电力系统失灵及死区保护

变压器死区故障的继电保护方案设计

接受时间）=80 ms 当 35 kV 系统对端有电源时，由于故障范围不属
于瞬时动作段，所以故障切除时间按对端保护延时计算。
对于方案 2 中 K2 区域发生故障时，本来是直接启动 110 kV 母差保护的，但是方案 2 的逻辑是先跳开 2QF，再进行故障区域判别后，才启动 110 kV 母差保护。相较于正常情况下 K2 区域故障，方案 2 多了 2QF 断路器跳闸时间、故障区域判别时间以及解除母差保护闭锁时间。故方案 2 情况下 K2 区域发生故障比正常情况要晚 95 ms 切除，延时在 100 ms 以内，属于可以接受的范围。
江西电力·2021
JIANGXI ELECTRIC POWER
电流互感器的电流信号送到差流装置中，当 K3 区域故障时，差流装置检测到差动电流大于启动值，立即出口跳开 3QF 断路器，同时向主变差动保护该侧线后备保护发送闭锁信号；ITA3＞Iset 再由新型保护装置检测到 ITA3＞Iset，此时解除主变差动保护闭锁信号，变压器三侧断路器跳开将故障隔离开来。当 K5、 K6 或 K7 区域发生故障时，瞬时跳开 3QF 后，不满足 ITA3＞Iset，此时解除该侧线路侧保护闭锁信号，如果 L1 和 L2 的对端为受电端，那么故障就已经被切除了；如果 L1 或 L2 的对端也存在电源，那么由 35 kV 的线路保护切除对端的断路器，就能把故障切除。其中，Iset 为躲过最大负荷电流的整定值。
图 3 变压器死区故障保护方案 2 示意图
3 变压器死区故障保护两种方案的分析
3.1 两种方案的保护时限根据文献的研究数据，新型保护装置动作时间按
20 ms 考虑，断路器开断时间按 60 ms 考虑，主变差动保护和该侧线路保护闭锁信号接受时间按 5 ms 考虑（该过程与断路器开断过程同时进行），新型保护装置根据判据判断故障区域按 30 ms 考虑，解除相关保护闭锁按 5 ms 考虑，主变差动保护动作按 20 ms 考虑，母线差动保护动作按 20 ms 考虑。

断路器失灵保护

（三）断路器保护——失灵保护实现
4、失灵保护的出口中断路器的失灵：一般由相联系的线路或者变压器保护来起动。中断路器的失灵出口，一般先联跳本断路器，然后去跳两个边断路器，同时中断路器如果连接的是线路，则要利用远跳功能跳开线路对侧断路器，如果连接的是变压器，则要跳变压器各侧断路器。断路器失灵出口为什么要这么多？主要从能够保证短路故障点真正完全熄弧来考虑，切除所有可能的电源。
（三）断路器保护——失灵保护实现 3、失灵保护的动作逻辑（动作条件、出口逻辑）：（1）瞬时联（跟跳、重跳）跳本开关对应相，再判断是否失灵。只有在起动元件动作的情况下才能发跳闸命令。仅在瞬时联跳控制字投入时起作用，具体分为三种情况：单相联跳：单相跳闸开入+对应相高电流；两相联跳三相：两相跳闸开入+任一相高电流；三相联跳：三相跳闸开入+任一相高电流。此处加图（逻辑图）若本断路器失灵，则（2）延时联跳本开关三相，再判断是否失灵。仅在延时联跳控制字投入时起作用。（许继）若仍未跳开，则（3）失灵保护延时出口跳所有相关联的开关。此处加图思考：断路器保护如何判别失灵？
二、断路器保护——失灵保护（一）配臵原则 4、（2）如果在断路器1和电流互感器TA1之间发生短路，I 母线的母线保护动作跳开1号断路器后故障并未切除。由于在3/2接线中母线保护动作后已不再对L1线路的纵联保护停信或发信，7号断路器的快速跳闸只能由边断路器1的失灵保护动作后起动远方跳闸功能完成。此时1号断路器的失灵保护由I母的母线保护起动，TA1电流互感器又一直有电流，经延时后失灵保护动作除跳2号断路器外还经远方跳闸跳7号断路器。同理在中断路器和TA2之间发生短路，L2线路保护动作跳2号断路器后短路并未被切除。此时2号断路器的失灵保护由L2线保护起动，电流互感器TA2又一直有电流，经延时后失灵保护动作跳1号断路器，并经远方跳闸跳7号断路器。边断路器和中断路器的失灵保护动作后都有必要起动远方跳闸功能。

