母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要设施_伤城文章网
母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要设施,它的拒动和 误动都将给电力系统带来严重危害.母线倒闸操作是电力系统最常见 也是最典型的操作,因其连接元件多,操作工作量大,对运行人员的综 合操作技能也提出了较高的要求.基于一次设备的客观实在性,运行人 员对一次设备误操作所带来的危害都有一个直接的较全面的感性认 识. 但对母线差动保护在倒闸操作过程中进行的一些切换、投退操作 则往往认识模糊. 1 母线差动保护范围是否是确定的,保护对象是否是不变的？ 通常讲的差动保护包含了母线差动保护、变压器差动保护、发 电机差动保护和线路差动保护.实现差动保护的基本原则是一致的,即 各侧或各元件的电流互感器,按差接法接线,正常运行以及保护范围以 外故障时,差电流等于零,保护范围内故障时差电流等于故障电流,差 动继电器的动作电流按躲开外部故障时产生的最大不平衡电流计算 整定. 但也应该十分清楚,母线差动保护与变压器差动保护、发电机 差动保护又有很大的不同:即母线的主结线方式会随母线的倒闸操作 而改变运行方式,如双母线改为单母线运行,双母线并列运行改为双母 线分段并列运行,母线元件(如线路、变压器、发电机等)可以从这一段 母线倒换到另一段母线等等.换句话说,母线差动保护的范围会随母线 倒闸操作的进行、母线运行方式的改变而变化(扩大或缩小),母线差动 保护的对象也可以由于母线元件的倒换操作而改变(增加或减少).忽视了这一点,在进行母线倒闸操作时,对母线差动保护的一些必要的切 换投退操作肯定就认识模糊、甚至趋于盲目了. 2 母线倒闸操作时是否须将母线差动保护退出？ “在进行倒闸操作时须将母线差动保护退出”是错误的,之所以 产生这种错误认识,是因为一些运行人员曾看到过,甚至在母线倒闸操 作时发生过母线差动保护误动,但其根本原因是对母线差动保护缺乏 正确认识.母线倒闸操作如严格按照规定进行,即并、解列时的等电位 操作,尽量减少操作隔离开关时的电位差,严禁母线电压互感器二次侧 反充电,充分考虑母线差动保护非选择性开关的拉、合及低电压闭锁 母线差动保护压板的切换等等,是不会引起母线差动保护误动的.因此, 在倒母线的过程中,母线差动保护的工作原理如不遭到破坏,一般应投 入运行.根据历年统计资料看,因误操作引起母线短路事故,几率还很 高.尽管近几年为防止误操作在变电站、发电厂的一次、二次设备上 安装了五防闭锁装置,但一些运行人员违规使用万能钥匙走错间隔、 误合、误拉仍时有发生.这就使在母线倒闸操作时,保持母线差动保护 投入有着极其重要的现实意义.投入母线差动保护倒母线,可以在万一 发生误操作造成母线短路时,由保护装置动作,切除故障,从而避免事 故的进一步扩大,防止设备严重损坏、系统失去稳定或发生人身伤亡 事故.事实上,与其说母线倒闸操作容易引起母线差动保护误动,倒不 如说,母线倒闸操作常常会使母线差动保护失去选择性而误切非故障 母线. 3 母线倒闸操作后,是否要将母线差动保护的非选择性开关合 入？ 实际工作中一些运行人员片面地认为,母线倒闸操作会使母线 差动保护失去选择性,故在操作完成后,合入母线差动保护的非选择性 开关.产生这一认识误区的根源在于他们不明白母线差动保护装置中 设置这一非选择性开关的目的. 母线保护有多种类型,不同类型的母线保护其实现保护的工作 原理是不一样的.某些类型的母线保护由于其工作原理本身存在缺陷, 在进行母线倒闸操作时会使装置失去对故障母线的选择性.因此,问 题的关键是运行人员要弄清楚:哪种类型的母线保护在母线倒闸操作 时会失去对故障母线的选择性以及怎样在适当的时候将装置的非选 择性开关合入, 在什么时候又该将装置的非选择性开关拉开,抑或是 否应使该开关保持合入状态. 这里仅就固定连接的母线差动保护和母联电流相位比较原理 差动保护以及电流相位比较式母线保护作一简单说明. (1) 固定连接的母线差动保护.这种母线差动保护要求母线上 的电源元件,必须按照事先规定好的固定连接方式运行,母线故障时,母线差动保护的动作才有选择性.当母线保护采用此种类型时,进行电 源元件的倒换,将使保护失去选择性.因此,倒换前合入母线差动保护 非选择性开关,倒完后也不拉开.对负荷元件,则在倒换前合入非选择 性开关,倒换后拉开非选择性开关,同时负荷元件的跳闸压板也作相应 的切换. (2) 母联电流相位比较原理的母线差动保护. 这种保护无固定 连接的要求.只要母差保护的跳闸压板位置与元件母线隔离开关所接 母线位置相对应就可以了.因此,倒换操作前将非选择性开关合入,倒 换后再拉开,并对母线差动保护跳闸压板及重合闸放电压板,切换到倒 换后所对应的母线位置就可以了.这种保护存在的缺点是 2 组母线分 列运行时,母线将失去选择故障母线组的能力. (3) 电流相位比较式母线差动保护.这种保护只反应电流间的 相位,具有较高的灵敏度.倒闸过程中,需合入非选择性开关,倒闸后将 被操作元件的跳闸压板及重合闸放电压板切换至与所接母线对应的 比相出口回路就可以了. 如果片面地认为倒闸操作就使保护失去选择性,并没有适时地 合入或拉开保护的非选择性开关,相反地会使母线差动保护不能按设 计的工作原理工作,从而真正失去选择性.更具体地讲,倒母线时,母线 差动保护的非选择性开关合理的操作顺序是:①双母线改为单母线运 行前,先合入非选择性开关,后取母联断路器直流控制回路熔断器;② 单母线改为双母线运行后,先投入母联断路器直流控制回路熔断器,后拉母线差动保护非选择性开关.这样,就能保证在任何情况下,由母线 差动保护装置动作切除故障. 4 母联断路器代路时,是否母线差动保护可不作任何切换操 作？ 一些运行人员错误地认为母联断路器自然是母差保护的范围, 母差保护动作母联断路器也该跳开.殊不知,母联断路器代路时,由母 联断路器送电的备用母线,实际上已是线路的一部分.线路上发生故障 理应由线路断路器跳闸切除,而此时母联断路器代路实际上就只能起 到线路断路器的作用.但如果此时母差保护不作任何切换,则备用母线 故障母线保护也将动作.显然这种代路方式母线保护动作是不必要的, 也是不合理的. 这时,正确的切换操作是把母联断路器所代线路及其母线划出 母线差动保护范围之外.无论哪种原理的母线差动保护,均要操作母联 断路器的母线差动保护电流试验盒(或连片),同时使被代线路本身的 母线差动保护电流互感器 TA 从运行的母线差动保护电流回路上甩开, 短接好.这样,才能保证母联断路器代路时,母线差动保护安全、合理运 行. 5 做相关试验时,是否只要母线元件的隔离开关拉开了,就不会 影响母线差动保护的正常工作？运行人员本应该非常清楚,母线差动保护的动作与否取决于加 入差动继电器的差电流大小,只要达到了动作值,母线差动保护就会动 作切除母线元件.虽然停电母线元件的隔离开关拉开了,但因母线差动 保护的所有电流互感器二次回路是并在一起的,即使一次设备已停电, 其二次回路也要按运行设备对待,不得将母线差动电流回路随便接 地、短路或误引入外接电源.运行人员要特别重视如下几个环节: (1) 运行中的母线差动保护的电流互感器二次电路被短接后, 不管这种短接与母线差动保护的总差回路脱离或相连、均已破坏了母 线差动保护的工作原理,在正常或发生穿越性故障时,均将引起二次差 电流的不平衡,并可能产生误动. (2) 母线元件设备做一次回路短路试验,如电流互感器 TA 的一 次通电试验,工作前应将母线差动保护停用,或将与试验回路有关的母 线差动保护的电流互感器 TA 从运行的母线差动保护电流回路上甩开, 短接好. 