BP-2B母差原理-200408

1、BP-2B微机母线保护装置,特点介绍 复式比率差动原理 母线的其他保护配置 硬件概述 主接线形式 定值整定 通信,欢迎专家莅临指导,2,深圳南瑞 陈戟 电话：075583429900635 Email：,专业从事电力系统自动化产品的研发、生产、销售以及相关的工程设计与服务 国内最先通过省部级鉴定的BP系列微机母线保护装置，在35KV500KV电压等级应用中具有最优异的运行业绩， BP系列微机母线保护装置应用2000余套 ISA系列变电站综合自动化系统，是国内应用最早、最成熟的综自产品之一，并被列为全国城乡电网建设与改造重点推荐产品 新产品PRS系列超高压成套变压器保护、成套线路保护汇集了国内目前最先进的控制与通讯技术 所有产品均拥有自主知识产权，先后通过了国家电力部、广东省组织的成果鉴定，多次获电力部科技进步奖,产 品 应 用,3,GO TOP,合同额 单位：万元,经 营 业 绩,4,GO TOP,科研生产场地共13000多平方米，其中深圳总部约8000多平方米，南京工程中心约5000多平方米（2004年深圳总部拟增加近4000平方米）；拥有价值1200万元的常规生产调试设备。 机械模

2、件和电器焊装委托大型专业生产厂家加工，设备总装和调试完全由本公司独立完成。 从事工程设计和生产制造的人员有150人，其中高级技术人才80多人。 BP系列微机母差保护年生产能力1000套。 ISA系列综合自动化系统年生产能力:装置8000台,800面屏。,生 产 能 力,5,GO TOP,近期母差保护主要运行业绩,河北，500 kV，3/2主接线，BP-2B差动保护正确动作 2004年7月9日15时，河北某变500kV在母增投一条线路过程中，母差柜报出母差动动作，与此同时母差出口将开关跳开，经查发现在合开关时，开关内部有接地，母差正确动作将故障切除。 2004年7月11日14时, 河北某变500KV在投运母过程中，母差柜报出母差动动作，母差出口将开关跳开，经查发现在投运中，母线侧刀闸有接地，母差正确动作将故障切除。 广东，220kV，双母线双分段，BP-2B差动保护正确动作 2004年7月26日8时10分53秒，广东莞城500kV站220kV母线由于GIS原因造成母B相发生故障，差动保护为双配置，两面母线差动屏同时动作，将故障快速切除，该站为枢纽站，一次故障电流达32kA。 江苏，220

3、kV，双母线双分段，BP-2B失灵保护正确动作 2004年7月30日13时35分28秒，江苏镇江上党变220kV站，由于雷击，造成线路故障，恰恰该线路开关失灵，造成该线路所在母线（母）失灵动作，将故障切除。 新疆，220kV，双母线单分段，BP-2B差动保护正确动作 2004年3月7日21时7分26秒，新疆某220kV母线母C相故障，母线差动保护将母切除（故障原因不详），一次故障电流6.2kA。,6,GO TOP,End of this Chapter,研制背景,BP-2B型微机母线保护是深圳南瑞科技有限公司研制开发的，是BP-2A型微机母线保护的升级产品。BP型微机母线保护在国内运行超过二千套。运行情况良好。BP-2B型微机母线保护继承了原有的保护原理和运行经验，在装置硬件和机柜结构上做了进一步的改进。,GO TOP,7,适用范围,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，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（或死区）保护、母联非全相以及断路器

4、失灵保护出口等功能。,GO TOP,8,特点介绍,母线保护差动元件由分相复式比率差动判据和分相突变量复式比率差动判据构成。 复式比率差动判据由于在制动量的计算中引入了差电流，使其在母线区外故障时有很强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确的区分区外故障和区内故障。,GO TOP,9,特点介绍,差动元件 本装置采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据。为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，提高保护切除过渡电阻接地故障的能力，故障分量为当前电流采样值减一周波前的采样值。故障分量复式比率差动判据仅在故障启动后的第一周波内投入。并受低制动系数的复式比率差动判据闭锁。,GO TOP,10,特点介绍,母线运行方式的电流校验 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。,GO TOP,11,特点介绍,抗CT饱和 为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时，由于T

5、A严重饱和出现差电流的情况下误动作，本装置根据TA饱和发生的机理、以及TA饱和后二次电流波形的特点设置了TA饱和检测元件，用来判别差电流的产生是否由区外故障TA饱和引起。 该饱和检测元件可以称之为自适应全波暂态监视器。该监视器判别区内故障情况下截然不同于区外故障发生TA饱和情况下Id元件与Ir元件的动作时序，以及利用了TA饱和时差电流波形畸变和每周波都存在线形传变区等特点，可以准确检测出饱和发生的时刻，具有极强的抗TA饱和能力。,GO TOP,12,特点介绍,母线分列运行的考虑 故障时有较大电流流出时，大差比率系数采用比率系数低值定值，提高差动保护的灵敏度。 封母联CT，以保证死区故障的速动性和可靠性。,GO TOP,13,特点介绍,装置硬件配置 装置采用标准整体机箱，分三层固定，整体面板。 强电机箱后面连接。 弱电在机箱前面布置。 插件按母线上的元件设计，配置灵活，易于扩展。 插件互换性强，各主要插件可完全互换，调试及维护方便。 各电源模块完全独立。 独立的电压闭锁元件。,GO TOP,14,特点介绍,辅助功能 液晶屏幕大，320240点阵，显示内容丰富，可以显示菜单窗口，事件记录，

