BP-2B保护选CT最大值作为基准变比,大差差电流为除母联外所有间隔电流矢量和,制动电流为所有电流绝对值的和。动作条件为ID>IDZ,且ID>K(IR-ID)。 大差差电流:10+12+(18/2)=31A;大差制动电流31A, I母小差差电流:12+9+10=31A,I段小差制动电流31A, II母小差差电流:0A,II段小差制动电流20A,
并列运行时,大差K值取大值,ID>2.5A, 且31>2(31-31),能够可靠动作;I母小差动作(31>2.5,且31>2(31-31),I段上所有支路及母联跳开;
并列运行时,II母小差电流为零,不会动作,当母联跳闸后,母联CT电流被封,II母可靠动作[10>2.5,且10>2(10-10)]。
3. 某变电站220kV侧为双母双分段接线,配置BP-2B微机母线差动失灵保护屏四面,即Ⅰ、Ⅱ段母线和Ⅲ、Ⅳ段母线各有两套母差失灵保护,相互独立。正常运行时,母联25M、26M和母分250、260均在运行,如图所示。某日,发生母分250开关两组母差保护电流回路断线,试分析对系统的运行有何影响,并提出最佳处理方案。(本题7分)
250
Ⅲ 26M
Ⅳ 260
Ⅱ Ⅰ 25M
答案
⑴根据保护配置方式,分段电流是支路量,由于两组母差保护电流回路均断线,将造成各套母差保护均被闭锁,此时若发生母线故障,切除故障的时间将较长,且停电范围大。(1分)
⑵最佳方案:断开母分250开关,母差保护将迅速恢复正常;再将250开关隔离,处理电流回路异常。
4. 某变电站110kV侧双母线分列运行,各馈线及主变中压侧均在运行;地调下令合上母联17M开关,此时,BP-2B母差保护装置面板报“开入异常”,两段母线小差出现差流,请分析原因。如果不处理会有何后果? 答案
⑴合上母联开关后,母差保护屏上“分列”压板未解除,母联电流无法接入,小差出现差流,并报“开入异常”。
⑵若不处理,当任一母线发生故障时,两段母线均将跳闸。
5. 某站接线图如下所示,保护配置如图上标注,请分析在k1、k2点发生金属性故障甲站所有设备及甲乙I、II线路的保护动作行为;并分析当甲乙I、II线重合闸置单重位置,甲乙I线发生k3点发生金属性故障,甲乙II线甲站侧收发信机故障,此时甲站所有设备及甲乙I、II线路的保护动作行为。
ⅠⅡⅡ线RCS902+LFX912RCS931乙站Ⅰ线RCS902+LFX912RCS931甲乙II线k3甲乙I线k1Ⅰk2甲站Ⅱ
(1)k1点发生故障,该故障点对于甲乙I、II线而言是区外故障,因而主保护均不动作,此时甲站I段母线差动保护动作,跳开母联开关及挂接于I段运行的所有间隔,跳甲乙I线开关时,TJR继电器同时动作,RCS-931保护收到远跳开入,向对侧传送远跳信号,乙站甲乙I线RCS-931保护远跳动作,跳开甲乙I线开关;此时甲乙II线仅启动。
(2)k2点发生故障,甲站I段母线差动保护动作,跳开母联开关及挂接于I段运行的所有间隔,跳甲乙I线开关时,TJR继电器同时动作,RCS-931保护收到远跳开入,向对侧传送远跳信号,乙站甲乙I线RCS-931保护远跳动作,跳开甲乙I线开关;母联开关跳闸后,经50MS延时后,封母联CT,甲站II段母线差动保护动作,跳开挂接于II段运行的所有间隔,跳甲乙II线开关时,TJR继电器同时动作,RCS-931保护收到远跳开入,向对侧传送远跳信号,乙站甲乙II线RCS-931保护远跳动作,跳开甲乙II线开关。
(3)k3点发生故障,甲乙I、II线重合闸置单重位置,当发生的是单相瞬时性故障,则甲乙I线两侧RCS-902纵联距离或零序保护动作,距离I段动作、零序I段动作,RCS-931电流差动保护动作,距离I段动作、零序I段动作,且两套装置重合闸动作并重合成功,若发生单相永久性故障,两套保护重合后又加速三跳。当发生的是相间或三相短路,则甲乙I线两侧RCS-902纵联距离保护动作,距离I段动作,RCS-931电流差动保护动作,距离I段动作三相跳闸。I、II段母差保护均不动作。若甲站甲乙I线开关拒动,则启动失灵保护,跳开母联及挂接于II段运行的所有间隔开关。甲乙II线甲站侧收发信机故障,则乙站甲乙II线RCS-902纵联距离或零序保护将误动作。
四、主变保护
1. 电力变压器保护的配置
零序电压复压过流差动复压过流复压过流零序过流间隙零序电流复压过流差动复压过流复压过流差动
1.1
非电量保护
瓦斯保护分为本体瓦斯保护、有载调压瓦斯保护。本体轻瓦斯保护动作发信,本体重瓦斯保护动作跳闸,0秒跳开主变各侧开关。
压力释放、油温高、冷却器全停一般动作于发信。 1.2 引出线、套管及变压器内部短路的保护 1.2.1 电流速断保护
适用于小容量的变压器。如10kV配变、厂用变等。 1.3 差动保护
差动保护反应各侧开关CT电流和,保护范围为各侧开关CT往主变方向的范围,动作后0秒跳开主变各侧开关。
瓦斯能反应主变油箱内部故障,包括绕组匝间短路,差动保护反应各侧开关CT以内的范围,但不能反应绕组匝间短路
于大、中容量的变压器(6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器,10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器)。 1.4 相间短路的后备保护 1.4.1 过电流保护
