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1、500kV、220kV断路器失灵保护及远方跳闸,目录,第一部分 断路器失灵保护原理,第二部分 南瑞RCS-925A跳闸逻辑图,【8,4T51】,第三部分 南瑞RCS-923A失灵保护,第四部分 南瑞RCS-921A失灵保护,第五部分 500kV国安站500kV开关失灵讲解,第六部分 500kV国安站220kV开关失灵讲解,目录,【8,4T51】,第一部分 断路器失灵保护原理,第二部分 南瑞RCS-925A跳闸逻辑图,第三部分 南瑞RCS-923A失灵保护,第四部分 南瑞RCS-921A失灵保护,第五部分 500kV国安站500kV开关失灵讲解,第六部分 500kV国安站220kV开关失灵讲解,
2、什么是断路器失灵保护？,故障电气设备的主保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流或其它信息构成对断路器失灵的判别。,断路器失灵保护后果？,失灵保护动作后，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。,在现代高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。,1.1 断路器失灵保护组成,断路器失灵保护由保护动作与电流判别构成的启动回路、复合电压闭锁与解锁复合电压闭锁元件（500kV系统无复合电压闭锁）、时间元件及跳闸出
3、口回路组成,1.1.1 启动回路,断路器失灵保护必须具备以下二个条件才启动失灵：（1）故障线路或设备的保护能瞬时复归的出口继电器动作后不返回。 （2）断路器未断开的判别元件，可采用能够快速复归的相电流元件，用通过断路器的故障电流（过流、零序电流、负序电流）有无来判断。,1.1.2 复合电压闭锁,失灵保护的电压闭锁元件一般由母线低电压、负序电压和零序电压继电器构成。当失灵保护与母差保护共用出口跳闸回路时，它们也共用电压闭锁元件。3/ 2接线的变电站失灵保护通常不设电压闭锁,1.1.3 时间元件,时间元件是断路器失灵保护的中间环节。双母线接线：一般每条母线设一个具有两段延时的时间元件，以较短延时跳
4、母线联络断路器，以较长时间跳其他有关断路器。 3/2接线:变电站每个断路器设一个时间元件，以较短延时再跳本断路器，以较长时间跳与拒动断路器相关的其他有关断路器。,1.1.4 出口回路,双母线接线方式 ：首先动作与断开母联断路器或分段断路器，然后动作与断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有电源支路的断路器。3/2接线方式 ：中间的联络开关拒动时，联络开关失灵保护应动作于跳开与其连接的两个边开关，同时通过远跳启动对侧远跳；边开关拒动时，边开关失灵保护动作于跳开本串的联络开关以及相连的其它串的边开关，同时通过远跳启动对侧远跳。,1.1.5 失灵保护其它注意,非电量保护不能启动断路器失灵保护，因为非电
5、量保护接点动作和返回的时间均较慢，启动失灵保护可靠性差；非电量保护动作时，有时电流不会快速增加很多，达不到失灵启动电流值，此时失灵保护不会启动。,非电量保护能启动断路器失灵保护吗？,主变后备保护不能直接启动失灵保护，（1）后备保护启动程序跳闸的同时去启动失灵的做法，一旦发生发变组故障必然引起失灵保护误动跳闸，扩大事故范围。 （2）动作时间上的不配合。主变后备保护动作时间比较长（最短的0.6S），500kV失灵动作时间（0.13S、0.2S），220kV失灵动作时间（0.02S）,主变后备保护能启动断路器失灵保护吗？,辅助保护不应启动失灵保护，如主变冷却器全停保护作为主变压器的辅助保护，该保护一
