母線保護原理

母線保護原理簡介歡迎各位專家蒞臨指導(dǎo)深圳南瑞科技有限公司祖連興電話：0755－83429900－678Email：zulx@9/21/2023BP-2B微機母線保護裝置特點介紹復(fù)式比率差動原理母線的其他保護配置硬件概述主接線形式定值整定通信9/21/20231文檔題目產(chǎn)品應(yīng)用專業(yè)從事電力系統(tǒng)自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及相關(guān)的工程設(shè)計與服務(wù)國內(nèi)最先通過省部級鑒定的BP系列微機母線保護裝置，在35KV－500KV電壓等級應(yīng)用中具有最優(yōu)異的運行業(yè)績，

BP系列微機母線保護裝置應(yīng)用5000余套ISA系列變電站綜合自動化系統(tǒng)，是國內(nèi)應(yīng)用最早、最成熟的綜自產(chǎn)品之一，并被列為全國城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造重點推薦產(chǎn)品新產(chǎn)品PRS系列超高壓成套變壓器保護、成套線路保護匯集了國內(nèi)目前最先進的控制與通訊技術(shù)所有產(chǎn)品均擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，先后通過了國家電力部、廣東省組織的成果鑒定，多次獲電力部科技進步獎GOTOP0755-33018***9/21/20232文檔題目研制背景BP-2B型微機母線保護是深圳南瑞科技有限公司研制開發(fā)的，是BP-2A型微機母線保護的升級產(chǎn)品。BP型微機母線保護在國內(nèi)運行超過五千套。運行情況良好。BP-2B型微機母線保護繼承了原有的保護原理和運行經(jīng)驗，在裝置硬件和機柜結(jié)構(gòu)上做了進一步的改進。GOTOP9/21/20233文檔題目適用范圍BP-2B微機母線保護裝置，適用于500kV及以下電壓等級，包括單母線、單母分段、雙母線、雙母分段以及3/2接線在內(nèi)的各種主接線方式，最大主接線規(guī)模為36個間隔。實現(xiàn)母線差動保護、母聯(lián)充電保護、母聯(lián)過流保護、母聯(lián)失靈（或死區(qū)）保護、母聯(lián)非全相以及斷路器失靈保護出口等功能。GOTOP9/21/20234文檔題目特點介紹母線保護差動元件由分相復(fù)式比率差動判據(jù)和分相突變量復(fù)式比率差動判據(jù)構(gòu)成。復(fù)式比率差動判據(jù)由于在制動量的計算中引入了差電流，使其在母線區(qū)外故障時有很強的制動特性，在母線區(qū)內(nèi)故障時無制動，因此能更明確的區(qū)分區(qū)外故障和區(qū)內(nèi)故障。GOTOP9/21/20235文檔題目特點介紹差動元件本裝置采用電流故障分量分相差動構(gòu)成復(fù)式比率差動判據(jù)。為有效減少負(fù)荷電流對差動保護靈敏度的影響，進一步減少故障前系統(tǒng)電源功角關(guān)系對保護動作特性的影響，提高保護切除過渡電阻接地故障的能力，故障分量為當(dāng)前電流采樣值減一周波前的采樣值。故障分量復(fù)式比率差動判據(jù)僅在故障啟動后的第一周波內(nèi)投入，并受低制動系數(shù)的復(fù)式比率差動判據(jù)閉鎖。GOTOP9/21/20236文檔題目特點介紹母線運行方式的電流校驗本裝置引入隔離刀閘的輔助接點實現(xiàn)對母線運行方式的自適應(yīng)。同時用各支路電流和電流分布來校驗刀閘輔助接點的正確性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)刀閘輔助接點狀態(tài)與實際不符，即發(fā)出“開入異?！备婢盘?，在狀態(tài)確定的情況下自動修正錯誤的刀閘接點。GOTOP9/21/20237文檔題目特點介紹抗TA飽和為防止母線差動保護在母線近端發(fā)生區(qū)外故障時，由于TA嚴(yán)重飽和出現(xiàn)差電流的情況下誤動作，本裝置根據(jù)TA飽和發(fā)生的機理、以及TA飽和后二次電流波形的特點設(shè)置了TA飽和檢測元件，用來判別差電流的產(chǎn)生是否由區(qū)外故障TA飽和引起。該飽和檢測元件可以稱之為自適應(yīng)全波暫態(tài)監(jiān)視器。該監(jiān)視器判別區(qū)內(nèi)故障情況下截然不同于區(qū)外故障發(fā)生TA飽和情況下ΔId元件與ΔIr元件的動作時序，以及利用了TA飽和時差電流波形畸變和每周波都存在線形傳變區(qū)等特點，可以準(zhǔn)確檢測出飽和發(fā)生的時刻，具有極強的抗TA飽和能力。

