深圳南瑞BP-2CS微机母线保护

BP-2CS微机母线保护装置9/28/2023甘德彬电话箱：gandb@BP-2CS装置培训大纲保护装置简介保护原理简介硬件结构简介装置使用说明装置异常处理操作注意事项9/28/2023文档题目2保护装置简介BP-2C(S)母线保护装置是深圳南瑞科技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。

9/28/2023文档题目3保护装置简介BP-2CS母线保护装置针对不同应用，按照硬件设计分为3类型号。

BP-2CS标准BP-2CS-H一个半接线BP-2CS-D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9/28/2023文档题目4保护原理简介—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/GDW175—2008《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。9/28/2023文档题目5保护原理简介—差动保护综述综述

各种类型的母线保护就其对母线接线方式、电网运行方式、故障类型以及故障点过渡电阻等方面的适应性来说，仍以按电流差动原理构成的母线保护为最佳。带制动特性的差动继电器，采用一次的穿越电流作为制动电流，以克服区外故障时由于电流互感器误差而产生的差动不平衡电流，在高压电网中得到了较为广泛的应用。 BP系列母差保护以此为基础，结合微机数字处理的特点，发展出以分相瞬时值复式比率差动元件为主的一整套电流差动保护方案。9/28/2023文档题目6保护原理简介—电流计算大差和电流及差电流定义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: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:大差‘差电流’与‘和电流’计算特点:计算与刀闸开入无关，但需考虑CT变比折算。分相计算。9/28/2023文档题目7保护原理简介—差动起动元件起动判据和电流突变量判据(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：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：启动元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：

9/28/2023文档题目8保护原理简介—差动动作元件复式比率差动判据

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。

9/28/2023文档题目9

保护判断高低值的依据！实际上是以有无独立母线运行为依据的，只要装置认为不存在独立运行母线，大差系数就采用高值。如：倒闸操作时，小差退出，大差是采用系数高值，即使在分列运行状态，只要互联了，大差都是采用高值。

保护原理简介—比率制动系数理想状态下区内故障 Id=常量; Ir=Id; Ir–Id=0; Id>Kr*(Ir–Id)=0

区内无制动。区外故障 Id=I1–I2=0;Ir=I1+I2=常量; Id<Kr*(Ir–Id)

区外可靠制动。IdIdI=0Id=0I1I2=I19/28/2023文档题目10保护原理简介—比率制动系数影响KR值的2个因素考虑区内故障时有电流流出母线 例：母线分列运行或故障电流经近距离双回线流出。 Id=常量; Ir=Ext%Id+(1+Ext%)Id; Ir–Id=Ext%Id+(1+Ext%)Id–Id=2Ext%Id; Id/(Ir–Id)=Id/2Ext%Id=1/(2Ext%)>krIdExt%IdId+Ext%Id9/28/2023文档题目11保护原理简介—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 Id=1–(1–δ)=δ; Ir=1+(1–δ)=2–δ; Ir–Id=(2–δ)–δ=2–2δ; Id/(Ir–Id)=δ/(2–2δ)<kr1-δ1若令总流入电流为1，则总流出电流为1-δ，差电流为δ9/28/2023文档题目12保护原理简介—差动动作元件差回路构成差动回路是由大差动和几个各段母线小差动所组成的；大差比率差动元件作为区内故障判别元件；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比率差动’差电流’与’和电流’计算与刀闸无关.大差比率差动’差电流’与’和电流’计算不计母联电流.思考：计算大差时，什么时候考虑联络开关电流？

9/28/2023文档题目13保护原理简介—差动动作元件电压闭锁元件

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。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。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，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。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9/28/2023文档题目14保护原理简介—差动动作元件CT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。

9/28/2023文档题目15保护原理简介—运行方式分析联络开关分位的判断条件正常运行状态下

“分裂压板”和TWJ开入取“与”逻辑，两者都为1，判为联络开关分裂运行，封联络开关CT，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“分裂压板”；在合联络开关前，退出“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）连接的任一段母线的差动保护已动作且保护未返回的状态下，TWJ开入为1，即判为联络开关分裂运行，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“与”逻辑.9/28/2023文档题目16保护原理简介—运行方式分析母联CT极性以双母单分段为例！

各支路CT的极性端必须一致；装置默认母联1的CT极性同Ⅱ母上的支路，母联2的CT极性同Ⅲ母上的支路，分段CT极性同Ⅱ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。

