断路器保护及过电压保护配置和基本原理资料

断路器保护及过电压保护配置和基本原理云南电力研究院2020年6月功果桥王荣泰email：[e-mail]断路器保护应用及配置数字式断路器保护与自动重合闸装置功能包括断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸。装置总起动元件•电流变化量起动：起动元件动作并展宽７秒，去开放出口继电器正电源。•零序过流元件起动：当零序电流大于零序过流门坎值时，零序起动元件动作并展宽７秒，去开放出口继电器正电源。•位置不对应起动：这一部分的起动由用户选择投入，条件满足总起动元件动作并展宽15秒，去开放出口继电器正电源•外部跳闸起动：当有外部跳闸开入且无外部跳闸告警时，起动元件动作并展宽７秒，去开放出口继电器正电源。ZDTMAXIII25.1RCS-921失灵保护功能失灵保护动作跳闸原则1654321LⅠⅡ2L3L1TA2TA1TV2TV3TV4TV5TV6TV78P失灵保护动作相邻断路器;若线线串中断路器失灵，应起动L1和L2的远方跳闸;若线变串中断路器失灵，应起动L1的远方跳闸和变压器的电量保护跳闸回路.断路器失灵保护逻辑功能说明断路器失灵保护逻辑功能≥1＆2010≥1＆＆≥1低COSA发变失灵经负序电流发变失灵经零序发变失灵失灵跳本断路器时间失灵跳相邻断路器时间＆＆＆≥1＆经零序开放失灵E失灵高电流动作线路三跳及三相跳闸开入同时动作发变三跳失灵电流低定值动作低功率因素满足负序电流满足零序电流满足低功率因素过流满足A相跳闸开入A相失灵高电流动作B相跳闸开入B相失灵高电流动作C相跳闸开入C相失灵高电流动作＆＆＆≥1失灵动作跳本断路器失灵动作跳相邻断路器充电保护动作失灵跳相邻断路器时间失灵动作跳相邻断路器3/2接线死区保护说明•根据TA的数量和位置确定是否有死范围和死区范围.•如图所示:在断路器和TA之间发生故障(如断路器1和TA1之间),开关跳开后,故障并不能切除.考虑这种站内故障,电流大,对系统影响大,而失灵保护动作一般要经较长的延时,所以专设了比失灵保护动作快的死区保护.•动作逻辑为:当装置收到跳闸信号和TWJ信号，且死区过流元件动作仍不返回,受死区保护投入控制经整定延时起动死区保护.出口回路与失灵保护一致1654321LⅠⅡ2L3L1TA2TA1TV2TV3TV4TV5TV6TV78P断路器死区保护逻辑方框图＆死区保护时间定值死区保护动作死区保护投入＆＆≥1死区电流动作TWJATWJCTWJCA相跳闸开入B相跳闸开入C相跳闸开入线路三跳发变三跳瞬时跟跳回路说明•该回路由用户设定(定值整定)，分为单相跟跳、两相跳闸联跳三相以及三相跟跳；•此回路的出口接点与相应的保护的出口接点合并一起去跳开关。•应跳两个跳闸线圈断路器三相不一致保护当不一致保护投入，任一相TWJ动作,且无电流时,确认为该相开关在跳闸位置,当任一相在跳闸位置而三相不全在跳闸位置，则确认为不一致。不一致可经零序电流或负序电流开放，由控制字控制其投退。经可整定的动作时间满足不一致动作条件时，出口跳开本断路器。断路器三相不一致保护逻辑方框图＆不一致投入不一致时间不一致动作＆≥1＆＆＆＆≥1不一致经零负序电流TWJAA相有流TWJBB相有流TWJCC相有流不一致零序过流不一致负序过流E充电保护•充电保护用两段电流和时间定值均可设置的带延时的过流保护实现。电流取自本断路器TA，与断路器失灵保护共用。充电保护可经充电保护投入压板及整定值中相应段充电保护投入控制字投退。充电保护动作后，起动失灵保护，失灵保护经失灵延时出口。•失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作均闭锁重合闸。