深圳南瑞B(yǎng)P-2CS微機母線保護

BP-2CS微機母線保護裝置9/28/2023甘德彬電話箱：gandb@BP-2CS裝置培訓大綱保護裝置簡介保護原理簡介硬件結(jié)構(gòu)簡介裝置使用說明裝置異常處理操作注意事項9/28/2023文檔題目2保護裝置簡介BP-2C(S)母線保護裝置是深圳南瑞科技有限公司研發(fā)的新一代微機型母線保護裝置。BP-2C(S)母線保護裝置的設計繼承了BP系列成熟的保護原理及豐富的現(xiàn)場運行經(jīng)驗，研制出高性能的硬件平臺，并以此為基礎提升軟件的邏輯處理能力，數(shù)字化技術應用平臺兼容能力，以及工程應用的自適應配置能力。其中“S”為BP-2C擴展型號，表示BP-2C裝置國網(wǎng)測試后定版版本。

9/28/2023文檔題目3保護裝置簡介BP-2CS母線保護裝置針對不同應用，按照硬件設計分為3類型號。

BP-2CS標準BP-2CS-H一個半接線BP-2CS-D分布式功能說明適用各類電壓等級，包括單母線、單母分段、雙母線、雙母單分段以及雙母雙分段在內(nèi)的各種主接線方式。硬件系統(tǒng)按照3取2方式冗余設計，專用于特高壓及超高壓電壓等級的一個半接線方式。分布式母線保護，按照保護間隔功能下放設計。適用于各電壓等級各類主接線。最大接線規(guī)模24個間隔16個間隔64個間隔機箱結(jié)構(gòu)14U整層機箱10U整層機箱主機為4U整層機箱子機為4U半層機箱9/28/2023文檔題目4保護原理簡介—功能概述BP-2CS微機母線保護裝置適用于1000kV及以下電壓等級，包括單母線、單母分段、雙母線、雙母單分段以及雙母雙分段在內(nèi)的各種主接線方式，母線上連接元件的最大規(guī)模為24個支路。對于中性點不接地系統(tǒng)，若母線保護僅接入兩相CT，母線上連接元件的最大規(guī)模為36個支路。適用于Q/GDW175—2008《變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設計規(guī)范》。實現(xiàn)母線差動保護、斷路器失靈保護、母聯(lián)失靈保護、母聯(lián)死區(qū)保護、CT斷線判別功能及PT斷線判別功能。其中差動保護與斷路器失靈保護可經(jīng)硬壓板、軟壓板及保護控制字分別選擇投退。母聯(lián)充電過流保護及母聯(lián)非全相保護可根據(jù)工程需求配置。9/28/2023文檔題目5保護原理簡介—差動保護綜述綜述

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，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用。 BP系列母差保護以此為基礎，結(jié)合微機數(shù)字處理的特點，發(fā)展出以分相瞬時值復式比率差動元件為主的一整套電流差動保護方案。9/28/2023文檔題目6保護原理簡介—電流計算大差和電流及差電流定義和電流是指母線上所有連接元件電流的絕對值之和,公式如下:差電流是指母線上所有連接元件電流和的絕對值,公式如下:大差‘差電流’與‘和電流’計算特點:計算與刀閘開入無關，但需考慮CT變比折算。分相計算。9/28/2023文檔題目7保護原理簡介—差動起動元件起動判據(jù)和電流突變量判據(jù)(快動)：當任一相的和電流突變量大于突變量門坎時，該相起動元件動作,表達式如下：差電流越限判據(jù)(慢動)：當任一相的差電流大于差電流門坎定值時，該相起動元件動作,表達式如下：啟動元件一旦動作后自動展寬20ms，再根據(jù)啟動元件返回判據(jù)決定該元件何時返回。當任一相差電流小于差動保護啟動電流定值的95%，且各支路的該相相電流均小于1.2倍的額定電流時，該相啟動元件返回。其表達式為：

