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摘要母线是电力系统中重要的电气元件,通常连有众多的其他元件,一旦母线故障将使这些元件停电,从而造成大面积停电事故。随着计算机技术的提高,传统的母差保护在现代的应用中存在许多弊端,本文应用最新的微机综保,通过对大庆石化公司热电厂传统母线保护的改进,来实现母线的稳定运行。
关键词:系统;元件;保护
中图分类号:TM774
在计算机技术高速发展的今天,微机母线保护被大量应用,其种类越来越多,但是其应用的主要原理还是没有太多的变化,大多还是采用完全电流差动原理构成的母线差动保护。微机保护装置在使用中由于有原理先进,可靠性高,操作简单,维护管理方便,对主接线方式变化的适应性比较强等优势,继电保护正在向全面微机化过渡。
母线保护是当母线发生故障时,误动作后果特别严重,迅速切除故障母线的主要保护。母线发生故障的几率较线路低,但故障的影响面很大。因此利用母线保护清除和缩小故障造成的后果,是十分必要的。母线故障如未装设母线保护,需要相邻原件的保护成为后备,并且往往要扩大停电范围,甚至酿成系统性大面积停电。根据母线差动保护的差动回路的构成方式不同,母线保护可分为母线完全差动保护和母线不完全差动保护。由于母线保护涉及开关较多,母线完全差动保护的原理:母线完全差动保护是将母线上所有连接元件上的CT按同名相、同极性连接到母差动回路中,将延长故障切除时间,其中CT的极性与变比均应相同,如果变比不同,则在微机中修改参数。根据基尔霍夫电流定律,把母线视为一个节点,正常运行和区外故障时,流入母线电流与流出母线电流大小相等、方向相反,差动电流理想情况下为零,差动继电器不动作;母线故障时,故障电流流入母差,导致差流不为零,差动继电器动作跳开各回路。所以要求它比其他保护具有更高的稳定性。
母线不完全差动保护:所谓母线不完全差动保护只是将连接于母线的各有电源支路的电流接入差流回路,而无源之路的电流不接入差流回路。因此在无源之路上发生的故障将被认为是母线差动保护范围内的故障。此时差动保护的定值应不大于所有这种线路的最大负荷电流之和,这样在正常运行情况下差动保护才会不误动。母线保护应特别强调其可靠性,并尽量简化结构。对电力系统的单母线和双母线保护采用差动保护一般可以满足要求,所以得到广泛应用。一般来说母线故障可以利用供电元件的保护来切除。缺点是延时太长,当双母线或单母线时,无选择性。所以应装设专门的母线保护。母线保护总的来说可以分为两大类型:一、利用供电元件的保护来保护母线,二、装设母线保护专用装置。在外部短路情况下,该母线的引出线路中,当发生母线区内故障时,工频变化量差动元件ΔBLCD和工频变化量阻抗元件ΔZ与工频变化量电压元件ΔU基本同时动作,故障线路电流是所有非故障线路电流之和。故障线路电流很大,其CT饱和,二次侧电流很小。
利用了CT饱和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点, CT饱和检测元件采用自适应阻抗加权抗饱和方法,而发生母线区外故障时,由于故障起始CT尚未进入饱和,ΔBLCD元件和ΔZ元件的动作滞后于ΔU元件。饱和CT二次侧扔有一个线性传变区。解决这个问题的方法是在每条母线上装设分差动保护。由于CT二次侧不允许开路,不能随着一次引出线进行相应的切换,这使双母线差动保护在母线任何连接方式下都保证选择性发生困难。根据差流中谐波分量的波形特征检测CT是否发生饱和。RCS-915型母线保护根据CT饱和波形特点设置了两个CT饱和检测元件。当母线为双母线接线时,其中一条母线故障时应仅切除故障母线,而非故障母线继续运行。利用ΔBLCD元件、ΔZ元件和ΔU元件动作的相对时序关系的特点,得出抗CT饱和的自适应阻抗加权判据。由于CT饱和有在系統发生故障瞬间,CT不可能同时发生饱和特点。差动保护在此情况下应不失去选择性。CT能正确传变一次电流。从故障发生到CT保护至少有1/2周波的时间,此时差动保护的不平衡电流很大。CT进入饱和后,二次电流出现畸变、缺损,但在一次电流过零点附近,传统的模拟保护靠二次回路接线完成电流的相加,当母线连接元件较多且经常变化时,分差动保护很少能发挥作用。因此要求母线保护能适应母线的任意一种连接方式。以电流判据为主的差动元件,可以用电压闭锁元件来配合,提高保护整体的可靠性。CT饱和检测元件二由谐波制动原理构成。微机保护通过将隔离开关的辅助接点位置输入微机母线保护,由软件就实现了CT切换,这就极大的推广了母线保护的应用。
