【導(dǎo)讀】它們的設(shè)計、配置、選型和整定計算；熟悉它們在現(xiàn)場的使用情況，達到理論與實踐相結(jié)合；同時，也使學(xué)生將各門專業(yè)課所學(xué)的知識能夠融會貫通，達到學(xué)以致用之目的。1．電廠電氣主接線,見附圖。1．各主要元件保護的配置原則；2．所選保護的原理、特點說明；4．對本次設(shè)計的評價。1．各保護屏屏面布置圖；3．機組保護出口邏輯圖；500kV母線保護，500kV超高壓線路保護。根據(jù)繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程要求進。的發(fā)展趨勢是向計算化，網(wǎng)絡(luò)化及保護，控制，測量，數(shù)據(jù)通信一體化智能化發(fā)展。需要降低電壓,實施低壓配電,供電和用電。電力系統(tǒng)在運行中,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)。兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。因此在考慮發(fā)電機變壓器組的繼電。保護時引發(fā)注意繼電保護的重要性。本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是2×300MW電廠主系統(tǒng)繼。遏制電氣故障，提高電力系統(tǒng)的運行效率及運行質(zhì)量已成為迫切需要解決的技術(shù)問題。

　　

【正文】 母線發(fā)生故障時大差比率差動元件的靈敏度不夠，大差比例差動元件的比率制動系數(shù)有高低兩個定值。母聯(lián)開關(guān)處于合閘位置以及投單母或刀閘雙跨時大差比率差動元件采用比率制動系數(shù)高值，而當(dāng)母線分列運行時自動轉(zhuǎn)用比率制動系數(shù)低值。 小差比例差動元件則固定取比率制動系數(shù)高值。 b）工頻變化量比例差動元件 為提高 保護抗過渡電阻能力，減少保護性能受故障前系統(tǒng)功角關(guān)系的影響，本保護除采用由差流構(gòu)成的常規(guī)比率差動元件外，還采用工頻變化量電流構(gòu)成了工頻變化量比率差動元件，與制動系數(shù)固定為 的常規(guī)比率差動元件配合構(gòu)成快速差動保護。其動作判據(jù)為： 其中 K 為工頻變化量比例制動系數(shù)，大差變化量比例制動系數(shù)可以整定，一般取 ，當(dāng)母線區(qū)內(nèi)故障有較大電流流出時，可根據(jù)流出的電流比適當(dāng)?shù)亟档妥兓勘嚷手苿酉禂?shù)定值，小差固定取 ； 錯誤 !未找到引用源。 為第 j個連接元件的工頻變化量電流； 錯誤 !未找到引用源。 為差動電流起動浮動門坎； 錯誤 !未找到引用源。 為差流起動的固定門坎 ,由 錯誤 !未找到引用源。 得出。 3）故障母線選擇元件 差動保護根據(jù)母線上所有連接元件電流采樣值計算出大差電流，構(gòu)成大差比例差動元件，作為差動保護的區(qū)內(nèi)故障判別元件。 對于分段母線或雙母線接線方式，根據(jù)各連接元件的刀閘位置開入計算出兩條母線的小差電流，構(gòu)成小差比率差動元件，作為故障母線選擇元件。 當(dāng)雙母線按單母方式運行不需進行故障母線的選擇時可投入單母方式壓板。當(dāng)元件在倒閘過程中兩條母線經(jīng)刀閘雙跨，則裝置自動識別為單母運行方式。這兩種 情況都不進行故障母線的選擇，當(dāng)母線發(fā)生故障時將所有母線同時切除。 