消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法

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消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]木發(fā)明涉及一種消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法，屬于電力

輸配電網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

[0002]采用單母線分段接線或雙母線接線變電所，通常只在分段斷路器或母聯(lián)斷路器的一

例裝設(shè)電流互感器，這就造成了分段斷路器或母聯(lián)斷路器存在死區(qū)故障(分段斷路器或母聯(lián)

斷路器與分段斷路器或母聯(lián)斷路器的電流互感器之間的故障)o分段斷路器或母聯(lián)斷路器存

在死區(qū)故障，會使得該故障切除困難。目前，針對分段斷路器或母聯(lián)斷路器死區(qū)故障采用的通用

方法是“封CT方案"：母差保護(hù)動作跳非故障段母線斷路器、分段斷路器或母聯(lián)斷路器死區(qū)后,

判斷分段斷路器或母聯(lián)斷路器死區(qū)故障，退出分段斷路器或母聯(lián)斷路器的電流互感器二次電

流參與故障段母線小差動元件差流計算。本發(fā)明將提出一種用于變電所單母線分段接線或雙

母線接線的消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法,

能夠應(yīng)用于輸配電網(wǎng)絡(luò)，用于變電所先跳分段斷路器的單母線分段接線或雙母線接線的消除

分段或母聯(lián)斷路器死區(qū)故障的繼電保護(hù)。

[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

[0005]一種消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法，包括：

[0006]1.母差保護(hù)動作跳I段母線斷路器的控制為：

[0007]1.1閉鎖條件1：

[0008](l)llOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0009](2)不含分段電流的llOkV母差I(lǐng)段母線小差動繼電器動作；

[0010](3)UOkV母差大差動繼電器動作；

[0011](4)分段斷路器在分閘位置；

[0012]當(dāng)上述條件滿足后，母差保護(hù)動作跳I段母線斷路器；

[0013]1.2閉鎖條件2：

[0014]1.2.1輸出T時間開放信號條件：

[0015](1)UOkVII段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0016](2)含分段電流的11OkV母差I(lǐng)I段母線小差動繼電器動作；

[0017](3)UOkV母差大差動繼電器動作；

[0018]當(dāng)上述(1)-(3)條件全部滿足，輸出T時間開放信號；

[0019]1.2.2閉鎖條件：

[0020]⑴當(dāng)上述1.2.1的(1)-(3)條件任一條件不滿足,即UOkV母差H段母線小差動繼

電器或llOkV母差大差動繼電器或llOkVII段母線復(fù)合電壓元件，由原來動作變?yōu)榉祷兀?/p>

2

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[0021](2)有輸出T時間開放信號；

[0022](3)當(dāng)分段斷路器3DL由合閘位置變?yōu)榉珠l位置；

[0023](4)不含分段電流的110kV母差I(lǐng)I段母線小差動繼電器未動作；

[0024](5)110kVI段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0025](6)UOkV母差大差動繼電器動作；

[0026](7)分段的相電流元件元件超過整定值，或零序電流元件元件超過整定值；

[0027]當(dāng)上述條件全部滿足后，延時時間tl后，母差保護(hù)動作跳I段母線斷路器；

[0028]輸出開放時?間T取200-300亳秒；延時11取20-40亳秒。

[0029]1.3閉鎖條件3：

[0030](l)HOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0031](2)UOkV母差大差動繼電器動作；

[0032]⑶備自投啟動1號電源進(jìn)線斷路器1DL合閘；

[0033](4)1號電源進(jìn)線斷路器1DL由分閘位置變?yōu)楹祥l位置；

[0034](5)1號電源進(jìn)線的相電流元件超過整定值，或零序電流元件超過整定值；

[0035]當(dāng)上述條件(1)-⑸全部滿足后，母差保護(hù)動作跳I段母線斷路器；

[0036]2.母差保護(hù)動作跳n段母線斷路器同時閉鎖2號電源斷路器合閘的控制為：

[0037]2.1閉鎖條件1：

[0038](1)UOkVII段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0039](2)不含分段電流的1iokv母差n段母線小差動繼電器動作；

