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1、微机母线保护,2010年03月,主要内容,母线保护重要性及装设原则,母线保护基本要求和保护范围,微机母线保护配置及原理,失灵启动装置与失灵出口回路的配合,RCS-915母线保护运行说明,一、母线保护重要性及装设原则,主张不设专门母线保护：母线故障几率小（6%-7%）；母线保护需将所有连接元件的二次回路、跳闸回路聚集在一起，结构复杂，容易误动；母线上连接元件的后备保护都可以保护母线（见下图）,a)发电厂母线利用发电机的过流保护跳开发电机的断路器,b)降压站利用相应变压器过流保护跳开变压器断路器切除低压母线故障,c)双侧电源网络利用保护1、4的II段动作切除母线故障,主张设立专门母线保护：母线是变
2、电站的最重要的设备之一，起着汇集和分配电能的作用，母线故障时电压降低影响全系统的供电质量和系统稳定性。母线总长度虽然不过几十米或上百米，但母线连接的设备多、电气接线复杂，设备绝缘老化、污秽以及雷击等会引起短路故障；同时由于操作频繁，值班人员的误操作也会引起人为三相 故障（如带地线合闸、带负荷拉刀闸），因此，母线的短路故障在电力系统故障中仍占有一定的比例。,母线上连接元件的后备保护虽然可以切除母线故障，但时间较长，系统电压长时间降低，会破坏系统稳定性；母线故障开始阶段多数表现为单相接地故障，而随着电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。因此，母线故障的性质一般比较严重，对电力系统的安全危害
3、较大。,综上所述，装设能够快速、准确、有选择切除故障的母线保护是十分重要的。,根据我国国家标准继电保护及安全自动装置技术规程GB14285-1993，下列情况均装设专门的母线保护：(1)110kV的双母线和220kV及以上的母线上，为保证有选择性地切除任一组母线，而另一组仍继续运行；(2)110kV及以上的单母线，重要降压站的35kV母线，按照系统要求必须快速切除母线上的故障。,二、母线保护的基本要求和保护范围,母线保护的基本要求：1、要求能够快速有选择的切除故障 2、要求有足够的灵敏度和可靠性；3、在各种运行方式下，（电压回路断线、电流回路断线、保护装置异常、母线外部故障）保护不应误动。母线
4、保护的保护范围：母线各段所有出线断路器母差CT之间的电气部分，即全部母线和连接在母线上的所有电气设备。（见下图）,母差保护,线路保护,XL1,XL2,XL4,XL3,三、微机母线保护配置及原理,微机母线保护配置：(1)母线差动保护；(2)母联死区保护；(3)母联失灵保护；(4)母联非全相保护；(5)母联充电保护；(6)母联过流保护；(7)断路器失灵保护。,3.1 母线差动保护原理（1）,I,1,I,2,I,3,I,4,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。,3.1 母线差动保护原理（2）,正常运行时，在母线所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等。,3.1 母线
5、差动保护原理（3）,母差保护范围外故障时，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。,3.1 母线差动保护原理（4）,I,1,I,2,I,3,I,4,母差保护范围内故障时，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。,3.1 母线差动保护原理（5）,X-3,X-4,I母小差差动电流：II母小差差动电流：大差差动电流：,3.1 母线差动保护原理保护（6）,母线差动保护由分相式比率差动元件构成。
6、差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。,1、母线大差是指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的关动回路。大差不受母线运行方式影响。,2、各段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联和分段开关）电流所构成的差动回路。小差元件与各支路刀闸位置有关，软件自动识别，对小差电流实时组合。,母线大差用于判别母线区内和区外故障各段母线小差用于故障母线的选择,3.1 母线差动保护原理保护（7）,为了防止由于差动保护或开关失灵保护的出口回路被误碰或出口继电器损坏等原因导致母线保护动作，增加了复合电压闭锁。,3.2 母联死区保护原理(1),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
7、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。,3.2 母联死区保护原理(2),3.3 母联失灵保护,3.4 母联非全相保护,当母联断路器某相断开，母联非全相运行时，可由母联非全相保护延时跳开三相。母联非全相保护功能应根据本站保护定值单要求投退。,3.5 母联充电保护(1),当任一组母线检修后再投入之前，利用母联开关对该母线进行充电试验时可投入母联充电保护，当被试验母线存在故障时，利用充电保护切除故障。母联断路器TWJ由1变为0，且母联从无流变成有流，或两母线均有电压，则开放充电保护300ms。根据控制字决定是否在此期间闭锁母差。充电保护不经复合电压闭锁。,
