南瑞 BP-2C 微機(jī)母線保護(hù)裝置簡(jiǎn)介

BP-2C微機(jī)母線保護(hù)裝置簡(jiǎn)介nBP-2C微機(jī)母線保護(hù)裝置，適用于500kV及以下電壓等級(jí)，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，3相CT最大主接線規(guī)模為24個(gè)間隔,2相CT最大主接線規(guī)模為36個(gè)間隔。n實(shí)現(xiàn)母線差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)、母聯(lián)過流保護(hù)、母聯(lián)失靈保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、母聯(lián)非全相以及斷路器失靈保護(hù)等功能。2GOTOP各種類型的母線保護(hù)就其對(duì)母線接線方式、電網(wǎng)運(yùn)行方式、故障類型以及故障點(diǎn)過渡電阻等方面的適應(yīng)性來說，仍以按電流差動(dòng)原理構(gòu)成的母線保護(hù)為最佳。帶制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器，采用一次的穿越電流作為制動(dòng)電流，以克服區(qū)外故障時(shí)由于電流互感器誤差而產(chǎn)生的差動(dòng)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(hù)以此為基礎(chǔ)，結(jié)合微機(jī)數(shù)字處理的特點(diǎn)，發(fā)展出以分相瞬時(shí)值復(fù)式比率差動(dòng)元件為主的一整套電流差動(dòng)保護(hù)方案。3GOTOPn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(duì)值之和,公式如下:差電流:是指所有連接元件電流和的絕對(duì)值,公式如下:‘差電流’與‘和電流’計(jì)算特點(diǎn):4GOTOP1.和電流突變量判據(jù):當(dāng)任一相的和電流突變量大于突變量門坎時(shí)，該相起動(dòng)元件動(dòng)作,表達(dá)式如下:Δir>2.差電流越限判據(jù):當(dāng)任一相的差電流大于差電流門坎定值時(shí)，該相起動(dòng)元件動(dòng)作,表達(dá)式如下:Id>Idset注意事項(xiàng):2.任一起動(dòng)判據(jù)滿足條件,差動(dòng)起動(dòng)條件滿足,另一起動(dòng)判據(jù)不5GOTOPn復(fù)式比率差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作表達(dá)式：注意事項(xiàng):6GOTOP7GOTOPn故障分量復(fù)式比率差動(dòng)判據(jù)：1.作用:有效減少負(fù)荷電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)靈敏度的影響,進(jìn)一步減少故障前系統(tǒng)電源功角關(guān)系對(duì)保護(hù)動(dòng)作特性的影響,提高保護(hù)切除經(jīng)過渡電阻接地故障的能力.(1(1)(3)(4)3.判據(jù)說明:2.故障分量復(fù)式比率差動(dòng)判據(jù)僅在和電流突變起動(dòng)后投入。3.由于電流故障分量的暫態(tài)特性,投入時(shí)間僅為起動(dòng)后一個(gè)周波。8GOTOPn影響KR值的2個(gè)因素：理想狀態(tài)區(qū)內(nèi)故障計(jì)算:理想狀態(tài)區(qū)外故障計(jì)算:Id=0；Ir=常量;Id<Kr*(Ir-Id)區(qū)外可靠制動(dòng)。1.考慮區(qū)內(nèi)故障時(shí)有電流流出母線Id/(Id+Ext%Id+Ext%Id-Id)=1/(2Ext%)>krExt%IdId+Ext%Id例：母線分列運(yùn)行或故障電流經(jīng)近距離雙回線流出。n影響KR值的2個(gè)因素：2.考慮區(qū)外故障時(shí)故障支路一次與二次的傳變誤差故障支路的CT誤差達(dá)到δ,而其余支路的CT誤差忽略不計(jì)δ/(1+1-δ-δ)=δ/(2-2δ)<kr1差電流為δ9GOTOPn差回路構(gòu)成：1.