BP-2B母差保护介绍

BP-2B母差保护介绍2009.6.14BP-2B应用范围及配置BP-2B装置原理BP-2B的硬件介绍BP-2B与915AB保护的不同点注意事项一、BP-2B应用范围及配置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。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出口等功能。1.母线差动保护1.1起动元件和电流：是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和差电流：是指母线上所有连接元件电流和的绝对值mjIjIr1mjIjId1•和电流突变量判据：Idsetir•差电流越限判据：IdsetId•起动元件返回判据IdsetId75.0二、装置原理1.2差动元件复式比率差动判据动作表达式：IdsetId)(IdIrKrId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）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∞。1.3TA(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，设置了TA饱和检测元件，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ΔId元件与ΔIr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。setUUsetUUUsetUUUcabcab2200,3)(1.4电压闭锁元件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。1.5故障母线选择逻辑i)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。ii)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。iii)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。2、母联失灵和死区保护母联失灵：母线并列运行时，当保护向母联开关发出跳令后，经整定延时大差电流元件不返回，母联TA仍然有电流并大于失灵值，则母联失灵保护经复压闭锁后切除相关母线各元件。死区保护：母线并列运行时，当故障发生在母联和母联TA间时，母联和母联断路器侧母线跳闸都无法切除故障，大差电流元件不返回，母联TA侧母线的小差元件也不会动作，这种情况为死区故障。上述两个保护有共同之处，及故障点在母线上，跳母联开关经延时后，大差元件不返回且母联TA仍有电流，跳两段母线。因此可以共用一个保护逻辑，如下图：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。母线分裂运行时，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。3、母联充电、母联过流逻辑、电压回路断线见说明书4、电流回路断线闭锁当母联电流回路断线，不需闭锁差动保护，只需转入互联状态。正常后，自动恢复。5、断路器失灵保护出口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。三、BP-2B的硬件介绍1）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。2）机箱正面图正常时左下角三列绿色指示灯，分别表示保护元件、闭锁元件和管理机的电源，运行、通讯状态液晶左侧的两列红色指示灯，分别受保护主机和闭锁主机控制。左边表示动作信号；右边为复压开放信号，后六个指示灯不带自保持。液晶左侧的两列指示灯，分别为装置的出口信号灯和告警信号灯。出口包括：差动动作、失灵动作、充电动作、母联过流等。引起告警灯亮的原因很多，详见规程屏右保护切换把手QB有三个位置：垂直的“差动投，失灵投”左方的“差动退，失灵投”右方的“差动投，失灵退”3）界面显示(i)主界面注1：此数字一般为间隔单元的4位编号。注2：母联断路器状态，空心为断，实心为合。注3：刀闸辅助接点状态，斜线为断，直线为合。注4：母线编号。(ii)一级界面（iii）二级界面四、BP-2B与915AB保护的不同点1.间隔915AB模拟盘母联没有专门的间隔，第1、6、11、16间隔是建议接主变的。BP-2B模拟盘的第1间隔是指母联，第2、3间隔是给主变的。2.母联位置判定915AB中母联位置的判断只需引入母联的TWJ。主接线图中母联开关空心是说明母联在合位。BP-2B中判母联位置需同时引入DL常闭(或TWJ)和DL常开（或HWJ）。