9/28/2023文檔題目8保護原理簡介—差動動作元件復式比率差動判據(jù)

復式比率差動判據(jù)相對于傳統(tǒng)的比率制動判據(jù)，由于在制動量的計算中引入了差電流，使其在母線區(qū)外故障時有極強的制動特性，在母線區(qū)內(nèi)故障時無制動，因此能更明確地區(qū)分區(qū)外故障和區(qū)內(nèi)故障。差動保護比率制動系數(shù)不需整定，比率制動系數(shù)高值固定為1.0，比率制動系數(shù)低值固定為0.3。

9/28/2023文檔題目9

保護判斷高低值的依據(jù)！實際上是以有無獨立母線運行為依據(jù)的，只要裝置認為不存在獨立運行母線，大差系數(shù)就采用高值。如：倒閘操作時，小差退出，大差是采用系數(shù)高值，即使在分列運行狀態(tài)，只要互聯(lián)了，大差都是采用高值。

保護原理簡介—比率制動系數(shù)理想狀態(tài)下區(qū)內(nèi)故障 Id=常量; Ir=Id; Ir–Id=0; Id>Kr*(Ir–Id)=0

區(qū)內(nèi)無制動。區(qū)外故障 Id=I1–I2=0;Ir=I1+I2=常量; Id<Kr*(Ir–Id)

區(qū)外可靠制動。IdIdI=0Id=0I1I2=I19/28/2023文檔題目10保護原理簡介—比率制動系數(shù)影響KR值的2個因素考慮區(qū)內(nèi)故障時有電流流出母線 例：母線分列運行或故障電流經(jīng)近距離雙回線流出。 Id=常量; Ir=Ext%Id+(1+Ext%)Id; Ir–Id=Ext%Id+(1+Ext%)Id–Id=2Ext%Id; Id/(Ir–Id)=Id/2Ext%Id=1/(2Ext%)>krIdExt%IdId+Ext%Id9/28/2023文檔題目11保護原理簡介—比率制動系數(shù)影響KR值的2個因素考慮區(qū)外故障時故障支路一次與二次的傳變誤差 Id=1–(1–δ)=δ; Ir=1+(1–δ)=2–δ; Ir–Id=(2–δ)–δ=2–2δ; Id/(Ir–Id)=δ/(2–2δ)<kr1-δ1若令總流入電流為1，則總流出電流為1-δ，差電流為δ9/28/2023文檔題目12保護原理簡介—差動動作元件差回路構(gòu)成差動回路是由大差動和幾個各段母線小差動所組成的；大差比率差動元件作為區(qū)內(nèi)故障判別元件；小差比率差動元件作為故障母線選擇元件；大差與小差區(qū)別大差比率差動’差電流’與’和電流’計算與刀閘無關.大差比率差動’差電流’與’和電流’計算不計母聯(lián)電流.思考：計算大差時，什么時候考慮聯(lián)絡開關電流？

