BP2B微机母线保护装置技术说明书

1、目目 录录 1概述概述.3 1.1 应用范围.3 1.2 保护配置.3 1.3 主要特点.3 2技术参数技术参数.3 2.1 额定参数.3 2.2 功耗.4 2.3 交流回路过载能力.4 2.4 输出接点容量.4 2.5 装置内电源.4 2.6 主要技术指标.4 2.7 环境条件.4 2.8 电磁兼容.5 2.9 绝缘与耐压.5 2.10 通讯.5 2.11 机械性能.5 3装置原理装置原理.5 3.1 母线差动保护.5 3.1.1 起动元件.6 3.1.2 差动元件.6 3.1.3 TA（电流互感器）饱和检测元件.8 3.1.4 电压闭锁元件.8 3.1.5 故障母线选择逻辑.9 3.1.6

2、 差动回路和出口回路的切换.10 3.2 母联（分段）失灵和死区保护.12 3.3 母联（分段）充电保护.13 3.4 母联（分段）过流保护.14 3.5 电流回路断线闭锁.15 3.6 电压回路断线告警.16 3.7 母线运行方式的电流校验.16 3.8 断路器失灵保护出口.16 3.8.1 与失灵起动装置配合方式.16 3.8.2 自带电流检测元件方式.17 3.8.3 失灵电压闭锁元件.17 3.8.4 母线分列运行的说明.18 4整定方法与参数设置整定方法与参数设置.19 4.1 参数设置的说明.19 4.1.1 装置固化参数.19 4.1.2 装置系统参数.19 4.1.3 装置使用

3、参数.20 4.2 整定值清单.21 4.3 整定方法.22 4.3.1 母差保护定值整定方法.22 4.3.2 断路器失灵保护出口定值整定方法.24 4.3.3 母联失灵保护定值整定方法.25 4.3.4 充电保护定值整定方法.25 4.3.5 母联过流保护定值整定方法.25 4.3.6 TA断线定值整定方法.25 4.3.7 失灵保护过流定值整定方法.25 5装置硬件介绍装置硬件介绍.26 5.1 硬件概述.26 5.2 机箱结构与面板布置.26 5.3 机箱背面布置和插件功能简介.29 5.3.1 主机插件 BP320.31 5.3.2 管理机插件 BP321.31 5.3.3 保护单元

4、插件 BP330.31 5.3.4 光耦输入、输出和电源检测插件 BP331.31 5.3.5 电压闭锁插件 BP332.32 5.3.6 出口信号、告警信号插件 BP333.32 5.3.7 辅助电流互感器插件 BP310.32 5.3.8 辅助电压互感器插件 BP311.32 5.3.9 电源模块插件 BP360、BP361.32 5.4 装置原理图.32 6装置使用说明装置使用说明.34 6.1 界面显示.34 6.1.1 主界面.34 6.1.2 一级界面.35 6.1.3 二级界面.38 6.2 装置调试与投运.40 6.2.1 调试资料准备.40 6.2.2 试验仪器.41 6.2

5、.3 通电前检查.41 6.2.4 上电检查.41 6.2.5 预设.41 6.2.6 定值整定.42 6.2.7 整机调试.42 6.2.8 投入运行与操作.46 6.3 注意事项.47 1 概述概述 1.1 应用范围应用范围 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 接线在内的各种主接线方式，最大主接线规模为 36 2 1 1 个间隔（线路、元件和联络开关） 。 1.2 保护配置保护配置 BP-2B 微机母线保护装置可以实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、 母联失灵（或死区）保护、以及断路器失灵保护出口等功能。

6、 1.3 主要特点主要特点 快速、高灵敏复式比率差动保护，整组动作时间小于 15ms； 自适应全波饱和检测器，差动保护在区外饱和时有极强的抗饱和能力，又能快 速切除转换性故障，适用于任何按技术要求正确选型的保护电流互感器； 允许 TA 型号、变比不同，TA 变比可以现场设定； 母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误； 超大的汉字液晶显示，查询、打印、校时等操作，不影响保护运行； 完善的事件和运行报文记录，与 COMTRADE 兼容的故障录波，录波波形液晶 即时显示； 灵活的后台通讯方式，配有 RS-232、RS-485 通讯接口，支持电力行业标准通 讯规约 DL/T667-19

