BP-2B微机母线保护装置大纲.ppt

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1、欢迎专家莅临指导 1 深圳南瑞 张广嘉 电话 ： 0755 83429900 685 Email： BP-2B微机母线保护装置授课大纲 保护原理简介 硬件结构简介 装置整定原则 装置界面操作 装置异常处理 调试注意事项 运行注意事项 2 保护原理简介 -功能概述 BP-2B微机母线保护装置 ， 适用于 500kV及以下电压等级 ， 包括单母线 、 单母分段 、 双母线 、 双母分段以及 3/2接 线在内的各种主接线方式 ， 3相 CT最大主接线规模为 24 个间隔 ,2相 CT最大主接线规模为 36个间隔 。 实现母线差动保护 、 母联充电保护 、 母联过流保护 、 母 联失灵保护 、 母联死

2、区保护 、 母联非全相以及断路器失 灵保护等功能 。 GO TOP 3 保护原理简介 -差动保护综述 GO TOP 4 综述 各种类型的母线保护就其对母线接线方式 、 电网运行 方式 、 故障类型以及故障点过渡电阻等方面的适应性来 说 ， 仍以按电流差动原理构成的母线保护为最佳 。 带制 动特性的差动继电器 ， 采用一次的穿越电流作为制动电 流 ， 以克服区外故障时由于电流互感器误差而产生的差 动不平衡电流 ， 在高压电网中得到了较为广泛的应用 。 BP系列母差保护以此为基础 ， 结合微机数字处理的 特点 ， 发展出以 分相瞬时值复式比率差动元件 为主的一 整套电流差动保护方案 。 保护原理简

3、介 差动保护的组成 GO TOP 5 起动判据 电流判据 电压判据 保护原理简介 电流计算 GO TOP 6 大差和电流及差电流定义 和电流 : 是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和 ,公式如下 : 差电流 : 是指所有连接元件电流和的绝对值 ,公式如下 : 大差 差电流 与 和电流 计算特点 : 1. 计算与刀闸开入无关 ， 但需考虑 CT变比折算 。 2. 分相计算 。 m j IjIr 1 m j IjId 1 保护原理简介 差动起动元件 GO TOP 7 起动判据 1. 和电流突变量判据 :当任一相的和电流突变量大于突变量门坎时 ， 该相起动元件动作 ,表达式如下 : 2. 差电流越

4、限判据 :当任一相的差电流大于差电流门坎定值时 ， 该相 起动元件动作 ,表达式如下 : 3. 起动元件返回判据 :当任一相差电流小于差电流门坎定值的 75%时 ， 该相起动元件返回 。 注意事项 : 1. 起动元件分相起动 ， 分相返回 。 2. 任一起动判据满足条件 ,差动起动条件满足 ,另一起动判据不再判断 . 3. 和电流起动返回仍需判差流 . Idsetir IdsetId 保护原理简介 差动动作元件 GO TOP 8 复式比率差动判据动作表达式： )1(I d s e tId )2()( IdIrKrId Id Ir-Id Idset Kr 注意事项 : 1. 比率制动斜率过原点。

5、 2. 差动 2个判据同时满足认为动作条件满足 。 3. 任一起动条件满足进入此逻辑判断 。 保护原理简介 差动动作元件 GO TOP 9 故障分量复式比率差动判据： 1. 作用 :有效减少负荷电流对差动保护灵敏度的影响 ,进一步减少故 障前系统电源功角关系对保护动作特性的影响 ,提高保护切除经 过渡电阻接地故障的能力 . 2. 表达式 )1(I d s e tId )2()( IdIrKrId )3(I d s e tId )4()(5.0 IdIrId 3. 判据说明 : 1. 故障分量 为当前电流采样值减一周波前的采样值。 2. 故障分量复式比率差动判据仅在和电流突变起动后投入 。 3.