9/28/2023文檔題目13保護原理簡介—差動動作元件電壓閉鎖元件

式中：Ua、Ub

、Uc為母線相電壓，3U0為母線三倍零序電壓，U2為母線負序電壓。電壓開放條件為或邏輯，即三個判據(jù)中的任何一個被滿足，該段母線的電壓閉鎖元件就會開放，稱為復合電壓元件動作。對于中性點不接地系統(tǒng)，單相接地允許運行一段時間，在此期間內(nèi)電壓閉鎖不開放。由廠家進行出廠設置，母線保護低電壓判據(jù)改為線電壓判據(jù)，同時取消零序電壓判據(jù)。電壓定值分為差動電壓閉鎖定值與失靈復合電壓閉鎖定值。差動電壓閉鎖定值內(nèi)部固定。中性點接地系統(tǒng)低電壓閉鎖定值固定為0.7額定相電壓，零序電壓閉鎖定值3U0固定為6V，負序電壓閉鎖定值U2（相電壓）固定為4V。中性點不接地系統(tǒng)，低電壓閉鎖定值固定為0.7額定線電壓，零序電壓閉鎖退出，負序電壓閉鎖定值U2（相電壓）固定為4V。內(nèi)部定值單9/28/2023文檔題目14保護原理簡介—差動動作元件CT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CT嚴重飽和出現(xiàn)差電流的情況下誤動作，本裝置根據(jù)CT飽和發(fā)生的機理、以及CT飽和后二次電流波形的特點設置了CT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CT飽和引起。該元件稱之為基于暫態(tài)飽和全程測量的可變特性差動算法。在母線區(qū)內(nèi)故障情況下和母線區(qū)外故障CT飽和情況下元件與元件的動作時序截然不同，并且CT飽和時雖然差電流波形畸變但每周波都存在線形傳變區(qū)，且暫態(tài)飽和波形中存在豐富的諧波分量，可以準確檢測出CT飽和發(fā)生時刻，并實時調(diào)整差動相關算法，具有極強的抗CT飽和能力。

9/28/2023文檔題目15保護原理簡介—運行方式分析聯(lián)絡開關分位的判斷條件正常運行狀態(tài)下

“分裂壓板”和TWJ開入取“與”邏輯，兩者都為1，判為聯(lián)絡開關分裂運行，封聯(lián)絡開關CT，其電流不計入小差回路；要求運行人員在聯(lián)絡開關斷開后，投入對應聯(lián)絡開關的“分裂壓板”；在合聯(lián)絡開關前，退出“分裂壓板”。母差保護已動作且未返回狀態(tài)下

在聯(lián)絡開關（不包括雙母雙分的分段開關）連接的任一段母線的差動保護已動作且保護未返回的狀態(tài)下，TWJ開入為1，即判為聯(lián)絡開關分裂運行，經(jīng)死區(qū)延時后封聯(lián)絡開關CT。雙母雙分分段開關任何情況均取“分裂壓板”和TWJ“與”邏輯.9/28/2023文檔題目16保護原理簡介—運行方式分析母聯(lián)CT極性以雙母單分段為例！

各支路CT的極性端必須一致；裝置默認母聯(lián)1的CT極性同Ⅱ母上的支路，母聯(lián)2的CT極性同Ⅲ母上的支路，分段CT極性同Ⅱ母上的支路。正確的說法應該是“上母流向下母為正，右母流向左母為正”。因此，聯(lián)絡開關上CT的極性與母線的命名無關，但與其在裝置界面上的顯示位置有關。因此，需正確設置裝置上的各母線顯示位置，反映實際情況。

9/28/2023文檔題目17保護原理簡介—運行方式分析并列運行母聯(lián)開關合狀態(tài)。無互聯(lián)及分列壓板投入。大差比率差動元件采用比率制動系數(shù)高值。分列運行分列壓板投入且母聯(lián)開關分狀態(tài)。大差比率差動元件自動轉(zhuǎn)用比率制動系數(shù)低值。封母聯(lián)CT，母聯(lián)電流不計入小差。倒閘操作可預先投互聯(lián)壓板；依靠刀閘輔助接點自適應倒閘操作。小差比率差動元件自動退出，一旦發(fā)生故障同時切除兩段母線。9/28/2023文檔題目18保護原理簡介—母聯(lián)死區(qū)并列運行時母聯(lián)死區(qū)動作時間:

母聯(lián)開關動作時間＋母聯(lián)開關死區(qū)延時+差動動作時間。分列運行時母聯(lián)死區(qū)故障。9/28/2023文檔題目19保護原理簡介—母聯(lián)死區(qū)并列時母聯(lián)死區(qū)故障示意圖

