ZSI分级保护

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1、Z1=ZSE输出电源Z2=输出Z3=输入电源Z4=输入（短延时）Z5=输入(接地故障)所谓ZSI（Zone-SelectionInterlocking）是指实现保护区域选择性的一种实用性技术，其功能是在保证上下级间选择性配合的前提下，实现保护以最短时限切除区域内故障，即在下级保护区域内的故障时，由下级保护迅速切除故障，同时闭锁上级保护，以实现级间选择性的配合。发电厂厂用电系统常采用多级供电形式，作者曾将ZSI技术应用到几个工程的6kV厂用电系统中。ZSI的原理及特点1ZSI原理发电厂中压和低压厂用电系统一般采用多级供电形式，根据DL／T5153—2002《火力发电厂厂用电设计技术

2、规定》（以下简称“技规”），供电回路（或负荷）一般装设有相间短路保护，包括电流速断保护和过电流保护，还根据厂用电系统不同的接地方式设置单相接地保护或单相接地短路保护等。上述保护主要采用电流作为其保护起动判据，往往通过电流定值和延时时间的级差配合等方法实现相邻的上下级保护间的选择性。ZSI技术的解决方案是在保护中增加一个判别故障区域的判据。系统发生相间短路故障时，检测到故障电流的保护会送一个ZSI闭锁信号给上级保护，同时检查是否收到下级保护上传的ZSI闭锁信号。如果保护未收到下级传来的闭锁信号，保护即判断该故障发生在本保护区域内，电流速断保护瞬时动作切除故障。若检测到有下级保护发来

3、的ZSI闭锁信号，则电流速断保护会被闭锁但短延时的过电流保护会起动，作为下级断路器保护的后备保护。以图1所示的两级供电网络为例，在d1处发生相间短路故障时P1和M1回路中的保护都会瞬时检测到故障电流，同时P1、M1都会向上级保护发出ZSI闭锁信号，并检查有无闭锁信号输入。M1接收到F1发出的ZSI闭锁信号后闭锁电流速断保护出口，启动短延时的过电流保护。由于未检测到下级的闭锁信号输入，F1判断该故障为区域内故障，电流速断保护动作，瞬时跳闸切除故障，M1的过电流保护随之复位。在d2点发生相间短路故障时，M1检测到故障电流，且无ZSI闭锁信号输入，电流速断保护会无延时迅速切除故障。2Z

4、SI的主要特点多级供电系统中，ZSI能够通过上下级保护间的闭锁信号来鉴别区内外故障，实现上下级保护的“选择性”配合；在保护区内发生短路故障时，保护能够在最短时限内切除故障，实现保护的“速动性”；在ZSI系统中，电流不再是唯一的判据，保护整定值可以降低，从而增加了保护的“灵敏性”；当下级供电回路发生短路故障时，相邻的上级带短延时的过电流保护会启动作为下级保护的后备，增加了保护的“可靠性”。可见保护所要求的“四性”得到了很好的体现。发电厂中的应用16kV厂用电系统中的应用某2×300MW发电厂中，6kV厂用电系统存在三级供电形式，如图2所示。根据“技规”要求：（1）6kV工作段进线断

5、路器设置分支过流保护和限时速断保护。（2）6kV工作段至6kV公用段的供电回路设置电流速断保护和短延时过流保护。（3）6kV工作段和6kV公用段上的电动机、变压器等负荷一般设置电流速断保护和过流保护等。如果不采用ZSI技术仅从电流定值和延时时间两方面进行保护整定时，6kV工作段进线断路器的限时速断保护需要采用二级延时级差，延时时间整定为t=0.4～1s（若△t=0.2～0.5s）。显然，6kV工作段母线发生最严重的三相短路时，保护也得延时0。4～1s后跳闸，这对开关柜是个严峻的考验。工程中上述保护均采用微机型综合保护测控装置，而该装置一般无专门的ZSI输入输出接口，实际应用中可利

6、用装置的开关量输入和输出接口，将闭锁信号采集后作为电流速断保护的闭锁判据即可。实际工程应用中往往需要注意以下几个问题：（1）由于6kV工作段和公用段上的回路很多，若每个回路都将闭锁信号的电缆引至上级进线断路器，则必然会造成接线复杂反而降低了保护的可靠性。所以工程设计中，在6kV开关柜上分别敷设1组或2组级联信号小母线，每个回路将本回路的速断保护启动信号（常开接点）引至小母线正负极，进线断路器的保护测控装置仅需采集该小母线上的信号。当任何一个馈线回路的速断保护启动时，小母线正负极都会导通，发送信号至进线断路器的保护测控装置巾。这样二次回路接线得到了较大的简化，相对地提高了保护的可靠

7、性。（2）当一段母线有两回电源进线时，该段母线需要敷设2组级联信号小母线，两回电源进线断路器的保护测控装置分别采集其中1组母线信号。由于在电厂运行中，一般禁止两回电源并联运行，所以在正常情况下仅有一回电源进线断路器合闸，另外一个断路器由于处于跳闸状态，不会影响ZSI的实现。（3）由于断路器的速断保护需要下级断路器的ZSI闭锁信号作为判据，当保护装置电流元件启动后不能马上出口，需要检测有无ZSI信号，然后再出口跳闸或闭锁出口，所以这种速断保护相对于传统的仅有电流判据的速断保护多了一