差動(dòng)回路是由大差動(dòng)和幾個(gè)各段母線小差動(dòng)所組成的；2.大差比率差動(dòng)元件作為區(qū)內(nèi)故障判別元件；3.小差比率差動(dòng)元件作為故障母線選擇元件；n大差與小差區(qū)別1.大差比率差動(dòng)’差電流’與’和電流’計(jì)算與刀閘無關(guān).2.大差比率差動(dòng)’差電流’與’和電流’計(jì)算不計(jì)母聯(lián)電流.大差復(fù)式比率動(dòng)作與與I母出口與與與II母出口I母小差復(fù)式比率動(dòng)作I母出口與與與II母出口I母小差復(fù)式比率動(dòng)作I母差動(dòng)復(fù)合電壓II母小差復(fù)式比率動(dòng)作II母差動(dòng)復(fù)合電壓故障分量復(fù)式比率差動(dòng)起動(dòng)元件比率差動(dòng)Kr：大差復(fù)式比率差動(dòng)元件ΔKr≥KzKr≥ΔKr≥KzKr≥0.5與 與與Kr1≥0.5或與或與I母出口I母差動(dòng)復(fù)合Id≥Idset與與與與Kr1≥Kz, 在區(qū)外故障時(shí)，流過最大穿越性電流的CT可能會(huì)嚴(yán)重飽和。但是，在故障發(fā)生的初始和線路電流過零點(diǎn)附近存在一個(gè)線性傳交區(qū)，在這線性傳變區(qū)內(nèi)，差動(dòng)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。這說明，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作與實(shí)際故障在時(shí)間上是不同步的，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作滯后一個(gè)時(shí)間。區(qū)外故障發(fā)生TA飽和情況下ΔId元件與ΔIr元件的動(dòng)作時(shí)序截然不同于區(qū)內(nèi)故障，通過判斷差動(dòng)動(dòng)作與故障發(fā)生是否同步就可識(shí)別飽和情況。2.區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障，考慮到CT飽和后，在每周波中存在至少一個(gè)線性傳交區(qū)，因此對(duì)飽和的閉鎖應(yīng)該是周期性的。在判出CT飽和后，差動(dòng)保護(hù)先閉鎖一周期，隨后開放，這樣即使出現(xiàn)故障發(fā)展，差動(dòng)保護(hù)仍能可靠地快速動(dòng)作，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求。將DL的常開接點(diǎn)和常閉接點(diǎn)同時(shí)引入裝置，相互校驗(yàn)。對(duì)分相斷路器，要求將三相常開接點(diǎn)并聯(lián)，將三相常閉接點(diǎn)串聯(lián)。常開接點(diǎn)：與母聯(lián)一次開關(guān)分合狀態(tài)相同。常閉結(jié)點(diǎn)：與母聯(lián)一次開關(guān)分合狀態(tài)相反。常開常閉結(jié)點(diǎn)的4種狀態(tài)：1.常開合，常閉斷：母聯(lián)開關(guān)合狀態(tài)。2.常開斷，常閉合：母聯(lián)開關(guān)分狀態(tài)。3.常開合，常閉合：母聯(lián)開關(guān)合狀態(tài)，報(bào)開入異常信號(hào)。4.常開斷，常閉斷：母聯(lián)開關(guān)合狀態(tài)，報(bào)開入異常信號(hào)。1.母聯(lián)開關(guān)合狀態(tài)。2.無互聯(lián)及分列壓板投入。3.大差比率差動(dòng)元件采用比率制動(dòng)系數(shù)高值。1.分列壓板投入或母聯(lián)開關(guān)分狀態(tài)。2.大差比率差動(dòng)元件自動(dòng)轉(zhuǎn)用比率制動(dòng)系數(shù)低值。3.封母聯(lián)CT，母聯(lián)電流不計(jì)入小差。1.可預(yù)先投互聯(lián)壓板；2.可預(yù)先設(shè)定保護(hù)控制字中的“強(qiáng)制母線互聯(lián)”軟壓板；3.依靠刀閘輔助接點(diǎn)自適應(yīng)倒閘操作。4.小差比率差動(dòng)元件自動(dòng)退出，一旦發(fā)生故障同時(shí)切除兩段母線。