断路器失灵保护是连接在同一母线上的电气设备故障时,比率差动门坎要整定得躲过母线出线最大负荷电流是为了防止CT断线时母线差动保护误动。当故障元件的保护动作出口,而且断路器跳闸失灵时,比率差动元件的比率差动门坎按包括检修方式的各种运行方式下,通过大差动保护来确定故障范围(计算三条母线所有的馈线的电流,不计算分段和母联),当判断是母线故障,由每条母线的小差保护来选择故障母线(计算本段母线的所有馈线及分段的电流,不计算母联),备用母线单独装设一套差动保护(本段母联的电流-其他俩条母联的电流),母线发生各种类型短路的最小总短路电流(相电流)有足够灵敏度计算,灵敏度≥4,通过投入保护压板来启动本线路对应的备用母线差动保护计算方式。这样,无论那条母线发生故障或者备用母线发生故障,母差保护都能正确的切除故障,不会扩大停电范围。此判据充分利用了区外故障发生CT饱和时差流不同于区内故障时差流的特点,抗CT饱和,区内故障和故障由区外转至区内时能迅速切除。其中大差动区分母线外部还是内部故障,并尽可能躲过母线出线最大负荷电流。而小差动元件则用于选择故障母线。即利用电压工频变化量起动元件自适应地开放加权算法。在区外故障CT饱和后发生转换性故障情况下能快速切除母线故障。
以石化公司热电厂为例,母线形式为单母线分三段带旁路母线运行,分段间由电抗器相连,母线与备用母线间由母联相连。当采用传统的母差保护(即计算三条母线所有支路的电流和),当一条母线发生故障时,差动保护跳三条母线所有开关,势必要扩大停电范围;当采用三条母线分别装设传统的差动保护时,正常运行时,当一条母线发生故障,通过故障元件的保护判别启动相关逻辑,可以正确的切除母线,但当备用母线带线路运行时,备用母线发生故障,由于传统的差动保护不计算母联电流的,所以本段保护也会启动,切除馈线所在段的母线,而不是单独的通过断开母联开关来切除备用母线,再一次的扩大了停电范围。为了解决上述问题,通过和厂家联沟通,最终采用了分差动保护。将所在母线上的其他断路器跳闸的一种保护装置。失灵保护主要是馈线故障情况保护动作,而断路器拒动时的保护,其动作行为与母线差动保护相似,因此在变电站中,其出口回路有两种形式,一个是失灵保护有自己单独的出口跳断路器,另一种形式是失灵保护与母线差动保护共用一套出口回路接跳断路器。保护失灵必须具备两个条件:断路器任一相存在故障电流(指示断路器未跳闸);对应断路器保护动作出口。
目前大庆石化热电厂的微机母线保护,多年来运行情况良好,运行可靠,母线故障率为零。虽然母线故障率为零,但在实际应用过程中,仍须注意所引入的母联开关位置量的问题,以及运行中保护屏上刀闸位置的使用问题,对这些问题有了充分的认识,才能保证这一先进技术可靠应用于现场,发挥其优越性,并确保其动作的正确性。
关键词:系统;元件;保护
中图分类号:TM774
在计算机技术高速发展的今天,微机母线保护被大量应用,其种类越来越多,但是其应用的主要原理还是没有太多的变化,大多还是采用完全电流差动原理构成的母线差动保护。微机保护装置在使用中由于有原理先进,可靠性高,操作简单,维护管理方便,对主接线方式变化的适应性比较强等优势,继电保护正在向全面微机化过渡。
母线保护是当母线发生故障时,误动作后果特别严重,迅速切除故障母线的主要保护。母线发生故障的几率较线路低,但故障的影响面很大。因此利用母线保护清除和缩小故障造成的后果,是十分必要的。母线故障如未装设母线保护,需要相邻原件的保护成为后备,并且往往要扩大停电范围,甚至酿成系统性大面积停电。根据母线差动保护的差动回路的构成方式不同,母线保护可分为母线完全差动保护和母线不完全差动保护。由于母线保护涉及开关较多,母线完全差动保护的原理:母线完全差动保护是将母线上所有连接元件上的CT按同名相、同极性连接到母差动回路中,将延长故障切除时间,其中CT的极性与变比均应相同,如果变比不同,则在微机中修改参数。根据基尔霍夫电流定律,把母线视为一个节点,正常运行和区外故障时,流入母线电流与流出母线电流大小相等、方向相反,差动电流理想情况下为零,差动继电器不动作;母线故障时,故障电流流入母差,导致差流不为零,差动继电器动作跳开各回路。所以要求它比其他保护具有更高的稳定性。
母线不完全差动保护:所谓母线不完全差动保护只是将连接于母线的各有电源支路的电流接入差流回路,而无源之路的电流不接入差流回路。因此在无源之路上发生的故障将被认为是母线差动保护范围内的故障。此时差动保护的定值应不大于所有这种线路的最大负荷电流之和,这样在正常运行情况下差动保护才会不误动。母线保护应特别强调其可靠性,并尽量简化结构。对电力系统的单母线和双母线保护采用差动保护一般可以满足要求,所以得到广泛应用。一般来说母线故障可以利用供电元件的保护来切除。缺点是延时太长,当双母线或单母线时,无选择性。所以应装设专门的母线保护。母线保护总的来说可以分为两大类型:一、利用供电元件的保护来保护母线,二、装设母线保护专用装置。在外部短路情况下,该母线的引出线路中,当发生母线区内故障时,工频变化量差动元件ΔBLCD和工频变化量阻抗元件ΔZ与工频变化量电压元件ΔU基本同时动作,故障线路电流是所有非故障线路电流之和。故障线路电流很大,其CT饱和,二次侧电流很小。