应该指出,母线差动保护在母线倒闸操作过程中的切换、投退 要与该母线采用的母线保护的类型,保护的技术特性、母线的结线方 式及倒闸前后母线运行方式的变换,甚至要与电网的运行方式具体结 合起来.运行人员在进行倒闸操作时,要十分明确:操作是否破坏了固 定连接的要求、是否会使保护失去选择性;操作完毕后,母线方式是否 改变、母线保护是否具有自适应性等等.只有这样,才能确保倒闸操作 过程中及其操作完成后母线及其保护的安全合理运行.摘要：介绍 RCS-915A 型微机母线保护的主要功能、保护配置、工作原理，通过分析 母联开关位置量在 RCS-915A 型保护中所起的作用、MNP-1 型模拟盘原理、母线电压的切 换选择。 结合玉林电网的具体情况，提出了 RCS-915A 型微机保护在各变电站的现场应用中 的有关注意事项。 关键词：微机保护；保护配置；注意事项 随着科学技术的发展， 我国电网的自动化水平不断提高， 微机保护作为综合自动化的一 个重要组成部分， 它采用了现代计算机技术和通信技术， 一方面可改变传统的二次设备模式、 简化系统、信息共享、减少电缆、减少占地面积、降低造价；另一方面较好地适应无人值班 站的发展，达到减人增效、提高运行可靠性的目的，采用微机保护已成为电网运行管理现代 化的趋势。 1RCS-915A 型微机母线保护装置介绍 1.1 保护适用范围 适用于各种电压等级的单母线、双母线、双母线带旁路等各种主接线方式，母线上允许 所接的线路与元件数最多为 21 个(包括母联)。 1.2 保护配置 保护装置设有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流 保护、母联非全相保护、断路器失灵保护等功能。 1.3 硬件配置 保护装置的核心部分采用 MORTOROLA 公司的 32 位单片微处理器 MC68332，主要完 成保护的出口逻辑及后台功能，保护运算采用 A/D 公司的高速数字信号处理（DSP）芯片， 使保护装置的数据处理能力大大增强。装置采样率为每周波 24 点，在故障全过程对所有保 护算法进行并行实时计算，使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。 输入电流、电压首先经隔离互感器传变到二次侧，变换为弱电压信号后，分别进入 CP U 板和管理板。CPU 板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、 保护部分的后台通讯及与面板 CPU 的通讯；管理板内设总起动元件，起动后开放出口继电 器的正电源，另外管理板还具有完整的故障录波功能。 2RCS-915A 型微机母线保护在现场所取母联开关位置量时应注意的问题 2.1 母联开关位置量在 RCS-915A 型微机母线保护中所起的作用 2.1.1 确定比率差动的比率制动系数的高、低两个定值 母差保护由比率差动元件构成， 差动回路包括母线大差回路和各段母线的小差回路。 母 线大差是指除母联外所有支路电流所构成的差动回路。 某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）电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内外 故障，小差比率差动用于区内故障母线的选择。 为防止在母联开关断开的情况下， 弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度 不够，大差比率差动元件的比率制动系数有高低两个定值。当母联开关处于合位时即 TWJ =“0”时大差比率差动元件采用比率制动系数高值，当母联开关处于分位时即 TWJ=“1”时大 差比率差动元件自动取比率制动系数低值。 2.1.2 确定充电保护的动作 当利用母联断路器对其中一段母线进行充电试验时， 母线保护将对母联开关位置量进行判断，即 TWJ 位置开入由“1”变为“0”，或 TWJ=“1”时母联由无电流变为有电流则母联充电 保护开放 300mS。逻辑框图如下：(母联 TWJ 为三相常开接点串联)2.1.3 母联死区保护逻辑判断 母联电流互感器至母联开关之间的范围为母联死区。 母联开关位置量在 RCS-915A 母联 死区保护中相当重要。若母线分列运行，母联开关在跳位时，发生死区故障，如母联开关位 置量开入出错，即母线保护判断为母联合位，可能导致保护将母线全切除。 2.2 现场对母联开关位置量引入问题的考虑 通过对母联开关位置量在 RCS-915A 型母线保护中所起作用的分析可看出， 母联开关位 置量开入的正确与否直接影响到母线保护的动作逻辑。在我局长望变 220kV 母线保护更改 工程设计时， 按装置要求， 母联开关位置量的引入可采用取母联开关位置辅助接点或母联开 关位置继电器的接点。 取母联开关位置辅助接点可直接反映开关的实际位置， 但此回路发生 异常时， 值班人员不易发现； 取母联开关位置继电器的接点虽然是间接反映母联开关的位置， 但优点在于回路有异常时可通过母联开关的信号回路较为直观地发现。 通过以上的分析及现 场接线的方便， 设计人员采用了取母联开关跳闸位置继电器的常开接点作为母线保护中母联 开关位置量的开入，如图三：为使母线保护母联开关位置量开入符合现场实际， 并且在母联开关检修时不造成保护的 误动或拒动， 我局继电保护人员在长望变、 平坡变母线保护屏上增加了“母联检修投入”压板。 此压板的功能在于：当其投入时强制对母线保护进行母联开关位置量的开入，即 TWJ 反应始终为“1”。此压板的作用主要是：母联开关检修或对其传动试验时，不会影响微机母线保 护的运行。 因为当母联开关检修或对其传动试验时母联开关可能进行分合， 其位置反映并不 代表它在运行状态， 此时母线保护并未退出运行， 所采集的母联开关的位置量可能会造成错 误的逻辑判断，一旦发生母线故障，母线保护就有误动或拒动的可能，所以增加此压板。要 求运行人员：只要母联开关在断开位置(包括母联在检修状态)，应投入此压板，母联开关恢 复运行前应退出此压板。 3 在操作刀闸位置模拟盘时应注意的问题 3.1 母线运行方式的识别 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， 相应的母差保护必须切 换其差流回路和出口回路，使其与运行方式保持一致。为减少人工干预，母差保护装置都是 通过引入刀闸辅助触点，来判别母线运行方式、切换内部回路。要保证母线保护动作的正确 性，就必须保证母差保护识别母线运行方式的正确。但是，现有的刀闸辅助触点和其引入环 节并非十分可靠。 RCS-915A 型装置是在引入隔离刀闸辅助触点判别运行方式的同时，对刀闸辅助触点进 行自检， 当发现与现场不符， 可通过对与母线保护装置配套的刀闸辅助触点的模拟盘的操作， 来减少刀闸辅助触点的不可靠性对保护的影响。目前厂家提供有两种型号：MNP-1 型、MN P-2 型，玉林供电局的长望变等变电站均采用 MNP-1 型模拟盘。 3.2MNP-1 型模拟盘的原理 MNP-1 型模拟盘原理图如下：图四中，LED 指示目前的各元件刀闸位置状态，S1、S2 为强制开关的辅助触点。强制 开关有三种位置状态：自动、强制接通、强制断开。 （1）自动：S1 打开，S2 闭合，开入取决于刀闸辅助触点； （2）强制接通：S1 闭合，开入状态被强制为导通状态； （3）强制断开：S1、S2 均打开，开入状态被强制为断开状态。 