保護(hù)原理簡(jiǎn)介—母聯(lián)失靈及母聯(lián)死區(qū)母聯(lián)死區(qū)母聯(lián)失靈母聯(lián)開關(guān)分位母聯(lián)死區(qū)延時(shí)與與與與與與與與1.并列運(yùn)行時(shí)母聯(lián)死區(qū)動(dòng)作時(shí)間:母聯(lián)開關(guān)滅弧時(shí)間＋50ms+差動(dòng)動(dòng)作時(shí)間。2.分列運(yùn)行時(shí)母聯(lián)死區(qū)故障。3.分列運(yùn)行時(shí)母聯(lián)開關(guān)位置錯(cuò)誤（合位）時(shí)死區(qū)故障考慮。1.差動(dòng)動(dòng)作或充電動(dòng)作起動(dòng)母聯(lián)失靈。2.母聯(lián)失靈條件動(dòng)作滿足后通過封母聯(lián)CT后差動(dòng)滿足動(dòng)作條件跳閘。保護(hù)原理簡(jiǎn)介—充電保護(hù)或 或與與充電保護(hù)投入展寬200ms充電保護(hù)退出差 與充電出口延時(shí)或Ika>Ic Ikb>Ic Ikc>Ic與充電出口延時(shí)或有流門坎為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(hù)電流定值1.母聯(lián)電流由無至有:母聯(lián)電流由小于0.04In至大于0.04In的過程。2.母聯(lián)開關(guān)輔助結(jié)點(diǎn)不為合：在母聯(lián)電流由無至有前，母聯(lián)輔助接點(diǎn)不在正常合狀態(tài)。3.任一段母線無壓：在母聯(lián)電流由無至有前，有一段母線電壓不正常(電壓不正常判據(jù)為差動(dòng)電壓閉鎖定值）。4.投入200ms即退出。n充電保護(hù)相關(guān)問題：1.充電保護(hù)投退差動(dòng)保護(hù)。2.充電預(yù)投邏輯?；?TA斷線信號(hào)或 TA斷線邏輯框圖 Id≤0.08InId1≥0.08InId2≥0.08In Id≤0.08InId1≥0.08InId2≥0.08Inid1+id2=0 聯(lián)絡(luò)斷路器TA斷線邏輯框圖Ida：A相大差電流Idb：B相大差電流Idc：C相大差電流Id-ct：TA斷線定值母聯(lián)（分段）電流回路斷線，并不會(huì)影響保護(hù)對(duì)區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障的判別，只是會(huì)失去對(duì)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(dòng)保護(hù)，只需轉(zhuǎn)入母線互聯(lián)（單母方式）即可。母聯(lián)（分段）電流回路正常后，需手動(dòng)復(fù)歸恢復(fù)正常運(yùn)行。由于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的電流不計(jì)入大差，母聯(lián)（分段）電流回路斷線時(shí)上一判據(jù)并不會(huì)滿足。而此時(shí)與該聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連的兩段母線小差電流都會(huì)越限，且大小相等、方向相反。20GOTOPo某一段非空母線失去電壓，延時(shí)9秒發(fā)TV斷線告警信號(hào)。除了該段母線的復(fù)合電壓元件將一直動(dòng)作外，對(duì)保護(hù)沒有其他影響。21GOTOP母線運(yùn)行方式的電流校驗(yàn)本裝置引入隔離刀閘的輔助接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線運(yùn)行方式的自適應(yīng)。同時(shí)用各支路電流和電流分布來校驗(yàn)刀閘輔助接點(diǎn)的正確性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)刀閘輔助接點(diǎn)狀態(tài)與實(shí)際不符，即發(fā)出‘開入異常’告警信號(hào)，在狀態(tài)確定的情況下自動(dòng)修正錯(cuò)誤的刀閘接點(diǎn)，包括兩段母線經(jīng)兩把刀閘雙跨（母線互聯(lián)）。