220KV母線保護、母聯保護配置及壓板投退原則

2014-01-14 10:01 來源:未知 打印 掃碼手機看

  220KV母線保護、母聯保護配置及壓板投退原則

  首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司 崔國忠

  摘要: 介紹了母差保護、母聯保護裝置的配置,簡要分析了一些比較特殊或在操作中容易出錯的壓板及其投、退時應注意的問題,對實際的操作有一定的指導作用,以防止運行人員或保護人員在日常倒閘操作或檢修中投、退壓板時,人為的誤操作造成保護誤動或拒動事故的發生。

  關鍵詞:保護;壓板;原則

  一、概述

  首鋼京唐公司作為全球最先進的鋼鐵企業之一,現配有220 kV 電壓等級綜合變電站2 座, 220KV母線為雙母線接線方式,系統簡圖見圖一。在供電系統中,母線保護、母聯保護裝置一旦出現誤動,影響將是巨大的。當發生母線短路故障時,應盡快切除故障母線;保留非故障母線。而當母線出現不正常運行狀態時,應盡快發出報警信號并進行相應的處理。因此,母線保護配置的選擇及其保護壓板投、退操作必須準確無誤,以確保整個供電系統的穩定運行。

  二、保護裝置配備情況

  首鋼京唐220kV母線保護裝置選用了南瑞繼保電氣有限公司生產的RCS- 915AB型微機母線保護裝置和深圳南瑞科技有限公司生產的BP-2B 型微機母線保護裝置互為近后備保護,母聯保護選用了南瑞繼保電氣有限公司生產的RCS- 923C型斷路器失靈起動及輔助保護裝置。

  兩套母線保護裝置安裝在各自獨立的柜內,并分別接自兩組獨立的電流互感器次級繞組,直流電源、通道設備、跳閘線圈。兩套保護之間沒有有電氣聯系,當運行中一套保護異常而需要退出或檢修時,不應影響另一套保護的正常運行。首鋼京唐220KV微機母線差動保護壓板作用及投退說明見表一,以軋鋼站為例。

  變電站:軋鋼站 安裝地點及保護名稱:220KV母線差動保護1柜(BP-2B)

  序號壓板類型壓板名稱壓板功能壓板投退說明

  1出口壓板2245跳閘出口跳2245母聯 GIS斷路器正常投

  2出口壓板2201跳閘出口跳2201變壓器GIS斷路器正常投

  3出口壓板2202跳閘出口跳2202變壓器GIS斷路器正常投

  4出口壓板2213跳閘出口跳2213線路 GIS斷路器正常投

  5出口壓板2212跳閘出口跳2212線路 GIS斷路器正常投

  6出口壓板2211跳閘出口跳2211線路 GIS斷路器正常投

  7出口壓板2214跳閘出口跳2214線路 GIS斷路器正常投

  8出口壓板2203跳閘出口跳2203變壓器GIS斷路器正常投

  9功能壓板母差保護投入保護包括比率差動門坎:0.85A、復式比率系數高值:2.0、低值0.5;母聯失靈定值:0.85A、0.2s;線路失靈啟動電流:0.85A,失靈出口:0.25s跳母聯;0.5s跳總出口。正常投

  10功能壓板互聯投入使兩條母線的差動回路合成了一個大差回路,兩個并列刀閘上的環流變成大差回路的內部電流正常應退出, 斷開母聯開關操作電源之前投入

  11功能壓板母線分列運行壓板強制代表母聯斷路器在分閘位置。母聯檢修時投入

  12功能壓板外部充電閉鎖差動母線充電時閉鎖母差,怕母差充電瞬間誤動。(無定值)正常退

  13功能壓板失靈保護投入母差失靈保護功能壓板正常投

  14出口壓板投檢修狀態檢修時避免上傳數據正常退

  備

  注母差及失靈復合電壓閉鎖:U低=70V線電壓、U2=4V、3U0=6V

  變電站:軋鋼站 安裝地點及保護名稱:220KV母線差動保護2柜(RCS-915AB)