6、旦动作解列灭磁，在短时间内保护接点不会返回，必须认为恢复冷却器工作或备用电源后，保护接点才能返回，易引起保护误动。因此，此类保护不要启动失灵保护。,辅助保护能启动断路器失灵保护吗？,目录,【8,4T51】,第一部分 断路器失灵保护原理,第二部分 南瑞RCS-925A跳闸逻辑图,第三部分 南瑞RCS-923A失灵保护,第四部分 南瑞RCS-921A失灵保护,第五部分 500kV国安站500kV开关失灵讲解,第六部分 500kV国安站220kV开关失灵讲解,RCS-925A装置可用作输电线路过电压保护及远方跳闸的就地判别装置。,南瑞RCS-925A介绍,RCS-925A远方跳闸就地判据有补偿过电压
7、、补偿欠电压、电流变化量、零负序电流、低电流、低功率因素、低有功功率等。,（1）如果对侧过电压保护动作后，发远跳信号，本侧会计算对侧电压，从而判断是否误发过电压远跳信号；（2）如果对侧失灵保护动作，发远跳信号，本侧和对侧电气上是相连的，对侧有什么故障，本侧根据电流变化量、零负序电流等等测量到。设置“就地判据”能防止保护误动。,为什么要设置“就地判据”呢？,目录,第一部分 断路器失灵保护原理,第二部分 南瑞RCS-925A跳闸逻辑图,【8,4T51】,第三部分 南瑞RCS-923A失灵保护,第四部分 南瑞RCS-921A失灵保护逻辑图,第五部分 500kV国安站500kV开关失灵讲解,第六部分
8、500kV国安站220kV开关失灵讲解,RCS-923A断路器失灵保护起动,当保护起动且相电流IpISLQD(失灵起动定值)时，瞬时接通该相失灵起动接点，该接点与外部保护该相跳闸接点串联后起动失灵。失灵起动接点分为分相失灵起动接点与三相失灵起动接点（任一相失灵起动动作即动作）这种失灵起动：利用RSC-923A判断失灵电流!,8LP9失灵总启动压板（线路保护屏）,8LP3三相电流启动失灵总压板（线路保护屏）,1LP911 A、B、C相启动失灵压板,LP49 220kV宝凤乙线2985开关失灵启动（220kV母差保护屏）,方式1母差保护与失灵启动装置配合方式接线,RCS-923A,操作箱,线路主一
9、保护启动失灵,8LP9失灵总启动压板（线路保护屏）,8LP3三相电流启动失灵总压板（线路保护屏）,1LP911 A、B、C相启动失灵压板,LP49 220kV宝凤乙线2985开关失灵启动（220kV母差保护屏）,方式1母差保护与失灵启动装置配合方式接线,RCS-923A,操作箱,线路主二保护启动失灵,8LP9失灵总启动压板（线路保护屏）,8LP3三相电流启动失灵总压板（线路保护屏）,1LP911 A、B、C相启动失灵压板,LP49 220kV宝凤乙线2985开关失灵启动（220kV母差保护屏）,方式1母差保护与失灵启动装置配合方式接线,RCS-923A,操作箱,三跳启动失灵,方式2 母差保护自
10、带电流检测装置,母差保护装置采用母差保护和失灵保护一体化配置，其母差保护和失灵保护动作行为具有一致性，所以，将母差保护TA和失灵启动过流判据TA合二为一， 在满足功能要求的前提下减少了硬件设备，提高了可靠性。,方式2 220kV线路开关失灵启动回路示意图,RCS931BM,RCS902CB,1LP9-1LP11-A、B、C相启动失灵压板,CZX12R,4LP1-三跳启动失灵压板,二种方式启动失灵比较,1、 方式1较方式2多1组失灵启动过流判据。2、方式2比方式1少接了屏间二次连接线，从一定程度上提高了可靠性。3、 方式2可实现利用母差出口回路再跳1次本断路器的跟跳功能，防止因出口回路原因引起的
11、拒动，提高了可靠性；而方式1无法知道某条母线上的哪个元件失灵。4、方式1多用于改造站（凤凰、斗门站），而方式2多用于新建站（国安站）。,目录,【8,4T51】,第一部分 断路器失灵保护原理,第二部分 南瑞RCS-925A跳闸逻辑图,第三部分 南瑞RCS-923A失灵保护,第四部分 南瑞RCS-921A失灵保护,第五部分 500kV国安站500kV开关失灵讲解,第六部分 500kV国安站220kV开关失灵讲解,RCS-921A失灵保护动作逻辑,RCS-921A装置的断路器保护按照故障相失灵（分相启动失灵）、非故障相失灵（三跳启动失灵）和发、变三跳失灵启动。,RCS-921A断路器失灵保护逻辑图,