6、 由于电流故障分量的暂态特性 ,投入时间仅为起动后一周波。 保护原理简介 差动动作元件 GO TOP 10 影响 KR值的 2个因素： 理想状态区内故障计算 : Id = 常量； Ir = Id; Id Kr*(Ir Id) 区内无制动。 理想状态区外故障计算 : Id = 0； Ir =常量 ; Id kr 例：母线分列运行或故障电流经近距离双回线流出。 Id Ext%Id Id+Ext%Id 保护原理简介 差动动作元件 GO TOP 11 影响 KR值的 2个因素： 2. 考虑区外故障时故障支路一次与二次的传变误差 故障支路的 CT误差达到 ，而其余支路的 CT误差忽略不计 /(1+1-)

7、=/(2-2)Ik IkcIk 3Ik03Iok 母联过流保护投入 Ika： 母联 A相电流 Ikc： 母联 C相电流 3Ik0：母联零序电流 Ik ： 母联过流定值 3I0k：母联零序过流定值 母联 （ 分段 ） 过流保护可以作为母线解列保护 ， 也可以作为线 路 （ 变压器 ） 的临时应急保护 。 母联 （ 分段 ） 过流保护压板投入后 ， 当母联任一相电流大于母 联过流定值 ， 或母联零序电流大于母联零序过流定值时 ， 经可整 延时跳开母联开关 。 注意事项 ： 1.不经复合电压闭锁 。 2.相电流条件不判 B相电流 。 3. 不起动母联失灵 。 GO TOP 21 保护原理简介 TA断

8、线 或 延时 9S 闭锁母差 TA断线信号 IdaId-ct IdbId-ct IdcId-ct Ida： A相大差电流 Idb： B相大差电流 Idc： C相大差电流 Id-ct： TA断线定值 TA断线逻辑框图 与 延时 20ms 母线强制互联 互联信号 Id0.08In Id10.08In Id20.08In id1+id2=0 联络断路器 TA断线逻辑框图 母联 （ 分段 ） 电流回路断线 ， 并不会影 响保护对区内 、 区外故障的判别 ， 只是 会失去对故障母线的选择性 。 因此 ， 联 络开关电流回路断线不需闭锁差动保护 ， 只需转入母线互联 （ 单母方式 ） 即可 。 母联 （

9、分段 ） 电流回路正常后 ， 需 手动 复归 恢复正常运行 。 由于联络开关的电 流不计入大差 ， 母联 （ 分段 ） 电流回路 断线时上一判据并不会满足 。 而此时与 该联络开关相连的两段母线小差电流都 会越限 ， 且大小相等 、 方向相反 。 GO TOP 22 保护原理简介 TV断线告警 某一段非空母线失去电压 ， 延时 9秒发 TV断线告警 信号 。 除了该段母线的复合电压元件将一直动作外 ， 对保护没有其他影响 。 非空母线：与此母线相联的刀闸为断开状态 。 失去电压：差动复合电压开放条件满足 。 延时 9秒：连续满足电压开放条件 9秒 ， 中间返回重 新计时 。 GO TOP 23

10、 断路器失灵保护出口 开入公共端 失灵起 动开入 保护动 作接点 过流 动作 I母刀闸 II母刀闸 I母失灵出口起动 II母失灵出口起动 外部接点 BP-2B I母失灵出口起动 I母失灵复合电压动作 与 失灵出口延时 1 失灵出口延时 2 跳母联 跳 I母 1、 与失灵起动装置配合 GO TOP 24 断路器失灵保护出口 2、 自带电流检测元件方式 GO TOP 25 失灵的电压闭锁元件 ， 与差动的电压闭锁类似 ， 也是 以低电压 （ 线电压 ） 、 负序电压和 3倍零序电压构成的 复合电压元件 。 只是使用的定值与差动保护不同 ， 需 要满足线路末端故障时的灵敏度 。 同样失灵出口动作 ，

11、 需要相应母线段的失灵复合电压元件动作 。 对于变压器或发变组间隔 ， 设置 主变失灵解闭锁 的开入接点 。 当该支路失灵保护起动接点和 主变失 灵解闭锁 的开入接点同时动作 ， 实现解除该支路所 在母线的失灵保护电压闭锁 。 失灵电压闭锁元件及 主变失灵解除电压闭锁 GO TOP 26 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求 继电保护实施细则 （ 2002年 2月） 5.4 为解决变压器断路器失灵保护因保护灵敏度不足而不能投运的问题，对 变压器和发电机变压器组的断路器失灵保护可采取以下措施： 1) 采用“零序或负序电流”动作，配合“保护动作”和“断路器合闸位置” 三个条件组成的与逻辑，经第一