母线保护装置不断地对刀闸辅助触点进行自检， 当发现与实际不符 （如某条支路有电流 而无刀闸位置）则装置发出“刀闸位置报警”信号，通知运行人员，此时装置仍能记忆原正常 运行时的刀闸位置。此时，无论哪段母线发生故障，为防止无刀闸位置的支路拒动，装置都 将切除无刀闸位置的支路。 假如运行人员在刀闸位置没有恢复时便对该信号进行确认， 确认 后装置不能记忆原正常运行时的刀闸位置，如发生母线故障，此支路将可能会被误切除。 3.3MNP-1 型模拟盘的运行要求 （1）在正常运行情况下，模拟盘全部强制开关应打在“自动”位置。（2）当装置发“刀闸位置报警”信息时，运行人员应该先认真核对报警支路的实际运行 方式，再将模拟盘上对应支路的强制开关强制打到正确位置，然后按屏上“刀闸位置确认” 按钮通知母线保护装置读取正确的刀闸位置（此时的刀闸位置为模拟状态），保证母线保护 在此期间的正常运行。母线保护不必退出。 （3） 当检修人员对刀闸位置触点的检修结束后， 运行人员必须及时将强制开关恢复到“自 动”位置。 4 在各种运行方式下保护装置电压切换开关和投单母压板的操作 4.1 母线电压切换时开入情况 当有一组 PT 检修或故障时，可利用保护屏上的电压切换开关 1QK 进行切换。开关的 位置有“双母”、“Ⅰ母”、“Ⅱ母”三个位置。当 1QK 置在“双母”位置，引入装置的电压分别为 Ⅰ母、Ⅱ母电压互感器来的电压，当置在“Ⅰ母”位置，引入装置的电压皆为Ⅰ母电压互感器 来的电压，即 UA2＝UA1，UB2＝UB1，UC2＝UC1；当置在“Ⅱ母”位置，引入装置的电压 皆为Ⅱ母电压互感器来的电压，即 UA1＝UA2，UB1＝UB2，UC1＝UC2。 4.2 投单母压板介绍 保护屏上还设置有投单母压板 1LP2，投入此压板后保护将不进行故障母线的选择，当 母线发生故障时将所有母线同时切除。（单母线运行方式下投入此压板）。 4.3 保护装置 1QK 和 1LP2 的操作因双母线的运行方式较复杂，运行人员易混淆投单母 压板 1LP2 和电压切换开关 1QK 的操作，故制订出在长望变、平坡变的 1LP2 和 1QK 的具 体操作如下： （1）不论电源元件是否集中在一段母线上，只要母联开关在合闸位置，双母线并列运 行时，1QK 投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”退出； （2）双母线分开运行（即母联开关在断开位置）时，1QK 投向“双母”位置，1LP2“投 单母压板”退出； （3）如果母联开关断开，双母线是用母线上任一线路或主变的线线侧刀闸硬连接成单 母线运行时，1QK 投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”必须投入； （4）当进行倒母线操作前 1QK 投向“双母”位置，并且必须先将 1LP2“投单母压板”投 入。倒母线操作结束后，如为单母运行时 1LP2“投单母压板”投入（同时某一段 PT 检修，1 QK 投向运行段母线位置），如为双母线运行时 1LP2“投单母压板”退出； （5）当一段母线故障切除后，另一段母线仍在运行时，应将 1QK 投向相应运行母线位 置，1LP2“投单母压板”必须投入； （6） 当Ⅰ母电压互感器处于检修或故障状态， 使用Ⅱ母电压互感器， 应将 1QK 投向“Ⅱ 母”位置，当Ⅱ母电压互感器处于检修或故障状态，使用Ⅰ母电压互感器时，应该将 1QK 投 向“Ⅰ母”位置，1LP2“投单母压板”应退出。 5 结束语 RCS-915A 型微机母线保护从保护性能（特别是抗 CT 饱和性能）到人机界面，以及现 场调试、运行和维护等方面，都有其独到之处，在应用上有不少的优越性。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模拟盘、单 母投入压板的使用问题， 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。 经过这几年的应用，RCS-915A 型微机母线保护在玉林供电局的运行比较稳定的，尤其在长望变这座设备陈旧、 倒闸操作较多的变电站， 曾多次出现隔离刀闸辅助触点出错的情况， 通过 MNP-1 模拟盘的操作，使母差保护得到正常运行。我们要继续积累运行经验，要不断 完善运行和管理制度， 使新技术在实际应用中产生更大的效益， 从而进一步提高电网的安全 运行水平。0 引言 线路的断路器失灵保护是在线路发生故障，故障元件的保护动作发出跳闸脉冲而断路器操作失灵拒绝 跳闸时，通过线路的保护作用于相邻断路器跳闸，或利用相应通道，使远端有关断路器同时跳闸的保护。 它是在断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除其它相关断路器，使停电范围限制为最小的一种后备保 护，在电力系统中具有很重要的作用。 在实际的工程应用中，失灵保护设备包含失灵启动、失灵保护两个概念的产品。同时失灵保护的设计 涉及到系统保护、元件保护等两个专业范畴。因此，一套失灵保护系统的设计往往涉及到多种保护的设备。 而且失灵启动装置、失灵保护装置这两种设备紧密联系，缺一不可。在综合自动化系统变电站中，由于采 用了微机型失灵保护，解决了常规保护中常见的问题。这种保护由于采用高性能、高可靠、大资源的硬件 系统，软硬件集成度高，使设计接线大大简化，回路接线越来越简单，使保护的安全性、可靠性都大大地 得到了提高。 1 概念 所谓断路器失灵保护，就是当系统发生故障时，故障元件的保护动作，因其断路器操作机构失灵拒绝 跳闸时，通过故障元件的保护，作用于同一变电所相邻元件的断路器使之跳闸的保护方式。 在 220kV 及以上电力网中，以及 110kV 电力网的个别重要部分，由于输电线路一般输送的功率大， 输送距离远，当线路发生故障而断路器又拒动时，将给电网带来很大威胁，故普遍装设了断路器失灵保护， 有选择地将失灵拒动的断路器所连接母线上的其余运行中的断路器断开，以减小设备损坏，缩小停电范围， 提高系统的安全稳定性。 2 断路器失灵保护的应用与要求 由于断路器失灵保护要动作于跳开一组母线上的所有断路器，而且在保护的接线上将所有断路器的操 作回路都连接在一起，因此，应注意提高失灵保护动作的可靠性，以防止误动而造成严重的事故。为此， 对失灵保护的设计应提出如下要求： 2.1 对双母线接线方式或单母带分段断路器的接线方式 （1） 对带有母联断路器和分段断路器的母线要求断路器失灵保护应首先动作于断开母联断路器或分段断路 器，然后动作于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，同时还应考虑运行方式来 选定跳闸方式。 （2）断路器失灵保护由故障元件的继电保护启动，手动跳开断路器时不可启动失灵保护。 （3）在启动失灵保护的回路上，除故障元件保护的触点外还应包括断路器失灵判别元件的触点，利用失灵 分相判别元件来检测断路器失灵故障的存在。 （4） 为从时间上判别断路器失灵故障的存在， 失灵保护的动作时间应大于故障元件断路器跳闸时间和继电 保护返回时间之和。 （5）为防止失灵保护的误动作，失灵保护回路中任一对触点闭合时，应使失灵保护不被误启动或引起误跳 闸。 （6）断路器失灵保护应有负序、零序和低电压闭锁元件，对于变压器、发电机变压器组采用分相操作的断 路器，允许只考虑单相拒动，应用零序电流代替相电流判别元件和电压闭锁元件。 （7）当变压器发生故障或不采用母线重合闸时，失灵保护动作后应闭锁各连接元件的重合闸回路，以防止 对故障元件进行重合。（8）当以旁路断路器代替某一连接元件的断路器时，失灵保护的启动回路可作相应的切换。 （9）当某一连接元件退出运行时，它的启动失灵保护的回路应同时退出工作，以防止试验时引起失灵保护 的误动作。 （10）失灵保护动作应有专用信号表示。 2.2 断路器采用一个半接线方式或多角形接线方式时 （1） 元件采用反应断路器位置状态的相电流元件， 应分别检查每台断路器的电流， 以判别哪台断路器拒动。 （2） 当一个半断路器接线方式的一串中的中间断路器拒动， 或多角形接线方式相邻两台断路器中的一台断 路器拒动时，应采取远方跳闸装置，使线路对端断路器跳闸并闭锁其重合闸的措施。 （3）断路器失灵保护按断路器设置。 3 断路器失灵保护现场应用中的几点改进建议针对失灵保护运行中出现过的一些问题， 提出如下几点改进 措施： （1）断路器失灵保护按一套配置。断路器失灵保护二次回路牵涉面广、依赖性高。投运后很难有机会利用 整组试验的方法进行全面检验。因此，对断路器失灵保护在设计、安装、调试和运行各个阶段都应加强质 量管理和技术监督，保证断路器失灵保护不留隐患地投入运行。 （2） 由于线路断路器失灵保护的电流判别元件对于长线路在按线路末端故障有灵敏度整定后， 一般都躲不 过正常运行时的负荷电流。也就是说正常运行时电流元件处于动作状态，作为断路器的相电流判别元件不 能起到明确的判据作用，若保护跳闸出口去启动失灵的触点卡住不返回，且无法监视，当在区外又发生故 障时，母线电压闭锁元件有可能动作，很容易造成失灵保护误动作的严重后果。实际也发生过此类事故。 因此断路器失灵保护的相电流元件必须起到明确的判据作用。 长期的运行经验证实，对于分相操作的断路器，只需要考虑一相及将全相开断相拒跳或一相拒合。在 正常运行时，断路器处于全相状态，虽相电流元件在多数情况下躲不过负荷电流，但可设法让它只在断路 器非全相状态下起判据作用。为此，提出如下改进方案，示意图见图 1。启用三相电流来反映断路器三相 状态。 三相状态同时存在时， 说明断路器处于全相状态， 让相电流不起作用， 三相电流中只要有一相为零(或 小于门槛值)，即三相电流不同时存在时，说明断路器处于非全相状态，让断路器合位相的相电流起判据作 用，这做法使得相电流元件真正起到了失灵保护的相电流元件的判据作用。启用三相电流来代替断路器的 合、分位继电器可以真实反映断路器的运行状态，不会存在因断路器合、分位触点不到位而误判断路器三 相不一致的缺点，由于不用合、分位继电器也节省了二次电缆，同时也避免了二次回路连接松动出现的错 误判断。这个方案可以提高失灵保护的安全性和可靠性。要求断路器失灵保护的相电流判别元件动作时间和返 回时间均不应大于 20 毫秒。 （3） 为解决变压器失灵保护因保护灵敏度不足而不能投运的问题， 对变压器和发电机变压器组的断路器失 灵保护可采取以下措施： 用“零序或负序电流”动作，配合“保护动作”和“断路器合闸位置”三个条件组成的“与逻辑”，经第一时 限去解除断路器失灵保护的复合电压闭锁回路。 同时再采用“相电流”、“零序或负序电流”动作，配合“断路器合闸位置”两个条件组成的“与逻辑”经第 二时限去启动断路器失灵保护并发出“启动断路器失灵保护”中央信号。 采用主变保护中由主变各侧“复合电压闭锁元件”(或逻辑)动作解除断路器失灵保护的复合电压闭锁元 件，当采用微机变压器保护时，应具备主变“各侧复合电压闭锁动作”信号输出的空接点。 （4）在发电机变压器组的断路器出现非全相运行时，由于常规的失灵判据失效导致失灵保护拒动。首先应 采取发电机降出力措施，然后经快速返回的“负序或零序电流元件”闭锁的“断路器非全相判别元件”，以独 立的时间元件为第一时限，启动独立的跳闸回路重跳本断路器一次，并发出“断路器三相位置不一致”的动 作信号。若此时断路器故障仍然存在，可采取以下措施： “零序或负序电流”任何一个元件动作、“断路器三相位置不一致”和“保护动作”三个条件组成的“与逻 辑”。以独立的时间元件为第二时限去解除断路器失灵保护的复合电压闭锁，并发出告警信号。 同时经“零序或负序电流”元件任何一个元件动作以及三个相电流元件任何一个元件动作的“或逻辑”， 与“断路器三相位置不一致”，“保护动作”三个条件组成的“与逻辑”动作后，经由独立的时间元件以第三时 限去启动断路器失灵保护并发出“断路器失灵保护启动的信号”。 发电机变压器组的保护，宜启动断路器失灵保护。考虑到发电机故障时，发电机保护可能延时返回，为了提高安全性，断路器未断开的判别元件，宜采用双重化构成和回路的方式。 （5） 由于非电量保护一般是一个累积的过程而导致失灵保护误动。 做好电气量保护与非电气量保护出口继 电器分开的反措，可使用能快速返回的电气量和非电量保护作为断路器失灵 保护的启动量。 4 结束语 为了系统的安全稳定，应该从保护的配置及原理上将防止继电保护拒动放在首位。失灵保护作为断路 器的后备保护，能有效避免事故的扩大，其瞬时跟跳功能，以及有选择地将母线上除失灵拒动的断路器外， 其余运行中的断路器断开的功能，有利于电网的安全、稳定、可靠地运行。通过采用高可靠性的失灵保护 判别元件和装置，合理接线、整定，严格按规程操作，必将极大地提高失灵保护的正确动作率，为电网的 安全运行发挥应有的作用。1 概述 1．1 概述 母线保护的基本原理： 母线正常运行时： 母线发生故障时： 母线保护的要求 l l 区外故障绝对不允许误动 区内故障必须快速动作 1．2 母差保护现中阻抗母差保护l优点：1、动作速度快 2、抗 TA 饱和能力强l缺点：1、需辅助变流器 2、调试、维护复杂 3、不适应综合自动化的要求 微机母差保护 目前普遍采用的是比率差动继电器制动系数 K 直接影响到其抗 TA 饱和能力。为提高抗饱和能力必须 提高 K 值，而提高 K 值势必降低保护在区内故障时的灵敏度，尤其在重 负荷下故障或经过渡电阻故障时矛盾更为突出。 1．3 母差保护的难点 母差保护的难点在于如何兼顾区外故障时的安全性与区内故障时 的灵敏度问题。 因此有必要研制一种全新的、不完全依赖于制动系数的抗 TA 饱和 判据，以根本上解决了安全性与灵敏度矛盾的问题。 1．4 电流互感器饱和的研究1．4．1 电流互感器饱和的研究 结论１ 由于电流互感器存在角差，因此即使一、二次电流有效值的差不 大于 10％，它所引起的差流也往往会大于一次电流的 10％。 结论２ 一次电流越大，其饱和时波形畸变得越厉害，因而在差动保护 中所引起的差电流越大；但即使一次电流达到 100 多倍额定电流，其二 次 电流也不会为零。 结论３ 当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，即 使稳态电流倍数满足 10％误差曲线，但在暂态过程中，尤其是在起始 的 2～3 个周波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的 差电流。 结论 4 故障起始电流互感器总有一段正确传变时间，一般情况下大于 2ms。 图 1.4.1 为动模实验室实录的母线区内、外故障波形。图 1.4.2 为区外故障，短路支路电流互感器极度饱和的情况下，差动保护也不会误动。图 1. 4.3 为区内故障 伴随电流互感器深度饱和，保护 10ms 快速出口（包括出口继电器 时间 5ms）。图 1.4.4 为电流 20In，时间常数 180ms（89° ），电流互 感器的波形 1．