  序號壓板類型壓板名稱壓板功能壓板投退說明

  1出口壓板2245跳閘出口跳2245母聯 GIS斷路器正常投

  2出口壓板2201跳閘出口跳2201變壓器GIS斷路器正常投

  3出口壓板2202跳閘出口跳2202變壓器GIS斷路器正常投

  4出口壓板2213跳閘出口跳2213線路 GIS斷路器正常投

  5出口壓板2212跳閘出口跳2212線路 GIS斷路器正常投

  6出口壓板2211跳閘出口跳2211線路 GIS斷路器正常投

  7出口壓板2214跳閘出口跳2214線路 GIS斷路器正常投

  8出口壓板2203跳閘出口跳2203變壓器GIS斷路器正常投

  9功能壓板母差保護投入保護包括電流差動高定值:0.85A、低定值:0.78A和比率制動系數高值:0.7、低值:0.3;母聯失靈定值:0.85A、0.2s;死區動作時間:150ms;線路失靈啟動電流:0.85A,失靈出口:0.25S跳母聯、0.5S跳總出口。正常投

  10功能壓板投單母運行使兩條母線的差動回路合成了一個大差回路,使兩個并列刀閘上的環流變成大差回路的內部電流正常應退出, 斷開母聯開關操作電源之前投入

  11功能壓板母聯檢修母聯開關檢修或對其傳動試驗時,不會影響微機母線保護的運行。母聯檢修時投入

  12功能壓板失靈保護投入母差失靈保護功能壓板正常投

  13出口壓板投檢修狀態檢修時避免上傳數據正常退

  備

  注母差及失靈復合電壓閉鎖:U低=40V相電壓、U2(負序)=4V、3U0=6V

  變電站:軋鋼站 安裝地點及保護名稱:220KV母聯保護柜(RCS-923C)

  序號壓板類型壓板名稱壓板功能壓板投退說明

  1出口壓板2245跳閘出口1跳2245母聯斷路器出口線圈1正常退

  2出口壓板2245跳閘出口2跳2245母聯斷路器出口線圈2正常退

  3功能壓板充電保護投入當一段母線通過母聯向另一段母線充電時, 壓板應投入, 其保護功能只在充電瞬間起作用, 充電完畢應退出。(無定值)正常退

  4功能壓板過流保護投入過流1段定值:0.53A、0S;零序過流1段定值:0.4A、0S正常退

  5啟動壓板三跳啟動失靈1母聯拒動失靈時,啟動BP-2B母差失靈切除兩母線斷路器(無定值)正常退

  6啟動壓板三跳啟動失靈2母聯拒動失靈時,啟動RCS-915AB母差失靈切除兩母線斷路器。(無定值)正常退

  7出口壓板投檢修狀態檢修時避免上傳數據正常退

  備

  注1、過流1段、零序1段定值為220KV母線充電保護,正常運行退出。

  2、采用斷路器本體三相不一致保護,延長取0.5S。

  表一

  三、保護壓板投、退一般原則

  投入保護壓板前需用高內阻電壓表測量對地電壓,特別是跳閘出口壓板及與其他運行設備相關的壓板。方法是將直流電壓表表筆負極接地,正極表筆分別測量保護壓板的兩個端子:

  1、一端有電壓、一端無電壓,(一端對地有-110V左右,一端對地有0V)保護不會出口;此時壓板可以投入。

  2、一端正電壓、一端負電壓,(一端對地有正電位+110V、一端對地有負電位-110V)保護有即出口;此時若將壓板投入,將造成開關跳閘,應檢查保護裝置上動作跳閘燈是否點亮,能不能復歸,否則有可能保護跳閘出口接點已粘死。

