220kV、500kV母线保护装置培训

1、2019/7/15,母线保护装置培训,课程大纲,一.母差保护的发展 二.母差保护的原理 三. BP-2B的介绍 四. BP-2CS的介绍 五.母差保护的应用,一.母差保护的发展,1.母线的基本概念 2.我司母差保护的发展 3.我司母差保护的地位,1.母线的基本概念,电气装置中引出线的数目一般要比电源数目多，而且当电力负荷减少或电气 设备检修时，每一电源都有可能被切除。因此，必须使每一引出线都能从一电源 获得供电，以保证供电的可靠性和工作的灵活性。最好的方法是采用母线。母线起着汇总和分配电能的作用。母线是电气装置中的重要部分 。,2.我司母差保护的发展,（1）.BP2型：采用国际首创的复式比率差动原理，是国内首家开发微机母线保护并获成功单位 （2）.BP2A、BP2AE：良好的性能及高可靠性，被电力系统广泛采用，于1995年5月获能源部鉴定 （3）.BP2B、BP2B（一个半接线）：电力系统大面积推广使用，是目前国内使用最广、市场占有率最高的微机母线保护 （4）.BP2C、BP2CS、BP2CS-H：功能强大较完善 （5）.BP2C-D：分布式微机母线保护装置是基于数字 化变电站IEC6

2、1850标准开发的母线保护装置,二.母差保护的原理,1.主接线方式的介绍 2. 基尔霍夫定律 3.差动保护 4.CT极性和CT变比 5.CT断线和CT饱和 6.失灵保护 7.复压判据,1.主接线方式的介绍,主接线指由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产和分配电能的电路 不是所有主接线都有母线 单母线、双母线 单母分段、双母单分段、双母双分段 二分之三接线 母联兼旁路、旁路带母联、母线兼旁母,（1）.单母三分段,（2）.双母双分段,（3）.二分之三接线,2.基尔霍夫定律,解释：对于任意一个集中参数电路中的任意一个结点或闭合面，在任何时刻，通过该结点或闭合面的所有支路电流代数和等于零 。,3.差动保护,因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电

3、范围。,4.CT极性和CT变比,电流互感器、电压互感器的一、二次侧都有两个引出端子。任何一侧的引出端子用错，都会使二次电流或电压的相位变反，影响测量仪表和继电保护装置正确工作，因此必须对引出端子做出极性标记，以防接线错误。 电流互感器和单相电压互感器一、二次侧引出端子上一般均标有“*”或“”或“ ”符号。 CT变比就是电流互感器一次侧与二次侧电流大小的比例。例如，从5000A变成5A,变比就是1000:1。,5.CT断线和CT饱和,CT断线：一次侧运行正常，二次侧某相电流变为零。 CT饱和：由于磁通饱和，一次值增加到一定程度后，二次值不随一次值的增加而增加。,6.失灵保护,失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小,7.复压判据,一般过电流保护装置，只要动作电流达到整定值，保护装置就动作。但复合电压闭锁过电流保护装置加了一个附加条件电压闭锁，就是说，动作电流达到整定值时，保护不会动作，而必须同时要被保护对象的电压故障到一定程

4、度（整定值）时，保护装置才会动作，这就是电压闭锁的作用。,三. BP2B的介绍,1.基础逻辑 2.高级逻辑 3.硬件结构 4.现场运行注意事项 5.装置升级 6.校时和通讯,1.基础逻辑,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。,（1）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。,（2）起动判据,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 差电流越限判据 :当任一相的差电流大于差电流门坎定值时，该相起

5、动元件动作 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 起动元件分相起动，分相返回 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）复式比率差动判据,注意事项: 比率制动斜率过原点。 差动2个判据同时满足认为动作条件满足。 任一起动条件满足进入此逻辑判断。,2019/7/15,文档题目,22,Id,Ir-Id,Idset,Kr,差回路构成 差动回路是由大差动和几个各段母线小差动所组成的 大差比率差动元件作为区内故障判别元件 小差比率差动元件作为故障母线选择元件 大差与小差区别 大差比率差动差电流与和电流计算与刀闸无关 大差比率差动差电流与和电流计算不计母联电流,2019/7/15,文档题目,23,（4）大差与小差,（5）故障母线选择逻辑,对于固定连接式分段母线，如单母分段、断路器等主接线，由于各个元件固定连接在一段母线上，不在母线段之间切换，因此大差电流只作为起动条件之一，各段母线的小差比率差动元件既是区内故障判别元件，也是故障母线选择元件。 对于存在倒闸操作的双母线、双母分段等主接线，差动保护使用大差比率差动元件作