母差保護另設(shè)一后備段，當(dāng)抗飽和母差動作（下述 TA 飽和檢測元件二檢測為母線區(qū)內(nèi)故障），且無母線跳閘，則經(jīng)過 250ms 切除母線上所有的元件。 4） TA 飽和檢測元件 為防止母線保護在母線近端發(fā)生區(qū)外故障時 TA 嚴重飽和的情況下發(fā)生誤動，本裝置根據(jù) TA 飽和波形特點設(shè)置了兩個 TA 飽和檢測元件，用以判別差動電流是否由區(qū)外故障TA 飽和引起，如果是則閉鎖差動保護出口，否則開放保護出口。 TA 飽和檢測元件一： 采用新型的自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和方法， 即利用電壓工頻變化量起動元件自適應(yīng)地開放加權(quán)算法。當(dāng)發(fā)生母線區(qū)內(nèi)故障時，工頻變化量差動元件 錯誤 !未找到引用源。 BLCD 和工頻變化量阻抗元件 錯誤 !未找到引用源。 Z 與工頻變化量電壓元件 △ U 基本同時動作，而發(fā)生母線區(qū)外故障時，由于故障起始 TA 尚未進入飽和， 錯誤 !未找到引用源。 BLCD 元件和 △ Z 元件的動作滯后于工頻變化量電壓元件。利用 錯誤 !未找到引用源。 BLCD 元件、錯誤 !未找到引用源。 Z 元件與工頻變化量電壓元件動作的相對時序關(guān)系的特點，我們得到了抗 TA 飽和的自適應(yīng)阻 抗加權(quán)判據(jù)。由于此判據(jù)充分利用了區(qū)外故障發(fā)生 TA 飽和時差流不同于區(qū)內(nèi)故障時差流的特點，具有極強的抗 TA 飽和能力，而且區(qū)內(nèi)故障和一般轉(zhuǎn)換性故障（故障由母線區(qū)外轉(zhuǎn)至區(qū)內(nèi)）時的動作速度很快。 TA 飽和檢測元件二： 由諧波制動原理構(gòu)成的 TA 飽和檢測元件。這種原理利用了 TA 飽和時差流波形畸變和每周波存在線性傳變區(qū)等特點，根據(jù)差流中諧波分量的波形特征檢測 TA是否發(fā)生飽和。以此原理實現(xiàn)的 TA 飽和檢測元件同樣具有很強抗 TA 飽和能力，而且在區(qū)外故障 TA 飽和后發(fā)生同名相轉(zhuǎn)換性故障的極端情況下仍能快速切除母線故障 。 圖 ABC三相故障時 TA極度飽和波形，在此情況下本保護可靠制動，可見其優(yōu)異的抗 TA飽和性能。 虛線表示飽和 TA一次電流 實線表示飽和 TA二次電流 5）電壓閉鎖元件 其判據(jù)為 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 其中 錯誤 !未找到引用源。 為相電壓， 錯誤 !未找到引用源。 為三倍零序電壓 (自產(chǎn) ),錯誤 !未找到引用源。 為負序相電壓 ,錯誤 !未找到引用源。 為相電壓閉鎖值， 錯誤 !未找到引用源。 和 錯誤 !未找到引用源。 分別為零序、負序電壓閉鎖值。以上三個判據(jù)任一個動作時，電壓閉鎖元件開放。在動作于故障母線跳閘時必須經(jīng)相應(yīng)的母線電壓閉鎖元件閉鎖。 圖 母差保護的工作框圖（以 I 母為例） 二、 母聯(lián)充電保護 當(dāng)任一組母線檢修后再投入之前，利用母聯(lián)斷路器對該母線進行充電試驗時可投入母聯(lián)充電保護，當(dāng)被試驗?zāi)妇€存在故障時，利用充電保護切除故障。 母聯(lián)充電保護有專門的起動元件。在母聯(lián)充電保護投入時，當(dāng)母聯(lián)電流任一相大于母聯(lián)充電保護整定值時，母聯(lián)充電保護起動元件動作去控制母聯(lián)充電保護部分。 