7、99（IEC60870-5-103） ； 采用插件强弱电分开的新型结构，装置电磁兼容特性满足就地布置运行的要求。 2 技术参数技术参数 2.1 额定参数额定参数 直流电压： 220V ，110V 允许偏差：-20% +15% 交流电压： 100/V3 交流电流： 5A ，1A 频率：50HZ 打印机工作电压：交流 220V 2.2 功耗功耗 直流电源回路： 50W （常态） 75W （保护动作瞬间） 交流电压回路： 0.5VA/相 交流电流回路： 1 VA/相 (In=5A) 0.5VA/相 (In=1A) 2.3 交流回路过载能力交流回路过载能力 交流电压： 2Un - 持续工作 交流电流：

8、 2In - 持续工作 30In - 10s 40In - 1s 2.4 输出接点容量输出接点容量 允许长期通过电流： 5A 允许短时通过电流： 10A , 1s 2.5 装置内电源装置内电源 工作电源： +5V (3%) 15V(3% ) 出口电源： +24V(5%) 2.6 主要技术指标主要技术指标 母差保护整组动作时间： 15 ms ( 差流 Id2 倍差流定值 ) 出口保持时间： 200ms ； 80ms（用于接线时） 返回时间： Idset 全波饱和检测 切除母联、I母线 各单元及空线路 大差复式比率差动动作 I母小差复式比率差动动作 大差故障分量复式比率差动动作 与 与 I母小差故

9、障分量复式比率差动动作 第一周波投入 I母差动复合电压动作 与 或 与 irIdset 图 3.1.2 母差保护逻辑框图 3.1.5 故障母线选择逻辑故障母线选择逻辑 3.1.2 节中提及的大差比率差动元件与小差比率差动元件各有特点。大差比率差动 元件的差动保护范围涵盖各段母线，大多数情况下不受运行方式的控制；小差比率差动 元件受当时的运行方式控制，但差动保护范围只是相应的一段母线，具有选择性。 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 2 1 1 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

10、，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。 考虑到分段母线的联络开关断开的情况下发生区内故障，非故障母线段有电流流出 母线，影响大差比率元件的灵敏度，大差比率差动元件的比率制动系数可以自动调整。 联络开关处于合位时（母线并列运行） ，大差比率制动系数与小差比率制动系数相同

11、（可整定） ；当联络开关处于分位时（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（也可整定） 。 母线上的连接元件倒闸过程中，两条母线经刀闸相连时（母线互联） ，装置自动转 入母线互联方式 （非选择方式 ）不进行故障母线的选择，一旦发生故障同 时切除两段母线。当运行方式需要时，如母联操作回路失电，也可以投“互联压板” 或设定保护控制字保护控制字中的强制母线互联软压板，强制保护进入互联方式。 母线大差动作 I母小差动作 I母差动复合电压动作 切除I母线各单元及空线路 II母小差动作 II母差动复合电压动作 I/II母互联 切除II母线各单元及空线路 或 与 与 与 切除母联 切除

12、母线上所有单元 切除母联 3.2 母差保护选择逻辑框图 3.1.6 差动回路和出口回路的切换差动回路和出口回路的切换 以上几节全面阐述了本装置的母线差动保护方案，包括起动、差动判据、饱和检 测、电压闭锁、故障母线选择在内的各个环节及相互之间逻辑关系。下面将举例详细 说明差动回路和出口回路的形成。其实这里所说的差动回路和出口回路只是 借用传统保护的概念，微机母线差动保护装置中并不存在这样的硬件回路，各连接元 件三相电流和刀闸位置全部都已转换成为数字量，由程序流程来实现切换。因此装置 的差动回路和出口回路可以说是实时地无触点地（非继电器）切换。 3.1.6.1双母线接线双母线接线 以 I1，I2，

13、-，In 表示各元件电流数字量； 以 Ilk 表示母联电流数字量； 以 S11，S12，-，S1n表示各元件 I 母刀闸位置，0 表示刀闸分，1 表示刀闸合； 以 S21，S22，-，S2n表示各元件 II 母刀闸位置； 以 Slk 表示母线并列运行状态，0 表示分列运行，1 表示并列运行； 各元件各元件 TA 的极性端必须一致；一般母联只有一侧有的极性端必须一致；一般母联只有一侧有 TA，装置默认母联，装置默认母联 TA 的极的极 性与性与 II 母上的元件一致。母上的元件一致。 则差流计算公式为： 大差电流Id = I1 + I2 + - + In I 母小差电流Id1 = I1 * S1

