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BP 2B微机母线保护装置 1 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界面操作装置异常处理操作注意事项 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 母联死区保护 母联非全相以及断路器失灵保护等功能 GOTOP 3 保护原理简介 差动保护综述 GOTOP 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 保护原理简介 电流计算 GOTOP 5 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 计算与刀闸开入无关 但需考虑CT变比折算 分相计算 保护原理简介 差动起动元件 GOTOP 6 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 表达式如下 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 该相起动元件动作 表达式如下 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 保护原理简介 差动动作元件 GOTOP 7 复式比率差动判据动作表达式 Id Ir Id Idset Kr 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 保护原理简介 差动动作元件 GOTOP 8 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 Idkr例 母线分列运行或故障电流经近距离双回线流出 保护原理简介 差动动作元件 GOTOP 9 影响KR值的2个因素 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 2 2 kr若令总流入电流为1 则总流出电流为1 差电流为 保护原理简介 差动动作元件 GOTOP 10 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 保护原理简介 差动动作元件 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 但是 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交区 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饱和情况下元件与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交区 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 差动保护仍能可靠地快速动作 以满足系统稳定要求 11 保护原理简介 运行方式分析 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 12 保护原理简介 运行方式分析 并列运行 母联开关合状态 无互联及分列压板投入 大差比率差动元件采用比率制动系数高值 分列运行 分列压板投入或母联开关分状态 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 13 保护原理简介 母联失灵及母联死区 母联死区延时 14 保护原理简介 母联保护分析 母联死区分析 并列运行时母联死区动作时间 母联开关灭弧时间 母联开关延时 差动动作时间 分列运行时母联死区故障 分列运行时母联开关位置错误 合位 时死区故障考虑 母联失灵分析 差动动作或充电动作起动母联失灵 母联失灵条件动作满足后通过封母联CT后差动满足动作条件跳闸 15 保护原理简介 电压闭锁元件 16 注意事项 1 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 称为复合电压元件动作 2 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 保护原理简介 TA断线 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 母线强制互联 互联信号 Id 0 08InId1 0 08InId2 0 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 GOTOP 17 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 GOTOP 18 保护原理简介 断路器失灵保护 1 与失灵起动装置配合 GOTOP 19 保护原理简介 断路器失灵保护 2 自带电流检测元件方式 GOTOP 20 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 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 GOTOP 21 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 GOTOP 22 保护原理简介 解除电压闭锁逻辑 GOTOP 23 EndofthisChapter 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 GOTOP 24 硬件概述 保护装置出口接点回路 独立的电压闭锁元件 实现出口硬件电压闭锁 GOTOP 25 保护主机 闭锁主机 母联单元不经电压闭锁 TJ BJ 硬件概述 机箱背面图 1 GOTOP 26 硬件概述 机箱背面图 2 GOTOP 27 硬件概述 机箱背面图 3 GOTOP 28 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 GOTOP 29 硬件概述光耦输入插件 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 GOTOP 30 硬件概述信号插件 BP333 以继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 GOTOP 31 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 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 GOTOP 32 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 先合361电源 背视左侧 再合360电源 背视右侧 GOTOP 33 EndofthisChapter 硬件概述 信号灯示意图 GOTOP 34 硬件概述 运行指示灯说明 GOTOP 35 装置正常运行指示灯 绿色 状态 注 1 除上表运行指示灯外 屏上其余红色灯为动作或告警灯 正常运行时应常灭 2 当母线停运时 屏上 闭锁开放 灯会常亮 属正常情况 硬件概述 告警指示灯说明 GOTOP 36 装置告警指示灯 红色 失灵I段动作 硬件概述 告警指示灯说明 GOTOP 37 装置告警指示灯 红色 失灵I段动作 硬件概述 告警指示灯说明 GOTOP 38 装置告警指示灯 红色 失灵I段动作 注 装置开入异常或开入变位时 进入查看菜单 查看事件记录 确认原因 硬件概述 告警指示灯说明 GOTOP 39 装置告警指示灯 红色 失灵I段动作 硬件概述 自检信息说明 GOTOP 40 失灵I段动作 保护异常或闭锁异常灯亮时 可操作面板按键 进入自检菜单 查看异常信息 硬件概述 自检信息说明 GOTOP 41 失灵I段动作 保护异常或闭锁异常灯亮时 可操作面板按键 进入自检菜单 查看异常信息 装置操作 主界面 GOTOP 42 装置操作 一级界面 GOTOP 43 装置操作 注意事项 电流回路 试验前在端子排外侧短接 在装置中确认没有电流流入装置后将连接片断开 电压回路 试验前打开电压空开 实验时电压加在空开后面 中性点不经空开 数字信号 投入检修状态压板 数字信号停止上送后台 接点信号 解除中央信号 录波起动 运动信号开出的正电源跳闸出口 打开跳闸出口压板 或解开跳闸出口线 GOTOP 44 EndofthisChapter 装置操作 定值设定 准备工作 预设定项目包括定值 保护控制字 CT变比 打印定值表 打印间隔单元 打印装置信息表确认装置当前使用的定值组别 定值区 定值表第一行为 当前定值组别 第X组在主接线的界面按上 下键看左下角显示的 定值组别X 当前定值组别设定 在 参数 保护控制字 中更改 保护控制字 中设定组别为当前运行定值组别 定值整定 在 整定 菜单 选择整定定值区 0 1组