12、分相启动失灵,三相启动失灵,发变三跳启动失灵,目录,第一部分 断路器失灵保护原理,第二部分 南瑞RCS-925A跳闸逻辑图,【8,4T51】,第三部分 南瑞RCS-923A失灵保护,第四部分 南瑞RCS-921A失灵保护逻辑图,第五部分 500kV国安站500kV开关失灵讲解,第六部分 500kV国安站220kV开关失灵讲解,五、国安站500kV断路器失灵保护,500kV国安变电站内500kV侧断路器失灵保护启动回路有二种类型：分相启动失灵、三跳启动失灵。,5.1 分相启动失灵,该分相失灵启动回路的正电源均取自相应断路器保护屏的RCS-921A装置，由500kV线路保护屏内的RCS-931DM
13、M装置的一组跳闸继电器启动，经失灵启动压板，接入相应断路器保护屏内的RCS-921A装置的跳闸开入输入点TA、TB、TC,5.2 三跳启动失灵,母差保护RCS-915E、相邻断路器失灵保护RCS-921A、来自对侧远跳、RCS-925A过电压保护、主变电量主保护RCS-978G5，这五类保护动作均启动断路器操作箱的三相跳闸，再由断路器操作箱13TJR、23TJR继电器的触点去启动该断路器的失灵保护,5.3 5021断路器失灵保护跳闸示意,#主变变高5021断路器失灵输出有三处。（1）2回至相邻5022断路器保护屏，去跳开5022开关，其相应失灵输出压板：3LP8、3LP9；（2）1回至#主变保
14、护屏三，借助非电量保护去跳开#主变三侧开关，相关失灵输出压板：3LP14；（3）4回至500kV 1M母差1、2，去跳开1M母线相连的所有边开关，相关失灵输出压板：3LP103LP 13。,至#主变,至#主变,2回至相邻5022断路器保护屏，去跳开5022开关，其相应失灵输出压板：3LP8、3LP9；,至5022断路器保护屏,至#主变,1回至#主变保护屏三，借助非电量保护去跳开#主变三侧开关，相关失灵输出压板：3LP14；,至#1主变保护屏三,至#主变,4回至500kV 1M母差1、2，去跳开1M母线相连的所有边开关，相关失灵输出压板：3LP103LP13。,至500kV 1M母线保护屏,5.
15、4 5022断路器失灵保护跳闸示意,500kV第二串联络5022断路器失灵输出有四处。（1）2回至相邻5021断路器保护屏，去跳开5021开关，其相关失灵输出压板：3LP8、3LP9；（2）2回至相邻5023断路器保护屏，去跳开5023开关，其相关失灵输出压板：3LP10、3LP11；（3）1回至#主变保护屏三，借助非电量保护去跳开#主变三侧开关，相关失灵输出压板：3LP14；（4）4回至500kV桂国乙线线路保护屏1、2，借助线路保护屏内的FOX-41A去跳开对侧的开关, 其相关失灵输出压板：3LP143LP17。,至#主变,2回至相邻5021断路器保护屏，去跳开5021开关，其相关失灵输出
16、压板：3LP8、3LP9；,至5021开关保护屏,至#主变,2回至相邻5023断路器保护屏，去跳开5023开关，其相关失灵输出压板：3LP10、3LP11；,至5023开关保护屏,至#主变,1回至#主变保护屏三，借助非电量保护去跳开#主变三侧开关，相关失灵输出压板：3LP14；,至#1主变保护屏三,至#主变,4回至500kV桂国乙线线路保护屏1、2，借助线路保护屏内的FOX-41A去跳开对侧的开关, 其相关失灵输出压板：3LP143LP17。,至500kV桂国乙线保护屏一、二,至#主变,5.4 5023断路器失灵保护跳闸示意,500kV桂国乙线5023断路器失灵输出有三处。（1）2回至相邻50
