BP2b技术说明书V1 WORD版本

BP-2B微机母线保护装置1概述31.1 应用范围31.2 保护配置31.3 主要特点32技术参数32.1 额定参数32.2 功耗42.3 交流回路过载能力42.4 输出接点容量42.5 装置内电源42.6 主要技术指标42.7 环境条件42.8 电磁兼容52.9 绝缘与耐压52.10 通讯52.11 机械性能53装置原理53.1 母线差动保护53.1.1 起动元件63.1.2 差动元件63.1.3 TA（电流互感器）饱和检测元件83.1.4 电压闭锁元件83.1.5 故障母线选择逻辑93.1.6 差动回路和出口回路的切换103.2 母联（分段）失灵和死区保护123.3 母联（分段）充电保护133.4 母联（分段）过流保护143.5 电流回路断线闭锁153.6 电压回路断线告警163.7 母线运行方式的电流校验163.8 断路器失灵保护出口163.8.1 与失灵起动装置配合方式163.8.2 自带电流检测元件方式173.8.3 失灵电压闭锁元件173.8.4 母线分列运行的说明174整定方法与参数设置194.1 参数设置的说明194.1.1 装置固化参数194.1.2 装置系统参数194.1.3 装置使用参数204.2 整定值清单214.3 整定方法224.3.1 母差保护定值整定方法224.3.2 断路器失灵保护出口定值整定方法244.3.3 母联失灵保护定值整定方法254.3.4 充电保护定值整定方法254.3.5 母联过流保护定值整定方法254.3.6 TA断线定值整定方法254.3.7 失灵保护过流定值整定方法255装置硬件介绍265.1 硬件概述265.2 机箱结构与面板布置265.3 机箱背面布置和插件功能简介295.3.1 主机插件 BP320315.3.2 管理机插件 BP321315.3.3 保护单元插件 BP330315.3.4 光耦输入、输出和电源检测插件 BP331315.3.5 电压闭锁插件 BP332325.3.6 出口信号、告警信号插件 BP333325.3.7 辅助电流互感器插件 BP310325.3.8 辅助电压互感器插件 BP311325.3.9 电源模块插件 BP360、BP361325.4 装置原理图326装置使用说明346.1 界面显示346.1.1 主界面346.1.2 一级界面356.1.3 二级界面386.2 装置调试与投运406.2.1 调试资料准备406.2.2 试验仪器416.2.3 通电前检查416.2.4 上电检查416.2.5 预设416.2.6 定值整定426.2.7 整机调试426.2.8 投入运行与操作456.3 注意事项451 概述1.1 应用范围 BP-2B微机母线保护装置，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 接线在内的各种主接线方式，最大主接线规模为24个间隔（线路、元件和联络开关）。1.2 保护配置 BP-2B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、以及断路器失灵保护出口等功能。1.3 主要特点l 快速、高灵敏复式比率差动保护，整组动作时间小于12ms；l 自适应全波饱和检测器，差动保护在区外饱和时有极强的抗饱和能力，又能快速切除转换性故障，适用于任何按技术要求正确选型的保护电流互感器；l 允许TA型号、变比不同，TA变比可以现场设定；l 母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误；l 超大的汉字液晶显示，查询、打印、校时等操作，不影响保护运行；l 完善的事件和运行报文记录，与COMTRADE兼容的故障录波，录波波形液晶即时显示；l 灵活的后台通讯方式，配有RS-232、RS-422/RS-485通讯接口，支持电力行业标准通讯规约DL/T667-1999（IEC60870-5-103）；l 采用旋转机柜，插件强弱电分开的新型结构，装置电磁兼容特性满足就地布置运行的要求。2 技术参数2.1 额定参数直流电压： 220V ，110V 允许偏差：-20% +15%交流电压： 100/3 V交流电流： 5A ，1A频率：50HZ打印机工作电压：交流220V2.2 功耗直流电源回路： 50W （常态） 75W （保护动作瞬间）交流电压回路： 0.5VA/相交流电流回路： 1 VA/相 (In=5A) 0.5VA/相 (In=1A)2.3 交流回路过载能力交流电压： 2Un - 持续工作交流电流： 2In - 持续工作 30In - 10S 40In - 1S 2.4 输出接点容量允许长期通过电流: 5A允许短时通过电流: 10A , 1S2.5 装置内电源工作电源: +5V (3%)15V(3% )出口电源: +24V(5%) 2.6 主要技术指标母差保护整组动作时间: 