12、时限去解除断路器失灵保护的复合电压 闭锁回路。 2) 同时再采用“相电流”、“零序或负序电流”动作，配合“断路器合闸 位置”两个条件组成的与逻辑经第二时限去启动断路器失灵保护并发出 “启动断路器失灵保护”中央信号。 3) 采用主变保护中由主变各侧“复合电压闭锁元件”（或逻辑）动作解除 断路器失灵保护的复合电压闭锁元件，当采用微机变压器保护时，应具 备主变“各侧复合电压闭锁动作”信号输出的空接点。 主变失灵解除电压闭锁 GO TOP 27 主变失灵解除电压闭锁 GO TOP 28 发 变 组 失 灵 起 动 接 点 闭 合 发 变 组 失 灵 解 除 复 压 接 点 闭 合 I 母 失 灵 复

13、合 电 压 开 放 或 与 延 时 1 跳 母 联 延 时 2 跳 I 母 硬件概述 BP-2B母线保护由保护元件 、 闭锁元件和管理元件三大系统构成 。 保护元件：主要完成各间隔模拟量 、 开关量的采集 ， 各保护功能的 逻辑判别并出口至 TJ； 闭锁元件主要完成各电压量的采集 ， 各段母线的闭锁逻辑并出口至 BJ； 管理元件的工作是实现人机交互 、 记录管理和后台通讯 。 各系统独 立工作 ， 相互配合 。 保护元件和闭锁元件的主机模件 、 光耦模件完全相同 ， 可互换使用 。 GO TOP 29 机箱正面图 GO TOP 30 主界面 GO TOP 31 一级界面 GO TOP 32 机

14、箱背面图 -1 GO TOP 33 机箱背面图 -2 GO TOP 34 机箱背面图 -3 GO TOP 35 硬件概述 保护单元插件 BP330 保护单元插件：是以母线各间隔为划分对象 ， 将三个间隔单元 的输入 、 输出集中到一个插件来实现 。 ： 三个间隔单元： 刀闸辅助接点输入 、 失灵起动接点输入 、 电流量输入电路 ， 保护跳闸出口回路 、 共有 8个插件扩展口 ， 板件可通过选择跳线互换 。 GO TOP 36 硬件概述 光耦输入、输出和电源检测插件 BP331 保护主机和闭锁主机配有各自的光耦输入 、 输出插件 ， 实现公 共开关量输入 、 输出 ， 保证微机系统与外回路的光电

15、隔离 。 每 个光耦插件共有 24路输入 、 24路输出 。 输入包括：复归信号 、 切换把手位置 、 联络开关接点和保护投退压板位置等；输出则 包括所有的出口信号和告警信号等 。 本插件同时实现对装置直流电源的检测 。 以继电器的常闭接点 实现装置直流电源 220V（ 或 110V） 消失告警 。 以电压比较回路 检测微机系统所用的 +5V、 +15V和 -15V。 如果系统所有的电源 正常 ， 则点亮装置面板上相应的 电源指示灯 。 如果此时系 统投入运行 ， 则点亮面板上相应的 运行指示灯 ， 并接通 24V操作电源 GO TOP 37 硬件概述 出口信号、告警信号插件 BP333 以继

16、电器接点的方式输出装置的出口信号和告警信号 ， 每个插件可以输出 6个不同定义的信号 。 根据工程需要 ， 配置于第一层机箱 。 输入 6路由光耦插件来的驱动信号至继电器动作线圈 ， 输 入由保护主机控制的复归信号至继电器的复归线圈 。 1路光耦信号控制 2个 DSP继电器 ， 输出 2对自保持常开接 点 （ 第 3路除外 ） 、 2对不保持常开接点 ， 分别对应屏面 点灯信号 、 中央信号接点 、 远动接点 、 起动录波接点 。 GO TOP 38 硬件概述 电流 /电压互感器插件 BP310 /BP311 BP310：可输入 3*4路交流电流量 ， 经采样电阻输出采样 电压至保护单元插件

