辅助保护培训资料

第一章断路器保护一、WDLK-860系列保护装置的主要功能如下表装置型号名称装置主要功能适用范围WDLK-861微机断路器保护装置CPU1：断路器失灵起动断路器三相不一致保护线路充电保护CPU4：综合重合闸电压切换回路单断路器接线方式，如双母线、单母线等接线方式。WDLK-862CPU1：断路器失灵保护断路器三相不一致保护母线死区保护线路充电保护CPU4：综合重合闸双断路器接线方式，如一个半断路器接线方式等。WDLK-863CPU1：断路器失灵起动断路器三相不一致保护线路充电保护单断路器接线方式，如双母线、单母线等接线方式。WDLK-864CPU1：断路器失灵起动断路器三相不一致保护线路充电保护过流保护(两段相过流及两段零序过流)单断路器接线方式，如双母线、单母线等接线方式。二、WDLK-861/3/4（一）、功能配置1.失灵起动含义：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，而断路器操作机构失灵拒绝跳闸时(一般只考虑单相失灵)，在经过可资判别的短时间内，将紧邻事故断路器的同一母线上的其他带电源的断路器断开，以切断故障点电源的专用回路，称断路器失灵保护。断路器失灵保护由起动回路、时间元件、出口回路构成。最简单的起动元件由保护跳闸接点构成，但不可靠，必须加入进一步鉴定元件，通常由电流元件构成，用它来检查在保护动作后故障电流是否继续存在，以鉴定断路器有没有失灵。失灵起动即为失灵保护的启动回路，由电流元件和保护动作接点构成。a.起动元件断路器失灵起动设置了两个起动元件：◆相电流突变量起动元件◆零序电流辅助起动元件设置零序电流辅助起动元件是为了防止线路保护在高阻接地时零序四段定值比相电流突变量灵敏度高，可能出现零序四段出口跳闸，而相电流突变量未能起动的情况。b.动作条件分相失灵起动：当起动元件动作后，如果收到单相跳闸信号，且该相电流元件动作，则起动该相失灵。三相失灵起动：当起动元件动作后，如果收到三相跳闸信号，且任一相电流元件动作，则起动三相失灵（任一分相失灵启动皆启动三相失灵）动作返回：跳闸、电流任一条件不满足返回起动元件返回：零序电流不大于整定值的情况下6S复归。若起动元件动作，零序电流大于整定值持续时间超过12s，则报“电流回路异常”，并复归。c.断路器失灵启动逻辑框图图1-1断路器失灵启动逻辑框图保护框图中符号说明：DI：相电流突变量启动元件I04：零序电流辅助启动元件TA、TB、TC：A相、B相、C相跳闸信号TABC：三相跳闸信号IA、IB、IC：A相、B相、C相电流元件SLA、SLB、SLC：A相、B相、C相失灵启动SLABC：三相失灵启动（三相不一致保护及充电保护统称辅助保护）2.三相不一致保护当开关一相或两相断开，线路出现非全相运行时，可由三相不一致保护躲过单相重合闸时间后跳开三相。非全相运行是指开关一相或两相断开的运行状态。电力系统在非全相运行时一般没有危险的大电流和高电压产生。（在某些情况下，例如对于带有并联电抗器的超高压线路，在一定条件下会产生工频谐振过电压）。但负序电流出现会对发电机的转子构成危害，零序电流也会对输电线附近的通讯线路有干扰。非全相运行可能引起电网中其他保护越级跳闸造成严重事故。所以不允许线路长期运行在非全相状态。a.三相不一致保护的起动当装置收到断路器三相不一致开入时起动三相不一致保护。断路器三相不一致开入来自操作箱中的断路器三相不一致接点。b.三相不一致保护动作条件三相不一致保护设置了一个可经控制字投退的零序电流元件。若该元件投入，当三相不一致保护起动，且零序电流元件动作，三相不一致保护经延时出口跳开处于不一致状态的断路器，并闭锁重合闸。若该元件不投入时，当三相跳位不一致及断路器三相不一致开入同时存在，三相不一致保护经延时出口跳开处于三相跳位不一致状态的断路器。c.