WMH-800微机母线保护 2.3.3 母线保护怎样灵活适应母线的各种运行方式
在双母线系统中,根据电力系统运行方式变化的需要,母线上的连接元件需在两条母线间频繁切换,为此要求母线保护能够自动跟踪一次系统的倒闸操作。母差保护用软件实现母线运行方式的自动识别,引入隔离刀闸的辅助触点,完成运行方式的自动识别,作为差动电流计算及出口跳闸的依据。差动保护装置中由于引入了各元件的电流,可利用电流对隔离刀闸的辅助触点位置进行校核,若二者不一致,则发信号告警。隔离刀闸辅助触点的状态通过装置面板上的发光二极管指示。 (1)运行方式字
图5 双母线系统
运行方式字(8421码表示)反映了双母线系统各连接元件与母线的连接情况。如果某个连接
元件投入母线,则该位为1,否则该位为0。双母线系统各段母线均设有一运行方式字。如图5所示双母线系统,I母、II母运行方式字如下:
运行方式字 Ⅰ母线 0x0f Ⅱ母线 0x71 L6 0 1 L5 0 1 L4 0 1 L3 1 0 L2 1 0 L1 1 0 L0 1 1 单母线(一个半断路器接线)没有运行方式字,单母分段接线运行方式字是在设计时定死的,双母单分段接线方式比双母线接线方式多了一个三母运行方式字,运行方式字的形成模式是一样的。
(2)隔离刀闸辅助触点识别运行方式
隔离刀闸连接如图6所示,a、b为连接元件L的隔离刀闸,当L投入I母时,对应I母运行方式字该位为1,对应II母运行方式字该位为0;当L投入II母时,对应II母运行方式字该位为1,对应I母运行方式字该位为0;当L同时投入I、II母时(如倒闸过程中),对应I、II母运行方式字该位均为1。当L退出运行时,对应I、II母运行方式字该位均为0。
图6 隔离刀闸连接 (3)电流平衡法校核运行方式字
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WMH-800微机母线保护
系统正常运行时,母线大差及各段母线小差都是平衡的,利用电流对隔离刀闸辅助触点识别的运行方式字进行校核。若大差平衡而小差不平衡,则发信号告警。
母差保护通过运行方式字实现了对母线一次系统的自适应,交流回路和跳闸回路通过运行方式字的自调整而实现无触点软切换。 2.3.4 母线保护对CT变比不一致的补偿措施
常规母线差动保护要求CT变比一致,当变比不一致时可以通过安装中间变流器进行调整。WMH-800型母线保护装置把CT变比作为定值由用户现场设定,对主CT变比无特殊要求,变比可以任意设定。此时差动电流定值的计算及差动电流的显示均以最大的CT变比为基准。
例如,某一变压器CT变比为1200/5,线路CT变比为600/5,厂用变CT变比为300/5。整定时CT变比分别设置为240,120,60即可。差动电流定值的计算及差动电流的显示以1200/5为基准。即保护装置把最大CT变比元件的模拟量采样调整系数定为1,其它变比元件的模拟量调整系数折算,如上例依次为1、0.5和0.25。保护采样的模拟量在进行有关计算之前需乘于对应的调整系数,相当于加了中间变流器,是一种软补偿。
3 WMH-800微机母线保护装置
3.1 装置的应用
WMH-800微机母线保护适用于500kV及500kV以下各种主接线形式的母线,作为发电厂、变电站母线的成套保护装置。
保护柜配置方案:对单母线、单母分段、双母线、双母单分段等母线方式一般配置一面柜即可;对一个半断路器母线方式一段母线配置一面柜,共需两面柜;对双母双分段母线方式按两个双母线配置两面柜。保护功能配置中标注有可选字样的保护功能不是常配置模块,用户可根据自己的需要灵活选配,在技术协议中提出来。 3.2 装置的硬件构成
WMH-800型微机母线保护总体结构如图3-1所示。图3-2清楚地显示出保护各单元之间的逻辑关系。ABC三相差动保护单元各自独立,分别完成各自的模拟量采集及转换、开关量输入、保护逻辑运算、信号及跳令的开出。电压闭锁装置也是一个独立的单元,完成电压量的采集及转换、电压闭锁逻辑判断、信号及跳令的开出。差动保护单元的跳令开出驱动继电器MCJ,电压闭锁单元的跳令开出驱动继电器YJ,MCJ和YJ的触点串联构成跳闸出口,从而完成保护功能并经电压闭锁有效防止误动。人机接口完成对保护各单元的综合管理,比如各种报文的处理显示和发送,实现人机友好对话,作为监控系统的智能终端等。图3-3是典型的组屏方案,适用于单母线、一倍半断路器接线(按两条单母线配置)、单母分段、双母线、双母单分段接线等接线方式,连接单元数在24个以内(含母联)。若带断路器失灵保护功能,组屏方案不变。对于元件数较少(8个以内)的单母线系统,组屏可以简练一点,由一个差动保护装置和一个电压闭锁装置组成。
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人机接口 图3-1 WMH-800微机母线保护装置总体结构
A相差动保护 B相差动保护 C相差动保护 电压闭锁 图3-2 保护硬件回路原理图
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图3-3 屏面布置图 3.3 程序编制原理说明 3.3.1 保护总体逻辑
保护软件由母差保护程序和电压闭锁程序组成,母差保护程序按相配置,各相程序一致,只在报文上区分。母差保护程序包含差动保护模块、母联充电保护模块、母联失灵或死区保护模块、CT断线判别模块、母联过流保护模块、母联非全相保护模块和断路器失灵保护模块。电压闭锁程序相对独立,完成低电压、负序电压和零序电压判别,以及PT断线检测。母差保护程序和电压闭锁程序分别驱动不同的继电器(各元件一一对应),两个继电器硬接点串联构成出口回路。 3.3.2 保护各主要元件工作原理及逻辑框图
(1)差动保护逻辑框图(以双母线I母故障为例)如下:
Id > Idd Id > KIf Id1 > Idx Id1 > KIf1 U1bs Id:大差电流 Id1:I母小差电流 Idd:大差门坎 Idx:小差门坎 K:比率制动系数 If:总制动电流 If1:I母制动电流 U1bs:I母电压闭锁 & & & & 跳I母 -9-
WMH-800微机母线保护 (2)母联死区及母联断路器失灵保护
母联死区保护根据母联CT的不同布置分以下情况:
a.母联断路器两侧装设两组CT,交叉接线,不存在死区,差动保护不装设死区保护。
图3-4 母联死区故障示意图
b.母联死区保护
母联断路器仅一侧装设CT,如图3-4中所示。
在双母线接线中,K点发生故障,对II母差动保护来说为外部故障,II母差动保护不动;对I母差动保护为内部故障,I母差动保护动作,跳开I母上的连接元件及母联断路器。但此时故障仍不能切除,针对这种情况,本装置采用I母母差动作跳开母联断路器后检测母联断路器的跳位开入,若有跳位开入,则封掉母联CT的电流,从而破坏II母电流平衡,加速II母差动动作,最终切除故障。
若没有把母联的跳位接点引入保护装置,或者保护没有识别到母联TWJ,则母联死区故障时保护自动按母联失灵来处理。
c.母联失灵保护
母联失灵示意图如图3-5中所示,I母线内部故障,I母差动保护动作,跳母联及I母所有连接元件,若母联断路器失灵,故障依然存在,延时(延时可整定,躲母联断路器跳闸时间),若大差动作且母联电流越限则跳开双母线上所有连接元件,最终切除故障。
图3-5 母联失灵示意图
母联失灵及死区保护(无母联TWJ时)逻辑框图如下:
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