GOTOP9/21/20238文檔題目特點介紹母線分列運行的考慮故障時有較大電流流出時，大差比率系數(shù)采用比率系數(shù)低值定值，提高差動保護的靈敏度。封母聯(lián)CT，以保證死區(qū)故障的速動性和可靠性。GOTOP9/21/20239文檔題目特點介紹裝置硬件配置裝置采用標(biāo)準(zhǔn)整體機箱，分三層固定，整體面板。強電機箱后面連接。弱電在機箱前面布置。插件按母線上的元件設(shè)計，配置靈活，易于擴展。插件互換性強，各主要插件可完全互換，調(diào)試及維護方便。各電源模塊完全獨立。獨立的電壓閉鎖元件。GOTOP9/21/202310文檔題目特點介紹輔助功能液晶屏幕大，320×240點陣，顯示內(nèi)容豐富，可以顯示菜單窗口、事件記錄、主接線圖、錄波波形、自檢信息等內(nèi)容；標(biāo)配兩個485，103規(guī)約；最多支持三個以太網(wǎng)，61850通訊；提供GPS接點、差分方式校時接口。GOTOP9/21/202311文檔題目技術(shù)參數(shù)保護整組動作時間小于15ms。介質(zhì)強度實驗 GB14598.11，Ⅲ級沖擊電壓實驗 GB14598.12，Ⅲ級輻射電磁場干擾 GB14598.9，Ⅲ級快速瞬變干擾 GB14598.10，Ⅳ級脈沖群干擾實驗 GB14598.13，Ⅲ級靜電放電實驗 GB14598.14，Ⅲ級EndofthisChapterGOTOP9/21/202312文檔題目母線差動保護各種類型的母線保護就其對母線接線方式、電網(wǎng)運行方式、故障類型以及故障點過渡電阻等方面的適應(yīng)性來說，仍以按電流差動原理構(gòu)成的母線保護為最佳。帶制動特性的差動繼電器（亦即比率差動繼電器），采用一次的穿越電流作為制動電流，以克服區(qū)外故障時由于電流互感器（以下稱TA）誤差而產(chǎn)生的差動不平衡電流，在高壓電網(wǎng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。BP系列母差保護以此為基礎(chǔ)，結(jié)合微機數(shù)字處理的特點，發(fā)展出以分相瞬時值復(fù)式比率差動元件為主的一整套電流差動保護方案。GOTOP9/21/202313文檔題目“和電流”與“差電流”和電流差電流GOTOP9/21/202314文檔題目起動元件1、和電流突變量判據(jù)：2、差電流越限判據(jù)：3、起動元件返回判據(jù)：GOTOP9/21/202315文檔題目差動元件復(fù)式比率差動判據(jù)動作表達式：IdIr-IdIdsetKr其中Id為母線上各元件的矢量和，即差電流。Ir為母線上各元件的標(biāo)量和，即和電流。Idset為差電流門坎定值；Kr為復(fù)式比率系數(shù)（制動系數(shù)）若忽略CT誤差和流出電流的影響，在區(qū)外故障時，Id=0，0/Ir為0；在區(qū)內(nèi)故障時，Id=Ir，Id/0為∞。由此可見，復(fù)式比率差動繼電器能非常明確地區(qū)分區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，Kr值的選取范圍達到最大，即從0到∞。GOTOP9/21/202316文檔題目復(fù)式比率差動判據(jù)若考慮區(qū)內(nèi)故障時有Ext%的總故障電流流出母線，則此時的比率制動系數(shù)為：Kr=Id/(Id+Ext%Id+Ext%Id-Id)=1/(2Ext%)