  3、兩端對地均無電壓,保護回路異常(斷線或接地)。跳閘回路斷線不通,則應檢查相關開關是否已跳開或控制電源消失。

  除了與二次回路直接連接的保護硬壓板之外,某些廠家還設置了保護軟壓板,便于監控后臺機、調度后臺機遠方投、退保護。軟壓板與硬壓板組成“與”的關系來決定保護功能的投、退,只有兩種壓板都投入且控制字整定為投入時,保護功能才起作用,任一項退出,保護功能將退出。保護軟壓板一般設置在投入狀態,由保護人員操作,運行人員只能操作硬壓板。

  正常運行方式下所有保護功能壓板按定值整定要求投、退,所有出口壓板均投入。當一套保護裝置的主保護和后備保護共用跳閘出口時,退出這套保護裝置中的某些保護時只能退其功能壓板,而不能退出口壓板,否則該套保護裝置中的其他保護將失去作用。

  四、壓板投、退注意事項

  1、互聯投入和投單母運行(壓板)的退投

  互聯投入壓板和投單母運行壓板,是兩個廠家的不同叫法,其功能相同,用于倒母線操作。倒母線時兩條母線通過刀閘互聯在了一起,轉為單母方式,該方式是退出判斷母差保護的小差電流,使兩條母線的差動回路合成了一個大差回路,使兩個并列刀閘上的環流變成大差回路的內部電流,大差直接動作與跳閘,縮短了先跳母聯后再跳故障母線的時間。但是投了單母方式之后如果母線有故障,保護也不再進行故障母線的選擇,將所有兩條母線上各斷路器開關一起切除。

  保護裝置可以通過自動和手動兩種方式判別母線是單母運行還是雙母運行,自動方式是將隔離刀閘開關的常開和常閉輔助接點引入裝置的端子,自動轉入母線互聯(單母運行)方式;手動方式由運行人員投互聯投入壓板或單母運行壓板,以上兩種方式中,手動方式優先級最高。即:若投互聯投入壓板或單母運行壓板,裝置認為母線單母運行;若退出互聯投入壓板或單母運行壓板,裝置轉入自動方式判別母線運行狀態。

  為了避免隔離刀閘開關的常開和常閉輔助接點故障造成母線裝誤判斷,建議采用手動方式操作,需注意的是在倒母線操作隔離刀閘開關前之前,投入互聯投入壓板和單母運行壓板,再去斷母聯開關的操作箱控制直流電源(作用是防止在操作刀閘同時,母聯開關掉閘,出現帶負荷拉刀閘的情況),否則如果任一條母線故障,都將是由母聯失靈保護經兩母線電壓閉鎖后延時0.2秒切除兩母線上所有連接斷路器開關,延誤了母線故障切除時間,有可能造成電網系統穩定破壞。倒母線結束后應立即退出互聯投入壓板和投單母運行壓板,如果忘了退出壓板,小差動就一直在退出,這時任意段母線故障時母差保護動作還是不再進行故障母線的選擇,直接跳兩條母線所有斷路器開關。為了防止線路倒母線過程中,線路帶負荷拉刀閘,造成刀閘拉弧的情況發生,要求在倒母線時必須斷開母聯開關的操作直流,鎖死開關。

  2、母線分列運行和母聯檢修(壓板)退投

  母線分列運行和母聯檢修壓板,其功能基本相同,在母聯開關斷開時投入。操作此壓板時要注意操作順序,在母聯斷路器開關斷開后,投母線分列運行和母聯檢修壓板,在合母聯斷路器開關前,退出該壓板,這樣可以避免母線保護裝置誤判斷。