12 ms ( 差流Id2倍差流定值 )出口保持时间: 200 ms ；80 ms ( 用于 接线时 )返回时间： 40 ms定值误差: 5%2.7 环境条件 正常工作温度: 0 40 极限工作温度: -10 50 贮存与运输: -25 702.8 电磁兼容 实验项目耐受值参照标准辐射电磁场干扰实验 10v/m(25-1000)MHZGB14598.9，级IEC255-22-3快速瞬变干扰实验 4kvGB14598.10，级IEC255-22-41MHZ和100KHZ脉冲群干扰实验 2.5kvGB14598.13，级IEC255-22-1静电放电实验 8kv GB14598.14，级IEC255-22-22.9 绝缘与耐压实验项目耐受值参照标准介质强度实验 2kv（有效值）交流，1分钟GB14598.11，级IEC255-22-1冲击电压实验5kv, 1.2/50s,0.5J标准雷电波GB14598.12，级IEC255-22-22.10 通讯两个RS-232/422/485串行通讯接口通讯规约： 电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103） 2.11 机械性能工作条件: 振动响应、冲击响应严酷等级为 I级 运输条件: 振动耐久、冲击耐久及碰撞检验严酷等级为 I级 3 装置原理3.1 母线差动保护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（亦即比率差动继电器），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（以下称TA）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。下述各元件判据除非特别说明，都是分相计算，分相判别。3.1.1 起动元件母线差动保护的起动元件由和电流突变量和差电流越限两个判据组成。和电流是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和 ；差电流是指所有连接元件电流和的绝对值 ，Ij为母线上第j个连接元件的电流。与传统差动保护不同，微机保护的差电流与和电流不是从模拟电流回路中直接获得，而是通过电流采样值的数值计算求得。起动元件分相起动，分相返回。 1） 和电流突变量判据，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。 其表达式为： 其中为和电流瞬时值比前一周波的突变量；为突变量门坎定值。2）差电流越限判据，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。其表达式为： 其中为分相大差动电流； 为差电流门坎定值。3）起动元件返回判据，起动元件一旦动作后自动展宽40ms，再根据起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电流门坎定值的75%时，该相起动元件返回。其表达式为： 3.1.2 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，图3.1表示复式比率差动元件的动作特性。KrIdIr-IdIdset图3.1复式比率差动元件动作特性 可以参考下表确定复式比率系数Kr的取值，表中Ext为母线区内故障时流出母线的电流占总故障电流的百分比，此时判据应可靠动作；为母线区外故障时故障支路电流互感器的误差（其余支路电流互感器的误差忽略不计），此时判据应可靠不动作。注意，该表数据是仅就复式比率判据的推导所得。KrExt（%）（%）14067220803158541288 2) 故障分量复式比率差动判据根据叠加原理，故障分量电流有以下特点：a. 母线内部故障时，母线各支路同名相故障分量电流在相位上接近相等（即使故障前系统电源功角摆开）。b. 理论上，只要故障点过渡电阻不是，母线内部故障时故障分量电流的相位关系不会改变。为有效减少负荷电流对差动保护灵敏度的影响，为进一步减少故障前系统电源功角关系对保护动作特性的影响，提高保护切除经过渡电阻接地故障的能力，本装置采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据。故障分量的提取有多种方案，本保护采用的数字算法如下： 式中 为当前电流采样值；为一个周波前的的采样值。在故障发生后的一个周波内，其输出能较为准确地反映包括各种谐波分量在内的故障分量。 故障分量差电流 ；故障分量和电流动作表达式为： 其中为第j个连接元件的电流故障分量，为故障分量差电流门坎，由推得；为复式比率系数（制动系数）。由于电流故障分量的暂态特性，故障分量复式比率差动判据仅在和电流突变起动后的第一个周波投入，并受使用低制动系数（0.5）的复式比率差动判据闭锁。