9/28/2023文档题目17保护原理简介—运行方式分析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，母联电流不计入小差。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。9/28/2023文档题目18保护原理简介—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。9/28/2023文档题目19保护原理简介—母联死区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。故障电流I2Ⅰ母线差动动作母联死区Ⅰ母线Ⅱ母线故障电流I1母联跳开Ⅰ母线小差：Id1=I2+I1Ik=I1>IdsetⅡ母线小差：Id2=I1=0–Ik母联死区Ⅱ母线差动动作封母联CT>Idset母联死区延时到9/28/2023文档题目20保护原理简介—母联死区分裂时母联死区故障示意图母联死区Ⅰ母线Ⅱ母线故障电流I1Ⅰ母线小差：Id1=0Ik=I1Ⅱ母线小差：Id2=I1–Ik母联死区Ⅱ母线差动动作封母联CT处于分位>Idset9/28/2023文档题目21保护原理简介—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：什么情况下不做联络开关？保护动作母联起动母联失灵。母联失灵保护固定投入。9/28/2023文档题目22保护原理简介—充电于死区(1)国网标准化设计规范的7.2.1.h）要求：母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。运行母线故障电流检修母线合母联充电至死区故障母联CT无电流9/28/2023文档题目23保护原理简介—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。

9/28/2023文档题目24保护原理简介—充电于死区(3)保护逻辑要点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9/28/2023文档题目25保护原理简介—充电于死区(4)保护调试方法现场使用状态序列做，配合试验仪开关量输出接到手合接点开入位置，具体步骤如下：①：加正常电压3s；②：正常电压的基础上给手合接点开入，0.1s（该状态时间不能过短，否则无法判出手合接点有效，时间也不能过长，需要在判手合接点有效后300ms内加入故障电流）；③：降一相电压为故障电压，在该相加故障电流，保证大差大于0.5IN，0.1s；注意，在实验过程中TWJ开入始终给上。另外说明书上提到手合接点有效是“0”变“1”后展宽1000ms，这1000ms应该指的是判有效后自动展宽的时间，而判手合接点有效地需要的时间估计几十ms就够了。9/28/2023文档题目26保护原理简介—大差动作跳母联母联刀闸接地

动作行为：I母：Id1有，电压正常，闭锁；II母：Id2无，电压降低，开放；大差：Id有，满足差流门槛；则：大差动作跳母联，切除故障。9/28/2023文档题目27保护原理简介—大差动作跳母联母联实际分，二次误合。

动作行为：I母：Id1无，电压降低，开放；II母：Id2有，电压正常，闭锁；大差：Id有，满足差流门槛；则：大差动作跳母联，母联实际为分位，启动母联失灵，经失灵延时，封母联CT，I母差动动作，切除故障。9/28/2023文档题目28保护原理简介—断路器失灵保护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。9/28/2023文档题目29保护原理简介—断路器失灵保护

9/28/2023文档题目30保护原理简介—断路器失灵保护主变支路失灵电流判据

电流定值均是基于基准CT变比的二次值。“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。9/28/2023文档题目31保护原理简介—断路器失灵保护失灵复合电压元件

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（相电压）、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。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。9/28/2023文档题目32保护原理简介—断路器失灵保护断路器失灵保护出口逻辑

失灵出口时限

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。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障造成无法跳开关情况。变压器断路器失灵跳三侧启动逻辑

装置差动动作时同时启动动作的主变间隔失灵，不需外部接线。不考虑旁代主变时的解闭锁和跳三侧功能。9/28/2023文档题目33保护原理简介—断路器失灵保护

9/28/2023文档题目34保护原理简介—充电过流保护(1)工程中未独立配置独立的母联保护装置时，可投入母联（分段）充电过流保护，用于母线充电保护或作为线路的临时保护使用。母联充电过流保护为两段式保护，两段保护的电流定值、时间定值可独立整定。Ⅰ段保护仅相电流过流，Ⅱ段保护为相电流或零序过流。仅判断母联过流条件，与母联开关位置等其他条件无关，无充电保护退差动功能。充电过流保护软压板、硬压板及充电过流控制字“与”逻辑关系，三者同时投入则充电过流保护投入。9/28/2023文档题目35保护原理简介—充电过流保护(2)9/28/2023文档题目36保护原理简介—母联非全相保护母联（分段）开关某相断开，处于非全相运行时，可