REB103母差保护动作原理分析

第２１卷第３期　壹电　芝，电工　ｌＳＳＮ１００６—０１　７０　２００１年９月　ＦＵＪＩＡＮ　ＤＩＡＮＬＩ　ＹＵ　ＤＩＡＮＧＯＮＧ　ＣＮ３５－ｌ１　７４／ＴＭ　ＲＥＢ　１０３母差保护动作原理分析　（福州３５０００７）　福建省电力试验研究院唐志军　摘要：介绍了ＡＢＢ套司ＲＥＢ１　０３母差保护的组成和设计原则，按照电流互感器（ｃＴ）饱和与未饱和　两种情况分析了母线在正常运行、区外和区内故障时保护的动作行为，提出了试验中应注意的问　题。　关键词：母差保护；动作原理；电流互感器；比率制动　中国分类号：Ｔ＿Ｍ７７３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６－０１７０（２００１】０３－００３５－０３　１概述　（２）电流互感器在未饱和时，测量回路测量到的　ＲＥＢ１０３母差保护广泛用于福建５００　ｋＶ电网　各单元电流之和在正常运行及母线外部发生故障　中，它是由ＡＢＢ公司的ＲＡＤＳＳ母差保护改进而　时为零；在母线内部发生故障时为各短路电流之　来，其核心是带比率制动特性的中阻抗型电流继电　和。　器。它主要由以下几部分组成：　（３）当短路电流很大或短路电流的直流分量很　（１）交流输入回路：包括辅助变流器１１Ｍ＾／１　大造成电流互感器饱和时，其二次回路阻抗将下　１　和整流二极管。它取自各联接元件主电流　降；全饱和时二次输出电流为零，此时电流互感器　互感器的三相电流，经辅助变流器传变引入每相独　的二次回路的总阻抗可以用一总的直流环路电阻　立的差回路，从而能够正确地区分故障相别，有效　代替（主要为电流互感器二次绕组电阻及二次回路　地提高了保护的灵敏度。通过选择辅助变流器的不　电阻）。　同抽头，还可与不同变比的电流互感器匹配，使之　（４）对母线内部故障而言，一次侧无短路电流的　具有电流调平衡的功能。　空载电流互感器的二次回路阻抗可以用相当大的　（２）差动比较回路：包括制动电阻Ｒｓｔ、Ｒｓ　，变流　激磁阻抗（主要为电抗）来代替。　器ＴⅢ，全波整流电路，差动电阻Ｒ　。它以　ｔ和Ｒ　这种把区外故障的稳定性放在首位，把区内故　上的电压ｕｓ为制动电压，以　上的电压ｕ　为动　障的快速性与灵敏性放在第二位的设计原则是符　作电压。当ｕ　＞ｕｓ时，ＤＲ动作；当Ｕａ￣＜Ｕｓ时，ＤＲ被　合实际情况的。　二极管Ｄ：旁路，ＤＲ不会动作。制动电压Ｕ　是电流　２动作行为分析　ｌ　，　ｌ、ｉ【，．　Ｉ　，ｌ　、…Ｊ，．　　，ｌ１　在电阻Ｒｓｔ和Ｒ　上的压降，　ＲＥＢ１０３比率制动差动继电器的动作方程为：　而电压ｕ　是差动电流Ｉ　，在Ｒ　上的压降。　ｊｆ，．　－　３＋，．　¨＋．一＋，ｘ．　３　１ｌ　—ｓ（１１．，＾　３＋，∞＋…＋，．　．　ｘ３　１　）），Ｐ　（３）告警回路：包括电流互感器断线监视继电器　式中　，　，　、…，　——保护回路中的电流；　（ＡＲ），过流启动继电器（ＳＲ），差动继电器（ＤＲ）。当　，ｒ—ＤＲ干簧继电器的起动电流；　母线上任一联接元件的电流回路断线时，相应的　ｓ——比率制动系数。　