三相不一致保护逻辑框三相不一I0BYZKG1KG3&TbyzTABCEKG3&&&TWJAIATWJBIBICTWJC&≥&&致出口TA断线&&EE图1-2三相不一致保护框图保护框图中符号说明：TWJA、TWJB、TWJC：断路器分相跳闸位置IA、IB、IC：A相、B相、C相电流元件BYZ：断路器不一致开入I0：零序电流元件Tbyz：三相不一致延时TABC：三相不一致三跳出口KG1：三相不一致保护投、退控制KG3：三相不一致经零序电流元件闭锁投、退控制TA断线:电流回路异常；装置持续持续12S收到三相不一致启动开入，报长期启动开入闭锁三相不一致,驱动告警Ⅱ继电器,并闭锁三相不一致保护。3.充电保护（WDLK-864的充电保护不同，有两段零序过流）当由一条母线通过母联断路器或分段断路器向另一条母线充电时，针对母线可能发生的故障，需配置短时投入的充电保护。当由母线向线路充电时，针对线路发生的故障，需配置可投入一段时间的充电保护(有时可充电24小时)。a.充电保护的投入为了保证线路重合闸时充电保护可靠退出，本保护投入条件：◆断路器三相均在跳闸位置超过20s；b.充电保护的起动断路器三相均在跳闸位置超过20s后,断路器任一相(或三相)跳位返回时起动充电保护。c.充电保护动作条件充电保护由两段过流构成。充电保护起动后，不断计算三相电流，任一相电流大于Ⅰ段定值则经20ms延时出口跳闸；任一相电流大于Ⅱ段定值则经整定的延时出口跳闸。否则经500ms延时充电保护自动退出。d.充电保护逻辑框图图1-3充电保护逻辑框图保护框图中符号说明：TWJA、TWJB、TWJC：断路器跳闸位置IA、IB、IC：A相、B相、C相过流元件Tcd：充电保护出口延时TABC：充电保护三跳出口BSCH：闭锁重合闸KG：充电保护投、退控制4.自动重合闸(WDLK-861)（与高压线路重合闸完全一样）自动重合闸包括：单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸、停用方式。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数故障都是瞬时性的（大约90%），在保护装置切除故障后电弧熄灭，断路器绝缘可以自动恢复，不影响正常供电。自动重合后可以提高供电的可靠性，减少停电损失，提高电力系统运行的稳定性。WDLK-861装置的CPU4（即本装置中第二块CPU）主要承担综合重合闸功能。考虑到目前高压线路保护都具有选相功能，本装置内不再装设选相元件。重合闸装置只管合闸，不再承担保护跳闸选相任务。a．重合闸方式单重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸不重合闸。三重方式：任何故障三相跳闸三相重合闸。综重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸三相重合闸。停用方式：重合闸退出。重合闸长期不用时，应设置于停用方式。b.重合闸的充放电在软件中，专门设置了一个计数器，模仿自动重合闸中电容器的充放电功能。重合闸的重合功能必须在“充电”充满后才能投入，以保证实现一次重合闸，避免发生多次重合闸。在如下条件满足时，重合闸充电：1)断路器在“合闸”位置，接进保护装置的跳闸位置继电器TWJ不动作；2)重合闸启动回路不动作；3)没有低气压闭锁重合闸和闭锁重合闸开入；4)重合闸不在停用位置。以上条件均满足时重合闸充电，充电时间为15s。在如下条件下，重合闸放电：1)重合闸方式在停用位置；2)重合闸在单重方式时断路器三跳；3)收到外部闭锁重合闸信号（如手跳闭锁重合闸等）；4)重合闸脉冲发出的同时“放电”（计数器清零）；5)重合闸“充电”未满时，跳闸位置继电器TWJ动作或有保护启动重合闸信号开入。c.重合闸的启动本装置设有两个启动重合闸的回路：保护启动以及断路器位置不对应启动。1)保护启动设有单相跳闸启动重合闸、三相跳闸启动重合闸两个开入端子，这些端子开入信号来自保护跳闸继电器，重合闸在这些触点闭合又返回时开始计数。如果单相故障，在发出合闸脉冲前健全相又故障，保护发出三相跳闸命令，重合闸在单相重合闸计时过程中收到三相跳闸启动重合闸信号，将立即停止单相重合闸计时，并在三相跳闸启动重合闸触点返回时开始三相重合闸计时。