試驗時，故障前兩段母線電壓必須正常。故障電流I2Ⅰ母線差動動作母聯(lián)死區(qū)Ⅰ母線Ⅱ母線故障電流I1母聯(lián)跳開Ⅰ母線小差：Id1=I2+I1Ik=I1>IdsetⅡ母線小差：Id2=I1=0–Ik母聯(lián)死區(qū)Ⅱ母線差動動作封母聯(lián)CT>Idset母聯(lián)死區(qū)延時到9/28/2023文檔題目20保護原理簡介—母聯(lián)死區(qū)分裂時母聯(lián)死區(qū)故障示意圖母聯(lián)死區(qū)Ⅰ母線Ⅱ母線故障電流I1Ⅰ母線小差：Id1=0Ik=I1Ⅱ母線小差：Id2=I1–Ik母聯(lián)死區(qū)Ⅱ母線差動動作封母聯(lián)CT處于分位>Idset9/28/2023文檔題目21保護原理簡介—母聯(lián)失靈只有母聯(lián)（分段）開關作為聯(lián)絡開關時，才啟動母聯(lián)（分段）失靈保護。思考：什么情況下不做聯(lián)絡開關？保護動作母聯(lián)起動母聯(lián)失靈。母聯(lián)失靈保護固定投入。9/28/2023文檔題目22保護原理簡介—充電于死區(qū)(1)國網(wǎng)標準化設計規(guī)范的7.2.1.h）要求：母線保護應能自動識別母聯(lián)（分段）的充電狀態(tài)，合閘于死區(qū)故障時，應瞬時跳母聯(lián)（分段），不應誤切除運行母線。故障示意圖如下：對于常規(guī)的母線保護邏輯，若母聯(lián)充電至死區(qū)故障（母聯(lián)CT靠近無源母線），因沒有故障電流流過母聯(lián)CT，無法通過啟動充電保護來閉鎖差動保護并切除母聯(lián)開關，差動保護將切除運行母線。運行母線故障電流檢修母線合母聯(lián)充電至死區(qū)故障母聯(lián)CT無電流9/28/2023文檔題目23保護原理簡介—充電于死區(qū)(2)BP-2CS母線保護裝置需要接入“充電手合”接點以確定充電開始時刻，完成充電至死區(qū)故障,詳見以下邏輯：大差滿足差流條件，且大于0.5IN。

9/28/2023文檔題目24保護原理簡介—充電于死區(qū)(3)保護邏輯要點充電預備狀態(tài)保護啟動時刻母聯(lián)TWJ狀態(tài)充電手合接點的有效期保護退出的條件9/28/2023文檔題目25保護原理簡介—充電于死區(qū)(4)保護調(diào)試方法現(xiàn)場使用狀態(tài)序列做，配合試驗儀開關量輸出接到手合接點開入位置，具體步驟如下：①：加正常電壓3s；②：正常電壓的基礎上給手合接點開入，0.1s（該狀態(tài)時間不能過短，否則無法判出手合接點有效，時間也不能過長，需要在判手合接點有效后300ms內(nèi)加入故障電流）；③：降一相電壓為故障電壓，在該相加故障電流，保證大差大于0.5IN，0.1s；注意，在實驗過程中TWJ開入始終給上。另外說明書上提到手合接點有效是“0”變“1”后展寬1000ms，這1000ms應該指的是判有效后自動展寬的時間，而判手合接點有效地需要的時間估計幾十ms就夠了。9/28/2023文檔題目26保護原理簡介—大差動作跳母聯(lián)母聯(lián)刀閘接地

動作行為：I母：Id1有，電壓正常，閉鎖；II母：Id2無，電壓降低，開放；大差：Id有，滿足差流門檻；則：大差動作跳母聯(lián)，切除故障。9/28/2023文檔題目27保護原理簡介—大差動作跳母聯(lián)母聯(lián)實際分，二次誤合。