ＡＲ动作，经一定的延时后，闭锁母差出口，并发出　由于ｕ　和Ｕ　是瞬间同时产生的．且ＤＲ的动　告警信号，从而防止了此时发生区外故障时保护误　作时间约为１　ｍｓ，因此在母线短路时母差保护可　动。　以在电流互感器饱和之前实现快速、可靠地动作。　ＲＥＢ１０３母差保护的设计原则是：　母线接线如图１所示。Ｉ　ａ。表示差动回路电　（１）无论电流互感器的一状侧流过多大电流，在　流；Ｉ　，表示流入电流；Ｉ　表示流出电流。其制动　故障的最初瞬问不会发生饱和，并在２￣３一内能　方程为：　正确传变一次电流。　当Ｕ　ｕｓ时，ｓ＝Ｉｄｌ／　（在ＲＥＢ１０３中Ｓ＝０．５）　３５—　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｔ－Ａ　錾　＾２　幺　√　Ｉｒ，　　ｉｌ２ｆ　√Ｖ、　　Ｎ　。‘。　Ｂ。ｌ　Ｉ耶ｆ　‰　Ｄ２　ｌ　口　｛　虫ｌ　　血ｌ　Ｋ　ｌ　Ｒｓｚ９　图ｌ　ＲＥＢ１０３母差保护原理图　Ｔ　，ｒ衄／…　—辅助变流器；Ｔ　一中间变流器；Ｔ　—饱和电抗；　一可调差回路电阻；　Ｒｓ＿／Ｒｒ制动电阻；Ｒ　—差动电阻；ＡＲ＿断线监视继电器；ＤＲ一差动继电器；ｓＲ—过流启动继电器　这表明Ｉ　。＜Ｏ　５Ｉ　，即ＩＬ＞Ｉｍ对．母差保护是制动　的，ＤＲ不动作；当Ｉｄ　１≥Ｏ．５Ｉ口时，ＤＲ动作。　２　１正常运行｛等效电路见国２）　１ＬＩ　ＩＬ　图３区外故障ｃＴ饱和时的等效电路　为饱和支路等值阻抗。　ｔ一　ｓＩ＋ＲⅡ　＋　ｓＩ＋　图２正常运行时的等效电路　要确保此时保护不动作，必须满足Ｉａ　（０　５Ｉ乃－，即　Ｕｌ门＝ＵＬ，Ｉｔ３＝ＩＬ，Ｉ　＝Ｏ＜ＳＩｌ乃　Ｒ打十Ｒ　＋Ｒ　！·　＜０．５　ＳＲ，ＤＲ均不动作。　２．２区外故障　由于差回路等值阻抗Ｒ，ｎ＝Ｒ　＋４０ｏｎ，其中Ｒ　母线发生区外故障时，保护从动作于开关跳闸　分为３、６、９　ｋｎ三档，又由于Ｒｓ。＝Ｒ驼＝８ｎ＜＜Ｒ　，可　到故障被隔离大约需５Ｏ～８Ｏ　Ｉｌｌｓ，在这段时间内，故　忽略不计，则ＲＤ｜／（Ｒ　＋Ｒ　＜Ｏ．５，所以，当Ｒｌｘ＜Ｒ耵　障电流将可能引起一个或多个电流互感器饱和。下　时，ＲＥＢ３０１母线保护不动作。　面分别对电流互感器未饱和与饱和两种情况进行　饱和支路等值阻抗Ｒｎ：Ｒｎ（ｎＭｘ）　，Ｒｍ为饱和　分析。　电流互感器的二次绕组电阻及二次回路电阻，ｎＭｘ　２．２．１　区外故障ＣＴ来饱和　为Ｔ　的变比，因此只要选定合适的Ｒ　阻值就可　这种情况类同于２．Ｉ，不再重复。　保证ＤＲ不动作。　２．２．２区外故障ＣＴ饱和（等效电路见图３）　２．３区内故障　当母线区外发生故障且电流互感器饱和时，　区内故障时，也分电流互感器未饱和与饱和　饱和电流互感器的二次输出电流为零，此时故障电　两种情况进行分析。　流在差回路与饱和电流互感器励磁回路组成的并　２　３．１　区内故障电流互感器未饱和　联回路中成反比分配。Ｒ　为差回路等值阻抗，Ｒ　区内故障电流互感器未饱和类型叉可分为无　３６一　维普资讯 http://www.cqvip.com

