500kV断路器保护及T区保护讲解

500kV断路器保护 一、断路器保护配置的类型 RCS-921A 是由微机实现的数字式断路器保护与自动重合闸装置, 装置功能包括断路 器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸。

500kV断路器保护 装置具有失灵保护功能，分为故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳起动失灵三 种情况。 装置具有三相不一致保护功能，当断路器某相断开，线路上出现非全相时，可经三 相不一致保护回路延时跳开三相，三相不一致保护功能可由控制字选择是否经零序 或者负序电流开放。 装置具有死区保护功能，某些接线方式下（如断路器在TA 与线路之间）TA 与断路 器之间发生故障时，虽然故障线路保护能快速动作，但在本断路器跳开后，故障并 不能切除。此时死区保护将以较短时限动作。死区保护出口回路与失灵保护一致， 动作后跳相邻断路器。 装置具有充电保护功能，当向故障母线（线路）充电时，可及时跳开本断路器。 装置具有一次自动重合闸功能。能实现综合重合闸方式、单相重合闸方式、三相重 合闸方式及停用方式。重合闸起动方式有两种，一是由线路保护跳闸起动重合闸； 二是由跳闸位置起动重合闸。 结线线路同一侧的两台重合装置的重合顺序可切换， 后合侧延迟时间可整定，先重合开关合于故障时，后合重合闸装置立即闭锁并发三 跳命令。当先合重合闸因故检修或者退出运行时，后合重合闸将以重合闸整定时限 动作，而不经过后合侧延迟时间。

500kV断路器保护 装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时 在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁 辐射也满足相关标准。 完善的事件报文处理，可保存最新128 次动作报告，24 次故障录波报告。 灵活的后台通信方式，配有RS-485 通信接口(可选双绞线、光纤)或以太网。 支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103 标准）的通信规约。 与COMTRADE 兼容的故障录波。

500kV断路器保护 主要技术指标 起动元件 电流变化量起动元件，整定范围0.1In～0.5In 过流元件 整定范围: 0.1In ～20In 定值误差: < 5% 低功率因素辅助判据 定值范围: 450～ 900 定值误差: < ±30 失灵、死区、不一致保护动作时间: 0.01 ～ 10S NARI-RELAYS RCS-921A 断路器失灵保护及自动重合闸 检同期角度 定值范围: 0°～ 90° 定值误差: < ±3°

500kV断路器保护 工作环境要求 正常工作温度：0～40℃ 极限工作温度：-10～50℃ 直流电源：220V，110V 允许偏差: +15％，-20％ 交流电压：100 /3V（额定电压Un） 交流电流：5A，1A （额定电流In） 频 率：50Hz/60Hz 过载能力：电流回路： 2 倍额定电流，连续工作 10 倍额定电流，允许10S 40 倍额定电流，允许1S 电压回路：1.5 倍额定电压，连续工作

500kV断路器保护 保护程序结构 主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采集与滤波，开关量的采集、装置硬件自检、交流电压断线和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。

500kV断路器保护 正常运行程序中进行采样值自动零漂调整及运行状态检查，运行状态检查包括交流电压断线、同期电压断线、检查开关位置状态判别等。不正常时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。 故障计算程序进行失灵保护、死区保护、三相不一致保护、充电保护、自动重合闸以及跳闸逻辑，并进行事件报告、故障报告及波形的整理。

交流电压断线 三相电压向量和大于12 伏，保护不起动，延时1.25 秒发TV 断线异常信号； 满足以下条件时可不接三相交流电压（与门条件）： 1) 低功率因素元件不投; 2) 重合闸退出或者重合闸投入时检同期和检无压元件均退出； 3) 如果重合闸投入，必须整定为先合重合闸，如果为后合重合闸，则“后合检线路有压”控制字必须为“0”； 4) 本侧为非电厂侧。 当满足以上条件时装置也不进行TV 断线判别。

500kV断路器保护 跳闸位置异常告警 同期电压断线 当线路有电流且TWJ 动作，或三相TWJ 不一致，经10 秒延时报TWJ 异常。跳闸位置异常报警在正常运行程序与故障处理程序中始终进行计算。 同期电压断线 当重合闸投入且处于三重或综重方式，如果装置整定为重合闸检同期或检无压方式，开关在合闸位置时输入的同期电压小于40 伏经10 秒延时报同期电压异常。如重合闸不投，或重合闸投入时重合方式为不检重合，则该路电压可以不接入本装置，装置也不进行同期电压断线判别。

