BP2CS微机母线保护培训.pptx
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1、版权归长园深瑞继保自动化有限公司所有2024/10/7 周一BP-2CS微机母线保护培训主讲人:甘德彬主讲人:甘德彬电话:电话:13882264041 E-mail13882264041 E-mail:提提纲纲1 12 2保护装置简介保护原理介绍3 3装置使用说明5 5硬件结构介绍6 67 7常见问题A&Q装置异常处理4 4保护逻辑调试8 8公司概况公司概况l 1994年,由国家电网电科院创立,注册资本251251万元l 2000年,公司注册资本增至50005000万元人民币l 2002年,南方电网下属企业成为公司股东之一l 2006年,香港李嘉诚旗下上市公司长园集团成为公司最大股东l 201
2、0年,长园集团通过股权收购成为公司控股股东创业简史创业简史l 2011年,公司更名为“长园深瑞继保自动化有限公司”,成 为长园集团全资子公司成套设备解决方案电力系统保护控制领域配网自动化领域工业自动化领域研究 开发生产 销售技术 服务主营业务主营业务u BP系列微机母线保护技术国内首创,处于领先地位。u PRS系列超高压保护及监控系统主要技术国内领先。u ISA系列变电站综合自动化系统技术国内先进。关键技术关键技术产品系列产品系列l企业人数:总人数799人l资产规模:总资产8.3亿元,净资产5.3亿元l厂房面积:总面积30,000平方米l生产能力:年生产装置22,000台,屏柜5,700面企业
3、规模企业规模l电力自动化行业的国内知名高新技术企业l继电保护及变电站综合自动化控制领域主流厂商之一l国家电网公司和南方电网公司主要的二次设备供应商l目前华南最大的电力系统自动化专业公司行业地位行业地位保护装置介绍BP-2C(S)母线保护装置是长园深瑞继保自动化有限公司研发的新一代微机型母线保护装置。BP-2C(S)母线保护装置的设计继承了BP系列成熟的保护原理及丰富的现场运行经验,研制出高性能的硬件平台,并以此为基础提升软件的逻辑处理能力,数字化技术应用平台兼容能力,以及工程应用的自适应配置能力。其中“S”为BP-2C扩展型号,表示BP-2C装置国网测试后定版版本。BP-2CS母线保护装置针对
4、不同应用,按照硬件设计分为3类型号。BP-2CS标准标准BP-2CS-H一个半接线一个半接线BP-2CS-D分布式分布式功能说明适用各类电压等级,包括单母线、单母分段、双母线、双母单分段以及双母双分段在内的各种主接线方式。硬件系统按照3取2方式冗余设计,专用于特高压及超高压电压等级的一个半接线方式。分布式母线保护,按照保护间隔功能下放设计。适用于各电压等级各类主接线。最大接线规模24个间隔16个间隔64个间隔机箱结构14U整层机箱10U整层机箱主机为4U整层机箱子机为4U半层机箱保护原理介绍功能概述BP-2CS 微机母线保护装置适用于1000kV及以下电压等级,包括单母线、单母分段、双母线、双
5、母单分段以及双母双分段在内的各种主接线方式,母线上连接元件的最大规模为24个支路。对于中性点不接地系统,若母线保护仅接入两相CT,母线上连接元件的最大规模为36个支路。适用于Q/GDW 1752008变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范。实现母线差动保护、断路器失灵保护、母联失灵保护、母联死区保护、CT断线判别功能及PT断线判别功能。其中差动保护与断路器失灵保护可经硬压板、软压板及保护控制字分别选择投退。母联充电过流保护及母联非全相保护可根据工程需求配置。差动保护综述综述综述 各各种种类类型型的的母母线线保保护护就就其其对对母母线线接接线线方方式式、电电网网运运行行方方式式
6、、故故障障类类型型以以及及故故障障点点过过渡渡电电阻阻等等方方面面的的适适应应性性来来说说,仍仍以以按按电电流流差差动动原原理理构构成成的的母母线线保保护护为为最最佳佳。带带制制动动特特性性的的差差动动继继电电器器,采采用用一一次次的的穿穿越越电电流流作作为为制制动动电电流流,以以克克服服区区外外故故障障时时由由于于电电流流互互感感器器误误差差而而产产生生的的差差动动不不平平衡衡电电流,在高压电网中得到了较为广泛的应用。流,在高压电网中得到了较为广泛的应用。BPBP系系列列母母差差保保护护以以此此为为基基础础,结结合合微微机机数数字字处处理理的的特特点点,发发展展出出以以分分相相瞬瞬时时值值复