刀閘輔由于大差電流與刀閘輔助接點(diǎn)無關(guān)，以及裝置具有運(yùn)行方式電流校驗(yàn)功能，因此雙母線倒排操作期間，裝置不需運(yùn)行人員手動(dòng)干預(yù)，可以正確切除故障；刀閘輔助接點(diǎn)出錯(cuò)檢修期22GOTOP斷路器失靈保護(hù)出口與與23GOTOP斷路器失靈保護(hù)出口24GOTOP主變失靈解除電壓閉鎖《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則5.4為解決變壓器斷路器失靈保護(hù)因保護(hù)靈敏度不足而不能投運(yùn)的問題，對(duì)變壓器和發(fā)電機(jī)變壓器組的斷路器失靈保護(hù)可采取以下措施：1)采用“零序或負(fù)序電流”動(dòng)作，配合“保護(hù)動(dòng)作”和“斷路器合閘位置”三個(gè)條件組成的與邏輯，經(jīng)第一時(shí)限去解除斷路器失靈保護(hù)的復(fù)合電壓2)同時(shí)再采用“相電流”、“零序或負(fù)序電流”動(dòng)作，配合“斷路器合閘位置”兩個(gè)條件組成的與邏輯經(jīng)第二時(shí)限去啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)并發(fā)出“啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)”中央信號(hào)。3)采用主變保護(hù)中由主變各側(cè)“復(fù)合電壓閉鎖元件”（或邏輯）動(dòng)作解除斷路器失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖元件，當(dāng)采用微機(jī)變壓器保護(hù)時(shí)，應(yīng)具備主變“各側(cè)復(fù)合電壓閉鎖動(dòng)作”信號(hào)輸出的空接點(diǎn)。25GOTOP主變失靈解除電壓閉鎖26GOTOP硬件概述o保護(hù)元件主要完成各間隔模擬量、開關(guān)量的采集，各保護(hù)功能的邏輯判別并出口至TJ；閉鎖元件主要完成各電壓量的采集，各段母線的閉鎖邏輯并出口至BJ；管理元件的工作是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、記錄管理和后臺(tái)通訊。各系統(tǒng)獨(dú)立工作，相互配合。保護(hù)元件和閉鎖元件的主機(jī)模件、光耦模件完全相同，可互換使其強(qiáng)弱電分離的走線連接和獨(dú)立的電源分配，再加上濾波、屏蔽等環(huán)節(jié)，使各模件工作于穩(wěn)定的環(huán)境中，充分保證了裝置的28GOTOP機(jī)箱正面圖29GOTOP機(jī)箱背面圖-130GOTOP機(jī)箱背面圖-231GOTOP機(jī)箱背面圖-332GOTOP33GOTOP硬件概述l作為保護(hù)元件和閉鎖元件的通用CPU插件，該模件可以完成所有Intel386EX，大規(guī)?？删幊踢壿嬯嚵?，大容量存儲(chǔ)器和各種外圍電路構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)。25MHZ的工作主頻、32位數(shù)據(jù)總線和由固化于EPROM的程序不同而分為“差動(dòng)主機(jī)”（保護(hù)主機(jī)）和l另外主機(jī)插件還可完成9路模擬量的A/D轉(zhuǎn)換，本裝置的電壓量34GOTOP硬件概述管理機(jī)的核心也是Intel386EX單片機(jī)系統(tǒng)，由它控制液晶控制和驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤輸入電路和串口通訊電路，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、打印報(bào)告并通過它接入變電站監(jiān)控系統(tǒng)。管理機(jī)后的船形開關(guān)可以將其在電氣上從變電站的通訊網(wǎng)絡(luò)中分離，而不影響裝置本身。1N3為8針鳳凰端子，分別連有RS422/485通訊線和GPS校時(shí)信號(hào)線。1NCOM2和1NCOM3為9針簡(jiǎn)約RS-232通訊口1NLPT1為25針打印機(jī)電纜端口35GOTOP硬件概述o保護(hù)單元插件是以母線各間隔為劃分對(duì)象，將三個(gè)間隔單元的輸入、輸出集中到一個(gè)插件來實(shí)現(xiàn)。