[0040](3)UOkV母差大差動繼電滯動作；

[0041](4)分段斷路器在分閘位置；

[0042]當(dāng)上述條件滿足后，母差保護(hù)動作跳I段母線斷路器；

[0043]2.1閉鎖條件2：

[0044]⑴UOkVII段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0045](2)UOkV母差大差動繼電器動作；

[0046]⑶備自投啟動2號電源進(jìn)線斷路器2DL合閘；

[0047]⑷2號電源進(jìn)線斷路器2DL由分閘位置變?yōu)楹祥l位置；

[0048](5)2號電源進(jìn)線的相電流元件超過整定值，或零序電流元件超過整定值；

[0049]當(dāng)上述條件全部滿足后，母差保護(hù)動作跳I段母線斷路器；

[0050]3.母差保護(hù)動作閉鎖分段斷路器合閘的控制為：

[0051]3.1閉鎖條件1：

[0052](l)HOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0053](2)UOkV母差大差動繼電器動作；

[0054](3)含分段電流的UOkV母差I(lǐng)段母線小差動繼電器動作；

[0055]當(dāng)上述條件滿足后，母差保護(hù)動作跳分段斷路器同時閉鎖分段斷路器合閘；

[0056]3.2閉鎖條件2：

[0057](l)HOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0058](2)不含分段電流的UOkV母差I(lǐng)段母線小差動繼電器動作；

[0059](3)11OkV母差大差動繼電器動作；

宏

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[0060](4)分段斷路器在分閘位置；

[0061]當(dāng)上述條件滿足后，母差保護(hù)動作跳分段斷路器同時閉鎖分段斷路器合閘；

[0062]3.3閉鎖條件3：

[0063](1)HOkVII段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0064](2)11OkV母差大差動繼電器動作；

[0065](3)含分段電流的1iokv母差n段母線小差動繼電器動作；

[0066]當(dāng)上述條件滿足后，母差保護(hù)動作跳分段斷路那同時閉鎖分段斷路器合閘；

[0067]3.4閉鎖條件4：

[0068](1)11OkVII段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0069](2)不含分段電流的uokv母差n段母線小差動繼電器動作；

[0070](3)UOkV母差大差動繼電器動作；

[0071](4)分段斷路器在分閘位置；

[0072]當(dāng)上述條件滿足后，母差保護(hù)動作跳分段斷路器同時閉鎖分段斷路器合閘；

[0073]3.5閉鎖條件5：

[0074](1)llOkV母差大差動繼電器動作；

[0075](2)ii0kvi段母線復(fù)合電壓閉鎖開放或HOkvn段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

[0076]當(dāng)上述條件滿足后，母差保護(hù)動作跳分段斷路器同時閉鎖分段斷路器合閘。

[0077]本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)：

[0078]前述消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法，其中閉鎖條件1、2中

用關(guān)保護(hù)的整定和要求如下：

[0079]1.閉鎖條件1、2中，分段或1號電源進(jìn)線或2號電源進(jìn)線的相電流元件定值按躲過本

變電所或11OkV出線線路上變電所最大變壓器中、低壓母線短路時流過本保護(hù)的最大短路電

流整定：

[0080]lzd>KJ^(1)

[0081](1)式中，為在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下本變電所或llOkV出線線路上變電所最

大變壓器中、低壓母線短路時流過本保護(hù)的最大短路電流，Kk為可靠系數(shù)，取1.3T.5；

[0082]分段或1號電源進(jìn)線的零序電流元件定值按系統(tǒng)小方式UOkV母線單相接地故障

有21.5倍的靈敏度整定：

[0083〕乙(2)

[0084]⑵式式中，川京為在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下llOkV母線單相短路電流,KE為靈敏系

