1、許繼電氣技術中心許繼電氣技術中心微機母線保護微機母線保護 2008.32008.3 一、母線的形式及差動原理的實現一、母線的形式及差動原理的實現 二、母線保護的配置二、母線保護的配置三、主要技術問題及解決方案三、主要技術問題及解決方案四、許繼母線保護供貨情況簡介四、許繼母線保護供貨情況簡介 1 1、母線的定義、母線的定義母線是發電廠或變電站同一電壓等級所有流入電流與流出電流匯集的母線是發電廠或變電站同一電壓等級所有流入電流與流出電流匯集的一個點。一個點。2 2、主要保護原理、主要保護原理u 比相式比相式u 方向式方向式u 不完全差動不完全差動u 帶比率制動的差動帶比率制動的差動 3 3、帶比率

2、制動的差動保護原理、帶比率制動的差動保護原理 差動保護設置大差及各段母線小差差動保護設置大差及各段母線小差 大差作為起動元件，用以區分母線區內外故障大差作為起動元件，用以區分母線區內外故障 小差作為故障母線的選擇元件小差作為故障母線的選擇元件 動作方程為：動作方程為：niiIId1n1iiIIfIfKIdIddId 大差及小差各自的范圍：大差及小差各自的范圍： III 差動保護動作曲線：差動保護動作曲線： 制動系數 流出母線電流比值(%) 允許CT誤差 (%) 0.3 53.8 46.2 0.4 42.8 57.2 0.5 33.3 66.7 0.6 25 75 0.7 17.6 82.4 0

3、.8 11.1 88.9 母線區內故障流出電流及外部故障母線區內故障流出電流及外部故障CT誤差對差動保護的影響：誤差對差動保護的影響： 4 4、母線的形式及差動原理的實現、母線的形式及差動原理的實現1 1）單母線接線：只設置一個差動回路，）單母線接線：只設置一個差動回路，將母線上所有元件電流計入該回路將母線上所有元件電流計入該回路即可。即可。 3 3）單母分段接線：設置大差和兩個小）單母分段接線：設置大差和兩個小差，需引入分段斷路器隔離刀閘輔差，需引入分段斷路器隔離刀閘輔助觸點。助觸點。分段電流是否計入小差，需依賴分分段電流是否計入小差，需依賴分段斷路器隔離刀閘輔助觸點狀態段斷路器隔離刀閘輔助

4、觸點狀態。II1#1G2GI2 2）3/23/2接線：按兩套保護配置，每套保接線：按兩套保護配置，每套保 護相當于單母線。護相當于單母線。 II I 4 4）雙母線接線：需引入各元件的隔離）雙母線接線：需引入各元件的隔離刀閘輔助觸點，作為各段母線小差刀閘輔助觸點，作為各段母線小差計算范圍的依據。計算范圍的依據。當檢測到某個元件兩個隔離刀閘都當檢測到某個元件兩個隔離刀閘都合或母線互聯壓板投入時，作單母合或母線互聯壓板投入時，作單母線處理。線處理。 5 5）單母分段接線：設置一個大差和三）單母分段接線：設置一個大差和三個小差個小差 III 6 6）雙母單分段接線：需設置一個大差）雙母單分段接線：需

5、設置一個大差 和三個小差；和三個小差； 為解決倒閘操作時差流計算范圍的為解決倒閘操作時差流計算范圍的 自動切換，還需設置自動切換，還需設置I-IIII-III母差流和母差流和 II-IIIII-III母差流。母差流。 7 7）雙母雙分段接線：）雙母雙分段接線：按兩套保護配置按兩套保護配置兩個分段在每一套保護中都相當于兩個分段在每一套保護中都相當于出線出線大差和小差都需計入分段電流大差和小差都需計入分段電流 III1#1G2G1G2G1G2GIII2#1G2G3#1G2G1G2G1G2GB母 線 保 護 屏A母 線 保 護 屏 8 8）母聯兼旁路及旁路兼母聯接線：將母聯斷路器三個刀閘輔助觸點都引

6、）母聯兼旁路及旁路兼母聯接線：將母聯斷路器三個刀閘輔助觸點都引 入保護，來判別該斷路器的運行狀態入保護，來判別該斷路器的運行狀態 檢測到是旁路運行狀態，則母聯電流需同時計入大差；檢測到是旁路運行狀態，則母聯電流需同時計入大差； II IP MP MII III IP MPMIII 9 9）母線兼旁母接線：還需引入所有出線的旁路刀閘輔助觸點位置，用來）母線兼旁母接線：還需引入所有出線的旁路刀閘輔助觸點位置，用來 識別是雙母運行還是旁母運行狀態識別是雙母運行還是旁母運行狀態 旁路刀閘處于合位時：旁路刀閘處于合位時： 閉鎖旁路母線的差動保護；閉鎖旁路母線的差動保護； 大差計算需計入母聯大差計算需計入

7、母聯TATA電流，若該出線在旁母需同時扣除該出線電流，若該出線在旁母需同時扣除該出線TATA的的 電流。電流。 III u 母線差動保護母線差動保護u 母聯失靈保護母聯失靈保護u 母聯死區保護母聯死區保護u 母聯充電保護母聯充電保護u 母聯過流保護母聯過流保護u 母聯非全相保護母聯非全相保護u 斷路器失靈保護斷路器失靈保護u 大差后備保護大差后備保護 u 母聯失靈保護母聯失靈保護 u 母聯死區保護母聯死區保護靠母聯靠母聯TWJTWJ差動相繼動作切除故障差動相繼動作切除故障母聯母聯TWJTWJ未接時靠母聯失靈切除故障未接時靠母聯失靈切除故障 u 母聯充電保護母聯充電保護 u 母聯過流保護母聯過流

