分享‖母差保护动作原理详析

2024-10-14 09:05   江西  



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母线的接

    1)、单母线接线:单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等优点,但可靠性和灵活性较差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时,必须断开母线的全部电源。

 2)、单母线带分段接线:单母线分段接线可以提高供电可靠性和灵活性,对重要用户可以从不同段引出两回馈线,由两个电源供电,两组母线可以并列或分裂运行,分段的数量取决于电源数量和容量,一般取2-3段。

 3)、双母线接线:双母线接线具有供电可靠,检修方便,调度灵活或便于扩建等优点。但这种接线所用设备多(特别是隔离开关),配电装置复杂,经济性较差;在运行中隔离开关作为操作电器,容易发生误操作,且对实现自动化不便;尤其当母线系统故障时,须短时切除较多电源和线路,这对特别重要的大型发电厂和变电所是不允许的。

  4)、单、双母线或母线分段加旁路:其供电可靠性高,运行灵活方便,但投资有所增加,经济性稍差。特别是用旁路断路器带路时,操作复杂,增加了误操作的机会。同时,由于加装旁路断路器,使相应的保护及自动化系统复杂化。

  5)、3/2及4/3接线:具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一母线故障或检修,均不致停电;除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外,其它任何断路器故障或检修都不会中断供电;甚至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故障)的极端情况下,功率仍能继续输送。但此接线使用设备较多,特别是断路器和电流互感器,投资较大,二次控制接线和继电保护都比较复杂。

  5)、母线-变压器-发电机组单元接线:它具有接线简单,开关设备少,操作简便,宜于扩建,以及因为不设发电机出口电压母线,发电机和主变压器低压侧短路电流有所减小等特点。


母线故障的原因


一、母线绝缘子和断路器套管因表面污秽而导致的闪络;

二、装设在母线上的电压互感器及母线与断路器之间的电流互感器发生故障;

三、倒闸操作时引起断路器或隔离开关的支柱绝缘子损坏;

四、由于运行人员的误操作,如带负荷拉刀闸造成弧光短路等;


母线故障类型


1、接头因接触不良,电阻增大,造成发热,严重时会使接头烧红。

2、支持绝缘子绝缘不良,使母线对地的绝缘电阻降低。

3、母线发生弯曲、折断或烧伤。

当大的故障电流通过母线时,在电动力和弧光的作用下会使母线发生弯曲、折断或烧伤。

表现:母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障;随着短路电弧的移动,故障往往发展为两相或三相接地短路。

故障处理原则:

1、不允许对故障母线不经检查即行强送电,以防事故扩大。

2、找到故障点并能迅速隔离的,在隔离故障点后应迅速对停电母线恢复送电,有条件时应考虑用外来电源对停电母线送电,联路线要防止非同期合闸。

3、找到故障点但不能迅速隔离的,若系双母线中的一组母线故障时,应迅速对故障母线上的各元件检查,确认无故障后,冷倒至运行母线并恢复送电,联路线要防止非同期合闸。

4、经过检查找不到故障点时,应用外来电源对故障母线进行试送电。发电厂母线故障如电源允许,可对母线进行零起升压,一般不允许发电厂用本厂电源对故障母线试送电。

5、双母线中的一组母线故障,用发电机对故障母线进行零起升压时,或用外来电源对故障母线试送电时,或用外来电源对已隔离故障点的母线先受电时,均需注意母差保护的运行方式,必要时应停用母差保护。

6、3/2接线的母线发生故障,经检查找不到故障点或找到故障点并已隔离的,可以用本站电源试送电。试送开关必须完好,并有完备的继电保护,母差保护应有足够的灵敏度。


母线保护


通俗的讲,就是有选择的快速、可靠、灵敏进行判断和动作,切除母线故障的装置就称为母线保护。

与其他主设备保护相比,对母线保护的要求更苛刻。

(1)高度的安全性和可靠性

母线保护的拒动及误动将造成严重的后果。母线保护误动将造成大面积停电;母线保护的拒动更为严重,可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。

(2)选择性强、动作速度快

母线保护不但要能很好地区分区内故障和外部故障,还要确定哪条或哪段母线故障。由于母线影响到系统的稳定性,尽早发现并切除故障尤为重要。

母线保护设置情况

设有大差启动元件、小差选择元件和电压闭锁元件。

1、母线大差是指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。大差不受母线运行方式影响。

2、各段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路(包括母联和分段开关)电流所构成的差动回路。小差元件与各支路刀闸位置有关,软件自动识别,对小差电流实时计算。

母线大差用于判别母线区内和区外故障各段母线小差用于故障母线的选择

3、为了防止由于差动保护或开关失灵保护的出口回路被误碰或出口继电器损坏等原因导致母线保护动作,增加了复合电压闭锁。

 PCS-915电压闭锁判据:

              Uφ ≤Ubs

               3U0≥U0bs

               U2≥U2bs

其中Uφ为相电压,3U0为三倍零序电压(自产),U2为负序相电压,Ubs 为相电压闭锁值,U0bs和U2bs分别为零序、负序电压闭锁值。以上三个判据任一个动作时,电压闭锁元件开放。在动作于故障母线跳闸时必须经相应的母线电压闭锁元件闭锁。

母线差动保护:

首先规定TA的正级性端在母线侧,电流参考方向由线路流向母线为正方向。

区内故障时,各元件实际短路电流都是由线路流向母线,和参考方向一致,都是正值,此时差动电流很大,差流元件动作。

发生区外故障时,非故障线路短路电流是流向母线,为正值,故障相电流是流出母线,为负值;把母线看成电路上的一个节点,由节点电流定理,各元件电流相量和为0,所以差动电流为0,差动保护不动作。

若母联开关和母联CT之间发生故障,断路器侧母线跳开后故障仍然存在,正好处于CT侧母线小差的死区,母线保护装置的母联死区保护在差动保护发母线跳令后,母联CT仍有电流,且大差比率差动元件及断路器侧小差比率差动元件不返回的情况下,经死区动作延时150ms跳开另一条母线。

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