數(shù)取1.5；

[0085]2.分段或1號電源進(jìn)線或2號電源進(jìn)線的相電流元件取A相.BMC相的相電流；

[0086]3.1號電源進(jìn)線或2號電源進(jìn)線的相電流元件和零序電流元件要求帶方向元件，方

向元件指向：由線路指向母線。

[0087〕前述消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法，其中上級變電站電源

側(cè)線路保護(hù)配置和整定要求：

[0088]1.上級變電站電源側(cè)線路保護(hù)配置要求：

[0089]上級變電站的電源線路配置光纖電流差動保護(hù)、相間距離I段?m段保護(hù)和接地

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電所llOkV雙母線一次主接線；（3）220kV變電所llOkV單母線分段一次主接線0

附圖說明

[0115]圖1為消除母聯(lián)死區(qū)故障原理圖；

[0116]圖2為llOkV變電所單母線分段一次主接線圖；

[0117]圖3為220kV變電所llOkV雙母線（單母線分段）一次主接線圖；

[0118]圖1中符號說明如下：

[0119]-表示邏輯與關(guān)系,即輸入條件全部滿足時，輸出有效；

[0120]|21]表示邏輯或關(guān)系，即輸入條件任一滿足時，輸出有效;

[0121]-Q表示為與輸入信號相反；

[0122]匚再H—表示300nls脈沖輸出。

具體實(shí)施方式

[0123]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

[0124]如圖1所示為消除分段斷路器及母聯(lián)斷路器死區(qū)故障繼電保護(hù)方法原理圖。

[0125]如圖2所示，本發(fā)明的方法所應(yīng)用的輸配電網(wǎng)絡(luò)為變電所單母線分段一次主接線系

統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。該輸配電網(wǎng)絡(luò)的llOkV系統(tǒng)一次主接線中包括：1號電源母差間隔設(shè)備、2號電源母

差間隔設(shè)備分別連接HOkVI段母線、HOkVH段母線；UOkVI段母線和II段母線之間有分段

斷路器3DL,并串接有分段電流互感港（下面簡稱CT）；1號電源母差間隔設(shè)備、2號電源母差

間隔設(shè)備有母差斷路器1DL、2DL,并串接有CT1、CT2；此^卜UOkVI段母線和n段母線接有

HOkV母線電壓互感器，UOkVI段母線還接有1號變壓器支路、2號變壓器支路、1號llOkV出

線支路和110kV電壓互感器，卜.面簡稱PT）及110kV母線避雷器；110kVII段母線還接有3號變

壓器支路、2號UOkV出線支路和UOkVPT2及HOkV母線避雷器。

[0126]如圖3所示，本發(fā)明也可應(yīng)用于220kV變電所llOkV雙母線一次主接線（或單母線分

段）一次主接。

[0127]針對上述采用單母線分段接線或雙母線接線變電所，如何消除分段斷路器或母聯(lián)

斷路器存在死區(qū)故障，來滿足現(xiàn)場運(yùn)行要求。

[0128]下面給出本發(fā)明方法的實(shí)施例（以圖2為例）：

[0129]1.1號電源斷路器1DL、2號電源斷路器2DL運(yùn)行，分段斷路器3DL熱備用，分段斷路

器與分段CT之間發(fā)生故障；

[0130]因?yàn)?號電源斷路器1DL、2號電源斷路器2DL運(yùn)行，分段斷路器3DL熱備用，即分段

斷路器3DL分閘位置。由于母差保護(hù)具有判別分段斷路器3DL在分位自動將分段電流不參與

HOkVI段母線或llOkVH段母線小差動元件差電流計算，當(dāng)分段斷路器3DL與分段CT之間發(fā)

生故障，由于分段CT位于UOkVI段母線側(cè)，相當(dāng)于UOkVI段母線故障，所以UOkVI段母線不

含分段電流的小差動繼電器、llOkV母差大差動繼電器啟動、UOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖條

件開放，llOkVI段母線母差保護(hù)動作跳I段母線斷路器同時閉鎖分段斷路器合閘。

漢

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[0131]當(dāng)llOkVI段母線故障時，110kV母差大差動繼電器啟動、llOkVI段母線復(fù)合電壓閉