起动元件 装置总起动元件与保护起动元件一样，均为电流变化量起动、零序过流元件起动、位置不对应及外部跳闸起动四种。

断路器失灵保护 1）故障相失灵 按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后，先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 2）非故障相失灵 由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件，并且失灵过流低定值动作元件连续动作，此时输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。 3）发、变三跳起动失灵 由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整定控制字投退。输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。

死区保护回路 某些接线方式下（如断路器在TA 与线路之间）TA 与断路器之间发生故障时，虽然故障线路保护能快速动作，但在本断路器跳开后，故障并不能切除。此时需要失灵保护动作跳开有关断路器。 考虑到这种站内故障，故障电流大，对系统影响较大。而失灵保护动作一般要经较长的延时，所以RCS-921A 中考虑了动作时间比失灵保护快的死区保护。 死区保护的动作逻辑为：当装置收到三跳信号如线路三跳、发变三跳 , 或A、B 、C 三相跳闸同时动作, 这时如果死区过流元件动作，对应断路器跳开，装置收到三相TWJ，受死区保护投入控制经整定的时间延时起动死区保护。出口回路与失灵保护一致，动作后跳相邻断路器。

断路器三相不一致保护 断路器三相不一致保护 当不一致保护投入，任一相TWJ 动作, 且无电流时, 确认为该相开关在跳闸位置, 当任一相在跳闸位置而三相不全在跳闸位置，则确认为不一致。不一致可经零序电流或负序电流开放，由软件控制字控制其投退。经可整定的动作时间满足不一致动作条件时，出口跳开本断路器。

充电保护 充电保护用两段电流和时间定值均可设置的带延时的过流保护实现。电流取自本断 路器TA，与断路器失灵保护共用。充电保护可经充电保护投入压板及整定值中相应段充电保护投入控制字投退。充电保护动作后，起动失灵保护，失灵保护经失灵延时出口。注：失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作均闭锁重合闸。

自动重合闸 重合闸由二种方式起动，一是由线路保护跳闸起动重合闸；二是由跳闸位置起动重合闸。跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起动三重，可由控制字分别控制投退。

重合闸方式的选择 本装置可实现： 1、重合闸方式：单相跳闸单合，多相跳闸不合； 2、三相重合闸方式：任何故障三跳三合； 3、综合重合闸方式：单相故障单跳单合, 多相故障三跳三合。

重合闸 当选择三重或综重方式时，可选用检线路无压重合闸、检同期重合闸，也可选用不检而直接重合闸方式。 检无压：检查线路电压或同期电压小于30 伏时，检无压条件满足； 检同期：检查线路电压和同期电压大于40 伏且线路电压和同期电压间的相位在整定范围内时，检同期条件满足。

重合闸 正常运行时，保护检测线路A 相电压与同期电压的相角差，设为Φ，检同期时，检测线路A 相电压与同期电压的相角差是否在（Φ－定值）至（Φ＋定值）范围内，因此不管同期电压用的是哪一相电压还是哪一相间电压，保护能够自动识别。

T区保护 主要作为小区短引线保护，由四侧电流差动保护构成。 装置具有电流比率差动保护功能，加上TA 断线判别闭锁元件，可保证在TA 断线下差动保护不误动作。 当发生区外故障时，TA可能会暂态饱和，装置中由于采用了自适应浮动制动门槛，从而保证了在较严重的饱和情况下不会误动。 装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。

T区保护 完善的事件报文处理，可保存最新128次动作报告，24次故障录波报告。 l灵活的后台通信方式，配有RS-485通信接口(可选双绞线、光纤)或以太网。 l支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）的通信规约。 与COMTRADE兼容的故障录波。

T区保护工作环境 正常工作温度：0～40℃ 极限工作温度：-10～50℃ 直流电源：220V，110V 允许偏差: +15％，-20％ 交流电流：5A，1A （额定电流In） 频 率：50Hz/60Hz 过载能力： 2倍额定电流，连续工作 10倍额定电流，允许10S 40倍额定电流，允许1S

装置总起动元件 装置的起动元件由反映四侧差流的稳态差动过流继电器实现。四侧差流起动判据 为： I SCD cdqd > I Fmax 其中 I SCD max =1 2 3 I If If If If F = + + + ４ 为四侧三相差流中最大一相差动电流值； cdqd I 为差 动起动电流定值。 若起动元件动作则展宽７秒，去开放出口继电器正电源。