4．2 抗电流互感器饱和判据 1．4．2．1 RCS-915 判据１：反应工频变化量的自适应阻抗加权式差动保护 （专利技术） 自适应阻抗加权式差动保护：即利用电压工频变化量起动元件自适 应 地开放加权算法。 l 当发生母线区内故障时，工频变化量差动元件△BLCD 和工频变化量阻抗元件△Z 与工频变化量电压元件△U 基本同时动作； l 而发生母线区外故障时，由于故障起始 TA 尚未进入饱和，△BLCD 元件和△Z 元件的动作滞后于工频变化量电压元件。 利用△BLCD 元件、△Z 元件与工频变化量电压元件动作的相对时 序关系的特点，我们得到了抗 TA 饱和的自适应阻抗加权判据。由于此 判据充分利用了区外故障发生 TA 饱和时差流不同于区内故障时差流的特点，具有极强的抗 TA 饱和能力，而且区内故障和一般转换性故障 （故 障由母线区外转至区内）时的动作速度很快。该保护具有极强的抗 TA 饱和能力。在区外故障，TA 正确传变时间 仅为 2ms 时也能可靠制动；同时又有很高的灵敏度，即使是在重负荷运 行状态下发生区内故障，或经过渡电阻短路时也能可靠动作，且动作速 度快，整组动作时间为 8～12ms。判据２：带波形检测的稳态比率差动保护 由谐波制动原理构成的 TA 饱和检测元件。这种原理利用了 TA 饱 和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分 量的波形特征检测 TA 是否发生饱和。 以此原理实现的 TA 饱和检测元件同样具有很强抗 TA 饱和能力， 而且在区外故障 TA 饱和后发生同名相转换性故障的极端情况下仍能快 速切除母线故障。1．4．2．2 BP-2B 自适应全波暂态监视器：该监视器判别区内故障情况下截然不同于区外故障发生 TA 饱和情 况下 元件与 元件的动作时序，以及利用了 TA 饱和时差电流波形畸变 和每周波都存在线形传变区等特点，可以准确检测出饱和发生的时刻， 具有极强的抗 TA 饱和能力。 上述母线差动保护判据从根本上解决了低阻抗母差保护抗 TA 饱和 的问题以及安全性与灵敏度的矛盾，使得抗饱和性能不依赖于比率制动 系数。在性能上有了质的飞跃。2．BP-2B 微机母线保护装Z 2．1 母线保护原理 2．1．1 母线差动保护 2．1．1．1 母线差动回路的构成 1）由母线大差动和几个各段母线的小差动所组成； 母线大差动：除母联断路器和分段断路器以外的母线所有其余支路 构成的大差动回路。 作用：判断区内、区外故障。 某段母线小差动：与该段母线相连的各支路电流构成的差动回路， 其中包括与该段母线相关联的母联断路器和分段断路器。作用：选择故障母线段。 TA 极性：支路 TA 极性为母线侧；母联断路器为Ⅱ母侧。 以双母线为例：母线差动回路的逻辑关系： 2）差动回路和出口回路： 双母线接线 以 I1，I2，---，In 表示各元件电流数字量； 以 Ilk 表示母联电流数字量； 以 S11，S12，---，S1n 表示各元件 I 母刀闸位Z，0 表示刀闸分， 1 表示刀闸合； 以 S21，S22，---，S2n 表示各元件 II 母刀闸位Z； 以 Slk 表示母线并列运行状态，0 表示分列运行，1 表示并列运行； 各元件 TA 的极性端必须一致；一般母联只有一侧有 TA，装Z默认 母联 TA 的极性与 II 母上的元件一致。 则差流计算公式为： 大差电流 Id = I1 + I2 + --- + InI 母小差电流Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + --- + I n* S1n― Ilk * SlkII 母小差电流Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + --- +In* S2n + Ilk * Slk以 T1，T2，---，Tn 表示差动动作于各元件逻辑，0 表示不 动作，1 表示动作； 以 Tlk 表示差动动作于母联逻辑； 以 F1，F2 分别表示 I 母、II 母故障，0 表示无故障，1 表示 故障。 则出口逻辑计算公式为： T1 = F1 * S11+ F2* S21 T2 = F1 * S12+ F2* S22 …… Tn = F1 * S1n+ F2* S2n Tlk = F1 + F2 3）母线运行方式的电流校验双母线运行时，各连接元件经常在两段母线之间切换。母差保护 需要正确跟随母线运行方式的变化，才能保证母线保护的正确动作。 本装Z引入隔离刀闸的辅助接点实现对母线运行方式的自适 应。同时用各支路电流和电流分布来校验刀闸辅助接点的正确性。当发 现刀闸辅助接点状态与实际不符，即发出?开入异常?告警信号，在状态 确定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两段母线经两把刀闸双跨 （母线互联）。刀闸辅助接点恢复正确后需复归信号才能解除修正。如 有多个刀闸辅助接点同时出错，则装Z可能无法全部修正，需要运行人 员操作?运行方式设Z?菜单进行强制设定，直到刀闸辅助接点检修完毕 取消强制。 由于大差电流与刀闸辅助接点无关，以及装Z具有运行方式电流校 验功能，因此双母线倒排操作期间，装Z不需运行人员手动干预，可以 正确切除故障；刀闸辅助接点出错检修期间不需退出保护；带电拉刀 闸，保护可以正确快速动作。2．1．1．2 起动元件 1） 和电流突变量判据：当任一相的和电流突变量大于突变量门坎 时，该相起动元件动作。 其表达式为： 其中 为和电流瞬时值比前一周波的突变量； 为突变量门坎定 值。2）差电流越限判据：当任一相的差电流大于差电流门坎定值时， 该相起动元件动作。 其表达式为： 其中 为分相大差动电流； 为差电流门坎定值。 3）起动元件返回判据，起动元件一旦动作后自动展宽 40ms， 再根据起动元件返回判据决定该元件何时返回。当任一相差电流小于差 电流门坎定值的 75%时，该相起动元件返回。 其表达式为： ?和电流?是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和 ； ?差电流?是指所有连接元件电流和的绝对值 ， Ij 为母线上第 j 个 连接元件的电流。 2．1．1．3 复式比率差动判据 1） 复式比率差动判据动作表达式： 其中 Id 为母线上各元件的矢量和，即差电流。 Ir 为母线上各元件的标量和，即和电流。 Idset 为差电流门坎定值； Kr 为复式比率系数（制动系数）2）复式比率差动元件动作特性 3）复式比率差动判据的优点 若忽略 CT 误差和流出电流的影响，在区外故障时，Id = 0，0/Ir 为 0；在区内故障时，Id = Ir，Id/0 为∞。由此可见，复式比率差动 继电器能非常明确地区分区内和区外故障，Kr 值的选取范围达到最大， 即从 0 到∞ 。 复式比率差动判据由于在制动量的计算中引入了差电流，使其在母 线区外故障时有很强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更 明确的区分区外故障和区内故障。 4）影响 Kr 的因素 a 若考虑区内故障时有 Ext%的总故障电流流出母线，则此时的比率 制动系数为：Kr= Id/ ( Id+Ext%Id+Ext%Id-Id ) =1/(2Ext%)b 若考虑区外故障时故障支路的 CT 误差达到 δ，而其余支路的 CT 误差忽略不计，则此时的比率制动系数为：若令总流入电流为 1，则总流出电流为 1－δ，差电流为 δ 所以： Kr=δ/(1+1-δ-δ)=δ/(2-2δ)Kr 1 2 3 4Ext（%） 40 20 15 12δ（%） 67 80 85 88C 母线分列运行时： Kr 自动由高值降为低值。 