動作行為：I母：Id1無，電壓降低，開放；II母：Id2有，電壓正常，閉鎖；大差：Id有，滿足差流門檻；則：大差動作跳母聯(lián)，母聯(lián)實際為分位，啟動母聯(lián)失靈，經(jīng)失靈延時，封母聯(lián)CT，I母差動動作，切除故障。9/28/2023文檔題目28保護原理簡介—斷路器失靈保護電流檢測元件線路支路失靈電流判據(jù)線路間隔采用分相開關：出現(xiàn)三相故障時，不考慮三相開關同時失靈。線路間隔采用三相聯(lián)動開關：出現(xiàn)三相故障時，開關失靈必然是三相失靈，故障線路間隔無零序及負序電流。增加電流突變啟動條件，0.04IN。定值要求：線路支路失靈相電流定值由裝置按判有無電流(0.04In)固定，不需整定?！笆ъ`零序電流定值”和“失靈負序電流定值”應按躲過所有支路最大不平衡電流整定。9/28/2023文檔題目29保護原理簡介—斷路器失靈保護

9/28/2023文檔題目30保護原理簡介—斷路器失靈保護主變支路失靈電流判據(jù)

電流定值均是基于基準CT變比的二次值?！叭嗍ъ`相電流定值”用于主變間隔過流判別，應按躲過所有變壓器支路最大負荷電流整定。9/28/2023文檔題目31保護原理簡介—斷路器失靈保護失靈復合電壓元件

失靈的電壓閉鎖元件，與差動的電壓閉鎖類似，也是以低電壓（相電壓）、負序電壓和3倍零序電壓構(gòu)成的復合電壓元件。只是使用的定值與差動保護不同，需要滿足線路末端故障時的靈敏度。同樣失靈出口動作，需要相應母線段的失靈復合電壓元件動作。失靈復壓解閉鎖元件

對于變壓器或發(fā)變組間隔，設置“主變失靈解閉鎖”的開入接點。當該支路“主變失靈解閉鎖”條件滿足時，解除該支路失靈保護電壓閉鎖，保證失靈保護可靠動作。對于部分地區(qū)雙母線接線母線保護的110kV線路支路也需要解除失靈保護電壓閉鎖的情況，增加各線路支路共用的“線路失靈解除復壓閉鎖”開入。9/28/2023文檔題目32保護原理簡介—斷路器失靈保護斷路器失靈保護出口邏輯

失靈出口時限

母線保護設置2個時限，是線路和變壓器支路啟動母線失靈保護共用定值。一時限跳母聯(lián)，二時限跳整段母線。如需同時切除，可整定為相同時間定值。失靈跟跳功能考慮：

不應用失靈跟跳本單元功能，失靈跟跳本單元解決線路保護及其跳閘回路無法跳閘問題，失靈跟跳本單元時限與線路勾三跳時限相同。線路保護雙配置，不考慮線路保護及其跳閘回路故障造成無法跳開關情況。變壓器斷路器失靈跳三側(cè)啟動邏輯

裝置差動動作時同時啟動動作的主變間隔失靈，不需外部接線。不考慮旁代主變時的解閉鎖和跳三側(cè)功能。9/28/2023文檔題目33保護原理簡介—斷路器失靈保護

9/28/2023文檔題目34保護原理簡介—充電過流保護(1)工程中未獨立配置獨立的母聯(lián)保護裝置時，可投入母聯(lián)（分段）充電過流保護，用于母線充電保護或作為線路的臨時保護使用。母聯(lián)充電過流保護為兩段式保護，兩段保護的電流定值、時間定值可獨立整定。Ⅰ段保護僅相電流過流，Ⅱ段保護為相電流或零序過流。僅判斷母聯(lián)過流條件，與母聯(lián)開關位置等其他條件無關，無充電保護退差動功能。充電過流保護軟壓板、硬壓板及充電過流控制字“與”邏輯關系，三者同時投入則充電過流保護投入。9/28/2023文檔題目35保護原理簡介—充電過流保護(2)9/28/2023文檔題目36保護原理簡介—母聯(lián)非全相保護母聯(lián)（分段）開關某相斷開，處于非全相運行時，可