电力系统二次回路与继电保护V2.03(4)

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变电站综合自动化系统二次回路及继电保护

3．线路的纵联差动保护

前面讲的电流电压保护和距离保护都是单端电气量构成的保护，这种保护无法同时满足选择性、快速性要求，两端电气量构成综联保护是同时获取线路两端的电流或阻抗值，通过一定的逻辑构成的保护，它常被用作重要线路的主保护，它的能第一时间判断故障发生的位置，从而快速跳开，以确保电网系统的稳定运行。缺点是无法作为相邻线路的后备保护。

传输对侧电气量的通道最常用的有专用光纤通道、光纤复用通道和高频通道等。光纤通道抗干扰能力极强，具有独特优势，已被110kV及以上电压等级的输电线路广泛应用。

图15：输电线路的几种运行状态

差动保护的联调：

系统正常运行时候，差流I1?I2?0；

对侧开关跳位，线路发生故障时，本侧保护启动发信，对侧收到允许信号向通过“位置发信”功能向对侧发允许信号，仅本侧开关跳开，切除故障线路。

两侧开关合位，本侧加故障电流，对侧加启动电流，两侧保护均启动并向对侧发允许信号，当满足差动元件动作时，两边同时跳开开关。

两侧开关合位，本侧加故障，对侧电压正常且无启动电流时，保护被闭锁；当对侧电压满足辅助电压元件动作时，保护可动作跳两侧开关；当对侧远跳受本侧控制置0时，收到本侧远跳启动信号，可直接出口跳闸,置1时,远跳功能退出。

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区外故障时，I1?I2?0，双侧差动保护不动作。

投入TA断线闭锁差流功能时，闭锁差动保护。退出TA断线闭锁差流功能退出时，当差流大于“TA断线闭锁差流定值”，则差动保护仍会动作。

装置设分相差动和零序差动元件，分相差动元件实现单跳，零序。。差动元件实现三跳。

差流启动元件的计算

差动电流：I。。d?|I1?I2|； 制动电流：I。。r?|I1-I2|。 动作方程： Id?KIr

Id?IH其中，K为斜率，IH为差动电流高定值，在稳态Ⅱ段中设动电流低定值，满足低值时延时40ms动作）

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4．线路的自动重合闸

在系统中，有些故障是瞬时性的，比如雷击、树枝摇摆等。由它引起的保护动作，开关跳开时故障已消失，为了保证供电的可靠性，线路装设重合闸功能，当瞬时性的故障引起开关跳闸时，能自动重合。同时，当人工操作断开开关时，又能闭锁重合闸功能。在分相安装保护的220kV线路中，还可以根据运行要求选择单相重合闸、三相重合闸或综合重合闸。 (1)充电和放电条件

充电条件：

断路器在合位或TWJ继电器不动作；

重合闸功能压板（或重合闸投退把手投入）并且软压板投入； 重合闸未启动；

没有外部闭锁重合闸开入（比如：弹簧未储能闭锁、低气压闭锁、手跳闭锁、备自投闭锁、TJR闭锁等）；

同时满足以上所有条件，重合闸经充电延时时间充电，充电指示灯亮。

放电条件：

重合闸功能压板或软压板退出； 重合闸出口动作；

外部闭锁重合闸有开入（比如：手跳、三重方式下单跳或单重方式下三跳、手跳、加速跳或远跳）；

重合闸充电未满时启动重合闸信号开入； 满足以上任一条件，重合闸放电。 (2)重合闸动作

当保护动作时或在开关偷跳时，均可启动重合闸。重合闸启动后，若检测到三相均无流，且满足同期条件时，经重合闸延时，重合闸动作。在RCS-943中，重合闸启动时间可最高展宽10分钟。

距离和零序保护Ⅲ段动作时，由于动作时间较长，可设置定值闭锁重合闸，相当于存在一个永久故障，这时重合闸不动作。 (3)距离零序保护和手合开关的加速段

若开关重合于永久性故障，则重合于故障设备时，将再次导致保护启动，当距离和零序Ⅱ段、Ⅲ段启动元件启动时，可不经Ⅱ段、Ⅲ段的延时，而通过加速段的功能加速跳开，避免长时间重合于故障线路。

当手合开关时，若电流满足手合加速动作定值，手合加速动作。其它保护试验时，应确保TWJ继电器不动作，以避免手合加速干扰。

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(4)重合闸检同期功能

重合闸设检同期功能，当该功能投入时，只在特定的角度范围内方能重合。

(5)220kV线路中的跳闸后逻辑

保护动作后，保护装置将不断监视跳闸相的电流，但检测到无流后，启动单相重合闸；当有流时间超过预置时间(150ms)时，判为跳闸失败，启动三跳，延时150ms三跳失败，启动永跳，永跳闭锁重合闸。

沟通三跳：沟通三跳是跳闸命令。沟三接点常闭是发出沟通三跳命令的必要条件。当线路有流且装置收到任一跳闸信号且电沟通三跳控制字投入的同时满足以下任一条件时保护发沟通三跳命令跳本断路器三相：

a．当重合闸在未充好电状态且未充，将沟三接点闭合。 b．重合闸为三重方式时，将沟三接点闭合。

c．重合闸装置故障或直流电源消失，将沟三接点闭合。

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5．主变差动保护

母线母线#1 主变#2主变母线母线图16：某110kV变电站主变及关联设备的主接线结构图

(1)差动保护

差动速断：当主变差动电流数值大于差动速断定值时，保护不经任何闭锁和延时直接开放出口动作。这种情况是为了避免在发生严重故障时损伤变压器设备。

比率差动：当主变差动数值小于差动速断定值，且大于比率差动启动定值Icdqd时，进入比率差动程序。Id是差动电流，反映故障的严重程度；Ir是制动电流，是为了避免区外动作时，CT测量畸变造成的差流动作。电流越大，Ir越大，它起到反制的作用。比率差动的动作特性曲线如图17所示，阴影部分为动作区，阴影下方为不动作区。

比率差动动作方程如下：

Ir?IcdqdId-Icdqd?K1*（Ir-Ir1）Id-Icdqd-K1*（Ir2-Ir1）?K2*(Ir-Ir2)（Ir?Ir1）

（Ir1?Ir?Ir2）

（Ir?Ir2）谐波制动：当电流谐波值大于定值时，可根据闭锁差动保护。 TA断线闭锁差动：TA断线时，可根据定值的投退选择是否闭锁比率差动保护。

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