關(guān)于變電站110kv母線保護設(shè)計

1、<p>　　關(guān)于變電站110kV母線保護設(shè)計</p><p>　　摘要：繼電保護及自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分,對保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行,防止事故發(fā)生和擴大起到關(guān)鍵性的決定作用。而母線作為電力系統(tǒng)中最重要的元件之一 ,對母線保護裝置的安全性及可靠性要求極高。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站；110kV母線；繼電保護裝置 </p><p>　　

2、中圖分類號：TM411+.4文獻標(biāo)識碼：A文章編號： </p><p>　　1.電力系統(tǒng)常見故障及產(chǎn)生后果 </p><p>　　電力系統(tǒng)的所有一次設(shè)備在運行過程中由于各種因素的影響可能會發(fā)生短路、斷線等故障，最常見也是最危險的故障時各種類型的短路。有三相短路、兩相短路、兩相接地短路、不同地點的兩點接地短路、單項接地短路以及電機和變壓器的匝間短路。在中性點直接接地系統(tǒng)中，一相對地短路故障最

3、為常見，據(jù)統(tǒng)計約占故障總數(shù)的90%左右。在中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，單相接地并不構(gòu)成大電流的短路環(huán)路。 </p><p>　　母線故障如未裝設(shè)專用的母線保護，需靠相鄰元件的保護作為后備，將延長故障切除時間，利用母線保護清除和縮小故障造成的后果，是十分必要的。由于母線保護涉及開關(guān)較多，誤動作后果特別嚴(yán)重，所以要求它比其他保護具有更高的安全性。 </p><p><b>

4、　　2.母線保護 </b></p><p>　　2.1母線差動保護 </p><p><b>　　1、起動元件 </b></p><p>　　母線差動保護的起動元件由‘和電流突變量’和‘差電流越限’兩個判據(jù)組成?！碗娏鳌侵改妇€上所有連接元件電流的絕對值之和；‘差電流’是指所有連接元件電流的絕對值，Ij為母線上第j個連接元件的電流

5、。 </p><p>　　（1）和電流突變量判據(jù)，當(dāng)任一相的和電流突變量大于突變量門坎時，該相起動元件動作。其表達式為： </p><p>　?。?）差電流越限判據(jù)，當(dāng)任一相得差電流大于差電流門坎定值時，該相起動元件動作。其表達式為： </p><p>　　（3）起動元件返回判據(jù)，起動元件一旦動作后自動展寬40ms，再根據(jù)起動元件返回判據(jù)決定該元件何時返回。當(dāng)任一相

6、差電流小于差電流門坎定值的75%時，該相起動元件返回。其表達式為： </p><p><b>　　2、差動元件 </b></p><p>　　母線保護差動元件由分相復(fù)式比率差動判據(jù)和分相突變量復(fù)式比率差動判據(jù)構(gòu)成。 </p><p>　　(1)復(fù)式比率差動判據(jù),動作表達式為： </p><p>　　復(fù)式比率差動判據(jù)相對于

7、傳統(tǒng)的比率制動判據(jù)，由于在制動量的計算中引入了差電流，使其在母線區(qū)外故障時有極強的制動特性，在母線區(qū)內(nèi)故障時無制動，因此能更明確區(qū)分區(qū)外故障和區(qū)內(nèi)故障，下圖2.2為復(fù)式比率差動元件的動作特性。 </p><p>　　圖2.2 復(fù)式比率差動元件的動作特性 </p><p>　?。?）故障分量復(fù)式比率差動判據(jù) </p><p>　　根據(jù)疊加原理，故障分量電流有以下特點：

8、a.母線內(nèi)部故障時，母線各支路同名相故障分量電流在相位上接近相等；b.理論上，只要故障點過渡電阻不是，母線內(nèi)部故障時故障分量電流的相位關(guān)系不會改變。 </p><p>　　為有效減少負(fù)荷電流對差動保護靈敏度的影響，為進一步減少故障前系統(tǒng)電源功角關(guān)系對保護動作特性的影響，提高保護切除經(jīng)過渡電阻接地故障的能力，本裝置采用電流故障分量相位差動構(gòu)成復(fù)式比率差動判據(jù)。 </p><p>　　故障分量

9、的提取有多種方案，本保護采用的數(shù)字算法如下： </p><p>　　故障分量差電流： ；故障分量和電流： </p><p><b>　　動作表達式為： </b></p><p>　　保護將母線上所有連接元件的電流采樣值輸入上述兩個差動判據(jù)，即構(gòu)成大差比率差動元件；對于分段母線，將每一段母線所連接元件的電流采樣值輸入上述差動判據(jù)，即構(gòu)成小差比率差

10、動元件。各元件連接在哪一段母線上，是根據(jù)各連接元件的刀閘位置來決定的。 </p><p><b>　　3、電壓閉鎖元件 </b></p><p>　　以電流判據(jù)為主的差動元件，可以用電壓閉鎖元件來配合，提高保護整體的可靠性。電壓閉鎖元件的動作表達式為： </p><p>　　三個判據(jù)中的任何一個滿足，該段母線的電壓閉鎖元件就會動作，稱為復(fù)合電壓

11、元件動作。如母線電壓正常，則閉鎖元件返回。本元件瞬時動作，動作后自動展寬40ms再返回。差動元件動作出口，必須相應(yīng)母線段的母線差動復(fù)合電壓元件動作。 </p><p>　　2.2 母聯(lián)（分段）充電保護 </p><p>　　分段母線其中一段母線停電檢修后，可以通過母聯(lián)（分段）開關(guān)對檢修母線充電以恢復(fù)雙母運行。此時投入母聯(lián)（分段）充電保護，當(dāng)檢修母線有故障時，跳開母聯(lián)（分段）開關(guān)，切除故障。

12、 </p><p>　　母聯(lián)（分段）充電保護的起動需同時滿足三個條件：（1）母聯(lián)（分段）充電保護壓板投入；（2）其中一段母線已失壓，且母聯(lián)（分段）開關(guān)已斷開；（3）母聯(lián)電流從無到有。 </p><p>　　充電保護一旦投入自動展寬200ms后推出。充電保護投入后，當(dāng)母聯(lián)任一相電流大于充電電流定值，經(jīng)可整定延時跳開母聯(lián)開關(guān)，不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。 </p><p>　　圖

13、2.3 充電保護邏輯框圖 </p><p>　　2.3 母聯(lián)（分段）過流保護 </p><p>　　母聯(lián)（分段）過流保護可以作為母線解列保護，也可以作為線路（變壓器）的臨時應(yīng)急保護。母聯(lián)（分段）過流保護壓板投入后，當(dāng)母聯(lián)任一相電流大于母聯(lián)過流定值，或母聯(lián)零序電流大于母聯(lián)零序過流定值時，經(jīng)可整延時跳開母聯(lián)開關(guān)，不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。 </p><p>　　圖2.4母聯(lián)過流

14、保護邏輯框圖 </p><p>　　2.4電壓回路斷線告警 </p><p>　　某一段非空母線失去電壓，延時9秒發(fā)TV斷線告警信號。除了該段母線的復(fù)合電壓元件將一直動作外，對保護沒有其他影響。 </p><p><b>　　3.結(jié)論 </b></p><p>　　母線保護是電能集中與分配的重要環(huán)節(jié)，它的安全運行對不間斷