500kV母线跳闸事故的分析

500kV母线跳闸事故的分析目前，电力系统普遍采用的微机型母线保护装置可实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵（或死区）保护及断路器失灵保护出口等功能。

在实际应用中，为了方便运行人员灵活操作和防止母差保护频繁操作引起误动等，往往配置独立的母联充电（过流）保护，作为母线、主变、线路充电的临时性保护，而停用母线保护中的母联过流保护。

标签：500kv;母线;跳闸事故1事故过程某日17时08分，某500 k V变电站500 k VⅠ段母线跳闸。

具体情况如下：1.1事故前变电站运行方式1号主变5031开关、2号主变5013开关、B线5023开关、A线5011开关、C线5021开关，第一串联络5012开关、第二串联络5022开关、第三串联络5032开关在运行状态，500 k VⅠ、Ⅱ段母线在运行状态，D线5041开关、第四串联络5042开关在检修状态，D线线路在检修状态。

详见图1。

1.2事故后变电站运行方式1号主变5031开关、C线5021开关、第二串联络5022开关、A线5011开关、第一串联络5012开关在运行状态，500 k VⅠ段母线在运行状态;2号主变5013开关、B线5023开关、第三串联络5032开关在热备用状态、500 k VⅡ段母线5227地刀A、B相在合闸位置;D线5041开关、第四串联络5042开关在检修状态，D线线路在检修状态。

1.3事故经过12时23分，配合D线综自改造及5042开关测控屏更换工作，运行人员向省调申请拉开D线504127地刀、第四串联络504217地刀。

12时58分，省调下令拉开D线504127接地刀闸、第四串联络504217地刀。

13时00分，运行人员操作拉开D线504127地刀。

13时10分，操作完毕。

13时12分，运行人员操作拉开500 k V第四串联络504217地刀。

13时21分，操作完毕。

15时10分，检修人员完成新更换的5042开关测控屏二次接线、二次电缆整理、悬挂电缆吊牌工作。

500kV变电站3／2接线保护死区分析

500kV变电站3/2接线保护死区分析摘要：当下500kV变电站的主接线主要采用3/2断路器接线方式，这种接线方式具有高灵活性、高可靠性以及方便倒闸操作的优势。

但是3/2断路器接线同时也存在死区较多以及分裂困难的缺点，为此可能在没有及时切除故障的情况下导致事故扩大。

文章从死区的成因入手，重点论述了其危害以及治理措施。

关键词：500kV；变电站；3/2接线；保护；死区我国电网的高速发展促进了电网对于经济型以及可靠性的要求。

而当下500kV的系统电网作为基本类型在电网的规模化建设中显示了重要地位。

大多的系统采用3/2接线方式，，如果采用HGIS或者GIS设备可以采用套管CT，并且由于可以在开关两侧设置配套的CT来消除保护的死区问题。

但是实际中为了节约成本，在采用敞开式设备中采用了配备开关单侧流变方式，虽然简化了设计、节约了成本，但是也导致了死区的存在。

为此针对死区问题进行详尽的论述并提出针对性的治理措施具有极大的现实意义。

1死区成因在初期生产500kV3/2接线系统中，线路以及母线均使用双重配置每串在靠近母线侧电流互感器需要6个二次绕组，而位于中间的电力互感器需要8个二次绕组。

但是当时限于生产工艺及技术水平，仅能提供6个二次绕组的500kV电流互感器，为此就需要四组电流互感器。

而随着互感器生产工艺及技术的进步，当下已经可以生产带有8个二次绕组的电流互感器。

但是由于500kV电流互感器昂贵，采用每串三组的配置方式不仅可以减少投资，同时也减少了占地面积。

一般规模的变电扎为5串设计，如果每串按照3组配置就减少了5组电流互感器。

下表1为两种配置方式的经济性比较：表1 两种流变配置方式经济性比较但是在节约投资的情况下也出现了一个问题，即对于电路互感器以及断路器之间的故障不能及时切除。

例如在下图1为完整串，存在三个如上所述的区域：图 1 死区示意图（1）如果K1发生故障，对于L1线路保护是区外故障，对I母线室差动保护是区内故障。

关于断路器失灵时站内保护解决方案

关于断路器失灵时站内保护解决方案陆雪（中国南方电网超高压输电公司柳州局，广西柳州545006）引言500kV变电所是一种系统枢纽变电所，是地区电网的主要电源，一般负荷厕是220kV的电压。