适用于小容量的变压器。
1.4.2 复合电压启动的过电流保护
适用于大、中容量的变压器。复合电压启动元件包括各侧的相间低电压、负序电压。 1.5 接地短路保护 1.5.1 零序电流保护
适用于中性点直接接地运行的变压器,反应外部接地短路引起的的过电流,主要保护母线,同时也对相邻线路的接地故障、变压器内部接地故障起后备保护作用。 1.5.2 间隙零序电流和零序电压保护
适用于变压器的中性点不接地运行方式下,外部接地短路引起的中性点过电压或间隙过电流。
1.6 过负荷保护
反应于变压器的过负荷情况,采用单相式,动作后发信。 2. 电力变压器的主保护:包括有差动保护、瓦斯保护 2.1 比率差动保护原理
由于变压器变比、联接组别的影响,变压器运行时,各侧电流大小、相位不同,差动保护要消除这些影响。微机差动保护都采用数字的方法对变比、相位进行补偿。
比率差动保护动作特性如下:
动作电流IdzIsd动作区BIqdAIzd制动电流Iz
差动电流为变压器各侧电流的向量和,制动电流有的取变压器各侧电流绝对值和的一半,有的取各侧电流绝对值中最大值,根据保护型号不同而不同。A点称为比例差动的拐点,对应的制动电流Izd称为拐点电流,通常取主变额定值,对应的动作电流值Iqd称为差动保护电流定值(最小动作电流),通常取主变额定值的一半。直线AB的斜率称为差动保护的比率系数K,通常整定为0.5。
为了在变压器内部严重故障时快速跳开各侧开关,设有差动电流速断保护,当差动电流大于差动电流速断整定值Isd时,动作跳闸。
动作后0秒跳开主变各侧开关 2.2 励磁涌流的鉴别
变压器空载投入电网时,会有励磁涌流产生,将引起变压器差动保护的误动,因此应增设涌流判别,来闭锁差动保护,防止误动。 2.2.1 谐波制动原理
变压器空投产生的励磁涌流含有很大比率的二次谐波,而在内部和外部故障时,故障电流中的二次谐波比率很小。利用二次谐波制动原理可有效的防止涌流的影响。一般二次谐波制动系数取15%,即当差动电流中二次谐波分量达到或超过基波分量的15%时,装置判别为励磁涌流,闭锁差动保护。 2.2.2 间断角判别原理
变压器励磁涌流波行是间断性的,而变压器内部故障时,电流波形是连续的或间断角很小。利用此特点可构成鉴别涌流间断角的差动保护。
3. 电力变压器的后备保护 3.1 高压侧后备保护 3.1.1 复合电压过流保护
复合电压过流保护有复压元件和电流元件构成,两个元件同时动作才延时出口。复压元件由低电压元件和负序元件构成,两个为或门关系。通常复合电压过流保护经各侧复压元件闭锁,任一侧复压元件动作均满足复压条件。当动作时限为达到时,复压元件返回,则保护亦随之恢复正常。复合电压过流保护作为变压器的后备保护时,要求跳各侧的时间不大于2.0秒。
动作后经延时跳开主变各侧开关
作为主变差动保护及瓦斯保护的后备保护 3.1.2 零序电流保护
零序电流保护电流取自主变中性点CT或由软件自产产生(3Io=Ia+Ib+Ic),通常不经零序电压闭锁,保护带两个时限,一时限跳母联开关,缩小故障影响范围,二时限跳变压器各侧开关。通常不采用零序保护互跳方式。
3.1.3 间隙保护(间隙过流、零序过压保护)
间隙电流保护电流取自变压器中性点的间隙CT,当间隙击穿,间隙电流达整定值时延时动作。零序电压一般取自母线PT开口三角电压(或软件自产3Uo),当电压达整定值时延时动作。间隙电流和零序电压采用并联关系,保护动作后相互保持,间隙零序电流按一次值100A整定,零序电压按额定60%整定180V(103V),动作后0.5秒跳变压器各侧开关。 3.1.4 过负荷保护
根据主变的额定电流整定,保护延时发告警信号。 3.2 中压侧(低压侧)后备保护 3.2.1 复合电压过流保护
原理同高压侧后备保护,保护时限与所带的线路保护配合整定,一时限跳分段开关,二时限跳本侧开关,三时限跳各侧开关。动作电流、时限应与本侧出线配合。作为本侧母线及出线的后备保护。 3.2.2 过负荷保护
根据主变的额定电流整定,保护延时发告警信号。 3.2.3 零序过压保护
110kV变压器中、低压侧为不接地系统,有的设有零序过压保护作为接地故障时的保护,动作发信告警。
4.主变的保护配置
220KV主变一般配置两套电气量保护及一套非电量保护;110KV主变一般配置一套电气量保护及一套非量保护,根据反措要求,差动保护及各侧后备保护不能合在一起,均应单独配置。
常用的220KV主变的保护有南瑞RCS978系列,南自公司的PST1200系列;常用的110KV主变的保护有南瑞RCS9600系列,南自公司的PST1200系列。
练习
1、某站一次主接线如下图所示,#1、2主变高中压侧并列运行,低压侧分列运行;#1主变高中压侧中性点接地刀闸均断开,#2主变高中压侧中性点接地刀闸均合上。此时,#2主变中压侧d点发生单相高阻接地故障,13B开关拒动,⑴试分析主变保护的动作行为;⑵该定值单存在什么问题?(两台主变的定值相同,见表一、二,主变后备保护电流均取自开关TA)