17、。 配置于第三层机箱 ， 最大可容纳 6 个同类插件 。 需注意的是 ， 额定电流为 5A时与额定电流 为 1A时 ， 插件中选用的电流互感器匝数比是不同的 ， 应 在订货时预先申明 。 BP311：可输入 3*4路交流电压量 ， 独立的次级线圈分别 输出至保护主机和闭锁主机 。 GO TOP 39 硬件概述 电源模块插件 BP360、 BP361 电源插件搭载有 4个独立的模块化电源 保护元 件电源 、 闭锁元件电源 、 管理机电源和 24V操作电 源 。 其中保护元件电源与闭锁元件电源是可以互换 的 。 每一电源模块都有一船形小开关 。 注意事项：上电顺序 GO TOP 40 End of

18、 this Chapter 硬件概述 保护装置出口接点回路 母联单元与线路单元出口接点 GO TOP 41 End of this Chapter 保护主机 闭锁主机 母联单元此接点闭合 测试 KR值的几点注意事项 GO TOP 42 End of this Chapter 主接线形式： 双母线接线 仅 L1失灵接点不需接入 。 母联及母线上元件的 TA极性如下： II P I L1 GO TOP 43 主接线形式： 母联兼旁路形式的双母线接线 只需引入母联到旁母的刀闸位置至图纸 旁母跨条辅助接点 ； 母联 TA的极性与 II母上的元件一致 。 引入母联代旁路的失灵起动接点至图纸 L1失灵起动

19、接点 ， 当母线通过母联带旁路时 ， 该失灵起动接点有效 。 II P I 母联到 旁母刀 闸 L1 I P II 母联到 旁母刀 闸 L1 II母带旁母 I母带旁母 GO TOP 44 主接线形式： 旁路代母联形式的双母线接线 定义旁路间隔为图纸 L4单元； 只需引入母线到旁母的刀闸位置至图纸 旁母跨条辅助接点 ； 旁路兼母联 TA的极性与 II母上的元件一致 。 引入旁路的失灵起动接点至图纸 L4失灵起动接点 ， 当母线 带旁路时 ， 该失灵起动接点有效 。 P I II 旁母到 I 母跨 条 L4 旁母到 I母有跨条 旁母到 II母有跨条 P I II 旁母到 II 母跨 条 L4 GO

20、 TOP 45 主接线形式： 双母单分段 L1 L4 L7 II I III GO TOP 46 主接线形式： 双母双分段 L1 L7 L1 II IV L4 I III 甲 乙 GO TOP 47 End of this Chapter 类别 定 值 整定范围 / 级差 推荐值 序号 名称 符号 母 线 差 动 保 护 比率 差动 元件 1 比率差动门坎 Idset 0.1 20A / 0.1A 2 复式比率系数高值 KrH 0.5 4 / 0.5 2.0 3 复式比率系数低值 KrL 0.5 1 / 0.5 0.5 差动 复合 电压 闭锁 4 差动保护低电压 Uab 20 99 V / 1

21、 V 65 70 V 5 差动保护零序电压 3U0 1 199 V / 1V 4 8 V 6 差动保护负序电压 U2 1 99V / 1V 6 10 V 启动 元件 7 相电流突变 ir 0.120A / 0.1A 0.5 5 A 定值整定 GO TOP 48 类别 定 值 整定范围 / 级差 推荐值 序号 名称 符号 失 灵 保 护 出 口 失灵 复合 电压 闭锁 8 失灵保护低电压 Uab 20 99 V / 1 V 70 75 V 9 失灵保护零序电压 3U0 1 199V / 1V 10 失灵保护负序电压 U2 1 99V / 1V 时间 元件 11 失灵出口短延时 TSL 0.01