IdExt%IdId+Ext%IdGOTOP9/21/202317文檔題目復(fù)式比率差動判據(jù)若考慮區(qū)外故障時故障支路的CT誤差達到δ，而其余支路的CT誤差忽略不計，則此時的比率制動系數(shù)為:Kr=δ/(1+1-δ-δ)=δ/(2-2δ)

若令總流入電流為1，則總流出電流為1－δ，差電流為δ

1-δ1GOTOP9/21/202318文檔題目復(fù)式比率差動判據(jù)復(fù)式比率系數(shù)Kr和故障支路誤差δ、區(qū)內(nèi)故障時流出母線電流占總故障電流的比例Ext%之間的關(guān)系表： KrExt%δ%14067220803158541288該表含義是，Kr與Ext成反比，即Kr選值越大在區(qū)內(nèi)故障時允許流出母線的電流占總故障電流的份額越??；Kr選值越大在區(qū)外故障時允許故障支路的最大CT誤差越大。當(dāng)Kr整定為2時，在區(qū)外故障時允許故障支路的最大CT誤差為80%而母差不會誤動，在區(qū)內(nèi)故障時允許20%以下的總故障電流流出母線而母差不會拒動。其余類推。GOTOP9/21/202319文檔題目TA(電流互感器)飽和檢測元件