6、为区内故障判别元件；使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。即由大差比率元件是否动作，区分母线区外故障与母线区内故障；当大差比率元件动作时，由小差比率元件是否动作决定故障发生在哪一段母线。这样可以最大限度的减少由于刀闸辅助接点位置不对应造成的母差保护误动作。,2019/7/15,文档题目,24,（6）基准变比和电流折算,二次额定电流有1A和5A混用时，装置基准变比二次值固定为5A，并自动选取实际设定的所有间隔TA变比中一次最大值作为基准变比的一次值。例如：若现场需整定的变比为1200/1、600/1、600/5，这样装置自动选取1200/5为基准变比，自动进行差回路电流折算；此时所有差电流定值都必须按1200/5下定值。 （2）各间隔（不含母联/分段）的失灵有流定值均以其相应间隔的TA 变比为基准，不须折算。其它电流定值均要求按基准 TA 变比折算，装置自动选取实际设定的所有间隔TA 变比中的最大值为基准变比。,2019/7/15,文档题目,25,（7）运行方式分析,并列运行 母联开关合状态 无互联及分裂压板投入 大差比率差动元件采用比率制动系数高值 分裂运行 分裂压板投入或母联开关

7、分状态 大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值 封母联CT，母联电流不计入小差 倒闸操作 可预先投互联压板 可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板 依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作 小差比率差动元件自动退出，一旦发生故障同时切除两段母线,26,（7）运行方式分析,装置通过自动和手动两种方式判别母线是并列运行还是分列运行。 自动方式是将母联断路器DL的常开接点和常闭接点同时接入装置，来判断母联开关位置状态。对于分相断路器，要求将三相常开接点并联，将三相常闭接点串联。当且仅当母联断路器DL的常闭接点合，常开接点断时，判断母联断路器DL为断；若开关的常开和常闭接点不对应，装置默认母联断路器DL合，同时发出开入异常告警信号。 手动方式是运行人员在母联（分段）开关断开后，投“母线分列压板”，在合母联（分段）开关前，退该压板。 以上两种方式中，手动方式优先级最高。即：若投“母线分列压板”，装置认为母线分列运行；若退“母线分列压板”，装置根据自动方式判别母线运行状态。,27,（8）电压闭锁元件,注意事项 电压开放条件为或逻辑，即三个判据中的任何一个被满足，该段母线的电压闭锁元件就会开放，称为

8、复合电压元件动作 电压定值分为差动电压闭锁定值与失灵复合电压闭锁定值,2019/7/15,文档题目,28,（9）母联开关状态,将DL的常开接点和常闭接点同时引入装置，相互校验 对分相断路器，要求将三相常开接点并联，将三相常闭接点串联 常开接点：与母联一次开关分合状态相同 常闭结点：与母联一次开关分合状态相反 常开常闭结点的4种状态 常开合，常闭断： 母联开关合状态 常开断，常闭合： 母联开关分状态 常开合，常闭合： 母联开关合状态，报开入异常信号 常开断，常闭断： 母联开关合状态，报开入异常信号 母联CT极性,2019/7/15,文档题目,29,（10）母联（分段）充电保护,分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过联络开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时，跳开联络开关，切除故障。 母联（分段）充电保护的起动需同时满足三个条件：母联（分段）充电保护压板投入；其中一段母线已失压，且母联（分段）开关已断开；母联电流从无到有。 充电保护一旦投入自动展宽200ms后退出。充电保护投入后，当母联任一相电流大于充电电流定值，经可整定延时跳开母联开关，不经

9、复合电压闭锁。,2019/7/15,文档题目,30,（11）母联（分段）过流保护,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，不经复合电压闭锁。,2019/7/15,文档题目,31,（12）CT断线逻辑,2019/7/15,文档题目,32,Ida：A相大差电流 Id：大差电流 Idb：B相大差电流 Id1：I母小差电流 Idc：C相大差电流 Id2：II母小差电流 Id-ct：TA断线定值,TA断线逻辑框图,与,母线强制互联,互联信号,Id0.08In Id10.08In Id20.08In,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。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。,（13）PT断线逻辑,任何一段非空母线差动电压闭锁元件动作后延时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。,2019/7/15,文档题目,33,（14）CT饱和的处理,2019/7/15,文档题目,34,全波饱和检测 在区外故障时，流过最大穿越性电流的CT可能会严重饱和。但在故障发生的初始和线路电流过零点附近存在一个线性传变区，在这线性传变区内，差动保护不会动作。这说明，差动保护动作与实际故障在时间上是不同步的，差动保护动作滞后一个时间。 区外故障TA饱和 区外故障发生TA饱和情况下动作元件与闭锁元件的动作时序截然不同于区内故障，通过判断差动动作与故障发生是否同步就可识别饱和情况。 区外故障转区内故障 考虑到CT饱和后，在每周波中存在至少一个线性传变区，因此对饱和的闭锁应该是周期性的。在判出CT饱和后，差动保护先闭锁一周期，随后开放，这样即使出现故障发展，差动保护仍能

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