鎖條件開放，母差保護(hù)動作閉鎖分段斷路器3DL合閘。

[0132]2.1號電源斷路器1DL、分段斷路器3DL運(yùn)行，2號電源斷路器2DL熱備用，分段斷路

器3DL與分段CT之間發(fā)生故障；

[0133]因?yàn)?號電源斷路器1DL、分段斷路器3DL運(yùn)行，2號電源斷路器2DL熱備用，即2號電

源斷路器2DL分閘位置。當(dāng)分段斷路器3DL與分段CT之間發(fā)生故障，由于分段CT位于llOkVI

段母線側(cè)，相當(dāng)于llOkVII段母線故障，UOkVII段母線含分段電流的小差動繼電器、UOkV母

差大差動繼電器啟動、UOkVII段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，母差保護(hù)動作跳llOkV分段斷

路器；由于llOkV母差在此情況下，沒有閉鎖備自投2號電源斷路器的合閘回路，所以，備自

投仍然會啟動2號電源斷路器合閘，使llOkVII段母線備自投到2號電源進(jìn)線供電，保證了

iiokvn段母線的供電。

[0134]UOkV分段斷路器跳開后，變?yōu)閘lOkVI段母線故障，llOkVI段母線不含分段電流的

小差動繼電器、UOkV母差大差動繼電器啟動、llOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，母差

保護(hù)動作跳開llOkVI段母線斷路器，切除故障。

[0135]或者Iiokvn段母差保護(hù)啟動后，一方面輸出T時間開放信號，另一方面啟動分段斷路

器3DL跳閘，分段斷路器3DL跳開后，分段斷路器3DL由合閘位置變?yōu)榉珠l位置,110kVn段母線

含分段電流的小差動繼電器、1lOkvn段母線復(fù)合電壓閉鎖元件由動作變?yōu)榉祷兀?/p>

UOkVn段母線含分段電流的小差動繼電器不能動作,」Okv母差大差動繼電器仍然啟動、

分段的相電流元件動作或零序電流元件動作,110kVI段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放這幾個條

件均滿足后，延時tl后，母差保護(hù)動作跳開UOkVI段母線上斷路器，同時閉鎖備自投1號電源

斷路器的合閘。

[0136]3.2號電源斷路器2DL、分段斷路器3DL運(yùn)行，1號電源斷路器1DL熱備用，分段斷路

器與分段CT之間發(fā)生故障；

[0137]因?yàn)?號電源斷路器2DL、分段斷路器3DL運(yùn)行，1號電源斷路器1DL熱備用，即1號電

源斷路器1DL分閘位置。當(dāng)分段斷路器3DL與分段CT之間發(fā)生故障，由于分段CT位于UOkVI

段母線側(cè)，相當(dāng)于uokvII段母線故障，uokvn段母線含分段電流的小差動繼電器、uokv

母差大差動繼電器啟動、UOkVn段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，母差保護(hù)動作跳UOkV分段

斷路器，保證了llOkVII段母線繼續(xù)供電。

[0138]UOkV分段斷路器跳開后，llOkVI段母線故障消失，但UOkVI段母線母差保護(hù)對應(yīng)

的不含分段電流的小差動繼電器和大差動繼電器沒有動作，所以不能閉鎖備自投1號電源斷

路器1D的合閘。備自投動作啟動1號電源斷路器1DL的合閘在故障母線上，由于在上級電源線

路距離n段保護(hù)范闈內(nèi)，所以上級2號電源線路距離n段保護(hù)啟動，0.3s后才能動作：同時

當(dāng)UOkVI段母線故障時，UQkVI段母線不含分段電流的小差動繼電器、UOkV母差大差動繼電

器啟動、HOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，母差保護(hù)動作跳I段母線上斷路器，切除故

障。

[0139]或備自投動作啟動1號電源斷路器1DL合閘，但合閘在故障的I段母線上時，此時，

備自投動作、UOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖開放、UOkV母差大差動繼電器再次動作、1號電源進(jìn)

