双母线，在下列情况下，应装设专用母线保护：a)a)须须快快速速而而有有选选择择地地切切除除一一段段或或一一组组母母线线上上的的故故障障，以以保保证证发电厂及电力网安全运
4、行和重要负荷的可靠供电时；发电厂及电力网安全运行和重要负荷的可靠供电时；b)b)当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。第4页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心母线差动保护同其它差动保护一样，其动作原理母线差动保护同其它差动保护一样，其动作原理是建立在基尔霍夫电流定律的基础之上。是建立在基尔霍夫电流定律的基础之上。从电流幅值来看从电流幅值来看：正正常常运运行行及及外外部部故故障障：I=0内部故障：内部故障：I=I注意外部故障支路的电流！第5页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心双母线同时运行时的母线保护在电厂以及变电所重要的高压母线上，为了
5、提高供电可靠性，一般采用双母线运行的方式。要求：母线保护应具有选择故障母线能力、有选择地切除故障的母线。第6页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心保护组成第一组由L1、L2、母联及差动继电器KD1组成。KD1为I组母线故障选择元件。第二组由L3、L4、母联及差动继电器KD2组成。KD2为段母线故障选择元件。第三组由所有线路及差动继电器KD3组成，作为整个保护起动元件。第7页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心完全差动保护母线大差(总差动)回路：指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。母线大差比率差动是故障判别元件，用于判别母线区内和区外故障；（就可以不经闸刀回路，这是无延时切
6、除母线故障的条件。）母线小差(分差动)回路：某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联开关和分段开关）电流所构成的差动回路。是选择元件，用于故障母线的选择；母线总差动动作后根据母线分差动的动作有选择性地切除故障母线第8页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心大差和小差大差和小差大差：I母和II母上的所有支路的电流相量和，大差是判区内还是区外故障小差：I母的小差是I母上所有支路的电流和母联电流的相量和 II母的小差是II母上所有支路的电流和母联电流的相量和小差选故障母线！第9页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心对电流互感器变比和极性的要求对电流互感器变比和极性的要求所有单元电流的
7、总传变变比相同、极性一致当主TA变比不一致时，可通过键盘整定差动判据中的各单元电流通道平衡系数，使所有单元电流的总传变变比相同。对双母线或单母线分段，母联单元视为I母上的普通单元，即母联TA极性必须与I母上其它单元的TA极性相同电流差动保护判据的计算采用电流瞬时值（采样值）算法第10页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心调整系数TATA调调整整系系数数：TATA调调整整系系数数是是专专为为母母线线上上各各连连接接支支路路TATA变变比比不不同同的的情情况况而而设设，一一般般取取多多数数相相同同TATA变变比比为为基基准准变变比比，TATA调调整整系系数数整整定定为为1 1，没没有有用用到到的
8、的支支路路TATA调调整整系数整定为系数整定为0 0。例例如如母母线线上上连连接接有有3 3个个支支路路，TATA变变比比分分别别为为600600：5 5，600600：5 5，12001200：5 5，则则将将“支支路路01TA01TA调调整整系系数数”整整定定为为1 1，“支支路路02TA02TA调调整整系系数数”也也整整定定为为1 1，而而将将“支支路路03TA03TA调整系数调整系数”整定为整定为2 2，其余各，其余各TATA调整系数均整定为调整系数均整定为0 0。如果各连接支路如果各连接支路TA二次额定电流不同，订货时应特别声明。二次额定电流不同，订货时应特别声明。此时此时TA调整系
9、调整系数应反映各支路数应反映各支路TA一次额定电流之比。一次额定电流之比。例如母线上连接有例如母线上连接有3个支路，个支路，TA变比分别为变比分别为600：1，600：5，1200：5，则应将，则应将TA二次额定电流整定为二次额定电流整定为5A，将，将“支路支路01TA调整系数调整系数”整定为整定为1（此时装置（此时装置内支路内支路1的电流变换器额定电流为的电流变换器额定电流为1A），），“支路支路02TA调整系数调整系数”也整定为也整定为1，而将而将“支路支路03TA调整系数调整系数”整定为整定为2，其余各，其余各TA调整系数均整定为调整系数均整定为0。第11页，本讲稿共64页安徽省电力公司
10、培训中心第二部分RCS915微机保护装置第12页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心主机机箱第13页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心装置硬件配置装置核心部分采用Mortorola公司的32位单片微处理器MC68332，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，保护运算采用AD公司的高速数字信号处理（DSP）芯片。装置采样率为每周波24点。输入电流、电压首先经隔离互感器传变至二次侧，成为小电压信号分别进入CPU板和管理板。CPU板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通讯及与面板CPU的通讯；管理板内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，另外，管理板还具有