為防止母線差動保護在母線近端發(fā)生區(qū)外故障時，由于TA嚴(yán)重飽和出現(xiàn)差電流的情況下誤動作，本裝置根據(jù)TA飽和發(fā)生的機理、以及TA飽和后二次電流波形的特點設(shè)置了TA飽和檢測元件，用來判別差電流的產(chǎn)生是否由區(qū)外故障TA飽和引起。該飽和檢測元件可以稱之為自適應(yīng)全波暫態(tài)監(jiān)視器。該監(jiān)視器判別區(qū)內(nèi)故障情況下截然不同于區(qū)外故障發(fā)生TA飽和情況下ΔId元件與ΔIr元件的動作時序，以及利用了TA飽和時差電流波形畸變和每周波都存在線形傳變區(qū)等特點，可以準(zhǔn)確檢測出飽和發(fā)生的時刻，具有極強的抗TA飽和能力。GOTOP9/21/202320文檔題目電壓閉鎖元件式中Uab、Ubc、Uca為母線線電壓，3U0為母線三倍零序電壓，U2為母線負(fù)序電壓，Uset、U0set、U2set分別為各電壓閉鎖定值。三個判據(jù)中的任何一個被滿足，該段母線的電壓閉鎖元件就會動作，稱為復(fù)合電壓元件動作。本元件瞬時動作，動作后自動展寬40ms再返回。差動元件與失靈元件動作出口經(jīng)相應(yīng)母線段的相關(guān)復(fù)合電壓元件閉鎖。GOTOP9/21/202321文檔題目故障母線選擇邏輯差動保護使用大差比率差動元件作為區(qū)內(nèi)故障判別元件；使用小差比率差動元件作為故障母線選擇元件。母線分列運行：大差比率差動元件自動轉(zhuǎn)用比率制動系數(shù)低值母線互聯(lián)運行：小差比率差動元件自動退出——保護不進行故障母線的選擇，一旦發(fā)生故障同時切除兩段母線。F&Q：互聯(lián)運行方式下，母線保護復(fù)合電壓閉鎖取哪一段母線電壓？GOTOP9/21/202322文檔題目故障母線選擇邏輯與與與或與與全波飽和檢測或I母差動復(fù)合電壓動作與I母出口ΔIr： 和電流突變量ΔId： 差電流突變量Id： 差電流起動元件ΔIr： 和電流突變起動元件ΔKr： 大差突變量比率差動元件Kr： 大差復(fù)式比率差動元件ΔKr1： I母突變量比率差動元件Kr1： I母復(fù)式比率差動元件Kz： 大差比率制動系數(shù)Kz’： 小差比率制動系數(shù)故障分量復(fù)式比率差動復(fù)式比率差動起動元件僅在和電流突變起動后的第一個周波投入GOTOP9/21/202323文檔題目差回路的構(gòu)成差動回路是由一個母線大差動和幾個各段母線小差動所組成的；大差動是指除母聯(lián)開關(guān)和分段開關(guān)以外的母線上所有其余支路電流所構(gòu)成的差動回路；某段母線小差動是指與該段母線相連接的各支路電流構(gòu)成的差動回路，其中包括了與該段母線相關(guān)聯(lián)的母聯(lián)開關(guān)和分段開關(guān)；母線上所有元件極性相同，母聯(lián)CT極性同II母線上元件極性；大差動判別母線故障，小差動判別故障母線。GOTOP9/21/202324文檔題目差回路的構(gòu)成并列運行時倒閘操作：可預(yù)先投互聯(lián)壓板；可預(yù)先設(shè)定保護控制字中的“強制母線互聯(lián)”軟壓板，強制母線互聯(lián)；依靠刀閘輔助接點自適應(yīng)倒閘操作；此時差動回路改為一個母線大差動。GOTOP9/21/202325文檔題目差回路的構(gòu)成母線分列運行時：可分列運行后投分列壓板強制（注意預(yù)合母聯(lián)開關(guān)前，應(yīng)將壓板退出）；依靠母聯(lián)開關(guān)接點自適應(yīng)分列運行操作（僅常閉接點合，常開接點斷，裝置認(rèn)為母聯(lián)開關(guān)斷開）；此時母聯(lián)電流退出小差動回路；大差比率制動系數(shù)降為低值；GOTOP9/21/202326文檔題目母線分列運行的說明(1)如圖所示，母線分列運行時，Ⅱ母故障，Ⅰ母上的負(fù)荷電流仍然可能流出母線。特別是在Ⅰ、Ⅱ母線分別接大，小電源或者母線上有近距離雙回線時，電流流出母線的現(xiàn)象特別嚴(yán)重。此時，大差靈敏度下降。因此，裝置的大差比率元件采用2個定值，母線并列運行時，用比率系數(shù)高值；母線分列運行時，用比率系數(shù)低值。裝置根據(jù)母線運行狀態(tài)自動切換定值。GOTOP9/21/202327文檔題目母線分列運行的說明(2)母線分列運行時，死區(qū)故障，故障點位于母聯(lián)的開關(guān)和TA之間。此時，按差電流回路，Ⅰ母差動動作，然后啟動母聯(lián)失靈跳Ⅱ母，如果兩母線的復(fù)合電壓閉鎖均開放，則造成母線完全退出運行。如果故障時Ⅰ母復(fù)合電壓閉鎖不開放（故障點在Ⅱ母），Ⅱ母復(fù)合電壓閉鎖開放，會造成保護拒動。因此，在母線分列運行時，裝置封母聯(lián)TA，若發(fā)生圖3.14所示故障時，差動保護直接出口跳Ⅱ母。裝置通過自動和手動兩種方式判別母線是并列運行還是分列運行。自動方式是將母聯(lián)（分?jǐn)啵╅_關(guān)的常開和常閉輔助接點引入裝置的端子，若開關(guān)的常開和常閉接點不對應(yīng)，裝置默認(rèn)為開關(guān)合，同時發(fā)開入異常告警信號；手動方式是運行人員在母聯(lián)（分段）開關(guān)斷開后，投“母線分列壓板”，在合母聯(lián)（分段）開關(guān)前，退出該壓板。以上兩種方式中，手動方式優(yōu)先級最高。即，若投“母線分列壓板”，裝置認(rèn)為母線分列運行。若退“母線分列壓板”，裝置根據(jù)自動方式判別母線運行狀態(tài)。ЗGOTOP9/21/202328文檔題目注意事項由于母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)的正確讀入對本保護的重要性，所以我們建議將DL的常開接點（或HWJ）和常閉接點（TWJ）同時引入裝置，以便相互校驗。對分相斷路器，要求將三相常開接點并聯(lián)，將三相常閉接點串聯(lián)。EndofthisChapterGOTOP9/21/202329文檔題目母線的其它保護配置母聯(lián)（分段）失靈和死區(qū)保護；母聯(lián)（分段）充電保護；母聯(lián)（分段）過流保護；電流回路斷線閉鎖；電壓回路斷線告警；斷路器失靈保護出口；母聯(lián)非全相保護GOTOP9/21/202330文檔題目母聯(lián)(分段)失靈、死區(qū)保護GOTOP延時50ms