保护将母线上所有连接元件的电流采样值输入上述两个差动判据，即构成大差（总差）比率差动元件；对于分段母线，将每一段母线所连接元件的电流采样值输入上述差动判据，即构成小差（分差）比率差动元件。各元件连接在哪一段母线上，是根据各连接元件的刀闸（隔离开关）位置来决定。3.1.3 TA（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，本装置根据TA饱和发生的机理、以及TA饱和后二次电流波形的特点设置了TA饱和检测元件，用来判别差电流的产生是否由区外故障TA饱和引起。 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饱和情况下元件与元件的动作时序，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。 3.1.4 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： 式中为母线线电压（相间电压），为母线三倍零序电压，为母线负序电压，、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）。3.1.5 故障母线选择逻辑 3.1.2节中提及的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；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。 对于固定连接式分段母线，如单母分段、断路器等主接线，由于各个元件固定连接在一段母线上，不在母线段之间切换，因此大差电流只作为起动条件之一，各段母线的小差比率差动元件既是区内故障判别元件，也是故障母线选择元件。 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。 考虑到分段母线的联络开关断开的情况下发生区内故障，非故障母线段有电流流出母线，影响大差比率元件的灵敏度，大差比率差动元件的比率制动系数可以自动调整。联络开关处于合位时（母线并列运行），大差比率制动系数与小差比率制动系数相同（可整定）；当联络开关处于分位时（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（也可整定）。 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。 综上所述，以双母线其中的I段为例，差动保护的整个逻辑关系如图：与与与或与 I母出口I母差动复合电压动作或与与 全波饱和检测线形传变区： 和电流突变量： 差电流突变量 ： 差电流起动元件 ： 和电流突变起动元件 ： 大差突变量比率差动元件 ： 大差复式比率差动元件 ： I母突变量比率差动元件 ： I母复式比率差动元件 ： 大差比率制动系数 ： 小差比率制动系数 图3.2母差保护逻辑框图3.1.6 差动回路和出口回路的切换以上几节全面阐述了本装置的母线差动保护方案，包括起动、差动判据、饱和检测、电压闭锁、故障母线选择在内的各个环节及相互之间逻辑关系。下面将举例详细说明差动回路和出口回路的形成。其实这里所说的差动回路和出口回路只是借用传统保护的概念，微机母线差动保护装置中并不存在这样的硬件回路，各连接元件三相电流和刀闸位置全部都已转换成为数字量，由程序流程来实现切换。因此装置的差动回路和出口回路可以说是实时地无触点地（非继电器）切换。3.1.6.1 双母线接线以 I1，I2，-，In 表示各元件电流数字量；以 Ilk 表示母联电流数字量；以S11，S12，-，S1n表示各元件I母刀闸位置，0表示刀闸分，1表示刀闸合；以S21，S22，-，S2n表示各元件II母刀闸位置；以Slk 表示母线并列运行状态，0表示分列运行，1表示并列运行； 各元件TA的极性端必须一致；一般母联只有一侧有TA，装置默认母联TA的极性与II母上的元件一致。则差流计算公式为：大差电流Id = I1 + I2 + - + InI母小差电流Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + - + In* S1n Ilk * Slk II母小差电流Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + In* S2n + Ilk * Slk以T1，T2，-，Tn表示差动动作于各元件逻辑，0表示不动作，1表示动作；以Tlk 表示差动动作于母联逻辑；以F1，F2 分别表示I母、II母故障，0表示无故障，1表示故障。则出口逻辑计算公式为：T1 = F1 * S11+ F2* S21T2 = F1 * S12+ F2* S22Tn = F1 * S1n+ F2* S2nTlk = F1 + F23.1.6.2 母联兼旁路形式的双母线接线此时装置需引入母联到旁母的刀闸位置，以SPL表示。