空载电流互感器和有空载电流互感器两种情况：　３试验中应注意的问题　（１）无空载电流互感器的等效电路图如图４所　试验中除要对各辅助电流互感器的极性和变　示，Ｉ　ｄＪ＝Ｉ１３＞Ｏ．５ＩＢ，ＤＲ动作。　比，ＤＲ，ＡＲ，ＳＲ动作值进行校验外，为保证区外故　Ｒ啦　障时保护不发生误动作，首先必须对母线上各支路　电流互感器二次回路电阻值Ｒ　进行测量。　ｍＩ　Ｒ）＝２＝Ｚｈ十　２　式中　磊——电流互感器的二次绕组电阻；　图４区内故障ｃＴ未饱和且无空载ＣＴ的等效电路　ｒ一电流互感器的二次回路电阻。　然后验证各支路的Ｒ　是否大于Ｒ　，如不满　（２）有空载电流互感器的等效电路图如图５所　足，则要调节Ｒｄ¨的阻值，直到条件满足为止。　示，Ｉｄ】＝ｘＬ／（ＸＬ＋Ｒａｒ＋Ｒｓ　Ｌ）ＩＴｓ，　４结束语　口　Ｒｓ１　Ｒｓｚ　ＡＢＢ公司的ＲＥＢ１０３母差保护由于利用辅助　ｌ｝厂ｘ　［Ｌ　卜ｌ　｛Ｒ］　］（　。ｆ　）　　电流互感器调整总变比，故可满足主电流互感器不　同变比的情况；通过调整差回路稳定电阻，可适应　保护与电流互感器的长距离分布；保护结构简单，　图５区内故障ＣＴ未饱和且有空载ｃＴ的等效电路　原理清晰，动作速度极快，在母线发生区内故障时　能抢先在电流互感器饱和之前动作。此外，比率制　由于ＸＬ为相当大的电抗且大于Ｒ　，故Ｉｄｌ＞　＾　动方案还可有效地保证母线正常运行及区外故障　Ｏ．５１１３，ＤＲ动作。　保护不误动。它在我省５００　ｋＶ电网成功应用表　２．３．２区内故障电流互感器饱和　明，各项指标均达到设计要求，蔓　一须　盘　颇受用户欢迎。　由于ＲＥＢ１０３保护已在电流互感器发生饱和　之前动作，并通过保持回路保证母差保护可靠跳　参考文献　闸，因此，在区内故障电流互感器饱和时，能快速而　王春生，卓乐友，艾素兰．母线保护．蔓　一知　北京：水利电力出版社，　１９９１　正确地动作。　（收稿日期：２００１－０５—１０）　蔓　ｔＪＬＪＬＪＬＪＬ鼻、毛ＪＥＪ¨　、．Ｉ、，ＩＪｔＪＥ　主ＪＥ　．ＩＪ　ＪＥ—邑ＪＥ　．２　：　投又　１回　稿　盘　盘　：　请认真阅读本刊的“征稿启事”，按　始页码～终止页码：　盘　兔　要求撰写文稿。投稿时注意以下几点：　（２）专著［标引序号］主要责任　１文稿用Ｗｏｒｄ软件处理，通过　者．书名ｌ出版地：出版者，出版年；　：Ｅ—ｍａｉｌ寄来或提供软盘；若仍用钢笔书　（３）译著［标引序号］主要责任　写，则要写在方格稿纸上，且要求字迹　者＿书名．译者＿出版地：出版者，出版年　：端正清楚。　主要责任者后不加“著”；多个责任　２须将题名和作者姓名翻译成英　者之间用“，”分隔；有３名以上责任者　文。如果是理论、应用研究学术论文或　时，只列前３名责任者的姓名，其后加　综述，还应将摘要和关键词翻译成英文。　“等”。参考文献是技术标准时，要著录　技术标准代号及技术标准名称　，　４　留下详细的通信地址、Ｅ－ｍａｉｌ信箱　：　及联系电话。　：　１　１ｉ—　１ｒ—　ｒ—ｉ　—　１　—ｊｒ１　—ｊｒ１ｒ１ｒ１　１ｒ，　—￥—ｒ　３７一