差動動作

充電動作母聯(lián)失靈延時

或或封母聯(lián)TA

母聯(lián)失靈過流母聯(lián)開關(guān)分位大差復(fù)式比率動作I母小差復(fù)式比率動作

I母差動復(fù)合電壓與II母小差復(fù)式比率動作

II母差動復(fù)合電壓

與與與I母出口

II母出口死區(qū)失靈9/21/202331文檔題目外部啟動母聯(lián)失靈

外部啟動母聯(lián)失靈接點合與母聯(lián)失靈過流母聯(lián)失靈延時

II母差動復(fù)合電壓動作I母差動復(fù)合電壓動作跳II母跳I母GOTOPF&Q:母聯(lián)失靈與母聯(lián)死區(qū)的區(qū)別在哪里？9/21/202332文檔題目母聯(lián)(分段)充電保護充電保護投入或充電出口延時與跳母聯(lián)

有流門坎為0.04InIka：母聯(lián)A相電流Ikb：母聯(lián)B相電流Ikc：母聯(lián)C相電流Ic：充電保護電流定值與閉鎖母差展寬200ms與充電保護投入一段母線失壓充電保護壓板合母分開關(guān)已斷充電閉鎖母差充電保護退出差動恢復(fù)

Ika由無至有Ikb由無至有Ikc由無至有或充電軟壓板投入GOTOP9/21/202333文檔題目母聯(lián)(分段)過流保護Ika：母聯(lián)A相電流Ikb：母聯(lián)B相電流Ikc：母聯(lián)C相電流3Ik0：母聯(lián)零序電流Ik：母聯(lián)過流定值3I0k：母聯(lián)過流零序定值

或母聯(lián)過流出口延時

與跳母聯(lián)過流保護壓板合GOTOP9/21/202334文檔題目注意事項檢修母線充電之前必須退出母差的“母線分列壓板”。母聯(lián)（分段）過流保護可以作為母線解列保護，也可以作為線路（變壓器）的臨時應(yīng)急保護。母聯(lián)（分段）過流保護壓板投入后，當(dāng)母聯(lián)任一相電流大于母聯(lián)過流定值，或母聯(lián)零序電流大于母聯(lián)零序過流定值時，經(jīng)可整延時跳開母聯(lián)開關(guān)，不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。

GOTOP9/21/202335文檔題目電流回路斷線閉鎖或延時9S

閉鎖母差

TA斷線信號

Ida>Id-ctIdb>Id-ctIdc>Id-ctIda：A相大差電流Idb：B相大差電流Idc：C相大差電流Id-ct：TA斷線定值TA斷線邏輯框圖與延時200ms

母線強制互聯(lián)

互聯(lián)信號

Id1≥0.08InId2≥0.08In大差不啟動聯(lián)絡(luò)斷路器TA斷線邏輯框圖由于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的電流不計入大差，母聯(lián)（分段）電流回路斷線時上一判據(jù)并不會滿足。母聯(lián)（分段）電流回路斷線，并不會影響保護對區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障的判別，只是會失去對故障母線的選擇性。因此，聯(lián)絡(luò)開關(guān)電流回路斷線不需閉鎖差動保護，只需轉(zhuǎn)入母線互聯(lián)（單母方式）即可。GOTOP9/21/202336文檔題目電壓電流回路斷線告警某一段非空母線失去電壓，延時9秒發(fā)TV斷線告警信號。除了該段母線的復(fù)合電壓元件將一直動作外，對保護沒有其他影響。GOTOP9/21/202337文檔題目母線運行方式的電流校驗本裝置引入隔離刀閘的輔助接點實現(xiàn)對母線運行方式的自適應(yīng)。同時用各支路電流和電流分布來校驗刀閘輔助接點的正確性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)刀閘輔助接點狀態(tài)與實際不符，即發(fā)出‘開入異常’告警信號，在狀態(tài)確定的情況下自動修正