充电保护逻辑方框图充电Ⅰ段时间定值充电保护动作投充电保护Ⅰ段充电保护≥1充电Ⅱ段时间定值投充电保护Ⅱ段A相电流IAB相电流IBC相电流ICImaxIcd1:充电Ⅰ段过流定值Icd2:充电Ⅱ段过流定值Imax:A、B、C三相电流中的最大相电流值ImaxIcd1ImaxIcd2RCS-921跳闸逻辑方框图≥1≥1≥1≥1A相跳闸出口(TA)B相跳闸出口(TB)C相跳闸出口(TC)失灵出口≥1A相跟跳C相跟跳B相跟跳不一致动作沟通三跳失灵跳本开关三相跟跳两相跳闸联跳三相充电保护动作后合跳闸失灵动作死区保护动作RCS-921重合闸功能重合闸起动方式重合闸由二种方式起动，一是由线路保护跳闸起动重合闸；二是由跳闸位置起动重合闸。跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起动三重，可由控制字分别控制投退。通常系统里都是单重方式，所以一般情况下是跳闸位置起动单重。3/2接线重合闸特点1.为维护和检修方便3/2接线重合闸按断路器配置。2.为减少对系统冲击，要求两断路器顺序重合，后重合断路器一定要先重合成功才发重合脉冲。3.先合的断路器一般选边断路器。因为边路器重合于永久性故障上拒动，失灵保护跳相邻母线，不扩大停电范围。若先合中路器重合于永久性故障上拒动，该串要停用，扩大停电范围。4.为减少发电厂断路器重合于永久性故障对发电机的冲击，在线路两侧也实现顺序重合闸，要求变电站侧先重合，重合成功后发电厂侧再重合。5.当先合重合闸停用(断路器因故检修或退出工作时)，后合重合闸将以先合重合闸整定时限动作，避免以后合重合闸整定时限重合,作出不必要的延时，这样做可提高系统的稳定性。重合闸的放电条件重合闸放电条件为（或门条件）:1.重合闸起动前压力不足，经延时400ms后“放电”；2.重合闸方式在退出位置，即重合方式1与重合方式2同时为“1”或者重合闸投入控制字置“0”时“放电”；3.单重位置，即重合方式1与重合方式2同时为“0”，如果三相跳闸位置均动作或收到三跳命令或本保护装置三跳，则重合闸“放电”；4.收到外部闭锁重合闸信号时立即“放电”；5.合闸脉冲发出的同时“放电”；6.失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作时立即“放电”；7.收到外部发变三跳信号时立即“放电”。8.对于后合重合闸，当单重或三重时间已到，但后合重合延时未到，这之间如再收到线路保护的跳闸信号，立即放电不重合。这可以确保先合断路器合于故障时，后合断路器不再重合。重合闸充电条件为（与门条件）:1.保护未起动；2.跳闸位置继电器TWJ不动作或线路有流；3.无保护开入触点输入4.重合闸投入、装置无报警、无闭锁重合闸信号、、断路器压力正常。重合闸充电完后充电灯亮。瞬时单相故障线路两侧重合顺序母线1母线II变压器3DL4DL母线1母线II1DL2DL发电厂侧变电站侧当线路发生瞬时性单相接地故障,当两侧断路器单相跳开后,断路器重合顺序为变电站侧1DL-发电厂侧3DL-变电站侧2DL-发电厂侧4DL。永久性单相故障线路两侧重合顺序母线1母线II变压器3DL4DL母线1母线II1DL2DL发电厂侧变电站侧当线路发生永久性单相接地故障,当两侧断路器单相跳开后,变电站侧1DL断路器首先重合，合于故障保护动作跳变电站侧断路器。发电厂侧无重合机会，由非全相保护跳开。RCS-925A过电压保护及故障起动装置•应用及功能本装置作为辅助保护装置，可实现过电压起动远跳；具有就地判别功能的收信直跳和过压保护。正常运行工作程序1正常运行工作程序2装置总起动元件和保护起动元件远方跳闸保护收信工作逻辑•收信工作逻辑有“二取二”和“二取一”判断逻辑。“二取二”方式，指通道一和通道二都收信，置收信动作标志。“二取一”方式，指通道一与通道二其中之一收信，置收信动作标志。•当两通道均投入运行（如下图1），方式控制字“二取一”方式不投入且两通道无一故障时为“二取二”方式；当方式控制字“二取一”方式投入，或两个通道只有一个通道投入运行，另一个退出时为“二取一”方式。