6、主接线图，录波波形，自检信息等内容。 提供两个通讯口，103规约。 提供GPS校时接口。,GO TOP,15,技术参数,保护整组动作时间小于15ms。 介质强度实验 GB14598.11，级 冲击电压实验 GB14598.12，级 辐射电磁场干扰 GB14598.9，级 快速瞬变干扰 GB14598.10，级 脉冲群干扰实验 GB14598.13，级 静电放电实验 GB14598.14，级,GO TOP,16,End of this Chapter,母线差动保护,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（亦即比率差动继电器），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（以下称TA）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。,GO TOP,17,“和电流”与“差电流”,和电流 差电流,GO TOP,18,起动元件,1

7、、和电流突变量判据： 2、差电流越限判据： 3、起动元件返回判据：,GO TOP,19,差动元件,复式比率差动判据动作表达式：,Id,Ir-Id,Idset,Kr,其中Id为母线上各元件的矢量和，即差电流。 Ir为母线上各元件的标量和，即和电流。 Idset为差电流门坎定值； Kr为复式比率系数（制动系数） 若忽略CT误差和流出电流的影响，在区外故障时，Id = 0，0/Ir为0；在区内故障时，Id = Ir，Id/0为。由此可见，复式比率差动继电器能非常明确地区分区内和区外故障，Kr值的选取范围达到最大，即从0到 。,GO TOP,20,复式比率差动判据,若考虑区内故障时有Ext%的总故障电流流出母线，则此时的比率制动系数为： Kr=Id / ( Id+Ext%Id+Ext%Id-Id )=1/(2Ext%),GO TOP,21,复式比率差动判据,若考虑区外故障时故障支路的CT误差达到，而其余支路的CT误差忽略不计，则此时的比率制动系数为: Kr=/(1+1-)=/(2-2) 若令总流入电流为1，则 总流出电流为1， 差电流为,GO TOP,22,复式比率差动判据,复式比率系数Kr和

8、故障支路误差、区内故障时流出母线电流占总故障电流的比例Ext%之间的关系表：,该表含义是，Kr与Ext成反比，即Kr选值越大在区内故障时允许流出母线的电流占总故障电流的份额越小；Kr选值越大在区外故障时允许故障支路的最大CT误差越大。 当Kr整定为2时，在区外故障时允许故障支路的最大CT误差为80%而母差不会误动，在区内故障时允许20%以下的总故障电流流出母线而母差不会拒动。其余类推。,GO TOP,23,故障分量复式比率差动原理与作用,根据叠加原理，故障分量电流有以下特点： 母线内部故障时，母线各支路同名相故障分量电流在相位上接近相等（即使故障前系统电源功角摆开）。 理论上，只要故障点过渡电阻不是，母线内部故障时故障分量电流的相位关系不会改变。 优点： 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,GO TOP,24,故障分量复式比率差动判据,故障分量复式比率差动判据动作表达式为：,GO TOP,25,由于电流故障分量的暂态特性，故障分量复式比率差动判据仅在和电流突变起动后的第一个周波投入,TA

9、(电流互感器)饱和检测元件,为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时，由于TA严重饱和出现差电流的情况下误动作，本装置根据TA饱和发生的机理、以及TA饱和后二次电流波形的特点设置了TA饱和检测元件，用来判别差电流的产生是否由区外故障TA饱和引起。 该饱和检测元件可以称之为自适应全波暂态监视器。该监视器判别区内故障情况下截然不同于区外故障发生TA饱和情况下Id元件与Ir元件的动作时序，以及利用了TA饱和时差电流波形畸变和每周波都存在线形传变区等特点，可以准确检测出饱和发生的时刻，具有极强的抗TA饱和能力。,GO TOP,26,电压闭锁元件,式中Uab、Ubc、Uca为母线线电压，3U0为母线三倍零序电压，U2为母线负序电压，Uset、U0set、U2set分别为各电压闭锁定值。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动作，称为复合电压元件动作。本元件瞬时动作，动作后自动展宽40ms再返回。差动元件与失灵元件动作出口经相应母线段的相关复合电压元件闭锁。,GO TOP,27,故障母线选择逻辑,差动保护使用大差比率差动元件作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。 母线分列运行：大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值 母线互联运行：小差比率差动元件自动退出保护不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。,GO TOP,28,故障母线选择逻辑,Ir： 和电流突变量 Id： 差电流突变量 Id： 差电流起动元件 Ir： 和电流突变起动元件 Kr： 大差突变量比率差动元件 Kr： 大差复式比率差动元件,Kr1： I母突变量比率差动元件 Kr1： I母复式比率差动元件 Kz： 大差比率制动系数 Kz： 小差比率制动系数,GO TOP,29,故障分量复式比率差动,复式比率差动,起动元件,仅在和电流突变起动后的第一个周波投入,差回路的构成,差动回路是由一个母线大差动和几个各段母线小差动所组成的； 大差动是指除母联开关和分段开关以外的母线上所有其余支路电流所构成的差动

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