11、完整的故障录波功能，录波格式与COMTRADE格式兼容，录波数据可单独串口输出或打印输出。第14页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心最大接线方式为21个单元（包括母联），允许TA变比不同，无需辅助变流器最大配置为三段母线可适应的主接线方式有：单母线、单母线分段、双母线、双母线单分段、母联兼旁路、3/2接线、双母双分段主接线系统RCS-915AB:第15页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心RCS-915AB保护功能分相式比率制动完全差动保护复合电压闭锁（低电压、负序电压、零序电压、突变量电压）线路断路器失灵保护母联断路器失灵保护母联死区保护母联充电保护母联过流保护TA断线告警、闭锁TV断
12、线告警母线电压切换第16页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心母线差动保护遇到的主要问题母线差动保护遇到的主要问题母线外短路电流互感器饱和时母线差动母线外短路电流互感器饱和时母线差动保护不能误动。而母线内短路时希望快保护不能误动。而母线内短路时希望快速动作。速动作。当母线上发生短路时，差动保护的动作当母线上发生短路时，差动保护的动作应尽量不受负荷电流、短路点的过渡电应尽量不受负荷电流、短路点的过渡电阻的影响。阻的影响。当母线运行方式发生变化时不必进行二当母线运行方式发生变化时不必进行二次回路的切换，仍然能只切故障母线。次回路的切换，仍然能只切故障母线。各连接元件电流互感器变比不一致时能各连接
13、元件电流互感器变比不一致时能自动调整，不必加辅助变流器。自动调整，不必加辅助变流器。第17页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心常规比例制动完全差动保护对于每相的差动：取各单元电流之和的绝对值作为差动电流，取各单元电流绝对值之和作为制动电流启动元件：（Iop：差动动作电流）动作元件：（Kres：制动系数（Kres0.04In）或母线任一相电压大于0.3Un，延时1.25秒延时报该母线TV断线。3）当用于中性点不接地系统时，将“投中性点不接地系统”控制字整定为1，此时TV断线判据改为3U212V或任一线电压低于70V。4）三相电压恢复正常后，经10秒延时后全部恢复正常运行。5）当检测到系统有扰
14、动或任一支路的零序电流大于0.1In时不进行TV断线的检测，以防止区外故障时误判。6）若任一母线电压闭锁条件开放，延时3秒报该母线电压闭锁开放。第61页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心交流电流断线检查交流电流断线检查1）任一支路3I00.25Imax+0.04In时延时5秒发该支路TA断线报警信号，对于母联支路发母联不平衡断线信号，该判据可由控制字选择退出。2）差流大于TA断线整定值IDX，延时5秒发TA断线报警信号。3）大差电流小于TA断线整定值IDX，两个小差电流均大于IDX时，延时5秒报母联TA断线，当母联代路时不进行该判据的判别。4）如果仅母联TA断线不闭锁母差保护，但此时自动切
15、到单母方式，发生区内故障时不再进行故障母线的选择。其它TA断线情况时均闭锁母差保护（其它保护功能不闭锁）。5）大差电流大于TA异常报警整定值IDXBJ时，延时5秒报TA异常报警；大差电流小于TA异常报警整定值IDXBJ，两个小差电流均大于IDXBJ时，延时5秒报母联TA异常报警。TA异常报警不闭锁母差保护。TA回路恢复正常后延时5秒TA异常报警信号自动复归。6）当母线电压异常（母差电压闭锁开放或母线电压3U0大于5V）时不进行TA断线的检测。7）根据母差保护中“投TA断线自动恢复”控制字可以选择电流回路恢复正常后TA断线报警是否自动复归同时解除断线闭锁（注：该控制字只对上述判据1判别的TA断线
16、有效，对判据2和3判别的TA断线无效，判据2和3判别的TA断线必须手动复归）。若此控制字置0则电流回路恢复正常后，需按屏上复归按钮复归TA报警信号，母差保护才能恢复运行。第62页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心RCS-915系列母差保护系列母差保护RCS-915AB：适用于各种电压等级的单母线、单母分段、双母线等各种主接线方式，母线上允许所接的线路与元件数最多为21个（包括母联），并可满足有母联兼旁路运行方式主接线系统的要求。RCS-915CD：RCS915CD微机母线保护装置设有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护、母联非全相保护以及断路器失灵保护等功能。RCS-915E：主要适用于一个半断路器主接线方式，母线上允许所接的线路与元件数最多为9个。RCS-915F：适用于35KV及以下电压等级中性点不接地系统（两相式CT）的单母线、单母分段、双母线等各种主接线方式，母线上允许所接的线路与元件数最多为31个（包括母联），并可满足有母联兼旁路运行方式主接线系统的要求。RCS-915AS：适用于双母双分段主接线系统，用两套AS型保护装置完成。第63页，本讲稿共64页安徽省电力公司培训中心谢谢 谢谢 ！第64页，本讲稿共64页