14、1+ I2* S12 + - + In* S1n Ilk * Slk II 母小差电流Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + In* S2n + Ilk * Slk 以 T1，T2，-，Tn表示差动动作于各元件逻辑，0 表示不动作，1 表示动作； 以 Tlk 表示差动动作于母联逻辑； 以 F1，F2 分别表示 I 母、II 母故障，0 表示无故障，1 表示故障。 则出口逻辑计算公式为： T1 = F1 * S11+ F2* S21 T2 = F1 * S12+ F2* S22 Tn = F1 * S1n+ F2* S2n Tlk = F1 + F2 3.1.6.2母联兼旁路

15、形式的双母线接线母联兼旁路形式的双母线接线 此时装置需引入母联到旁母的刀闸位置，以 SPL表示。该刀闸断开时（SPL= 0） ，断 路器作母联用，回路切换 3.1.6.1。 若以 II 母带旁路，要求母联 TA 装于 I 母侧。断路器无论作母联用还是作旁路用， TA 的极性与 II 母上的元件都是一致的。母联的旁母刀闸和 II 母刀闸处于合位时，该元 件作旁路用，回路切换成： Id = I1 + I2 + - + In + Ilk Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + - + In* S1n Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + In* S2n + Ilk

16、Tlk = F2 若以 I 母带旁路，要求母联 TA 装于 II 母侧。由于已经定义断路器作母联用时， TA 的极性与 II 母上的元件一致；那么断路器作旁路用时，TA 的极性与 I 母上的元件 相反。母联的旁母刀闸和 I 母刀闸处于合位时，该元件作旁路用，回路切换成： Id = I1 + I2 + - + In Ilk Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + - + In* S1n Ilk Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + In* S2n Tlk = F1 若 I、II 母都可能带旁路，建议母联断路器两侧都要装设 TA。 3.1.6.3旁路代母联形式的双

17、母线接线旁路代母联形式的双母线接线 定义第 4 单元为旁路单元，旁母到 I 母（或 II 母）有跨条，装置引入跨条刀闸位置， 以 SKT表示。 若跨条接于 I 母，当跨条刀闸和旁路单元的 II 母刀闸处于合位时，即 SKT = 1 且 S2m = 1，旁路单元作为母联用，回路切换成： Id = I1 + I2 + - + I4 + -+ In I4 Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + -I4 + - + In* S1n Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + I4 + -+ In* S2n Tm = F1 + F2 若跨条接于 II 母，当跨条刀闸和旁路单元

18、的 I 母刀闸处于合位时，即 SKT = 1 且 S1m = 1，旁路单元作为母联用，回路切换成： Id = I1 + I2 + - + I4 + -+ In I4 Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + -+ I4 + - + In* S1n Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - I4 + -+ In* S2n Tm = F1 + F2 3.1.6.4母线兼旁母形式的双母线接线母线兼旁母形式的双母线接线 回路切换与母联兼旁路时相类似。当然不再有旁母，没有母联到旁母刀闸，而 是取决于出线到母线的跨条刀闸 SK1 、SK2。如图： SK1 SK2 I II 图 3.

19、3 母线兼旁母接线示意图 若母线的跨条刀闸（SK2）合，则装置将 II 母做为旁母，将母联做为旁路。此时， 母差保护范围为 I 母（延伸至旁路的 CT） 。II 母不在母差保护的范围内。 3.1.6.5其他形式的主接线其他形式的主接线 以上是以双母线接线为例，其他主接线方式的回路切换类推可知。这里只提一下 要点： a. 单母分段，除分段单元外的元件都是固定连接；分段单元的处理同母联单元。 b. 双母单分段，三段母线分别形成小差回路，装置默认母联 LK1 的 TA 极性同 II 母 上的元件，母联 LK2 的 TA 极性同 III 母上的元件，分段 LN 的 TA 极性同 II 母上 的元件。