•在“二取二”方式下，如有一通道故障（图2），则闭锁该通道收信，并自动转入“二取一”方式。当通道故障消失后延时200ms开放该通道收信。当任一通道持续收信超过4s，则认为该通道异常，发报警信号的同时闭锁该通道收信，当该通道收信消失后延时200ms开放该通道收信。图1图2通道故障的无源接点925的开入远方跳闸就地判据远方跳闸就地判据逻辑≥1＆电压三取一方式≥1补偿过压时间补偿过电压投入＆电压三取一方式≥1＆补偿欠压时间补偿欠电压投入≥1电流变化量投入电流变化量展宽定值+100ms零负序电流投入零负序电流时间≥1低电流投入低电流时间低功率因素时间低功率因素投入≥1低有功功率时间低有功功率投入＆≥1≥1≥1≥1就地判据满足补偿过电压补偿欠电压电流变化量零负序电流低电流低功率因素低有功功率≥1＆TV断线零序电流动作A相低功率因素A相低有功B相C相负序电流动作A相补偿过压B相补偿过压C相补偿过压A相补偿欠压B相补偿欠压C相补偿欠压A相低电流B相低电流C相低电流IA0.03INUA0.3UNTV断线B相低有功C相低有功AB相间电流变化量BC相间电流变化量CA相间电流变化量过压起动远跳•当本端过电压元件动作，并且“过电压起动远跳”控制字为“1”，如果满足以下条件则起动远方跳闸装置（或门条件）：1)“远跳经跳位闭锁”控制字为“1”，本端断路器TWJ动作且三相无电流；2)“远跳经跳位闭锁”控制字为“0”。•当对侧远方跳闸保护收到本侧的远跳信号时，再根据其就地判据判断是否跳开其侧断路器。•当过电压返回时，发远跳命令返回。远方跳闸逻辑•在二取二收信方式下，就地判别元件动作标志与两通道收信动作标志都存在，经过整定延时出口跳闸。在二取一收信方式下，就地判别元件动作标志与任一收信动作标志都存在，经过延时整定值出口跳闸。在某些情况下，就地判据元件可能会因灵敏度不够而不能动作，这时作为后备，可将方式控制字“二取二无判据”或“二取一无判据”投入；如果TV断线，而就地判据又有功率因素等元件，这时可以投入TV断线自动转入“二取二”或“二取一”无就地判据。在这两种情况下，收信标志动作后经过较长的延时整定出口跳闸，该整定值要小于4S。•当跳闸命令发出80ms后，三相均无流时收回跳闸命令。过电压保护•当线路本端过电压，保护经过电压延时整定跳本端断路器。过电压保护可反应任一相过电压动作（三取一方式），也可反应三相均过电压动作（三取三方式），由控制字整定。过电压保护电压元件返回系数为0.98。•过电压跳闸命令发出80ms后，若三相均无流时收回跳闸命令。RCS-925A工作逻辑方框图4s200ms＆4s200ms＆≥1＆+E≥1二取一有判据＆＆＆≥1二取一无判据TV断线转二取一＆TV断线＆≥1二取二无判据TV断线转二取二＆＆＆过压跳本侧投入过电压时间+E＆跳闸位置TWJ远跳经跳位闭锁过电压起动远跳起动远跳QYT+E+E≥1A相过压B相过压C相过压电压三取一方式≥1＆0200ms＆0200ms≥1远方跳闸过电压跳本侧过电压起动远跳二取一动作时间二取二动作时间二取一无判据时间二取二无判据时间≥1跳闸TJ就地判据通道一收信通道一故障或退出通道二收信通道二故障或退出≥1远方跳闸投入投过压保护当跳闸令发出80ms后，判线路是否有流，如果无流，则收回跳闸令。当相电流0.06*IN（IN为额定电流）时判为线路有流，其返回系数为0.9。当两通道均投入且无通道故障时，二取二有判据方式始终投入；当只投入一个通道或者有通道故障时，二取一有判据方式始终投入注意•补偿电压可以反应任一相过电压或欠电压动作（三取一方式），也可以反应三相均过电压或欠电压动作（三取三方式），由整定方式字控制。补偿电压元件动作经补偿电压元件时间定值置补偿电压元件动作标志。•补偿过电压返回系数为0.98，补偿欠电压返回系数为1.02。谢谢！