17、22断路器保护屏，去跳开5022开关，其相关失灵输出压板：3LP8、3LP9；（2）4回至500kV 2M母差1、2，去跳开2M母线相连的所有边开关，其相关失灵输出压板：3LP103LP13；（3）4回至500kV桂国乙线线路保护屏1、2，借助线路保护屏内的FOX-41A去跳开对侧的开关, 其相关失灵输出压板：3LP143LP17。,至#主变,至#主变,2回至相邻5022断路器保护屏，去跳开5022开关，其相关失灵输出压板：3LP8、3LP9；,至5022开关保护屏,至#主变,4回至500kV 2M母差1、2，去跳开2M母线相连的所有边开关，其相关失灵输出压板：3LP103LP13；,至500
18、kV 2M母线保护屏,至#主变,4回至500kV桂国乙线线路保护屏1、2，借助线路保护屏内的FOX-41A去跳开对侧的开关, 其相关失灵输出压板：3LP143LP17。,至500kV桂国乙线保护屏一、二,1、发向对侧站的远跳信号主要有二种：（1）本侧的过电压跳闸，经“过电压起动远跳”控制字，通过FOX-41A向对侧发远跳信号；（2）本侧开关的失灵保护，经“失灵输出”压板，通过FOX-41A向对侧发远跳信号。,5.5 国安站500kV远跳回路讲解,（1）国安站500kV过电压起动远跳,500kV国安站：1、软压板：“过电压起动远跳”控制字为12、硬压板：线路保护屏“过电压起动远跳”压板投入,本侧
19、开关保护屏的RCS-921A失灵保护，经“失灵输出”硬压板，通过FOX-41A向对侧发远跳信号。,（2）国安站500kV开关失灵起动远跳,RCS-925A及断路器失灵远跳通道,2、来自对侧站的远跳信号主要有二种：（1）对侧站的RCS-925A过电压保护信号；（2）对侧站的开关失灵信号。这二种信号均通过FOX-41A传送至本站，经过RCS-925A保护装置的9LP10远跳通道一收信、9LP11远跳通道二收信硬压板、“远方跳闸控制字”决定是否接收“对侧的远跳”信号，由本站的RCS-925A进行就地判断，经RCS-925A保护装置的9LP3、9LP4过电压出口硬压板，进行相应开关跳闸操作。,500k
20、V国安站：1、软压板：远方跳闸投入控制字为投入位置2、硬压板：远跳通信收信,辅助保护A通道相关压板有什么？,辅助保护通道主要是给“线路辅助保护RSC-925A”、“开关失灵保护向对侧发远跳信号”、“收到对侧远跳信号”提供通道。,将线路主一、主二保护屏远跳保护、相邻开关失灵输出压板退出（ “500kV线路辅助保护收信示意图”、 “500kV线路辅助保护发信示意图”红色部分）；,目录,【8,4T51】,第一部分 断路器失灵保护原理,第二部分 南瑞RCS-925A跳闸逻辑图,第三部分 南瑞RCS-923A失灵保护,第四部分 南瑞RCS-921A失灵保护,第五部分 500kV国安站500kV开关失灵讲
21、解,第六部分 500kV国安站220kV开关失灵讲解,500kV国安站220kV开关的失灵采用方式2，即不经过RCS-923A进行失灵电流判断，采用母差保护判断。,6.1 220kV线路开关失灵启动回路,6.2 母联2012开关失灵启动回路,失灵保护动作结果：跳开220kV 1M、2M母线上所有开关,6.3 分段2015开关失灵启动回路,分段2015开关失灵输出除了自身操作箱三跳输出到1M、2M母差保护，5M、6M母差保护。还有1M、2M母差保护相应失灵启动输出至5M、6M母差保护，5M、6M母差保护相应失灵启动输出至1M、2M母差保护。,分段2015开关失灵的结果是跳开220kV 1M、5M
22、二段母线上的所有开关，并向线路对侧发信，跳开线路对侧开关。,6.4 #1主变2201开关失灵启动回路,6.5 220kV线路其它保护向对侧发信原理,本装置其它保护：工频变化量阻抗、零序延时段、距离保护等。其它外部保护：220kV母差保护、线路充电保护、线路过流保护等动作起动三相跳闸。,6.5 220kV线路其它保护向对侧发信原理,其它外部保护动作如“通知” 220kV线路保护装置呢？,外部保护（如：母差）动作后，通过开关操作箱TJR继点器的一个辅助接点，接入220kV线路保护装置的一个开入点。,6.5.1 RCS-931BM发信（远跳）原理图RCS-931 有专用的数字通道（光纤），这通道不仅