當(dāng)母聯(lián)斷路 器跳位繼電器由 “1”變?yōu)?“0”或母聯(lián) TWJ=1 且由無電流變?yōu)橛须娏?(大于)，或兩母線變?yōu)榫须妷籂顟B(tài)，則開放充電保護 300ms，同時根據(jù)控制字決定在此期間是否閉鎖母差保護。在充電保護開放期間，若母聯(lián)電流大于充電保護整定電流，則將母聯(lián)開關(guān)切除。母聯(lián)充電保護不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。 圖 母聯(lián)充電保護的邏輯框圖 三、 母聯(lián)過流保護 當(dāng)利用母聯(lián)斷路器作為線路的臨時保護時可投入母聯(lián)過流保護。 母聯(lián)過流保護有專門的起動元件。在母聯(lián)過流保護投入時，當(dāng)母聯(lián)電流任一相大于母聯(lián)過流整定值，或母聯(lián)零序電流大于零序過流 整定值時，母聯(lián)過流起動元件動作去控制母聯(lián)過流保護部分。 母聯(lián)過流保護在任一相母聯(lián)電流大于過流整定值，或母聯(lián)零序電流大于零序過流整定值時，經(jīng)整定延時跳母聯(lián)開關(guān)，母聯(lián)過流保護不經(jīng)復(fù)合電壓元件閉鎖。 四、 母聯(lián)失靈與母聯(lián)死區(qū)保護 當(dāng)保護向母聯(lián)發(fā)跳令后，經(jīng)整定延時母聯(lián)電流仍然大于母聯(lián)失靈電流定值時，母聯(lián)失靈保護經(jīng)兩母線電壓閉鎖后切除兩母線上所有連接元件。只有母差保護和母聯(lián)充電保護才起動母聯(lián)失靈保護。邏輯框圖見圖 。 圖 母聯(lián)失靈保護邏輯框圖 若母聯(lián)開關(guān)和母聯(lián) TA 之間發(fā)生故障，斷路器側(cè)母線跳開后故障仍然存在 ，正好處于TA 側(cè)母線小差的死區(qū)，為提高保護動作速度，專設(shè)了母聯(lián)死區(qū)保護。本裝置的母聯(lián)死區(qū)保護在差動保護發(fā)母線跳令后，母聯(lián)開關(guān)已跳開而母聯(lián) TA 仍有電流，且大差比率差動元件及斷路器側(cè)小差比率差動元件不返回的情況下，延時 100ms 跳開另一條母線。為防止母聯(lián)在跳位時發(fā)生死區(qū)故障將母線全切除，當(dāng)兩母線都有電壓且母聯(lián)在跳位時母聯(lián)電流不計入小差。母聯(lián) TWJ 為三相常開接點（母聯(lián)開關(guān)處跳閘位置時接點閉合）串聯(lián)。邏輯框圖見圖 。 圖 母聯(lián)死區(qū)保護邏輯框圖 五、 母聯(lián)非全相保護（僅對 A 型保護） 當(dāng)母聯(lián)斷路器某相斷開，母 聯(lián)非全相運行時，可由母聯(lián)非全相保護延時跳開三相。非全相保護由母聯(lián) TWJ 和 HWJ 接點起動，并可采用零序和負序電流作為動作的輔助判據(jù)。在母聯(lián)非全相保護投入時，有 THWJ 開入且母聯(lián)零序電流大于母聯(lián)非全相零序電流定值，或母聯(lián)負序電流大于母聯(lián)非全相負序電流定值，經(jīng)整定延時跳母聯(lián)開關(guān)。邏輯框圖見圖 。 