20、I LK1 LK2 II III LN 图 3.4 双母分段接线示意图 c. 双母线双分段，一般考虑用两套 BP-2B 装置配合实现各段母线的保护。一套装置 保护分段开关左侧的两段母线；另一套装置保护分段开关右侧的两段母 线；两套装置的保护范围在分段开关处交叠。在差动逻辑中，将分段做为该段母 线上的一个元件。 3.2 母联（分段）失灵和死区保护母联（分段）失灵和死区保护 母线并列运行，当保护向母联（分段）开关发出跳令后，经整定延时若大差电流 元件不返回，母联（分段）流互中仍然有电流，则母联（分段）失灵保护母联（分段）失灵保护应经母线差 动复合电压闭锁后切除相关母线各元件。只有母联（分段）开关作

21、为联络开关时，才 起动母联（分段）失灵保护，因此母差保护和母联（分段）充电保护起动母联（分段）母差保护和母联（分段）充电保护起动母联（分段） 失灵保护。失灵保护。 母线并列运行，当故障发生在母联（分段）开关与母联（分段）流互之间时，断路 器侧母线段跳闸出口无法切除该故障，而流互侧母线段的小差元件不会动作，这种情 况称之为死区故障。死区故障。此时，母差保护已动作于一段母线，大差电流元件不返回，母联 （分段）开关已跳开而母联（分段）流互仍有电流，死区保护死区保护应经母线差动复合电压 闭锁后切除相关母线。 上述两个保护有共同之处，即故障点在母线上，跳母联开关经延时后，大差元件不 返回且母联流互仍有电

22、流，跳两段母线。因此可以共用一个保护逻辑，如图： 母联开关分位 图 3.5 母联失灵保护、死区故障保护实现逻辑框图 由于故障点在母线上，装置根据母联断路器的状态封母联 TA 后即母联电流不 计入小差比率元件，差动元件即可动作隔离故障点。对母联开关失灵而言，需经过长 于母联断路器灭弧时间并留有适当裕度的延时（母联失灵延时，可整定）才能封母联 TA；对于母线并列运行（联络开关合位）发生死区故障而言，母联开关接点一旦处于 分位（可以通过开关辅接点 DL，或 TWJ、HWJ 接点读入） ，再考虑主接点与辅助接点 之间的先后时序（50ms） ，即可封母联 TA，这样可以提高切除死区故障的动作速度。 母线

23、分列运行时，死区点如发生故障，由于母联 TA 已被封闭，所以保护可以直接 跳故障母线，避免了故障切除范围的扩大。 由于母联开关状态的正确读入对本保护的重要性，所以我们建议将 DL 的常开接点 （或 HWJ）和常闭接点（TWJ）同时引入装置，以便相互校验。对分相断路器，要求对分相断路器，要求 将三相常开接点并联，将三相常闭接点串联。将三相常开接点并联，将三相常闭接点串联。 延时 50ms 差动动作 充电动作 母联失灵延时 或 或 封母联 TA 大差复式比率动作 I 母小差复式比率动作 I 母差动复合电压 与 II 母小差复式比率动作 II 母差动复合电压 与 与 与 I 母出口 II 母出口 母

24、联失灵过流 3.3 母联（分段）充电保护母联（分段）充电保护 分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联（分段）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，跳开母联 （分段）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，不经复合电压闭锁。 充电保护投入期间是否闭锁差动保护可设置保护控制字相关项进行选择。充电保护投入

25、期间是否闭锁差动保护可设置保护控制字相关项进行选择。 充电闭锁母差 充电保护投入 IcIka IcIkb IcIkc 有流门坎为In04 . 0 ： 母联 A 相电流Ika ： 母联 B 相电流Ikb ： 母联 C 相电流Ikc ： 充电保护电流定值Ic 图 3.6 充电保护逻辑框图 与 闭锁母差 展宽 200ms 或 充电出口延时 与 跳母联 Ika由无至有 Ikb由无至有 Ikc由无至有 或 与 充电保护投入 充电保护退出 差动恢复 一段母线失压 充电保护压板合 母分开关已断 3.4 母联（分段）过流保护母联（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

26、）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。 母联过流保护投入 IkIka IkIkc kIIk0303 ： 母联 A 相电流Ika ： 母联 C 相电流Ikc ： 母联零序电流03Ik ： 母联过流定值Ik ： 母联零序过流定值kI03 图 3.7 母联过流保护逻辑框图 3.5 电流回路断线闭锁电流回路断线闭锁 差电流大于 TA 断线定值，延时 9 秒发 TA 断线告警信号，同时闭锁母差保护同时闭锁母差保护。电电 流回路正常后，流回路正常后，0.9 秒自动恢复正常运行