利用了CT饱和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点, CT饱和检测元件采用自适应阻抗加权抗饱和方法,而发生母线区外故障时,由于故障起始CT尚未进入饱和,ΔBLCD元件和ΔZ元件的动作滞后于ΔU元件。饱和CT二次侧扔有一个线性传变区。解决这个问题的方法是在每条母线上装设分差动保护。由于CT二次侧不允许开路,不能随着一次引出线进行相应的切换,这使双母线差动保护在母线任何连接方式下都保证选择性发生困难。根据差流中谐波分量的波形特征检测CT是否发生饱和。RCS-915型母线保护根据CT饱和波形特点设置了两个CT饱和检测元件。当母线为双母线接线时,其中一条母线故障时应仅切除故障母线,而非故障母线继续运行。利用ΔBLCD元件、ΔZ元件和ΔU元件动作的相对时序关系的特点,得出抗CT饱和的自适应阻抗加权判据。由于CT饱和有在系統发生故障瞬间,CT不可能同时发生饱和特点。差动保护在此情况下应不失去选择性。CT能正确传变一次电流。从故障发生到CT保护至少有1/2周波的时间,此时差动保护的不平衡电流很大。CT进入饱和后,二次电流出现畸变、缺损,但在一次电流过零点附近,传统的模拟保护靠二次回路接线完成电流的相加,当母线连接元件较多且经常变化时,分差动保护很少能发挥作用。因此要求母线保护能适应母线的任意一种连接方式。以电流判据为主的差动元件,可以用电压闭锁元件来配合,提高保护整体的可靠性。CT饱和检测元件二由谐波制动原理构成。微机保护通过将隔离开关的辅助接点位置输入微机母线保护,由软件就实现了CT切换,这就极大的推广了母线保护的应用。
断路器失灵保护是连接在同一母线上的电气设备故障时,比率差动门坎要整定得躲过母线出线最大负荷电流是为了防止CT断线时母线差动保护误动。当故障元件的保护动作出口,而且断路器跳闸失灵时,比率差动元件的比率差动门坎按包括检修方式的各种运行方式下,通过大差动保护来确定故障范围(计算三条母线所有的馈线的电流,不计算分段和母联),当判断是母线故障,由每条母线的小差保护来选择故障母线(计算本段母线的所有馈线及分段的电流,不计算母联),备用母线单独装设一套差动保护(本段母联的电流-其他俩条母联的电流),母线发生各种类型短路的最小总短路电流(相电流)有足够灵敏度计算,灵敏度≥4,通过投入保护压板来启动本线路对应的备用母线差动保护计算方式。这样,无论那条母线发生故障或者备用母线发生故障,母差保护都能正确的切除故障,不会扩大停电范围。此判据充分利用了区外故障发生CT饱和时差流不同于区内故障时差流的特点,抗CT饱和,区内故障和故障由区外转至区内时能迅速切除。其中大差动区分母线外部还是内部故障,并尽可能躲过母线出线最大负荷电流。而小差动元件则用于选择故障母线。即利用电压工频变化量起动元件自适应地开放加权算法。在区外故障CT饱和后发生转换性故障情况下能快速切除母线故障。
以石化公司热电厂为例,母线形式为单母线分三段带旁路母线运行,分段间由电抗器相连,母线与备用母线间由母联相连。当采用传统的母差保护(即计算三条母线所有支路的电流和),当一条母线发生故障时,差动保护跳三条母线所有开关,势必要扩大停电范围;当采用三条母线分别装设传统的差动保护时,正常运行时,当一条母线发生故障,通过故障元件的保护判别启动相关逻辑,可以正确的切除母线,但当备用母线带线路运行时,备用母线发生故障,由于传统的差动保护不计算母联电流的,所以本段保护也会启动,切除馈线所在段的母线,而不是单独的通过断开母联开关来切除备用母线,再一次的扩大了停电范围。为了解决上述问题,通过和厂家联沟通,最终采用了分差动保护。将所在母线上的其他断路器跳闸的一种保护装置。失灵保护主要是馈线故障情况保护动作,而断路器拒动时的保护,其动作行为与母线差动保护相似,因此在变电站中,其出口回路有两种形式,一个是失灵保护有自己单独的出口跳断路器,另一种形式是失灵保护与母线差动保护共用一套出口回路接跳断路器。保护失灵必须具备两个条件:断路器任一相存在故障电流(指示断路器未跳闸);对应断路器保护动作出口。
目前大庆石化热电厂的微机母线保护,多年来运行情况良好,运行可靠,母线故障率为零。虽然母线故障率为零,但在实际应用过程中,仍须注意所引入的母联开关位置量的问题,以及运行中保护屏上刀闸位置的使用问题,对这些问题有了充分的认识,才能保证这一先进技术可靠应用于现场,发挥其优越性,并确保其动作的正确性。