保护启动重合闸虽然有单相和三相两个输入端，可以区分单跳还是三跳，但本装置还将根据三相跳闸位置继电器触点进一步判别，防止三相跳闸按单相重合闸处理。2)断路器位置不对应启动本装置考虑了不对应启动重合闸，主要用于断路器偷跳。考虑到许多新设计的变电站不再使用传统的6个位置的KK操作手把，因而无法提供反映断路器在合后位置的触点。本装置仅利用三相跳闸位置继电器触点起动重合闸，二次回路设计必须保证手跳时通过闭锁重合闸开入端子将重合闸回路“放电”。在操作机构检修时，为避免操作箱失电而又没有其他闭锁重合闸的措施时重合闸充电，然后操作箱上电，重合闸可能经跳位启动后重合，因此应预先采取可靠闭锁重合措施，如停用或打开重合闸出口压板，或将操作箱HHJ的常闭接点接入闭锁重合闸。d.重合重合闸开始计时后，在未发重合令前，程序完成以下功能：1)不断检测有无闭锁重合闸开入。若有，则重合闸放电。2)若为单相跳闸起动重合闸或单相偷跳起动重合闸，则不断检测是否有三相跳闸起动重合闸开入和三相跳闸位置，若有，则按三相重合闸处理。3)根据重合闸控制字设置的检同期或检无压等方式，进行检同期或非同期、检无压，不满足条件时，重合计数器清零，不发合闸令。4)若重合闸一直未能重合，等待一定延时后，整组复归，在单相重合闸方式下，此延时为2*TS1(TL1)+4s；在三相重合闸方式下，此延为2*TS3(TL3)+4s。5)发出重合闸令后，本装置将继续驱动加速继电器4s，然后整组复归。e.沟通三跳由于重合闸装置的原因不允许保护装置选相跳闸时，由重合闸输出沟通三相跳闸空触点，连至各保护装置相应开入端，实现任何故障跳三相。在以下情况下，本装置输出沟通三相跳闸触点：1)重合方式把手在三相重合闸位置；2)装置发告警Ⅰ或装置失电；3)重合闸未充好电。5.过流保护(WDLK-864)母线联络断路器或母线分段断路器，为了事故解列或母线充电试验，通常需装设电流速断和零序电流速断保护。过流保护由两段相过流和两段零序过流构成，可作为母联或分段断路器的保护。a.起动元件过流保护设有三个起动元件：◆相电流突变量起动；◆零序电流辅助起动；◆相电流大于相过流Ⅰ、Ⅱ段中任一段定值时起动。b.过流保护动作条件过流保护起动后，不断计算三相相电流，任一相相电流大于相过流Ⅰ段定值则经相电流Ⅰ段整定延时出口跳闸；任一相相电流大于相过流Ⅱ段定值时则经相电流Ⅱ段整定延时出口跳闸。过流保护起动后，不断计算零序电流，零序电流大于零序Ⅰ段定值则经零流Ⅰ段整定延时出口跳闸；当零序电流大于零序Ⅱ段定值则经零流Ⅱ段整定延时出口跳闸。过流保护的跳闸出口同充电保护。c.过流保护逻辑框图I04≥DI过流辅助启动&&&&TA断线TI1TI2TI01TI02≥TABCEKG过流出口护保IOIIOIIIOIIOII图1-4过流保护逻辑框图保护框图中符号说明：IΦ：A相、B相、C相相电流；I0:零序电流；IΦI、IΦII分别相过流Ⅰ、Ⅱ段电流元件；TI1、TI2分别相过流Ⅰ、Ⅱ段延时定值；I0I、I0II分别零序过流Ⅰ、Ⅱ段电流定值；TI01、TI02分别零序过流Ⅰ、Ⅱ段延时定值；TABC：过流保护三跳出口；TA断线：电流回路异常；DI:相电流突变量启动元件I04:零序电流辅助启动元件相过电流辅助启动元件：当相电流大于过流Ⅰ、Ⅱ段定值中较小值时启动；KG：过流保护投、退控制（二）工程设计与实际应用1、电压切换插件（WDLK-861）电压切换插件安装在本装置1#插件位置，其功能相当于电压切换箱，能满足双母线的交流电压切换。本交流电压切换继电器板采用双位置继电器，PT电压隔离刀闸的合位辅助触点驱动切换继电器的动作线圈，分位触点驱动切换继电器的复归线圈。继电器仅在切换过程中励磁。装置面板上有Ⅰ母和Ⅱ母运行显示灯注：接点数量不够，应用较少。如果使用同切换箱。2、主要端子说明N2A备用辅助保护动作接点。BC油泵触点来自开关油压系统提供的辅助触点，不接。DF开入正电源内部24V电源输出+端子。K信号复归+24V有效。L保护跳A由外部保护A相失灵启动接点接入,+24V有效。M保护跳B由外部保护B相失灵启动接点接入,+24V