BP2BA母线差动保护地运行与操作.docx
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BP2BA母线差动保护地运行与操作
原创资料，适用于电力系统运行人员
BP-2B（A）母线差动保护的运行运行操作
一、母线保护的作用
母线可能发生单相或相间故障（原因：
绝缘子、母线刀闸或开关套管发生闪络及损坏，母线PT、CT故障，误操作等）。
母线故障虽不常见，但却是电气设备最严重的故障之一。
因为它将使与故障母线联接的所有元件被迫停电。
此外母线故障也可能破坏系统的稳定性，从而扩大事故范围，危及整个电力系统的运行。
二、母线保护的装设原则
一般的，利用供电元件的保护装置，也可以切除母线故障，例如发电机、变压器及供电线路保护。
这种保护方式优点是不需要增加设备，缺点是故障切除时间过长，往往不能满足运行上的要求，因此，这种保护方式只能应用于不太重要的较低电压网络中，在这种情况下，延时切除母线故障不会对整个电力系统产生严重影响。
是否装设专用的母线保护即母差保护，应根据系统的具体情况和有关规定确定。
一般的，下列情况应考虑装设母差保护。
1、由于系统稳定要求，当母线上发生故障时需要快速切除；
2、在某些简单较低电压网络中，有时没有稳定要求，但需要考虑故障后的母线残压太低对重要用户的影响（如发电厂）。
3、对于双母线接线，由于供电可靠性的要求较高，或者由于后备保护切除母线故障没有选择性或切除时间过长，不能满足运行要求。
4、送电线路装有电抗器，其开关不能满足切除电抗器前故障的要求。
三、BP-2B（A）母线差动保护装置原理
保护配置BP-2B（A）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、以及开关失灵保护出口等功能。
差动元件
母线保护差动元件由分相复式比率差动判据和分相突变量复式比率差动判据构成。
1）复式比率差动判据
动作表达式为：
其中Idset为差电流门坎定值，Kr为复式比率系数（制动系数）。
复式比率差动判据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故障和区内故障。
2）故障分量复式比率差动判据
动作表达式为：
其中∆Ij为第j个连接元件的电流故障分量，∆Idset为故障分量差电流门坎，由Idset推得；Kr为复式比率系数（制动系数）。
电压闭锁元件
以电流判据为主的差动元件，可以用电压闭锁元件来配合，提高保护整体的可靠性。
电压闭锁元件的动作表达式为：
式中Uab为母线线电压（相间电压），3U0为母线三倍零序电压，U2为母线负序电压，Uset、U0set、U2set分别为各序电压闭锁定值。
因为判据中用到了低电压、零序和负序电压，所以称之为复合电压闭锁。
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。
如母线电压正常，则闭锁元件返回。
本元件瞬时动作，动作后自动展宽40ms再返回。
差动元件动作出口，必须相应母线段的母线差动复合电压元件动作（与失灵复合电压元件相区分）。
故障母线选择逻辑
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（母联兼旁路接线作旁路时接至大差）；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。
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，也可以设定保护控制字中的‘强制母线互联’软压板，强制保护进入互联方式。
以双母线其中的I段为例，差动保护的整个逻辑关系如图：
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）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。
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流，跳两段母线。
因此可以共用一个保护逻辑，如图：
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，要求将三相常开接点并联，将三相常闭接点串联。
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：