7、复式式比比率率差差动动元元件件为为主主的的一一整整套电流差动保护方案。套电流差动保护方案。电流计算大差和电流及差电流定义大差和电流及差电流定义n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:n差电流是指母线上所有连接元件电流和的绝对值,公式如下:n大差差电流与和电流计算特点:t计算与刀闸开入无关,但需考虑CT变比折算。t分相计算。t思考:Ir和Id的大小关系?差动起动元件起动判据起动判据n和电流突变量判据(快动):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:n差电流越限判据(慢动):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:n启动元
8、件一旦动作后自动展宽20ms,再根据启动元件返回判据决定该元件何时返回。当任一相差电流小于差动保护启动电流定值的95%,且各支路的该相相电流均小于1.2倍的额定电流时,该相启动元件返回。其表达式为:n思考:为什么设置两个启动判据?差动动作元件复式比率差动判据复式比率差动判据 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。差动保护比率制动系数不需整定,比率制动系数高值固定为1.0,比率制动系数低值固定为0.3。思考:保护判断比率制动系数高低值的依据?比率制动系数理想状
9、态下理想状态下区内故障区内故障Id=常量常量;Ir=Id;Ir Id=0;Id Kr*(Ir Id)=0 区内无制动。区外故障区外故障Id=I1 I2=0;Ir=I1+I2=常量常量;Id krIdExt%IdId+Ext%Id2024/10/7 周一文档题目22比率制动系数影响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考虑区外故障时故障支路一次与二次的传变误差Id=1 (1 )=;Ir=1+(1 )=2 ;Ir Id=(2 )=2 2;Kr(2-2)1-1若令总流入电流为1,则总流出电流为1-,差电流为2024/10/7 周一文档题目23差动动作元件差回路构成差回路构成n差动
10、回路是由大差动和几个各段母线小差动所组成的;n大差比率差动元件作为区内故障判别元件;n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与小差区别n大差比率差动差电流与和电流计算与刀闸无关.n大差比率差动差电流与和电流计算不计母联电流.n思考:计算大差时,什么时候考虑联络开关电流?差动动作元件电压闭锁元件 n式中:Ua、Ub、Uc为母线相电压,3U0为母线三倍零序电压,U2为母线负序电压。n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。n对于中性点不接地系统,单相接地允许运行一段时间,在此期间内电压闭锁不开放。由厂家进行出厂设置
11、,母线保护低电压判据改为线电压判据,同时取消零序电压判据。n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。差动电压闭锁定值内部固定。中性点接地系统低电压闭锁定值固定为0.7额定相电压,零序电压闭锁定值3U0固定为6V,负序电压闭锁定值U2(相电压)固定为4V。中性点不接地系统,低电压闭锁定值固定为0.7额定线电压,零序电压闭锁退出,负序电压闭锁定值U2(相电压)固定为4V。内部定值单 差动动作元件CT饱和检测元件饱和检测元件 为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时,由于CT严重饱和出现差电流的情况下误动作,本装置根据CT饱和发生的机理、以及CT饱和后二次电流波形的特点设置了CT饱和检
12、测元件,用来判别差电流的产生是否由区外故障CT饱和引起。该元件称之为基于暂态饱和全程测量的可变特性差动算法。在母线区内故障情况下和母线区外故障CT饱和情况下元件与元件的动作时序截然不同,并且CT饱和时虽然差电流波形畸变但每周波都存在线形传变区,且暂态饱和波形中存在丰富的谐波分量,可以准确检测出CT饱和发生时刻,并实时调整差动相关算法,具有极强的抗CT饱和能力。运行方式分析联络开关分位的判断条件联络开关分位的判断条件正常运行状态下 “分裂压板分裂压板”和和TWJ开入取开入取“与与”逻辑,两者都为逻辑,两者都为1,判为联,判为联络开关分裂运行,封联络开关络开关分裂运行,封联络开关CT,其电流不计入
