一、母线差动保护起动判据
母线差动保护装置针对不同容量的电力系统和不同故障类型的特征,设置了两种起动功能:差电流变化量快速起动;差电流积分慢速起动。快速起动,判别迅速准确;慢速起动,确保动作灵敏度
1、快速起动的主要判据
△id ≥ I1
△id /△ir ≥ K1
式中:
△id=|∑△i|为差电流变化量,等于各连接单元电流变化量和的绝对值;
I1为差电流变化量起动值(根据整定的动作值内部换算);
△ir=∑|△i|为制动电流变化量,等于各连接单元电流变化量绝对值之和;
K1为电流变化量制动系数整定值(内部设定)。
2、慢速起动的主要判据
Id ≥ I2
Id / Ir ≥ K2
式中:
Id≡∫|id|为常规差电流,采用积分算法;
其中id =∑i为差电流瞬时值,等于各连接单元采样值之和;
I2为常规差电流起动值(根据整定的动作值内部换算);
Ir≡∫ir为常规制动电流,采用积分算法;
其中ir =∑|i|为制动电流瞬时值,等于各连接单元采样电流的绝对值之和;
K2为常规制动系数整定值(内部设定)。
二、母线差动保护的子功能
I段母线比率小差动保护功能
Ⅱ段母线比率小差动保护功能
比率大差动保护功能
CT断线闭锁报警功能
复合电压闭锁功能(与断路器失灵保护共享)。
1、I段母线比率小差动保护功能
本功能仅采集I段母线上所有连接单元(包括引出线、母联、旁路、分段)的电流量,等效于仅在图3-1所示连接单元上装设电流互感器,并将二次电流引入保护装置,通过软件计算出I段母线的差电流和制动电流。
保护功能的判据为
|∑II| / ∑| II| ≥ Kset
式中:
|∑II|:I段母线所有连接单元电流相量之和的模,为差电流;
∑|II|:I段母线所有连接单元电流绝对值之和,为制动电流;
Kset:比率制动系数0.3。
图3-1所示电流互感器之间的电路,即I段母线,为本子功能的保护区。
注:在本章插图中,为清晰表示已合闸的电路,采用断路器功能符号、隔离开关功能符号分别代表断路器符号、隔离开关符号。
图3-1 I段母线比率小差动保护采集电流示意
2、Ⅱ段母线比率小差动保护功能
本功能仅采集Ⅱ段母线上所有连接单元(包括引出线、母联、旁路、分段)的电流量,等效于仅在图3-2所示连接单元上装设电流互感器,并将二次电流引入保护装置,通过软件计算出Ⅱ段母线的差电流和制动电流。
保护功能的判据为
|∑IⅡ| / ∑| IⅡ| ≥ Kset
式中:
|∑IⅡ|:Ⅱ段母线所有连接单元电流相量之和的模,为差电流;
∑|IⅡ|:Ⅱ段母线所有连接单元电流绝对值之和,为制动电流;
Kset:比率制动系数0.3。
图3-2 Ⅱ段母线比率小差动保护采集电流示意
图3-2所示电流互感器之间的电路,即Ⅱ段母线,为本子功能的保护区。
说明:如图3-1、3-2所示,母联单元只装设一组电流互感器,该电流互感器一次绕组安装时,靠近I段母线的是同极性标记端,靠近Ⅱ段母线的是非同极性标记端。因此,在I段母线比率差动保护的求和(∑II)计算中,“+”(正方向计入)母联电流IB,而在Ⅱ段母线比率差动保护的求和(∑IⅡ)计算中,“-”(反方向计入)母联电流IB。
3、比率大差动保护功能
图3-3 双母线比率大差动保护采集电流示意
本功能采集除了母联外的所有连接单元的电流量,通过软件计算出差电流和制动电流。等效于没有装设母联单元的电流互感器,如图3-3所示,将I、Ⅱ两段母线及其母联单元看成一个整体,构成Ⅰ、Ⅱ双母线共同的比率差动保护功能。
保护功能的判据为
|∑I| / ∑| I| ≥ Kset
式中:
|∑I|:大差除了母联单元外的双母线所有连接单元电流相量之和的模,为差电流;
∑|I|:除了母联单元外的双母线所有连接单元电流绝对值之和,为制动电流;
Kset:比率制动系数0.3。
图3-3所示电流互感器之间的电路,即I母线、Ⅱ母线和两段母线间的母联单元为本子功能的保护区。
最小动作电流
无论是大差、还是小差,除了具有比率差动保护功能外,还要求差流大于一整定值(最小动作电流),才允许出口跳闸。即
|∑I| ≥ Iset
式中:
|∑I|为除了母联单元外的双母线所有连接单元电流之和的模,小差为I或Ⅱ段母线所有连接单元电流之和的模,即差电流;
Iset为差电流整定值,即最小动作电流。
本装置的大差、小差保护的动作特性曲线如图3-4所示。
图3-4 差动保护动作特性
三、母线差动保护的跳闸逻辑
图3-7 差动保护的跳闸逻辑框图
图3-7为电流变化量差动保护的跳闸逻辑框图,表明若满足下列条件,电流变化量差动保护出口跳闸:
差动保护功能确认发生区内故障
比率大差动保护功能确认发生母线故障
比率小差动保护功能确认发生故障的母线
差电流大于用户定值
CT断线闭锁报警功能确认无CT断线
复合电压闭锁功能满足开放条件
当保护程序判别到I母小差与大差同时动作时,I母差动保护动作,发一组命令,起动相应的出口中间继电器,切除母联断路器及当前运行于I母上的所有连接单元断路器。当保护程序判别到Ⅱ母小差与大差同时动作时,Ⅱ母差动保护动作,发一组命令,起动相应的出口中间继电器,切除母联断路器及当前运行于Ⅱ母上的所有连接单元断路器。差动保护动作后,装置发相应的“差动动作”信号,同时“保护动作”灯亮。
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