⑴母联（分段）充电保护压板投入；⑵其中一段母线已失压，且母联（分段）开关已断开；⑶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。
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）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。
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。
电流回路正常后，0.9秒自动恢复正常运行。
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。
母联（分段）电流回路正常后，需手动复归恢复正常运行。
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。
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压元件将一直动作外，对保护没有其他影响。
母线运行方式的电流校验
双母线运行时，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，即发出‘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复归信号才能解除修正。
如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。
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。
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。
失灵电压闭锁元件
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。
母线分列运行的说明
对于分段母线（双母线或单母分段），当联络开关断开，母线分列运行时，需要考虑以下两种情况。
装置通过自动和手动两种方式判别母线是并列运行还是分列运行。
自动方式是将母联（分断）开关的常开和常闭辅助接点引入装置的端子，若开关的常开和常闭接点不对应，装置默认为开关合，同时发开入异常告警信号；手动方式是运行人员在母联（分段）开关断开后，投“母线分列压板”，在合母联（分段）开关前，退出该压板。
以上两种方式中，手动方式优先级最高。
即，若投“母线分列压板”，装置认为母线分列运行。
若退“母线分列压板”，装置根据自动方式判别母线运行状态。
四、母差保护的运行操作
1、投入运行合上直流电源开关及交流二次电压开关，检查装置无异常信号，运行方式显示与一次系统相符，差流正常，方式开关符合要求，测量掉闸压板电压正确投掉闸，改信号仅退出压板。
2、方式开关应符合运行要求（220KV）。
母差方式有四种方式。
PT切换开关作用不大，仅在双母线停一PT且二次未并运时有必要。
3、倒母线操作停用母联开关操作电源前，先投入母差互联压板（无选择），操作完毕先投入母联操作电源，检查刀闸位置正确，然后断开互联压板（中阻抗保护和BP型保护互联原理不同，但作用一样，相当于比相式无选择）。
母线刀闸位置不正确可能使母差保护不正确动作。
发现母线刀闸位置不正确时，A型利用开关进行强制（上通下断，中间自适应），B型进入菜单强制。
4、母线充电应投入充电保护，辅助过流保护也可投入，母联兼旁路接线的母旁开关保护可能因方向问题不能正确动作，正确时也可投入，充电后上述保护立即退出，防止误动作。
充电保护，辅助过流保护压板为功能压板，必须在母联掉闸压板投入方能出口
冲电保护投入时，差动保护退出为定值控制字设定，无须停压板。
5、母联过流不同于充电保护，没有充电判别回路。
6、分列运行压板双母线分列运行时投入（其他情况退出），可靠防止死区故障误动和拒动（母联开关分闸位置接点也可达此目的），同时使大差使用小比率制动系数。
7、失灵是一种近后备，可以加速切除故障，缩小停电范围。
仅当开关失灵时启动，不能作为保护失灵的后备。
母差保护和失灵保护掉闸使用同一压板，失灵压板仅是启动。
母差方式有四种方式，母差或失灵投停由开关位置确定。
若某一元件停电停用该元件失灵启动压板，防止误动（可只停用母差屏失灵启动压板，也可停用保护屏失灵启动压板，但若元件某一套保护停用，必须停用该保护屏失灵压板。
）母旁开关做母联运行时，不得投入其失灵压板。
8、母线故障的处理
装置告警信号灯
告警
信号
可能原因
导致后果
处理方法
TA
断线
流互的变比设置错误
闭锁差动
保护