23、交换两侧电流数据，同时也交换开关量信息，实现一些辅助功能，其中包括远跳及远传。,什么是远跳？什么是远传？,远传：只是在于接收侧收到远传信号后，并不作用于本装置的跳闸出口，而只是如实的将对侧装置的开入接点状态反映到对应的开出接点上。,RCS-931BM本装置其它保护动作后，发信原理,本装置其它保护：工频变化量阻抗、零序段、相间距离段或接地距离段，在线路近端，这些保护动作快于RCS-931BM光纤差动主保护。开关跳闸后，由位置停信，向对侧发允许跳闸信号，跳开对侧。,其它外部保护（如：母差）动作后，通过开关操作箱TJR的一个接点，接入RCS-931BM的远跳开入接点，RCS-931BM采样得到的远跳
24、开入为高电平，作为开关量，连同电流采样数据及CRC校验码等，打包为完整的一帧信息，通过自身的专用光纤通道传送给线路对侧装置。,RCS-931BM其它保护动作后，发信（远跳）原理,对侧装置每收到一帧信息，都要进行CRC校验，经过CRC校验后经过三次确认后，才认为收到的远跳信号是可靠的。收到经校验确认的远跳信号，若整定控制字“远跳受本侧控制”整为“0”，则无条件置三跳出口，起动A、B、C三相出口跳闸继电器，同时闭锁重合闸；若“远跳受本侧控制”整为“1”,则需要本装置起动才出口。可详见南瑞RCS-931说明书P25跳闸逻辑图。,6.5.2 RCS-902CB发信(发信)原理图由于RCS-902CB自
25、身无专用光纤通道，需要借助FOX-41A发远跳信号。,RCS-902CB本装置其它保护动作后，发信（远跳）原理,本装置其它保护：工频变化量阻抗、零序段、相间距离段或接地距离段，在线路近端，这些保护动作快于RCS-902CB纵联距离主保护。本装置其它保护动作和位置停信立即向向对侧发允许跳闸信号，跳开对侧开关跳闸后。,本装置其它保护动作,跳位发信,RCS-902CB其它保护动作后，发信（远跳）原理,其它外部保护（如：母差）动作后，通过开关操作箱TJR的一个接点，接入RCS-902CB的开入（其它保护发信），以及位置发信，RCS-902CB通过FOX-41A光纤通道向线路对侧发远跳信号，线路对侧收到
26、远跳信号，再经本地判据实现远跳 。,其它保护动作,跳位发信,220kV 1M,220kV 2M,4604,46044,46042,46041,220kV国珠甲线挂1M运行,2012,220kV国珠甲线主I保护：RCS-931BM,CZX-12R2220kV国珠甲线主II保护：RCS-931BM, RCS-9323A,CZX-12R2电压切换模块,假设： 220kV国珠甲线主I保护屏后的开关操作电源一4K1,开关操作电源二4K2空开都断开；220kV1M母线接地故障，请分析对侧220kV珠海站国珠甲线如何动作？,问题一,220kV 1M,220kV 2M,4604,46044,46042,460
27、41,220kV国珠甲线挂1M运行,2012,220kV国珠甲线主I保护：RCS-931BM,CZX-12R2220kV国珠甲线主II保护：RCS-931BM, RCS-9323A,CZX-12R2电压切换模块,动作结果： 2012及挂在1M上所有线路开关分。对侧接地距离II 段或零序II 段跳开线路对侧开关,问题一,问题二,500kV国安站,500kV桂山站,500kV桂国甲线,5011,5013,5011,5012,5013,假设：（1）500kV国安站500kV桂国甲线主一、主二保护屏上：9LP3过电压跳5011开关出口、9LP4过电压跳5013开关出口压板均未投；（2）500kV桂山站500kV1M母线接地故障，5011开关失灵动作，请分析500kV国安站如何动作？,问题二,500kV国安站,500kV桂山站,500kV桂国甲线,5011,5013,5011,5012,5013,动作结果：（1）500kV桂山站500kV1M侧除5011开关，其余开关跳闸，500kV1M失压，5012开关跳闸；（2）500kV国安站桂国甲线线路接地距离II 段或零序II 段跳开本侧5011、5013开关；,