SW:母聯(lián)非全相保護投退控制字 YB:母聯(lián)非全相保護投入壓板 圖 母聯(lián)非全相保護邏輯 六、 母聯(lián)帶路運行方式（僅對 B 型保護） 當(dāng)系統(tǒng)處于母聯(lián)帶路運行方式時，應(yīng)投入母聯(lián)帶路壓板，并根據(jù)系 統(tǒng)主接線情況決定是否投入帶路 TA 極性負壓板：由于各支路的同名端均在母線側(cè) ,所以當(dāng)帶路 TA 極性端位于母線側(cè)時，不投入此壓板；反之當(dāng)帶路 TA 極性端位于線路側(cè) 時則需投入此壓板。 當(dāng)保護處于母聯(lián)帶路狀態(tài)時，母聯(lián)電流被視為等同于支路電流。根據(jù) “帶路 TA 極性負 ”的壓板狀態(tài)，決定如何將母聯(lián)電流計入大差和小差電流；而根據(jù) “I 母帶路 ”和 “II 母帶路 ”的壓板狀態(tài)，決定母聯(lián)電流計入 I 母小差還是 II 母小差電流。 當(dāng)保護處于母聯(lián)帶路狀態(tài)時，自動將母聯(lián)開關(guān)的部分保護功能（如母聯(lián)充電保護、母聯(lián)死區(qū)保護、母聯(lián)失靈保護）退出，另外將因母聯(lián) 開關(guān)擔(dān)負兩母線聯(lián)接功能而設(shè)置的一些保護功能（如發(fā)生母線故障時將母聯(lián)開關(guān)跳開）也同時退出。此時仍保留母聯(lián)過流保護功能，帶路時可用作帶路支路的過流保護。 七、 斷路器失靈保護 本裝置的斷路器失靈保護有兩種方式可供選擇。 方式一：與線路的失靈起動裝置配合，當(dāng)母線所連接的某條線路斷路器失靈時，該線路的失靈起動裝置的失靈接點與電壓切換接點串聯(lián)提供給本裝置，如圖 所示。本保護檢測到此接點動作時，經(jīng)過失靈保護電壓閉鎖，經(jīng)跳母聯(lián)時限跳開母聯(lián)，經(jīng)失靈時限切除該元件所在母線的各個連接元件。 方式二：由該連接元件的保護裝置提供 的保護跳閘接點起動。輸入本裝置的跳閘接點有兩種：一種是分相跳閘接點 (虛框 1 所示 )，分別對應(yīng)元件 1 1 1 1 1 1 1 20 的跳 A、跳 B、跳 C，通常與線路保護連接，當(dāng)失靈保護保護檢測到此接點動作時，若該元件的對應(yīng)相電流大于失靈相電流定值（可整定是否再經(jīng)零序電流或負序電流閉鎖），則經(jīng)過失靈保護電壓閉鎖起動失靈保護；另一種是三跳接點 (虛框 2 所示 )，分別對應(yīng)元件 1 16 的跳 ABC，通常與元件保護連接，當(dāng)失靈保護檢測到此接點動作時，若該元件的任一相電流大 于失靈相電流定值（可整定是否再經(jīng)零序電流或負序電流閉鎖），則經(jīng)過失靈保護電壓閉鎖起動失靈保護。失靈保護起動后經(jīng)跟跳延時再次動作于該線路斷路器，經(jīng)跳母聯(lián)延時動作于母聯(lián)，經(jīng)失靈延時切除該元件所在母線的各個連接元件。 SW:斷路器失靈保護保護投退控制字 YB:斷路器失靈保護保護投入壓板 圖 斷路器失靈保護失靈方式二邏輯框圖 失靈保護電壓閉鎖判據(jù)為 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 八、 母線運行方式識別 母線的各種主接線方式中以雙母線運行最為復(fù)雜。母線上各連接元件在系 統(tǒng)運行中需要經(jīng)常在兩條母線上切換，因此正確識別母線運行方式直接影響到母線保護動作的正確性。本裝置引入隔離刀閘輔助觸點判別母線運行方式，同時對刀閘輔助觸點進行自檢。當(dāng)發(fā)現(xiàn)與實際不符（如某條支路有電流而無刀閘位置），則發(fā)出刀閘位置報警。另外如刀閘位置出現(xiàn)雙跨也發(fā)刀閘位置報警信號。