500kV变电所的500kV侧和220kV侧都采用的都是可靠性和灵活性都较高的方式进行接线的，500kV侧采用的是按照3/2的接线方式来设计的方式，220kV侧采用的是按照双母线或双母单分来设计的方式。

因为500kV变电站是地区电网的主要电源，所以一旦500kV变电所发生故障就会导致整个电网体系的瘫痪，所以必须立即将发生故障的设备进行隔离处理，以此来保证电网的安全性。

本文根据不同的电压等级来论述的不同的位置出现故障的保护解决方案和后备保护的级配关系。

1保护配置概述500kV侧的每条母线都要根据不同的厂家和原理来分别设计两种不同的保护方案。

220kV的母线一般采用的是双重化的配置。

500kV线路中，每天线路都设计两种或者三套保护装置，线路的两侧设计远跳装置，每一台断路器都设计一套断路器保护装置，重合闸的主要功能就是保护断路器中的重合闸。

如果线路中有隔离开关的设计那么只要设计两套短引线保护装置就可以，如果线路中不仅有隔离开关还有CT的设计那么需要设计两套T区保护装置，操作箱要按照断路器来设计配置。

220kV线路中每条线路都要设计有两种保护装置，重合闸的功能就是使用线路保护中的重合闸。

对于变压器而言，需要配置两套电量保护装置，一套是非电量保护装置。

2500kV侧2.1系统特征因为500kV变电所具有高电压、大容量、出现回路较多、高中压侧转送功率大的特点，所以500kV变电所一般采用3/2的接线方式。

此种接线方式主要的特点就是就两条母线，这两条母线可以串接三台断路器，形成一个完整串，每一串中两台断路器之间引出一回线路或一组变压器。

具体的接线方式如图1所示。

2.2母线故障如图1所示：当F1出现接地故障时（故障主要为母线故障），母线保护的差动保护动作，其出口的触点输出给操作箱的TJR触点，然后作用于断路器的跳闸回路跳开断路器来切断故障。

主要的继电保护原理归纳总结

主要的继电保护相关原理归纳总结一、线路主保护（纵联保护）纵联保护：利用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量传送到对端，将各端的电气量进行比较，一判断故障在本线路范围内还是范围之外，从而决定是否切断被保护线路。

任何纵联保护总是依靠通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内，信号按期性质可分为三类：闭锁信号、允许信号、跳闸信号。

闭锁信号：收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。

允许信号：收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。

跳闸信号：收到这种信号是保护动作与跳闸的充要条件。

按输电线路两端所用的保护原理分，可分为：（纵联）差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护。

通道类型：一、导引线通道；二、载波（高频）通道；三、微波通道；四、光纤通道。

1.（纵联）差动保护（纵联）差动保护：原理是根据基尔霍夫定律，即流向一个节点的电流之和等于零。

差动保护存在的问题：(一).对于输电线路1.电容电流：电容电流从线路内部流出，因此对于长线路的空载或轻载线路容易误动。

解决办法：提高启动电流值（牺牲灵敏度）；加短延时（牺牲快速性）；必要是进行电容电流补偿。

*注：穿越性电流就是在保护区外发生短路时，流入保护区内的故障电流。

穿越电流不会引起保护误动。

2.TA断线，造成保护误动解决办法：使差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件：本侧起动原件起动；本侧差动继电器动作；收到对侧“差动动作”的允许信号。

保护向对侧发允许信号条件：保护起动；差流元件动作3.弱电侧电流纵差保护存在问题（变压器不接地系统的弱电侧在轻载或空载时电流几乎没有变化）解决办法：除两侧电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外，加装一个低压差流起动元件。