2．1．1．4 故障分量复式比率差动判据 1）故障分量复式比率差动判据 其中 为第 j 个连接元件的电流故障分量， 为故障分量差电流门 坎，由 推得； 为复式比率系数（制动系数）。 故障分量的提取有多种方案，本保护采用的数字算法如下：式中 为当前电流采样值； 为一个周波前的的采样值。在故障发生 后的一个周波内，其输出能较为准确地反映包括各种谐波分量在内的故 障分量。 ?故障分量差电流? ；?故障分量和电流?2）常规保护反映的是故障前的工频分量和故障中的工频分量，可 靠性高，动作速度慢； 行波保护：反映故障分量，包括工频分量和暂态分量，动作速度比 较快，但可靠性比较差； 工频变化量：反映故障分量中的工频分量，动作快且可靠。 3）采用故障分量比率差动的作用： 采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据 为有效减少 。 负荷电流对差动保护灵敏度的影响，进一步减少故障前系统电源功角关 系对保护动作特性的影响，提高保护切除过渡电阻接地故障的能力，故 障分量为当前电流采样值减一周波前的采样值。4）由于电流故障分量的暂态特性，故障分量复式比率差动判据仅 在和电流突变起动后的第一个周波投入，并受使用低制动系数（0.5） 的复式比率差动判据闭锁。2．1．1．5 TA 饱和检测元件――自适应全波暂态监视器 该监视器判别区内故障情况下截然不同于区外故障发生 TA 饱和情 况下 元件与 元件的动作时序，以及利用了 TA 饱和时差电流波形畸变 和每周波都存在线形传变区等特点，可以准确检测出饱和发生的时刻， 具有极强的抗 TA 饱和能力。 1）在区外故障时： 流过最大穿越性电流的 TA 可能会严重饱和，使差动保护误动。故 障发生的初始和线路电流过零点附近有一线性传变区，差动保护不动作 即差动保护动作滞后一个时间。 比 慢 2）区内故障时： 差电流是故障电流的实际反映，所以差动保护动作与实际故障是同 步发生的，即 与 同时出现。TA 保护后每周至少一个线性传变区，因此对保护的闭锁应是周期性 的，在判 TA 饱和后，差动保护先闭锁一个周期，随后开发，这样在区 外转区内故障 差动保护仍可靠快速的动作 以满足系统稳定性的要求 ， ， 。 2．1．1．6 电压闭锁元件 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。电压闭锁元件的动作表达式为：式中 为母线线电压（相间电压）， 为母线三倍零序电压， 为母线负序电压， 、 、 分别为各序电压闭锁定值。 如母线电压正常，则闭锁元件返回。本元件瞬时动作，动作后自动 展宽 40ms 再返回。差动元件动作出口，必须相应母线段的母线差动复 合电压元件动作。2．1．1．7 故障母线的选择逻辑 1）双母运行时的选择逻辑： 2）母线分裂运行区内发生故障时：分析： 母线分列运行时，Ⅱ母故障，Ⅰ母上的负荷电流仍然可能流出母线。 特别是在Ⅰ、Ⅱ母线分别接大，小电源或者母线上有近距离双回线 时，电流流出母线的现象特别严重。此时，大差灵敏度下降。 因此，装Z的大差比率元件采用 2 个定值，母线并列运行时，用比 率系数高值；母线分列运行时，用比率系数低值。装Z根据母线运行状 态自动切换定值；母线分列运行时但互联，比率系数仍取高值。 3） l 母线互联母线上的连接元件倒闸过程中，两条母线经刀闸相连时（母线互联），装Z自动转入?母线互联方式?（?非选择方式?）――不进行故 障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。 l 当运行方式需要时，如母联操作回路失电，也可以设定保护 控制字中的?强制母线互联?软压板，强制保护进入互联方式 2．1．2 母联（分段）失灵和死区保护 2．1．2．1 母联失灵 1）母线并列运行，当保护向母联（分段）开关发出跳令后，经整 定延时若大差电流元件不返回，母联（分段）流互中仍然有电流，则母 联 （分段） 失灵保护应经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线各元件 。2）分析： l 当Ⅰ母故障时，大差起的，Ⅰ母小差动作跳 1L、2L，但母联LK 未跳开，母联失灵过流，经延时封母联 TA，Ⅱ母小差有流动作跳 3L、 4L。 l 对检修过后的母线充电时被充电母线故障，充电保护动作，但 LK 跳不开，经失灵保护延时， 封母联 TA，Ⅱ母小差有流动作跳 3L、4L。 只有母联（分段）开关作为联络开关时，才起动母联（分段）失灵 保护，因此母差保护和母联（分段）充电保护起动母联（分段）失灵保 护。 2．1．2．2 母线死区故障 1）母线并列运行，当故障发生在母联（分段）开关与母联（分段） 流互之间时，断路器侧母线段跳闸出口无法切除该故障，而流互侧母线 段的小差元件不会动作，这种情况称之为死区故障。2）分析： l 母线并列运行时：当故障点在母联断路器与母联 TA 之间时，大差起动，Ⅰ母小差不 动作，Ⅱ母小差动作跳 LK、3L、4L，但故障仍然存在。由于母差已动 作于Ⅱ母、LK 已跳开、大差不返回、母联 TA 有流，判死区故障，经延 时封母联 TA，跳Ⅰ母的 1L、2L。 l 母线分列运行时：母线分列运行时，因为母联 TA 已封，所以保护可直接跳故障母 线，避免了故障切除范围的扩大。上述两个保护有共同之处，即故障点在母线上，跳母联开关经 延时后，大差元件不返回且母联流互仍有电流，跳两段母线。 3） 由于故障点在母线上，装Z根据母联断路器的状态封母联 TA 后――即母联电流不计入小差比率元件，差动元件即可动作隔离故障 点。 对母联开关失灵而言，需经过长于母联断路器灭弧时间并留有适当 裕度的延时（母联失灵延时，可整定）才能封母联 TA； 对于母线并列运行（联络开关合位）发生死区故障而言，母联开关 接点一旦处于分位 （可以通过开关辅接点 DL，或 TWJ、HWJ 接点读入） ， 再考虑主接点与辅助接点之间的先后时序（50ms），即可封母联 TA， 这样可以提高切除死区故障的动作速度。由于母联开关状态的正确读入对本保护的重要性，所以我们建议将 DL 的常开接点（或 HWJ）和常闭接点（TWJ）同时引入装Z，以便相互 校验。对分相断路器，要求将三相常开接点并联，将三相常闭接点串联。2．1．3 母联（分段）充电保护 2．1．3．1 母联（分段）充电保护的作用 分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联（分段）开关 对检修母线充电以恢复双母运行。此时投入母联（分段）充电保护，当 检修母线有故障时，跳开母联（分段）开关，切除故障。 2．1．3．2 母联（分段）充电保护的起动需同时满足三个条件 ⑴母联（分段）充电保护压板投入； ⑵其中一段母线已失压，且母联（分段）开关已断开（前采样状态 母联分段开关曾断开）； ⑶母联电流从无到有。 充电保护一旦投入自动展宽 200ms 后退出。充电保护投入后，当母 联任一相电流大于充电电流定值，经可整定延时跳开母联开关，不经复 合电压闭锁。充电保护投入期间是否闭锁差动保护可设Z保护控制字相关 项进行选择。2．1．3．1 微机电流保护 220KV 充电保护与母线保护共装一个盘上，且直流电源共用。