27、。秒自动恢复正常运行。 ctIdIda ctIdIdb ctIdIdc ：A 相大差电流Ida ：B 相大差电流Idb ：C 相大差电流Idc ：TA 断线定值ctId 图 3.9 TA 断线逻辑框图 或 延时 9S 闭锁母差 TA 断线信号 或 母联过流出口延时 与 跳母联 母联（分段）电流回路断线，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，只需转转 入母线互联（单母方式）入母线互联（单母方式）即可。母联（分段）电流回路正常后，需母联（分段）电流回路正常后，需手动复归手动复归恢复正常恢复正常 运

28、行。运行。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。 InId08 . 0 InId08 . 0 1 InId08 . 0 2 0 21 dd ii 图 3.10 联络断路器 TA 断线逻辑框图 3.6 电压回路断线告警电压回路断线告警 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。压元件将一直动作外，对保护没有其他影响。 3.7 母线运行方式的电流校验母线运行方式的电流校验 双母线运行时，

29、各连接元件经常在两段母线之间切换。母差保护需要正确跟随母 线运行方式的变化，才能保证母线保护的正确动作。 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，即当发现刀闸辅助接点状态与实际不符，即 发出发出开入异常开入异常告警信号，在状态确定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两告警信号，在状态确定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两 段母线经两把刀闸双跨（母线互联）段母线经两把刀闸双跨（母线互联） 。刀闸辅助接点恢复正确后需。刀闸辅助接点恢复正确后需复归信号复归信号才能解除修才能解除修 正。正。如

30、有多个刀闸辅助接点同时出错，则装置可能无法全部修正，需要运行人员操作 运行方式设置菜单进行强制设定，直到刀闸辅助接点检修完毕取消强制。 由于大差电流与刀闸辅助接点无关，以及装置具有运行方式电流校验功能，因此 双母线倒排操作期间，装置不需运行人员手动干预，可以正确切除故障；刀闸辅助接 点出错检修期间不需退出保护；带电拉刀闸，保护可以正确快速动作。 3.8 断路器失灵保护出口断路器失灵保护出口 断路器失灵保护可以与母线保护公用跳闸出口，本装置有两种方式供选择。 3.8.1 与失灵起动装置配合方式与失灵起动装置配合方式 当母线所连的某断路器失灵时，由该线路或元件的失灵起动装置提供一个失灵起 与 延时

31、 20ms 母线强制互联 互联信号 动接点给本装置。本装置检测到某一失灵起动接点闭合后，起动该断路器所连的母线 段失灵出口逻辑，经失灵复合电压闭锁，按可整定的失灵出口延时 1跳开联络开关， 失灵出口延时 2跳开该母线连接的所有断路器。 图 3.11.1 失灵起动逻辑框图 若有外部母联保护装置动作于母联断路器失灵，由该母联保护的失灵起动装置提 供一个失灵起动接点给本装置。本装置检测到外部母联失灵起动接点闭合后，起动母 联断路器失灵出口逻辑，当母联电流大于母联失灵定值，经失灵复合电压闭锁，按可 整定的母联失灵延时跳开 I 母线或 II 母线连接的所有断路器。 图 3.11.2 母联外部失灵起动逻辑

32、框图 3.8.2 自带电流检测元件方式自带电流检测元件方式 若没有失灵起动装置，本装置本身可以实现检测断路器失灵的过流元件。将元件 保护的保护跳闸接点引入装置。分相跳闸接点则分相检测电流，三相跳闸接点则检测 三相电流。对于 220KV 系统，母差装置需引入线路保护的三跳接点和单跳接点，变压 器保护的三跳接点。 失灵起动开入 开入公共端 保护动作接点 过流动作 I 母刀闸 II 母刀闸 I 母失灵出口起动 II 母失灵出口起动 外部接点 BP-2B I 母失灵出口起动 I 母失灵复合电压动作 与 失灵出口延时 1 失灵出口延时 2 跳母联 跳 I 母 母联失灵过流动作 母联外部失灵开入 开入公共端 母联保护起动失灵接点 母联失灵延时 I 母失灵复合电压动作 II 母失灵复合电压动作 跳 I 母 跳 II 母 外