13、小差回路;要求,其电流不计入小差回路;要求运行人员在联络开关断开后,投入对应联络开关的运行人员在联络开关断开后,投入对应联络开关的“分裂压板分裂压板”;在合联络开关前,退出;在合联络开关前,退出“分裂压板分裂压板”。母差保护已动作且未返回状态下 在联络开关(不包括双母双分的分段开关)连接的任一段母线在联络开关(不包括双母双分的分段开关)连接的任一段母线的差动保护已动作且保护未返回的状态下,的差动保护已动作且保护未返回的状态下,TWJ开入为开入为1,即判为,即判为联络开关分裂运行,经死区延时后封联络开关联络开关分裂运行,经死区延时后封联络开关CT。双母双分分段开关任何情况均取“分裂压板”和TWJ
14、“与”逻辑.运行方式分析母联母联CT极性极性 以双母单分段为例!以双母单分段为例!各支路CT的极性端必须一致;装置默认母联1的CT极性同母上的支路,母联2的CT极性同母上的支路,分段CT极性同母上的支路。正确的说法应该是“上母流向下母为正,右母流向左母为正”。因此,联络开关上CT的极性与母线的命名无关,但与其在装置界面上的显示位置有关。因此,需正确设置装置上的各母线显示位置,反映实际情况。运行方式分析并列运行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。分列运行分列运行分列压板投入且母联开关分状态。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
15、电流不计入小差。倒闸操作倒闸操作可预先投互联压板;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。母联死区并列运行时母联死区动作时间:母联开关动作时间母联开关死区延时+差动动作时间。分列运行时母联死区故障。母联死区并列时母联死区故障示意图并列时母联死区故障示意图 试验时,故障前两段母线电压必须正常。故故 障障 电电 流流 I2母线差动动作母线差动动作母联死区母联死区母线母线母线母线故故 障障 电电 流流 I1母联跳开母联跳开母线小差:母线小差:Id1=I2+I1 Ik=I1 Idset母线小差:母线小差:Id2=I1=0 Ik母联死区母联死区母线差动动作
16、母线差动动作封母联封母联CT Idset母联死区延时到母联死区延时到母联死区分裂时母联死区故障示意图分裂时母联死区故障示意图母联死区母联死区母线母线母线母线故故 障障 电电 流流 I1母线小差:母线小差:Id1=0 Ik=I1母线小差:母线小差:Id2=I1 Ik母联死区母联死区母线差动动作母线差动动作封母联封母联CT处于分位处于分位 Idset母联失灵只有母联(分段)开关作为联络开关时,才启动母联(分段)失灵保护。思考:1、什么情况下不做联络开关?2、母联失灵和母联死区的本质区别?保护动作跳母联起动母联失灵。母联失灵保护固定投入。充电于死区(1)国网标准化设计规范的 7.2.1.h)要求:母
17、线保护应能自动识别母联(分段)的充电状态,合闸于死区故障时,应瞬时跳母联(分段),不应误切除运行母线。故障示意图如下:对于常规的母线保护逻辑,若母联充电至死区故障(母联CT靠近无源母线),因没有故障电流流过母联CT,无法通过启动充电保护来闭锁差动保护并切除母联开关,差动保护将切除运行母线。运行母线运行母线故障电流故障电流检修母线检修母线合母联合母联充充电电至至死死区区故障故障母母 联联 CT无无电流电流充电于死区(2)BP-2CS母线保护装置需要接入“充电手合”接点以确定充电开始时刻,完成充电至死区故障,详见以下逻辑:大差满足差流条件,且大于0.5IN。充电于死区(3)保护逻辑要点保护逻辑要点
18、充电预备状态保护启动时刻母联TWJ状态充电手合接点的有效期保护退出的条件母差装置通过母联开关辅助接点来判断母联开关的状态,进而决定母母差装置通过母联开关辅助接点来判断母联开关的状态,进而决定母联电流是否应计入小差流:母联开关辅助接点状态为合时,投母联联电流是否应计入小差流:母联开关辅助接点状态为合时,投母联CT;母联开关辅助接点状态为分时,封母联;母联开关辅助接点状态为分时,封母联CT。考虑到母线充电时,如果母联开关一次与二次接点位置不同步。即母考虑到母线充电时,如果母联开关一次与二次接点位置不同步。即母联开关已经由断变为合,一次母联联开关已经由断变为合,一次母联CT有电流时,母联开关辅助接点
19、状有电流时,母联开关辅助接点状态没有及时反映母联实际状态,仍处于断位。造成装置封母联态没有及时反映母联实际状态,仍处于断位。造成装置封母联CT。如果充在故障母线如果充在故障母线,则会造成非故障母线差动动作。则会造成非故障母线差动动作。为防止母线充电过程中母联开关辅助接点状态与母联开关实际位置不同步,装置设置母联开关充电预投逻辑。在母联开关由断变合时,预先投入母联CT。其条件为:当母联电流从无到有(有流门坎为有流门坎为0.04In)时;判断前一周波母联开关所连接的两段母线中任一母线失压;母联开关分裂状态。如上述均条件满足,则将母联开关置为合,投入母联CT,并延时200ms之后,才重新按辅助接点实