由于刀閘位置錯誤造成大差電流小于 TA 斷線定值，而小差電流大于 TA 斷線定值時延時 10s 發(fā)刀閘位置報警信號。為防止無刀閘位置的支路拒動，當(dāng)無論哪條母線發(fā)生故障時，將切除無刀閘位置的支路。 注意：當(dāng)裝置發(fā)出刀閘位置報警信號時，如某條支路有電流 而無刀閘位置 ,則裝置能記憶原來的刀閘位置。運行人員應(yīng)在保證刀閘位置恢復(fù)正常之后，再按屏上刀閘位置確認按鈕復(fù)歸報警信號。 九、 交流電壓斷線檢查 1）母線負序電壓大于 ，延時 秒報該母線 TV 斷線。 2）母線三相電壓幅值之和（ |Ua|+|Ub|+|Uc|）小于 Un，且母聯(lián)或任一出線的任一相有電流（ ），延時 秒延時報該母線 TV 斷線。 3）三相電壓恢復(fù)正常后，經(jīng) 10 秒延時后全部恢復(fù)正常運行。 4）當(dāng)檢測到系統(tǒng)有擾動或任一支路的零序電流大于 時不進行 TV斷線的檢測，以防止故障時 誤判。 5）若母線任一電壓閉鎖條件開放，延時 3 秒報該母線電壓閉鎖開放。 WMZ41A 保護裝置 一、工作原理 引入母線上所有支路（包括母聯(lián)或分段）的 A,B,C,三相電流構(gòu)成分相電流 差動保護 (對于 35kV母線保護 ,可采用 A\ C 兩相式電流差動保護 ), 取各支路同相電流和的絕對值作為差動量 1N jdjI i???? ??， 而取各支路同相電流絕對值之和作為制動量 1Nfj ji?????? ??。 采用不帶比率制動的電流差動判據(jù)：1N jj Icdi??? ???作為保護的啟動出口條件； 采用帶有比率制動的電流差動判據(jù)： ?11 0NNjjjjii??????? ? ??? ??s作為保護的差動出口條件。 式中： ji ： 第 j 支路的電流 N：參與差流計算的支路數(shù) Icd：差動門坎 Ks：制動系數(shù)（ Ks1） 若母線上各支路電流同時滿足以上兩個基本判據(jù)，即認為“差流越限”，差動保護動作。 以上兩個動作判據(jù)均建立在“各單元主 CT 變比應(yīng)一致，電流極性正確” 的基礎(chǔ)上，當(dāng)主 CT 變比不一致時，應(yīng)通過在差電流計算公式中進行加權(quán)（電流通道系數(shù)）處理。各單元電流極性（從主 CT 二次到保護裝置內(nèi)小 CT 變換）應(yīng)通過試驗來確認正確無誤。 對雙母線或單母線分段，母聯(lián)單元視為 I 母上的普通單元，即母聯(lián)電流引入極性與 I母單元電流極性相同。 在保護程序中，差動判據(jù)按瞬時值（采樣值）算法進行計算判別。 二、抗 TA飽和措施 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而 CT 發(fā)生飽和時，由于飽和 CT 的二次不能正確傳變一次電源，這將使差動判據(jù)的差動量 Id 不能正確反映母線各支路一次電流的實際分配，從而導(dǎo)致差動保護的誤判。 WMZ41A 微機母差保護采用“同步識別法 —— 全新的抗 CT 飽和新方案 ”解決 CT 飽和對母線保護判據(jù)的不利影響 同步識別法的實質(zhì)：判別“故障啟動”與“差流越限”是否同步發(fā)生。 若判別到“故障啟動”與“差流越限”同時發(fā)生，則認為“差流越限”是由母線區(qū)內(nèi)故障引起，此時差動保護在 5ms 以內(nèi)，即搶在 CT 未發(fā)生飽和前快速判別出區(qū)內(nèi)故障，發(fā)出差動出口信號并記憶下來，快速切除故障。 若判別到“故障啟動”與“差流越限”不是