该刀闸断开时（SPL= 0），断路器作母联用，回路切换3.1.6.1。若以II母带旁路，要求母联TA装于I母侧。断路器无论作母联用还是作旁路用，TA的极性与II母上的元件都是一致的。母联的旁母刀闸和II母刀闸处于合位时，该元件作旁路用，回路切换成：Id = I1 + I2 + - + In + IlkId1 = I1 * S11+ I2* S12 + - + In* S1n Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + In* S2n + IlkTlk = F2若以I母带旁路，要求母联TA装于II母侧。由于已经定义断路器作母联用时，TA的极性与II母上的元件一致；那么断路器作旁路用时，TA的极性与I母上的元件相反。母联的旁母刀闸和I母刀闸处于合位时，该元件作旁路用，回路切换成：Id = I1 + I2 + - + In IlkId1 = I1 * S11+ I2* S12 + - + In* S1n IlkId2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + In* S2n Tlk = F1若I、II母都可能带旁路，建议母联断路器两侧都要装设TA。3.1.6.3 旁路代母联形式的双母线接线定义第4单元为旁路单元，旁母到I母（或II母）有跨条，装置引入跨条刀闸位置，以SKT表示。若跨条接于I母，当跨条刀闸和旁路单元的II母刀闸处于合位时，即SKT = 1且S2m = 1，旁路单元作为母联用，回路切换成：Id = I1 + I2 + - + I4 + -+ In I4Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + -I4 + - + In* S1nId2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + I4 + -+ In* S2n Tm = F1 + F2若跨条接于II母，当跨条刀闸和旁路单元的I母刀闸处于合位时，即SKT = 1且S1m = 1，旁路单元作为母联用，回路切换成：Id = I1 + I2 + - + I4 + -+ In I4Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + -+ I4 + - + In* S1nId2 = I1 * S21+ I2* S22 + - I4 + -+ In* S2n Tm = F1 + F23.1.6.4 母线兼旁母形式的双母线接线回路切换与母联兼旁路时相类似。当然不再有旁母，没有母联到旁母刀闸，而是取决于出线到母线的跨条刀闸SK1 、SK2。如图： SK1 SK2 I II 图3.3母线兼旁母接线示意图若母线的跨条刀闸（SK2）合，则装置将II母做为旁母，将母联做为旁路。此时，母差保护范围为I母（延伸至旁路的CT）。II母不在母差保护的范围内。3.1.6.5 其他形式的主接线以上是以双母线接线为例，其他主接线方式的回路切换类推可知。这里只提一下要点：a. 单母分段，除分段单元外的元件都是固定连接；分段单元的处理同母联单元。b. 双母单分段，三段母线分别形成小差回路，装置默认母联LK1的TA极性同II母上的元件，母联LK2的TA极性同III母上的元件，分段LN的TA极性同II母上的元件。 I LK1 LK2II III LN图3.4双母分段接线示意图c. 双母线双分段，一般考虑用两套BP-2B装置配合实现各段母线的保护。一套装置保护分段开关左侧的两段母线；另一套装置保护分段开关右侧的两段母线；两套装置的保护范围在分段开关处交叠。在差动逻辑中，将分段做为该段母线上的一个元件。3.2 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：或 封母联TA 充电动作 差动动作 II母出口I母出口 II母小差复式比率动作 II母差动复合电压 与大差复式比率动作 与与与I母差动复合电压 I母小差复式比率动作 延时50ms 母联开关分位或母联失灵过流 母联失灵延时 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。3.3 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：母联（分段）充电保护压板投入；其中一段母线已失压，且母联（分段）开关已断开；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。 