20、际位置判断母联开关状态。充电预投逻辑(1)逻辑框图详见下图:充电预投逻辑(2)故障前至少一段母线失压&母联A相电流由无到有母联B相电流由无到有母联C相电流由无到有1故障前母联开关为分列展宽200ms母联电流计入小差计算设置此逻辑后,即使母联开关辅助接点延时反映实际状态,母线保护仍会正确切除故障母线。注意:分列运行情况下,母联TA和母联开关之间发生死区故障。因故障前两母线电压正常,此时装置不会预投母联开关,装置正确切除故障母线。上述逻辑适用于单母分段、双母线接线的母联开关,以及双母单分段、双分段接线的母联1、母联2和分段开关。充电预投逻辑(3)对于双母双分段接线的分段开关,装置设置了双母双分段接
21、线的分段开关充电预投逻辑,由于每面屏只能采集到分段开关所连接的两段母线中的其中一段母线电压,其逻辑中电压开放判据有所不同,改为取“本侧电压开放”与“手合接点有效”的或逻辑,其他逻辑同母联开关。充电预投逻辑(4)大差动作跳母联母联刀闸接地母联刀闸接地 动作行为:动作行为:I母:母:Id1有,电压正常,闭锁;有,电压正常,闭锁;II母:母:Id2无,电压降低,开放;无,电压降低,开放;大差:大差:Id有,满足差流门槛;有,满足差流门槛;则:大差动作跳母联,切除故障。则:大差动作跳母联,切除故障。大差动作跳母联母联实际分,二次误合。母联实际分,二次误合。动作行为:动作行为:I母:母:Id1无,电压降
22、低,开放;无,电压降低,开放;II母:母:Id2有,电压正常,闭锁;有,电压正常,闭锁;大差:大差:Id有,满足差流门槛;有,满足差流门槛;则:大差动作跳母联,则:大差动作跳母联,母联实际为分位,启动母联失灵,母联实际为分位,启动母联失灵,经失灵延时,封母联经失灵延时,封母联CT,I母差动动作,切除故障。母差动动作,切除故障。断路器失灵保护电流检测元件电流检测元件 线路支路失灵电流判据 线路间隔采用分相开关:出现三相故障时,不考虑三相开关同时失灵。线路间隔采用三相联动开关:出现三相故障时,开关失灵必然是三相失灵,故障线路间隔无零序及负序电流。增加电流突变启动条件,0.04IN。定值要求:线路支
23、路失灵相电流定值由装置按判有无电流(0.04In)固定,不需整定。“失灵零序电流定值”和“失灵负序电流定值”应按躲过所有支路最大不平衡电流整定。断路器失灵保护 断路器失灵保护主变支路失灵电流判据主变支路失灵电流判据 t电流定值均是基于基准CT变比的二次值。t“三相失灵相电流定值”用于主变间隔过流判别,应按躲过所有变压器支路最大负荷电流整定。断路器失灵保护失灵复合电压元件失灵复合电压元件 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(相电压)、负序电压和(相电压)、负序电压和3 3倍零序电压构成的复合电压元件。只是使倍零序电压构成的
24、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。失灵出口动作,需要相应母线段的失灵复合电压元件动作。失灵复压解闭锁元件失灵复压解闭锁元件 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“主变失灵解闭锁”条件满足时,解除该支路失灵保护电压闭锁,保证失灵保护可靠动作。对于部分地区双母线接线母线保护的110kV线路支路也需要解除失灵保护电压闭锁的情况,增加各线路支路共用的“线路失灵解除复压闭锁”开入。断路器失灵保护断路器失灵保护出口逻辑断
25、路器失灵保护出口逻辑 失灵出口时限 母线保护设置母线保护设置2个时限,是线路和变压器支路启动母线失灵保护共用个时限,是线路和变压器支路启动母线失灵保护共用定值。一时限跳母联,二时限跳整段母线。如需同时切除,可整定为相定值。一时限跳母联,二时限跳整段母线。如需同时切除,可整定为相同时间定值。同时间定值。失灵跟跳功能考虑:不应用失灵跟跳本单元功能,失灵跟跳本单元解决线路保护及其跳闸不应用失灵跟跳本单元功能,失灵跟跳本单元解决线路保护及其跳闸回路无法跳闸问题,失灵跟跳本单元时限与线路勾三跳时限相同。回路无法跳闸问题,失灵跟跳本单元时限与线路勾三跳时限相同。线路保护双配置,不考虑线路保护及其跳闸回路故
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