,3U0^U0set
U2》U2set
式中Uab为母线线电压(相间电压),3U0为母线三倍零序电压,U2为母线负序
电压,Uset、U0set、U2set分别为各序电压闭锁定值。
因为判据中用到了低电压、
零序和负序电压,所以称之为复合电压闭锁。
三个判据中的任何一个被满足,该段母线
的电压闭锁元件就会动作,称为复合电压元件动作。
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(与失灵复合电压元件相区分)。
3.1.5故障母线选择逻辑
3.1.2节中提及的大差比率差动元件与小差比率差动元件各有特点。
大差比率差动元
件的差动保护范围涵盖各段母线,大多数情况下不受运行方式的控制;小差比率差动元件受当时的运行方式控制,但差动保护范围只是相应的一段母线,具有选择性。
对于固定连接式分段母线,如单母分段、112断路器等主接线,由于各个元件固定
连接在一段母线上,不在母线段之间切换,因此大差电流只作为起动条件之一,各段母线的小差比率差动元件既是区内故障判别元件,也是故障母线选择元件。
对于存在倒闸操作的双母线、双母分段等主接线,差动保护使用大差比率差动元件作为区内故障判别元件;使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。
即由大差比率元件是否动作,区分母线区外故障与母线区内故障;当大差比率元件动作时,由小差比率元件是否动作决定故障发生在哪一段母线。
这样可以最大限度的减少由于刀闸辅助接点位置不对应造成的母差保护误动作。
考虑到分段母线的联络开关断开的情况下发生区内故障,非故障母线段有电流流出母线,影响大差比率元件的灵敏度,大差比率差动元件的比率制动系数可以自动调整。
联络开关处于合位时(母线并列运行),大差比率制动系数与小差比率制动系数相同(可
整定);当联络开关处于分位时(母线分列运行),大差比率差动元件自动转用比率制动
系数低值(也可整定)。
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),装置自动转入
'母线互联方式’(’非选择方式’)一一不进行故障母线的选择,一旦发生故障同时切除两段母线。
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。
综上所述,以双母线其中的I段为例,差动保护的整个逻辑关系如图:
线形传变区
Ir:
和电流突变量
Id:
差电流突变量
Id-:
差电流起动兀件
Ir-:
和电流突变起动元件
Kr-:
大差突变量比率差动兀件
Kr-:
大差复式比率差动兀件
.Kr1_:
I母突变量比率差动元件
Kr1_:
I母复式比率差动元件
Kz:
大差比率制动系数
Kz:
小差比率制动系数
图3.2母差保护逻辑框图
3.1.6差动回路和出口回路的切换
以上几节全面阐述了本装置的母线差动保护方案,包括起动、差动判据、饱和检测、
电压闭锁、故障母线选择在内的各个环节及相互之间逻辑关系。
下面将举例详细说明差动回路和出口回路的形成。
其实这里所说的’差动回路’和’出口回路’只是借用传统保护的概念,微机母线差动保护装置中并不存在这样的硬件回路,各连接元件三相电流和刀闸位置全部都已转换成为数字量,由程序流程来实现切换。
因此装置的差动回路和出口回路可以说是实时地无触点地(非继电器)切换。
3.161双母线接线
以i12,--,In表示各元件电流数字量;
以l|k表示母联电流数字量;
以Sil,S12,---,Sin表示各元件I母刀闸位置,0表示刀闸分,1表示刀闸合;
以S21,S22,—,S2n表示各兀件II母刀闸位置;
以S|k表示母线并列运行状态,0表示分列运行,1表示并列运行;
各兀件TA的极性端必须
「致;一般母联只有一侧有TA,装置默认母联TA的极
性与II母上的兀件一致。
则差流计算公式为:
大差电流
Id=
丨1+I2+---+In
I母小差电流
Id1=
I1*S11+I2*S12+---+In*S1n—Ilk*SIk
II母小差电流
Id2=
I1*S21+I2*S22+---+In*S2n+IIk*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Tik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=Fl*S1n+F2*S2n
Tlk=Fl+F2
3.162母联兼旁路形式的双母线接线
此时装置需引入母联到旁母的刀闸位置,以Spl表示。
该刀闸断开时(Spl=0),断
路器作母联用,回路切换3.161。
若以II母带旁路,要求母联TA装于I母侧。
断路器无论作母联用还是作旁路用,
TA的极性与II母上的元件都是一致的。
母联的旁母刀闸和II母刀闸处于合位时,该元
件作旁路用,回路切换成:
Id=Il+丨2+---+In+Ilk
Id1=11*Sll+12*Sl2+---+In*S1n