4.高阻接地是保护灵敏度不够在线路一侧发生高阻接地短路时，远离故障点的一侧各个起动元件可能都不启动，造成两侧差动保护都不能切除故障。

解决办法：由零序差动继电器，通过低比率制动系数的稳态相差元件选相，构成零序1 段差动继电器，经延时动作。

PCS-921G断路器失灵及自动重合闸装置技术和使用说明书-国网版

更多产品信息，请访问互联网：目录1．概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2保护配置 (1)1.3装置特点 (1)2．技术参数 (3)2.1机械及环境参数 (3)2.2额定电气参数 (3)2.3主要技术指标 (3)3．软件工作原理 (5)3.1保护程序结构 (5)3.2正常运行程序 (5)3.3启动元件 (6)3.4断路器失灵保护 (7)3.5死区保护回路 (7)3.6瞬时跟跳回路 (8)3.7断路器三相不一致保护 (8)3.8充电保护 (8)3.9自动重合闸 (9)3.10保护与重合闸逻辑方框图 (10)4．硬件构成 (17)4.1装置硬件框图 (17)4.2机械结构与安装 (18)4.3面板布置图 (19)4.4背板布置图 (20)4.5输入输出定义 (21)4.6各插件简要说明 (22)5．定值内容及整定说明 (31)5.1通讯参数及整定说明 (31)5.2设备参数定值 (32)5.3保护定值及整定说明 (32)5.4功能软压板定值 (35)5.5GOOSE软压板定值 (35)5.6描述定值 (35)6．使用说明 (37)6.1指示灯说明 (37)6.2液晶显示说明 (37)6.3命令菜单使用说明 (39)6.4装置的运行说明 (42)7．调试大纲 (44)7.1试验注意事项 (44)7.2交流回路校验 (44)7.3输入接点检查 (44)7.4整组试验 (44)7.5输出接点检查 (46)7.6GOOSE调试大纲 (47)11．概述1.1 应用范围本装置适用于220KV 及以上电压等级的211结线与角形结线的断路器，符合国家电网公司颁布的《线路保护及辅助装置标准化设计规范》要求。

不同母差保护中的母联死区保护原理浅析

不同母差保护中的母联死区保护原理浅析摘要：比较了BP-2B，WMH-800，WMZ-41，RCS-915，CSC-150，SGB750等几种供电公司常用的的微机母线保护装置的原理和解决死区故障等问题的不同方法，详细分析了不同型号母线保护在死区故障试验的异同点和需要注意的细节问题。

关键词：不同母差保护；母联死区；保护原理目前，微机母线保护在电力系统中得到了比较广泛的应用。

在母联断路器与母联CT之间的地方，人们称它为死区。

在现有的母线保护装置中，母线故障和死区故障时都有相类似的保护原理，其中使用最多最成熟的原理是带比率制动的差动保护原理，本文将就母线保护的原理进行探讨。

1母线保护的基本原理介绍1.1母线差动保护原理母线差动保护的动作原理是建立在基尔霍夫电流定律的基础之上的。

把母线视为一个节点，在正常运行和外部故障时流入母线电流之和为0，而内部短路时为总短路电流。

这是理想的情况，实际中，因电流互感器有误差，在外部短路时存在不平衡电流，所以差动保护的启动电流必须躲过最大不平衡电流才能保证选择性。

差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。

大差是指除母联外所有支路电流构成的差动回路。

小差是指该段母线上所连接的所有路（包括母联）电流所构成的差动回路。

大差作为小差的起动元件，用以区分母线区内外故障，小差为故障母线的选择元件。

南京南瑞的BP-2B的差动元件由分相复式比率差动判据与分相突变量复式比率差动判据构成。

动作方程为：WMH-41和WMH-800的2.0及以下版本均只采用了如式（1}和（2）中所示的动作原理，对故障的处理比较单薄，所以近年来南自又推出了SGB750母差，许继对其WMH-800母差也进行了较大的改进。

RCS-915系列母差、CSC-150，SGB750和WMH-804的2.4以上版本中，母线差动保护除设置比率制动差动保护外。

还设置了突变量保护。

RCS-915系列母差设有电压工频变化量启动元件和工频变化量比例差动元件。