即，一塊BP330插件集成了三個(gè)間隔單元的刀閘輔助接點(diǎn)輸入、失靈起動(dòng)接點(diǎn)輸入、電流量輸入電路，保護(hù)跳閘出口回路、閉鎖高頻、閉鎖重合閘接點(diǎn)輸出電路。保護(hù)單元插件與保護(hù)主機(jī)插件一起構(gòu)成了母線保護(hù)的核心系統(tǒng)。該插件配置于第二層機(jī)箱，共有8個(gè)插件擴(kuò)展口，因此主接線規(guī)模在24單元以下的都可以靈活配置。36GOTOP硬件概述光耦輸入、輸出和電源檢測(cè)插件—BP331保護(hù)主機(jī)和閉鎖主機(jī)配有各自的光耦輸入、輸出插件，實(shí)現(xiàn)公共開關(guān)量輸入、輸出，保證微機(jī)系統(tǒng)與外回路的光電隔離。每個(gè)光耦插件共有24路輸入、24路輸出。輸入包括：復(fù)歸信號(hào)、切換把手位置、聯(lián)絡(luò)開關(guān)接點(diǎn)和保護(hù)投退壓板位置等；輸出則本插件同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置直流電源的檢測(cè)。以繼電器的常閉接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)裝置直流電源220V（或110V）消失告警。以電壓比較回路檢測(cè)微機(jī)系統(tǒng)所用的+5V、+15V和-15V。如果系統(tǒng)所有的電源正常，則點(diǎn)亮裝置面板上相應(yīng)的‘電源指示燈’。如果此時(shí)系統(tǒng)投入運(yùn)行，則點(diǎn)亮面板上相應(yīng)的‘運(yùn)行指示燈’，并接通37GOTOP硬件概述o為實(shí)現(xiàn)各保護(hù)的分段復(fù)合電壓閉鎖而設(shè)，配置于第二層機(jī)箱。輸入由保護(hù)主機(jī)發(fā)出的差動(dòng)、失靈保護(hù)的分段動(dòng)作信號(hào)以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)動(dòng)作信號(hào)；同時(shí)輸入由閉鎖主機(jī)發(fā)出的差動(dòng)、失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖分段開放信號(hào)；輸出24V控制信號(hào)去控制各單元插件上閉鎖繼電器的接點(diǎn)。38GOTOP硬件概述以繼電器接點(diǎn)的方式輸出裝置的出口信號(hào)和告警信號(hào)，每個(gè)插件可以輸出6個(gè)不同定義的信號(hào)。根據(jù)工程需要，配置于第一層機(jī)箱。輸入6路由光耦插件來的驅(qū)動(dòng)信號(hào)至繼電器動(dòng)作線圈，輸入由保護(hù)主機(jī)控制的復(fù)歸信號(hào)至繼電器的復(fù)歸線圈。1路光耦信號(hào)控制2個(gè)DSP繼電器，輸出2對(duì)自保持常開接點(diǎn)（第3路除外）、2對(duì)不保持常開接點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)屏面點(diǎn)燈信號(hào)、中央信號(hào)接點(diǎn)、遠(yuǎn)動(dòng)接點(diǎn)、起動(dòng)錄波接點(diǎn)。39GOTOP硬件概述電流/電壓互感器插件—BP310/BP311BP310：可輸入3*4路交流電流量，經(jīng)采樣電阻輸出采樣電壓至保護(hù)單元插件。配置于第三層機(jī)箱，最大可容納6個(gè)同類插件。需注意的是，額定電流為5A時(shí)與額定電流為1A時(shí)，插件中選用的電流互感器匝數(shù)比是不同的，應(yīng)在訂貨時(shí)預(yù)先申明。BP311：可輸入3*4路交流電壓量，獨(dú)立的次級(jí)線圈分別輸出至保護(hù)主機(jī)和閉鎖主機(jī)。40GOTOP硬件概述電源插件搭載有4個(gè)獨(dú)立的模塊化電源——保護(hù)元件電源、閉鎖元件電源、管理機(jī)電源和24V操作電源。其中保護(hù)元件電源與閉鎖元件電源是可以互換的。每一電源模塊都有一船形小開關(guān)。EndofthisChapter41GOTOP模模數(shù)開入光開出開光隔開出閉鎖元件CPU濾波濾波光電隔離模數(shù)開入電路GOTOPL1IIII45