1）查看各间隔电流幅值、相位关系
2）确认变比设置正确
3）确认电流回路接线正确
4）如仍无法排除，则建议退出装置，尽快安排检修
流互的极性接反
接入母差装置的流互断线
其他持续使差电流大于
TA断线门坎定值的情况
TV
断线
电压相序接错
保护元件中该段母线失去电压闭锁
1）查看各段母线电压幅值、相位
2）确认电压回路接线正确
3）确认电压空气开关处于合位
4）操作电压切换把手
5）尽快安排检修
电压断线或检修
母线停运
保护元件电压回路异常
分列
互联
母线
分列
运行
母联（分段）刀闸
辅助接点或开关接点处于分位
大差比率系数使用低定值；若开关处于分位，母联电流不计入小差
确认是否符合当时的运行方式，是则
不用干预
若母联（分段）刀闸辅助接点不对应则进入参数——运行方式设置，使用强制功能恢复该接点与系统的对应关系
若开关位置不对应，建议将保护控制字中，强制母线互联设为“投”，直到开关接点检修正常后解除
母线
互联
母线处于经刀闸互联状态
保护进入非选择状态，大差比率动作则切除互联母线
确认是否符合当时的运行方式，是则不用干预，否则进入参数——运行方式设置，使用强制功能恢复保护与系统的对应关系
保护控制字中，强制母线互联设为“投”
确认是否需要强制母线互联，否则解除设置
母联TA断线
尽快安排检修
开入
异常
刀闸辅接点与一次系统不
对应
能自动修
正则修正
否则告警
1）进入参数——运行方式设置，使用强
制功能恢复保护与系统的对应关系
2）复归信号
3）检查出错的刀闸辅接点输入回路
失灵接点误起动
闭锁失灵出口
1）断开与错误接点相对应的失灵
起动压板
2）复归信号
3）检查相应的失灵起动回路
联络开关常开与常闭接点不对应
默认联络开关处于合位
检查开关接点输入回路
开入变位
刀闸辅接点变位
联络开关接点变位
失灵起动接点变位
装置响应
外部开入
量的变化
确认接点状态显示是否符合当时的运行方式，是则复归信号，否则检查开入回路
功能投退
操作屏侧切换把手
装置投入或退出相应的保护功能
确认保护投退状态显示是否符合当时的运行要求，是则复归信号，否则检查切换把手或投退压板的相关回路
操作保护投退压板
其他有保护功能投入或退出的情况
出口退出
保护控制字中出口接点被设为退出状态
保护只投信号，不能跳出口
装置需要投出口时设置保护控制字
保护异常
保护元件硬件故障
退出保护元件
1）退出保护装置
2）查看装置自检菜单，确定故障原因
3）交检修人员处理
闭锁异常
保护元件硬件故障
退出闭锁元件
1）退出保护装置
2）查看装置自检菜单，确定故障原因
3）交检修人员处理
闭锁开放
闭锁元件长期开放
闭锁元件中某一段母线失去电压闭锁
1）确认外部电压是否正常
2）如果是闭锁元件电压回路的问题，尽快安排检修
备用信号
根据具体工程定义
BP-2B型微机母差保护定值通知单
厂站名称：
通知单编号：
第02-139号第1页共1页
母线：
母线PT变比：
110000:
√3∕100日期：
类别
代码
定值名称
单位
改变前定值
改变后定值
母线
差动
保护
比率差动元件
Idset
比率差动门坎
A
4.0
KrH
复式比率系数高值
2.0
KrL
复动比率系数低值
1.0
差动复合电压闭锁
Uab
差动保护低电压
V
65
3U0
差动保护零序电压
V
7
U2
差动保护负序电压
V
7
启动元件
△ir
相电流突变
A
1.0
失灵
保护
出口
失灵复合电压闭锁
Uab’
失灵保护低电压
V
75
3U0’
失灵保护零序电压
V
7
U2’
失灵保护负序电压
V
7
时间元件
TSL
失灵出口短延时
S
0.25
TSH
失灵出口长延时
S
0.5
母联失灵保护
过流元件
ISL
母联失灵电流定值
A
4.0
时间元件
ISL
母联失灵出口延时
S
0.25
充电保护
过流元件
Ic
充电保护电流定值
A
3.2
时间元件
Tc
充电出口延时
S
0.01
母联过流保护
过流元件
Ik
母联过流相电流定值
A
5.0
3I0k
母联过流零序电流定值
A
1.6
时间元件
Tk
母联过流出口延时
S
0.5
TA断线
断线闭锁
Id-ct
TA断线门坎
A
2.0
1．失灵保护压板均不投。
2．正常情况下冲电保护跳闸压板和母联过流压板退出。
3．冲电保护投入时，差动保护退出。
4．#1、2主变110KV侧CT变比：
1200/5；110KV母联CT变比：
1200/5；
110KV旁路CT变比：
1200/5；110KV出线CT变比：
600/5。
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