  裝置為了防止在母聯開關在斷開的情況下,弱電源側母線發生故障時大差比率差動元件的靈敏度不夠,比率制動系數采用高低兩個定值,當母線并列運行時,大差比率差動元件采用比率制動系數高值,母聯電流算入小差電流;當母線分列運行時,大差靈敏度下降,轉用比率制動系數低值,同時母聯電流不算入小差電流。裝置根據母聯開關的常開和常閉輔助接點自動切換定值。需要說明的是,如果母聯開關處于合位,投母線分列運行和母聯檢修壓板時,保護裝置則認為母聯處于跳位,若退母線分列運行和母聯檢修壓板,裝置以自動方式判別母線運行狀態。所以這個壓板在投退時需要特別注意,它會干擾母差裝置對故障的正確判斷。

  母聯開關檢修或對其傳動試驗時母聯開關可能進行分合,其位置反映并不代表它的運行狀態,此時母線保護并未退出運行,所采集的母聯開關的位置量可能會造成錯誤的邏輯判斷,一旦發生母線故障,母線保護就有誤動或拒動的可能,因此母聯開關檢修時可以通過投入母線分列運行和母聯檢修(壓板)避免不利情況的發生。

  3、失靈保護投入(壓板)的退投

  母線失靈保護壓板是指線路故障斷路器拒動時,利用故障設備的保護動作信息與拒動斷路器的電流信息構成對斷路器失靈的判別,由該線路的元件失靈起動裝置提供一個失靈起動接點給母線保護裝置,母線保護裝置檢測到某一失靈起動接點閉合后,起動該斷路器所連的母線段失靈出口邏輯,經失靈復合電壓閉鎖,按可整定的‘失靈出口短延時(0.25S)’跳開母聯開關,‘失靈出口長延時(0.5S)’跳開該母線連接的所有斷路器開關,以較短的時限切除同一廠站內其他有關的斷路器,使停電范圍限制在最小,從而保證整個電網的穩定運行,避免造成發電機、變壓器等故障元件的嚴重燒損和電網的崩潰瓦解事故。該壓板是功能壓板,投入后才能使線路故障斷路器失靈時,母線保護裝置的斷路器失靈保護啟動,因此該失靈保護投入壓板正常投入。

  4、三跳啟動失靈(壓板)退投

  是220KV母聯保護柜(RCS-923C)外部啟動母聯失靈保護壓板,當保護向母聯發跳閘命令后,經整定延時母聯電流仍然大于母聯失靈電流定值時,母聯失靈保護經兩母線電壓閉鎖后啟動母聯失靈啟動接點,切除兩母線上所有斷路器開關。由于本站母聯失靈保護,用的是母線保護裝置內部的母聯失靈保護,故此三跳啟動失靈壓板不投。

  5、充電保護投入和過流保護投入(壓板)退投

  是220KV母聯保護柜(RCS-923C)上的壓板。當任一組母線檢修后再投入之前,利用母聯斷路器對該母線進行充電試驗時可投入母聯充電保護,該保護延時300ms后自動退出,當被試驗母線存在故障時,利用充電保護切除故障,跳開母聯斷路器。由于本套裝置用過流保護替代母聯充電保護,故母線充電時投入過流保護壓板,充電保護投入壓板長期退出,充電完成后過流保護壓板退出。

  6、母差保護投入(壓板)退投

  該壓板是功能壓板,保護包括母線差動保護、母聯死區保護、母聯失靈保護、母聯非全相保護以及斷路器失靈保護功能。因此該母差保護投入壓板正常投入。

  7、檢修(壓板)的退投

  為了防止在保護裝置進行試驗時,有關報告經向監控系統發送相關信息,干擾調度系統的正常運行,在裝置檢修時,將該壓板投入,在此期間進行試驗的動作報告不會通過通信口上送,但本地的顯示,打印不受影響,運行時應將該壓板退出。

  五、 結語

  要使保護正確動作, 保護壓板投停方式的正確至關重要。不同運行方式情況下對運行壓板的投退應分別區分對待, 在日常操作中有很多問題的處理是不能照搬照抄的, 不同的保護配置、不同的接線和運行方式會出現不同的處理方式, 應該根據實際情況靈活對待。

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