若 母线保护校验停用则： 由于母线上没有电流保护作为解列保护，只能依靠线路及主变 后备保护切除故障，对系统安全和供电可靠性造成影响；同时如若母线 上元件检修后需用母联或分段开关充电时，就没有保护。2．1．4 母联（分段）过流保护 2．1．4．1 作用 母联 （分段） 过流保护可以作为母线解列保护，也可以作为线路 （变 压器）的临时应急保护。 母联（分段）过流保护压板投入后，当母联任一相电流大于母联过 流定值，或母联零序电流大于母联零序过流定值时，经可整延时跳开母 联开关，不经复合电压闭锁。 2．1．5 电流回路断线闭锁差电流大于 TA 断线定值，延时 9 秒发 TA 断线告警信号，同时闭锁 母差保护。电流回路正常后，0.9 秒自动恢复正常运行。 母联（分段）电流回路断线，并不会影响保护对区内、区外故障的 判别，只是会失去对故障母线的选择性。因此，联络开关电流回路断线 不需闭锁差动保护，只需转入母线互联（单母方式）即可。母联（分段） 电流回路正常后，需手动复归恢复正常运行。由于联络开关的电流不计 入大差，母联（分段）电流回路断线时上一判据并不会满足。而此时与 该联络开关相连的两段母线小差电流都会越限 且大小相等 方向相反 ， 、 。 2．1．6 电压回路断线告警 某一段非空母线失去电压，延时 9 秒发 TV 断线告警信号。除了该 段母线的复合电压元件将一直动作外，对保护没有其他影响。2．1．7 断路器失灵保护出口 断路器失灵保护可以与母线保护公用跳闸出口，本装Z有两种方 式供选择。2．1．7．1 与失灵起动装Z配合方式 当母线所连的某断路器失灵时，由该线路或元件的失灵起动装Z提 供一个失灵起动接点给本装Z。本装Z检测到某一失灵起动接点闭合后，起动该断路器所连的母线段失灵出口逻辑，经失灵复合电压闭锁， 按可整定的?失灵出口延时 1?跳开联络开关，?失灵出口延时 2?跳开该母 线连接的所有断路器。 2．1．7．2 自带电流检测元件方式 若没有失灵起动装Z，本装Z本身可以实现检测断路器失灵的过流 元件。将元件保护的保护跳闸接点引入装Z。分相跳闸接点则分相检测 电流，三相跳闸接点则检测三相电流。对于 220KV 系统，母差装Z需引 入线路保护的三跳接点和单跳接点，变压器保护的三跳接点。 BP-2B 外部接点开入公共端 失灵起动开入 A 相动作接点 A 相过流动作 I 母刀闸 II 母刀闸 I 母失灵出口起动 II 母失灵出口起动三跳动作接点 ABC 相过流动作 C 相动作接点 C 相过流动作 B 相动作接点 B 相过流动作跳母联II 母失灵出口起动II 母失灵复合电压动作 与 失灵出口延时 1 失灵出口延时 2 2．1．7．3 失灵电压闭锁元件 失灵的电压闭锁元件，与差动的电压闭锁类似，也是以低电压（线 电压）、负序电压和 3 倍零序电压构成的复合电压元件。只是使用的定 值与差动保护不同，需要满足线路末端故障时的灵敏度。同样失灵出口 动作，需要相应母线段的失灵复合电压元件动作。2．2 装Z调试： 2． 2．1 安措： （1） 打印定值，记录把手、压板的位Z，以便试验完成后恢 复。 （2） 电流：在端子排外侧短接，在装Z中确认没有电流流入 装Z后将连接片断开。 （3） 电压：a） 解开电压输入源并用绝缘胶布包好 （试验时电压可加在空开前 面，此时注意空开位Z，断开时电压不能加到装Z，电压没有显示）。b） 打开电压空开：试验时电压加在空开后面，中性点仍在空开前。 （4） 信号：解开中央信号，录波起到，远动信号开出的正电 源。 （5） 跳闸出口：打开跳闸出口压板，或解开跳闸出口线。2．2．2 继电保护排故题故障点设Z－BP-2B 序 故障点描述 号 1 电流回路开路， 在保护柜端子内侧用热 X12 中与试验相 BP-2B缩套对导线绝缘或错接到相邻空端子上。 关的电流回路、 相别。 现象：相应回路无电流，试验仪发开路告 警。 2 电流回路短路， 在保护柜端子内侧及保 X12、 3N1～5 中与护装Z背板端子上加小线短接。现象：相 试验相关的电流回 应回路电流值下降，相位不变。 3 电流回路错线， 在保护柜端子内侧及保 路、相别。 X12、 3N1～5 中与护装Z背板端子上将相别Z换。现象：相 试验相关的电流回 应回路电流值不变，相位错误。 4 电压回路开路， 在保护柜端子内侧用热 路、相别。 X14－1～19 中与缩套对导线绝缘或错接到相邻空端子上。 试验相关的电压回现象：相应回路无电压。路、相别。相应空气 小开关上。5电压回路短路， 在保护柜端子内侧及保X14－1～19 中与护装Z背板端子上加小线短接。现象：相 试验相关的电压回 应回路无电压，试验仪发短路告警。 路、相别。相应空气 小开关上。 6 电压回路错线， 在保护柜端子内侧及保 X14－1～19 中与护装Z背板端子上将相别Z换。现象：相 试验相关的电压回 应回路有电压，但相位错误。 路、相别。相应空气 小开关上。 7 跳闸回路开路， 在保护柜端子排上加热 X4-1、X5-1 与试缩套对导线绝缘或错接到相邻空端子上。 验相关的线。 现象：手动分闸、保护动作后断路器或其 中一相无法跳闸。 8 跳闸回路错线， 在保护柜端子内侧及保 X4-1、X5-1 与试护装Z背板端子上将有关线Z换。现象： 验相关的线。 手动分闸、保护动作后断路器或其中一相 无法跳闸，或错跳其它断路器、其它相、 或分合错位，或断路器合不上。 9 跳合闸接点短接， 在保护柜端子内侧及 X4-1、X5-1 与试保护装Z背板端子上将有关分合闸接点短 验相关的线。 接。现象：无法分闸或合闸，跳闸接点短接时，防跳继电器会动作保持。 1 0 开入量回路开路， 在保护端子排内侧及 X8～11 与试验相保护装Z背板上加热缩套对导线绝缘或错 关的线。 接到相邻空端子上。现象：相应的保护不 能投退，非电量保护不能动作或发信。3．3RCS-915 保护装Z3．3．5 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。 非全相保护由母联 TWJ 和 HWJ 接点起动，并采用零序和负序电流作 为动作的辅助判据。在母联非全相保护投入时，有 YHWJ 开入且母联零 序电流大于母联非全相零序电流定值，或母联负序电流大于母联非全相 负序电流定值，经延时跳母联开关。图 3.8 母联非全相保护逻辑框图 8.4 整组试验 8.4.1 母线差动保护投入母差保护压板及投母差保护控制字。 1）区外故障 短接元件 1 的 I 母刀闸位Z及元件 2 的 II 母刀闸位Z接点。将 元件 2TA 与母联 TA 同极性串联，再与元件 1TA 反极性串联，模拟母 线区外故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条 件开放，保护起动。 2）区内故障 短接元件 1 的 I 母刀闸位Z及元件 2 的 II 母刀闸位Z接点。将 元件 1TA、母联 TA 和元件 2TA 同极性串联，模拟 I 母故障。通入大于 差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳 I 母。 将元件 1TA 和元件 2TA 同极性串联，再与母联 TA 反极性串联，模 拟 II 母故 障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开 放，保护动作 跳 II 母。 投入单母压板及投单母控制字。重复上述区内故障，保护动作切除 两母线上所有的连接元件。 3）比率制动特性 短接元件 1 及元件 2 的 I 母刀闸位Z接点。