仅当母联常闭接点闭合且常开接点断时才认为母联开关在分位，其他情况均认为在合位。主接线图中母联开关实心是说明母联在合位。3.基准变比915AB中的基准是取多数相同TA变比为基准变比，备用间隔都设为0，可以通过设TA调整系数来反映各支路TA一次额定电流之比。BP-2B中的基准变比是选取实际设定的所有间隔TA变比中的最大值为基准变比，备用的间隔整定为可设定的最小变比。4.母联的极性BP-2B中母联CT流变的极性规定朝向II母915AB中母联CT的极性规定朝向I母5、比率差动的判据BP-2B中母差保护差动元件采用复式比率差动判据IdsetId)(IdIrKrId915AB采用的是常规的比率差动判据IcdzdIdIrKrId优点：相对于传统的比率制动判据，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极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确地区分区外和区内故障。6.断路器失灵保护BP-2B：本装置检测到某一失灵启动接点闭合后，启动该断路器所连的母线段失灵出口逻辑，本装置无需电流判据，经复合电压闭锁，按整定延时跳开母联及该母线连接的所有断路器。915AB：当失灵保护检测到失灵接点开入，若该元件的对应相电流大于失灵电流定值（电流判据可整定投退），则经过失灵保护电压闭锁启动失灵保护。失灵保护起动后跟跳延时再次动作于该线路断路器，经跳母联延时动作于母联，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。7、母联失灵，死区保护BP-2B中上述两个保护公用一个保护实现逻辑框图。面板的报文只出现死区动作。915AB中这两个保护有各自的保护逻辑。报文也不同。五、注意事项1）在倒闸操作时可预先投互联压板；可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板，强制母线互联；此时差动回路改为一个母线大差动，即进入非选择方式。2）在母联开关断开后，投“母线分裂压板”在合母联开关前，退出该压板。分析：1、分列运行方式时无母联开关位置的异常分析当一次系统分列运行方式时无母联开关位置（即DL常闭坏了或控断），若运行人员未投入“母线分列运行压板”，保护装置会认为是并列运行方式，母联电流计入小差。若母联死区发生故障，如下图：虽然一次设备母联开关在分位，但是母联TA还是能反应II母向故障点提供的故障电流，由于在这种情况下保护装置会认为是并列运行方式，母联电流计入小差，按差电流回路，保护仍判为Ⅰ母故障，但由于母联开关分开，Ⅰ母电压在正常范围，复压无法开放，虽然Ⅰ母小差动作，但由于出口是由Ⅰ母小差、大差，Ⅰ母复合电压组成与门关系，故Ⅰ母不出口跳闸，此时只能通过大差动作跳母联逻辑跳一次母联，大差动作跳母联逻辑如下：（1）大差元件动作（2）任何一段母线复压开放（3）母差保护没有出口（4）母联电流大于“母联失灵电流”定值（5）母联处于合位当（1）、（2）、（3）、（4）、（5）条件均满足时大差动作跳母联开关，在该情况下发生母联死区故障时均满足以上条件，因此大差动作再跳一次母联开关，因母联开关实际位置为分位，而装置无母联开关位置还判为母联在合位，之后装置启动母联失灵逻辑，封母联CT，此时II母小差元件动作、大差元件动作、II母复压开放，差动保护会动作跳开II母上相联的所有开关。如果系统在分列运行时，运行人员手动投入“母线分列运行压板”，若出现母联开关无位置，装置会认为母线分列运行，装置封母联CT，出现死区故障时，差动保护动作直接出口跳II母，切除故障时间相对缩短，这样对系统的稳定性运行十分有利，因此在现场规程中明确规定：在母联开关断开后，投入“母线分列运行压板”，在合母联开关前，退出“母线分列运行压板”，防止发生类似事故。2、并列运行方式时无母联开关位置有母联电流的异常分析仅当母联开关常开辅助接点分且常闭接点闭合时，装置才认为母联开关在分位，系统为分列运行方式，母联电流不计入小差，其他情况装置均认为母联开关在合位，系统为并列运行方式，母联电流计入小差。当出现并列运行方式时无母联开关位置但有母联电流，装置认为是并列运行方式，母联电流计入小差，区内故障差动动作跳开故障母线。当出现该情况时，运行人员要注意检查母联开关操作箱分、合闸位置指示灯是否点亮，是否存在控制回路断线，防止母线故障时母联开关跳不开，扩大事故范围，影响系统稳定性，同时联系检修人员检查母联开关常开与常闭辅助接点输入回路。因此母联开关状态的正确读入对保护至关重要，现场通常是将母联开关辅助接点的常开接点和常闭接点同时引入装置，相互校验，对于分相断路器，通常将三相常开接点并联，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，常闭接点与母联一次开关分合状态相反，保护装置会根据母联开关常开辅助、常闭接点状态来判定母联开关位置。