22、1.99 S / 0.01S 0.25 0.3 S 12 失灵出口长延时 TSH 0.01 1.99 S / 0.01S 0.5 0.6 S 母 联 失 灵 保 护 过流 元件 13 母联失灵电流定值 ISL 0.1 20A / 0.1A 时间 元件 14 母联失灵出口延时 TMSL 0.01 1.99 S / 0.01S 0.16 0.25 S 定值整定 GO TOP 49 类别 定 值 整定范围 / 级差 推荐值 序号 名称 符号 充 电 保 护 过流 元件 15 充电保护电流定值 IC 0.1 20A / 0.1A 时间 元件 16 充电出口延时 TC 0.01 0.20S / 0.01

23、S 母 联 过 流 保 护 过流 元件 17 母联过流 相电流定值 IK 0.1 20A / 0.1A 18 母联过流 零序电流定值 3I0K 0.1 20A / 0.1A 时间 元件 19 母联过流出口延时 TK 0.01 1.99 S / 0.01S TA 断 线 断线 闭锁 20 TA断线门坎 Id-ct 0.1 20A / 0.1A 定值整定 GO TOP 50 类别 定 值 整定范围 / 级差 推荐值 序号 名称 符号 失 灵 保 护 过 流 过流 元件 21 第 2间隔过流定值 I2SL 0.1 20A / 0.1A 。 。 第 m间隔过流定值 IMSL 0.1 20A / 0.1

24、A 44 第 24间隔过流定值 I24SL 0.1 20A / 0.1A 定值整定 GO TOP 51 参数序号 参数名称 可选择范围 1 保 护 控 制 字 定值组别 0 ， 1 强制母线互联 投 ，退 充电保护投入时 投、退母差 投 ，退 出口接点 投 ，退 2 通讯控制字 保护动作返回报文是否上传 3 通讯波特率 1200 - 38400 bps 4 本装置通讯地址 0 255 5 自动打印 召唤打印 ，自动打印 定值整定 GO TOP 52 End of this Chapter 定值整定 GO TOP 53 1.比率差动门坎定值：保证母线最小方式故障时有足够的灵敏度 , 尽可能躲过母

25、线出线最大负荷电流，灵敏度 3。 2.相电流突变量：是母线上所有元件相电流绝对值之和的故障变化量。 相电流突变定值，应保证母线最小方式故障时有足够的灵敏度， 灵敏度 3。 3. TA断线门坎定值：整定中考虑现场 CT误差，确保躲过正常运行时大差不平 衡电流，同时尽可能灵敏反应母线上任意低负荷元件断线时 的差流。 注：除线路失灵有流电流定值外，所有电流的定值均要求按基准 TA变比折算， 装置自动选取最大变比为基准变比 刀闸位置的考虑 本装置引入隔离刀闸的辅助接点实现对母线运行方式的自适 应 。 同时用各支路电流和电流分布来校验刀闸辅助接点的正 确性 。 当发现刀闸辅助接点状态与实际不符 ， 即发

26、出 开入 异常 告警信号 ， 在状态确定的情况下自动修正错误的刀闸 接点 ， 包括两段母线经两把刀闸双跨 （ 母线互联 ） 。 刀闸辅 助接点恢复正确后需 复归信号 才能解除修正 。 由于大差电流与刀闸辅助接点无关 ， 以及装置具有运行方式 电流校验功能 ， 因此双母线倒排操作期间 ， 装置不需运行人 员手动干预 ， 可以正确切除故障；刀闸辅助接点出错检修期 间不需退出保护；带电拉刀闸 ， 保护可以正确快速动作 。 GO TOP 54 硬件概述灯信号的分类 装置运行灯：保护电源 ， 保护运行 ， 保护通讯；绿色灯 。 保护元件：主要完成各间隔模拟量 、 开关量的采集 ， 各保护功能的 逻辑判别并出口至 TJ； 闭锁元件主要完成各电压量的采集 ， 各段母线的闭锁逻辑并出口至 BJ； 管理元件的工作是实现人机交互 、 记录管理和后台通讯 。 各系统独 立工作 ， 相互配合 。 保护元件和闭锁元件的主机模件 、 光耦模件完全相同 ， 可互换使用 。 GO TOP 55