8、3.5 母联充电保护(2),3.6 母联过流保护,当利用母联断路器作为线路的临时保护时可投入母联过流保护。一般用于新线路试运行。使用此保护功能时，应同时投入母联过流保护软压板及外部压板。,四、失灵启动装置与失灵出口回路的配合,断路器失灵保护是指:当故障线路或元件的继电保护装置动作发出跳闸脉冲后，断路器拒动时，能够以较短的时限切除同一变电站内其他相关断路器，以使停电限制在最小范围的一种近后备保护。国家规程要求，220kV及以上电压等级的电网中均要配置失灵保护。,4.1 断路器失灵保护（1）,4.2 断路器失灵启动回路,失灵开入,4.3 断路器失灵启动与失灵出口回路的配合（1）,4.3 断路器失灵
9、启动与失灵出口回路的配合（2）,第二种接入方式：接入的量只是其它保护跳闸接点闭合的信息，判断该断路器是否有电流、是否有负序或零序电流、该连接元件接在哪条母线、以及复合电压闭锁和计延时工作都由母线保护装置完成。,第一种接入方式：接入的量包括其它保护跳闸接点闭合和该断路器依然有电流两个信息，然后由母线保护装置经复合电压闭锁发跳闸命令。常用的为第一种接入方式。,断路器失灵启动接入母线保护盘有两种方式：,4.3 失灵启动与启动失灵压板的关联（1）,TJA,TJB,TJC,TJQ,LJA,LJB,LJC,LJ3,母线保护,TJA,TJB,TJC,TJQ,第二套线路保护,第一套线路保护,启动失灵（启动母差
10、失灵）,A相失灵启动,B相失灵启动,C相失灵启动,A相失灵启动,B相失灵启动,C相失灵启动,4.4 失灵启动与启动失灵压板的关联（2）,启动失灵压板（启动母差失灵）,五、RCS-915母线保护运行说明,模拟盘:母差保护装置不断的对刀闸辅助触点进行自检，当发现与实际不符（如某条线路有电流而无刀闸位置），则发出刀闸位置报警，通知运行人员处理；在处理期间，可以通过模拟盘强制指定相应的刀闸位置，保证母差保护在此期间的正常运行。,母线保护装置：所有保护功能在一个整机箱内完成,打印机层,5.1 装置面板说明（1）,5.1 装置面板说明（2）,信号灯说明如下：“运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮；“断线报警
11、”灯为黄色，当发生交流回路异常时点亮；若为线路CT二次断线，发“断线报警”信号，将闭锁母差保护。此时运行人员应立即申请退出母差保护，防止区外故障保护误动。“位置报警”灯为黄色，当发生刀闸位置变位、双跨或自检异常时点亮；“报警”灯为黄色，当发生装置其它异常情况时点亮。“跳I母”、“跳II母”、“跳III母”灯为红色，保护动作跳母线时点亮；“母联保护”灯为红色，母差跳母联、母联充电、母联非全相、母联过流保护动作或失灵保护跳母联时点亮；“断路器失灵”灯为红色，断路器失灵保护动作时点亮；“线路跟跳”灯为红色，断路器失灵保护动作时点亮。,5.1 装置面板说明（3）,把手及按钮说明：1FA：RCS-915
12、AS装置的复归按钮；1QA：刀闸位置确认按钮，供运行人员在刀闸位置检修完毕后，复归位置报警信号；1QK：电压切换开关，在PT检修或故障时使用，当切换至I母、II母或双母时，电压量取自相应的母线PT；1YA：打印按钮；盘后空开说明：1K：RCS-915AS装置直流电源开关；1ZKK1：I 母PT交流电压开关；1ZKK1：II母PT交流电压开关,5.2 母线保护运行中的注意事项（1）,1、倒母线操作前，投入母线保护盘投单母（互联）压 板，然后断开母联开关操作电源；倒母操作结束后应及时合上母联开关操作电源，然后退出母线保护盘投单母压板。（由前面讲的过的母差保护原理（7）可知，此时，母差范围内故障，将
13、无选择性跳开两段母线的各分路）,5.2 母线保护运行中的注意事项（2）,2、电压切换把手有三个位置：双母，母、母 当置在双母位置，引入装置的电压分别为母、母TV来的电压;当置在母位置，引入装置的电压都为母电压;当置在母位置，引入装置的电压都为母电压。注意：双母方式或单母方式运行（包括投单母方式、双跨）时，PT切换一直起作用，所以此时如果有PT检修则必须将TV切换至未检修侧PT，不应打在双母位置。,双母线上各连接元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，因此正确识别母线运行方式直接影响到母线保护动作的正确性。本装置引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检，若检测不到刀闸位
14、置，会自动报出“刀闸位置报警”（“识别错误”）信号。1、当倒闸操作过后，如有刀闸位置变位时，运行人员应在保证刀闸位置无误的情况下，再按屏上刀闸位置确认按钮复归报警信号。2、刀闸位置出现双跨时，此信号为正常报出，此时不响应刀闸位置确认按钮。3、当刀闸位置发生异常时保护发出报警信号，通知人员检修。在人员检修期间，可以通过模拟盘用强制开关指定相应的刀闸位置状态，保证母差保护在此期间的正常运行。,5.3 刀闸位置报警信号的处理,带失灵保护功能的母线保护中，母差、失灵共用各断路器跳闸出口压板，若调度下令退出“母差保护”或“失灵保护”，则只退出相应功能压板，跳闸出口压板不退。若调度下令退出“母差及失灵保护”，才可将本盘保护压板全退。,5.4 母线保护投、退操作注意事项,220kV母线保护一般为双配置，其中一套的失灵保护功能投入使用，另一套的失灵保护功能退出。,谢谢大家！,