Id2=11*S21+I2*S22+---+In*S2n+Ilk
Tik=F2
若以I母带旁路,要求母联TA装于II母侧。
由于已经定义断路器作母联用时,TA
的极性与II母上的元件一致;那么断路器作旁路用时,TA的极性与I母上的元件相反。
母联的旁母刀闸和I母刀闸处于合位时,该元件作旁路用,回路切换成:
Id=I1+丨2+---+In—Ilk
Id1=11*S11+I2*S12+---+In*S1n—Ilk
Id2=11*S21+I2*S22+---+In*S2n
Tlk=F1
若I、II母都可能带旁路,建议母联断路器两侧都要装设TA。
3.1.6.3旁路代母联形式的双母线接线
定义第4单元为旁路单元,旁母到I母(或II母)有跨条,装置引入跨条刀闸位置,以Skt表示。
若跨条接于I母,当跨条刀闸和旁路单元的II母刀闸处于合位时,即Skt=1且S2m=1,旁路单元作为母联用,回路切换成:
Id=11+I2+---+I4+---+In—I4
Id1=11*S11+I2*S12+---—I4+---+In*S1n
Id2=11*S21+I2*S22+---+I4+---+In*S2n
Tm=F1+F2
若跨条接于II母,当跨条刀闸和旁路单元的I母刀闸处于合位时,即Skt=1且S1m=
1,旁路单元作为母联用,回路切换成:
Id=I1+I2+---+I4+---+In—I4
Id1=11*S11+I2*S12+---+I4+---+In*S1n
Id2=11*S21+I2*S22+---—I4+---+In*S2n
Tm=F1+F2
3.164母线兼旁母形式的双母线接线
回路切换与母联兼旁路时相类似。
当然不再有旁母,没有母联到旁母刀闸,而是取决于出线到母线的跨条刀闸Ski、SK2。
如图:
若母线的跨条刀闸(Sk2)合,则装置将II母做为旁母,将母联做为旁路。
此时,母差保护范围为I母(延伸至旁路的CT)。
II母不在母差保护的范围内。
3.165其他形式的主接线
以上是以双母线接线为例,其他主接线方式的回路切换类推可知。
这里只提一下要
占:
八、、♦
a.单母分段,除分段单元外的元件都是固定连接;分段单元的处理同母联单元。
b.双母单分段,三段母线分别形成小差回路,装置默认母联LK1的TA极性同II母上
的元件,母联LK2的TA极性同III母上的元件,分段LN的TA极性同II母上的元件。
LN
图3.4双母分段接线示意图
c.双母线双分段,一般考虑用两套BP-2B装置配合实现各段母线的保护。
一套装置保护分段开关’左’侧的两段母线;另一套装置保护分段开关’右’侧的两段母线;两套装置的保护范围在分段开关处交叠。
在差动逻辑中,将分段做为该段母线上的一个元件。
3.2母联(分段)失灵和死区保护
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。
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。
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。
此时,母差保护已动作于一段母线,大差电流元件不返回,母联(分段)开关已跳开而母联(分段)流互仍有电流,死区保护应经母线差动复合电压闭锁后
切除相关母线。
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。
因此可以共用一个保护逻辑,如图:
图3.5母联失灵保护、死区故障保护实现逻辑框图
由于故障点在母线上,装置根据母联断路器的状态封母联TA后一一即母联电流不
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。
母线分列运行时,死区点如发生故障,由于母联TA已被封闭,所以保护可以直接
跳故障母线,避免了故障切除范围的扩大。
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)同时引入装置,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。
3.3母联(分段)充电保护
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。
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;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置保护控制字相关项进行选择。
充电保护投入
Ika
Ikb
Ikc
有流门坎为0.04In
Ika:
母联A相电流
Ikb:
母联B相电流
Ikc:
母联C相电流
Ic:
充电保护电流定值
图3.6充电保护逻辑框图
3.4母联(分段)过流保护
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)