向元件 1TA 和元件 2 TA 加入方向相反、大小可调的一相电流，则差动电流为 ，制动电流为 。分别检验差动电流起动定值 IHcd 和比率制动特性。 4）电压闭锁元件 在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件 中相电压、负序和零序电压定值，误差应在± 5％以内。 5) 投母联带路方式（仅对 B 型保护） 投入母联带路压板，短接元件 1 的 I 母刀闸位Z和 I 母带路开 入。将元件 1TA 和母联 TA 反极性串联通入电流，装Z差流采样值均为 零，将元件 1TA 和母联 TA 同极性串联通入电流，装Z大差及 I 母小 差电流均为两倍试验电流；投入带路 TA 极性负压板，将元件 1TA 和母 联 TA 同极性串联通入电流，装Z差流采样值均为零，将元件 1TA 和母 联 TA 反极性串联通入电流，装Z大差及 I 母小差电流均为两倍试验电 流。 按类似试验方法检验母联 II 母带路时的差流情况。8.4.2 母联充电保护投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字。 短接母联 TWJ 开入（TWJ＝1），向母联 TA 通入大于母联充电保护 定值的电流， 同时将母联 TWJ 变为 0，母联充电保护动作跳母联。8.4.3 母联过流保护 投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字。 向母联 TA 通入大于母联过流保护定值的电流，母联过流保护经整 定延时动作 跳母联。8.4.4 母联失灵保护 按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护向母联发跳令后，向母联 TA 继续通入大于母联失灵电流定值的电流，并保证两母差电压闭锁条 件均开放，经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所 有的连接元件。8.4.5 母联死区保护1）母联开关处于合位时的死区故障 用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，按上述试验步骤模拟母线 区内故障，保护发母线跳令后，继续通入故障电流，经 50ms 母联死区 保护动作将另一条母线切除。 2）母联开关处于跳位时的死区故障 短接母联 TWJ 开入 （TWJ＝1） ，按上述试验步骤模拟母线区内故障， 保护应只跳死区侧母线。（注意：故障前两母线电压必须均满足电压闭 锁条件,另外故障时间不要超过 300ms。）8.4.6 母联非全相保护（仅对 A 型保护） 投入母联的非全相保护压板及投母联非全相保护控制字。 保证母联非全相保护的零序或负序电流判据开放，短接母联的 THW J 开入，非全相保护经整定时限跳开母联。分别检验母联非全相保护的 零序和负序电流定值，误差应在± 5％以内。8.4.6 断路器失灵保护 投入断路器失灵保护压板及投失灵保护控制字。 1）方式一退出投失灵方式二控制字，并保证失灵保护电压闭锁条件开放，分 别短接 I 母、II 母失灵开入，断路器失灵保护经跳母联时限跳开母联， 经失灵时限切除相应母线的各个连接元件。 2）方式二 投入投失灵方式二控制字，并保证失灵保护电压闭锁条件开放。 对于分相跳闸接点的起动方式：短接任一分相跳闸接点，并在对应 元件的对应 相别 TA 中通入大于失灵相电流定值的电流 （若整定了经零序/负序 电流闭锁，则 还应保证对应元件中通入的零序/负序电流大于相应的零序/负序 电流整定值）， 失灵保护动作。 而对于三相跳闸接点的起动方式：短接任一三相跳闸接点，并在对 应元件的任一相 TA 中通入大于失灵相电流定值的电流（若整定了经零 序/负序电流闭锁，则还应保证对应元件中通入的零序/负序电流大于相 应的零序/负序电流整定值），失灵保护动作。 失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经跳母联延 时动作于母联，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。3）失灵电流元件 对于失灵方式二，在满足电压闭锁元件动作的条件下，分别检验失 灵保护的 相电流、负序和零序电流定值，误差应在± 5％以内。 4）电压闭锁元件 在满足失灵电流元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件 中相电压、负序和零序电压定值，误差应在± 5％以内。8.4.7 交流电压断线报警 1） 模拟单相断线，母线三相电压矢量和大于 8V，即断线相残压& 49V 时，延时 1.25 秒报该母线 TV 断线。2） 模拟三相断线，|Ua|＝|Ub|＝|Uc| & 18V，并在母联 TA 通入 大于 0.04IN 电 流。延时 1.25 秒报该母线 TV 断线。8.4.8 交流电流断线报警1）在电压回路施加三相平衡电压，向任一支路通入单相电流&0.06 In，延时 5 秒 发 TA 断线报警信号。 2）在电压回路施加三相平衡电压，在任一支路通入三相平衡电流& IDX，延时 5 秒发 TA 断线报警信号。 8.5 输出接点检查 1) 短接支路 01 的刀闸位Z，将装Z定值“系统参数”中“线路 01TA 调整系数” 整定为 1，在支路 01TA 中通入大于差流起动高定值的电流，元件 0 1 的两对 跳闸接点应由断开变为闭合（应根据屏图检查到相应的屏端子上， 下同）。 短接支路 02 的刀闸位Z，仍在支路 01TA 中通入故障电流，元件 0 2 的两对跳闸接点应由断开变为闭合。按此方法依次检查所有的跳闸接 点。 2) 关掉装Z直流电源，装Z闭锁的远动和中央信号接点应由断开 变为闭合。3) 模拟交流回路断线，交流断线报警的远动和中央信号接点应由 断开变为闭合。 4) 改变任一刀闸位Z开入，刀闸位Z报警的远动和中央信号接点 应由断开变为 闭合。 5) 根据所整定的失灵方式短接任一有效失灵接点，经 10 秒装Z发 “保护板长期 起动 2”、“管理板长期起动 2”报警信息，其它报警的远动和中央信 号接点 应由断开变为闭合。 6) 投入母差保护压板及投母差保护控制字，模拟 I 母故障，保护 动作跳 I 母， 母差跳 I 母的远动和中央信号接点应由断开变为闭合。 7) 按 6 所述方法检查母差跳 II 母的远动和中央信号接点。 8) 投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字，模拟母联充 电到故障母线， 母联充电保护动作跳母联，母联保护的远动和中央信号接点应由断 开变为闭合。 9) 投入断路器失灵保护压板及投失灵保护控制字，模拟 I 母连接 元件断路器失 灵，失灵保护动作，失灵跳 I 母的远动和中央信号接点应由断开变 为闭合。 10） 按 9 所述方法检查失灵跳 II 母的远动和中央信号接点。 11） 选择失灵方式二，模拟失灵保护动作，线路跟跳的远动和中 央信号接点 应由断开变为闭合。8.6 开关传动试验 投入母差保护压板及投母差保护控制字，投入跳闸出口压板，模拟 母线区内 故障进行开关传动试验。8.7 带负荷试验 母线充电成功带负荷运行后，进入“保护状态”菜单查看保护的采样 值及相位关系（仅对管理板）是否正确。
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