線斷路器1DL由分閘位置變?yōu)楹祥l位置、1號電源進(jìn)線相電流超過整定值或零序電流超過整定

值這幾個條件均滿足后，母差保護(hù)動作跳開llOkVI段母線斷路器，切除故障。

出

CN109980615A說明書7/7頁

[0140]4.1號電源斷路器1DL、2號電源斷路器2DL、分段斷路器3DL運(yùn)行，分段斷路器與分段

CT之間發(fā)生故障

[0141]因?yàn)?號電源斷路器1DL、2號電源斷路器2DL、分段斷路器3DL運(yùn)行。當(dāng)分段斷路器

3DL與分段CT之間發(fā)生故障，由于分段CT位于UOkVI段母線側(cè)，相當(dāng)于110kVII段母線故障，

Iiokvn段母線含分段電流的小差動繼電器、Iiokv母差大差動繼電器啟動、nokvil段母線

復(fù)合電壓閉鎖條件開放，母差保護(hù)動作跳UOkV分段斷路器，保證了llOkVII段母線繼續(xù)供

電。

[0142]UOkV分段斷路器跳開后，110k￥I段母線故隙沒有消除，。UOkV分段斷路器跳開后

己經(jīng)在分閘位置，由于在上級電源線路距離II段保擴(kuò)?范圍內(nèi)，所以上級2號電源線路距離H

段保護(hù)啟動，0.3s后才能動作；此時UOkVI段母線不含分段電流的小差動繼電器、UOkV母

差大差動繼電器啟動、UOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，母差保護(hù)動作跳I段母線上斷

路器，切除故障。

[0143]或UOkVII段母差保護(hù)啟動后，一方面輸出T時間開放信號，另一方面啟動分段斷路器

3DL跳閘，分段斷路器3DL跳開后，分段斷路器3DL由合閘位置變?yōu)榉珠l位置，UOkVII段母線

含分段電流的小差動繼電器、llOkVH段母線復(fù)合電壓閉鎖元件由動作變?yōu)榉祷兀?/p>

UOkVn段母線不含分段電流的小差動繼電器不能動作，H0kv母差大差動繼電器仍然啟

動、分段的相電流元件動作或零序電流元件動作，UOkVI段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放這

幾個條件均滿足后，延時tl后，母差保護(hù)動作跳開UOkVI段母線上斷路器。

[0144]本發(fā)明技術(shù)方案可應(yīng)用于下列一次主接線：

[0145](1)110kV變電所110kV單母線分段一次主接線；

[0146](2)220kV變電所UOkV雙母線一次主接線；

[0147](3)220kV變電所UOkV單母線分段一次主接線[如圖3所示)。

[0148]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成

的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

父

CN109980615A說明書附圖1/3頁

（J段母線〃合電壓用包開放）

21I段母線斷路器

（母差大差動動作「

「I段母線小&動動作）_

（I段母線或合電壓閉鎖開放）—

&

作含分段電流的】球小勇動作）一

&

■跳分段斷路器

母差大差保護(hù)動作~）—.

I4或II母復(fù)合電

&水壓閉鎖開放21

（分段斷路器在分閘位置.）—

（母方大力動動作

1段母線乂介電壓閉鎖開放）—

&

（不含分段電流的I母小主動作A

一段母線復(fù)合電壓閉鎖開放）~

（母差大弟動動作A

&

「嬴殳而詔而路甌）-11段母線斷路器

（即路器2DL由分網(wǎng)位產(chǎn)廢為介何項(xiàng)＞

3硼口嬲神融出

e號進(jìn)線零序電流超過整定他）一

①段母線復(fù)合電壓團(tuán)鎖開放）—

（母弟大弟動動作）一&

（飛段母線小差麗而）______

（分段相電流由過照定值＞

（分段與序電流曲M超定值］?21

（不含分段電流的I對小主動作》

G）?段斷路器由仆例?出.變?yōu)榉珠g位怛