8、保護 u 母聯非全相保護母聯非全相保護 u 斷路器失靈保護斷路器失靈保護 u 大差后備保護大差后備保護n 切除無隔離刀閘位置的電源元件切除無隔離刀閘位置的電源元件 n 解決母聯充電至死區故障解決母聯充電至死區故障 1 1、 TATA飽和問題飽和問題u TPYTPY和和TPZTPZ型電流互感器特點：型電流互感器特點： 鐵心有氣隙、剩磁減少到飽和磁密的鐵心有氣隙、剩磁減少到飽和磁密的10%10%、暫態傳遞性能好、暫態傳遞性能好uP P級電流互感器特點：級電流互感器特點： 鐵心沒有氣隙、剩磁大、易飽和。鐵心沒有氣隙、剩磁大、易飽和。uTATA飽和特征：飽和特征：故障發生的初始階段存在一個線性傳變區故

9、障發生的初始階段存在一個線性傳變區TATA飽和后，電流過零點附近仍存在一個線性傳變區飽和后，電流過零點附近仍存在一個線性傳變區 102030405060708090100110-4-3-2-1012345102030405060708090100-3-2-1012345 同步識別法：根據同步識別法：根據故障發生時，差動元件故障發生時，差動元件IdId與故障判別元與故障判別元件件IfIf的動作是否同步，正確區分區內故障與區外故障的動作是否同步，正確區分區內故障與區外故障CTCT飽和；飽和；虛擬制動電流抗虛擬制動電流抗TATA飽和：利用差動電流的自身的信息，虛飽和：利用差動電流的自身的信息，虛擬一

10、個制動電流，然后統計一個周波內大于該制動電流的擬一個制動電流，然后統計一個周波內大于該制動電流的點數點數N N，如果，如果NMNM，則開放差動保護，否則閉鎖差動保護。，則開放差動保護，否則閉鎖差動保護。該判據已經申請專利：該判據已經申請專利：1 1、專利名：一種抗、專利名：一種抗TATA飽和的方法。飽和的方法。2 2、專利號：、專利號：200510017607.1200510017607.1 內部故障差流波形分析內部故障差流波形分析 （以每周波采樣（以每周波采樣2424點為例）點為例）理想情況：理想情況：一個周波一個周波 只有三個點。只有三個點。考慮采樣點的偏差（采考慮采樣點的偏差（采樣點不在

11、過零點）也只樣點不在過零點）也只有四個點。有四個點。|2 . 0|maxiik當當M=20M=20時，內部故障時可以可靠開放差動，考慮到一定的時，內部故障時可以可靠開放差動，考慮到一定的裕度，裕度，M=18M=18。01020304050607080-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 N N的大小與的大小與TATA飽和程度關系：飽和程度關系： 當當TATA飽和的時間為飽和的時間為3.3mS3.3mS時，時，N=14N=14。7580859095100105110115120125-15-10-505101520 該專利判據的應用，使保護抗該專利判據的應用，使保護抗

12、TATA飽和能力達到飽和能力達到2mS2mS 2 2、隔離刀閘位置異常問題、隔離刀閘位置異常問題u有電流無隔離刀閘位置的修正有電流無隔離刀閘位置的修正n利用電流平衡法可校驗出來并發告警信號，異常排除前運利用電流平衡法可校驗出來并發告警信號，異常排除前運行人員可通過模擬盤強制為正確的運行方式行人員可通過模擬盤強制為正確的運行方式n當差流不平衡時記憶原運行方式當差流不平衡時記憶原運行方式n采用試探法確認其所在母線組采用試探法確認其所在母線組u運行元件中存在無電流無隔離刀閘元件的處理運行元件中存在無電流無隔離刀閘元件的處理n所在母線發生故障靠所在母線發生故障靠大差后備保護大差后備保護延時切除該元件延

13、時切除該元件 3 3、客戶定制及版本管理問題、客戶定制及版本管理問題原因：母線形式多樣、功能要求多樣、元件數目不一致等原因：母線形式多樣、功能要求多樣、元件數目不一致等配置文件配置接口配置保護業界普遍狀態：全生命周期改代碼業界普遍狀態：全生命周期改代碼許繼許繼A A系列狀態：配置工具配置系列狀態：配置工具配置 采用以下技術解決：采用以下技術解決：1 1、功能自描述技術、功能自描述技術2 2、數據自描述功能、數據自描述功能提供配置工具解決表現形式：提供配置工具解決表現形式：1 1、功能定制工具、功能定制工具2 2、主接線自定義工具、主接線自定義工具 u利用主接線拓撲結構識別技術（利用主接線拓撲結

14、構識別技術（專利技術專利技術），由主接線繪），由主接線繪制工具繪制主接線生成配置文件后下載到裝置，即可自動制工具繪制主接線生成配置文件后下載到裝置，即可自動實現對接線形式、元件數目、連接信息、特殊元件信息、實現對接線形式、元件數目、連接信息、特殊元件信息、通道等的定義通道等的定義010102020404060608080303050507070909 u利用功能配置工具，選擇所需功能，生成配置文件后下載利用功能配置工具，選擇所需功能，生成配置文件后下載到裝置，即可自動實現功能定義，并自動屏蔽不相關的顯到裝置，即可自動實現功能定義，并自動屏蔽不相關的顯示、定值、報文等示、定值、報文等 WMH-800WMH-800微機母線保護微機母線保護20002000年推向市場，至今供貨年推向市場，至今供貨15001500多套多套2.2. WMH-800AWMH-800A微機母線保護微機母線保護試驗情況：試驗情況： 20072007年年