Ika由无至有 Ikb由无至有 Ikc由无至有或闭锁母差与 充电闭锁母差 与充电保护退出差动恢复展宽200ms充电保护投入 母分开关已断 一段母线失压 充电保护压板合 充电保护投入或与充电出口延时 跳母联 有流门坎为 ： 母联A相电流 ： 母联B相电流 ： 母联C相电流 ： 充电保护电流定值 图3.6充电保护逻辑框图3.4 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。 母联过流保护投入跳母联母联过流出口延时 或与 ： 母联A相电流 ： 母联C相电流 ： 母联零序电流 ： 母联过流定值 ： 母联零序过流定值图3.7母联过流保护逻辑框图3.5 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。或 延时9S 闭锁母差 TA断线信号 ：A相大差电流：B相大差电流：C相大差电流 ：TA断线定值图3.9TA断线逻辑框图母联（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。与 母线强制互联 延时20ms 互联信号 图3.10联络断路器TA断线逻辑框图3.6 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。3.7 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。3.8 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，本装置有两种方式供选择。3.8.1 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。 外部接点 BP-2BI母刀闸过流动作保护动作接点失灵起动开入开入公共端 I母失灵出口起动 II母失灵出口起动II母刀闸跳母联失灵出口延时1 I母失灵出口起动与跳I母失灵出口延时2 I母失灵复合电压动作图3.11失灵起动逻辑框图3.8.2 自带电流检测元件方式若没有失灵起动装置，本装置本身可以实现检测断路器失灵的过流元件。将元件保护的保护跳闸接点引入装置。分相跳闸接点则分相检测电流，三相跳闸接点则检测三相电流。对于220KV系统，母差装置需引入线路保护的三跳接点和单跳接点，变压器保护的三跳接点。 BP-2B 外部接点三跳动作接点开入公共端ABC相过流动作A相动作接点I母刀闸 I母失灵出口起动 II母失灵出口起动失灵起动开入A相过流动作B相动作接点II母刀闸B相过流动作C相动作接点C相过流动作跳母联失灵出口延时1 II母失灵出口起动与 II母失灵复合电压动作跳II母失灵出口延时2 图3.12失灵过流逻辑框图3.8.3 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。3.8.4 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。如图3.13所示，母线分列运行时，母故障，母上的负荷电流仍然可能流出母线。特别是在、母线分别接大，小电源或者母线上有近距离双回线时，电流流出母线的现象特别严重。此时，大差灵敏度下降。因此，装置的大差比率元件采用2个定值，母线并列运行时，用比率系数高值；母线分列运行时，用比率系数低值。装置根据母线运行状态自动切换定值。图3.13母线分列运行母故障图3.14母线分列运行死区故障如图3.14所示，母线分列运行时，死区故障，故障点位于母联的开关和TA之间。此时，按差电流回路，母差动动作，然后启动母联失灵跳母，如果两母线的复合电压闭锁均开放，则造成母线完全退出运行。如果故障时母复合电压闭锁不开放（故障点在母），母复合电压闭锁开放，会造成保护拒动。因此，在母线分列运行时，装置封母联TA，若发生图3.14所示故障时，差动保护直接出口跳母。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。4 整定方法与参数设置4.1 参数设置的说明 所谓参数，就是厂家在设计母差保护装置时，为适应各种类型的一次系统接线和设备，满足不同用户的要求，可以提供用户根据需要选择的软件配置选项。通过参数的设置，使装置功能更加全面的同时，对每个工程更有针对性。装置参数根据其应用分为三组：装置固化参数、装置系统参数、装置使用参数。4.1.1 装置固化参数 对母差保护装置来说最重要的母线一次主接线形式和主接线规模，以及需要与硬件配合的额定参数，采用用户预先确认，固化在ROM中的方式，不能现场修改。用户可以通过查看装置信息选项，核实该组参数是否准确。 表4.1：装置固化参数表参数序号参数名称可选择范围1主接线形式*1 1/2，单母，单母分段，H型，双母，双母分段母线兼旁母，母联（分段）兼旁路，旁路代母联（分段）2电压等级35KV，66KV，110KV，220KV，330KV，500KV 3主接线规模224个间隔4TA二次电流5A ， 1A ， 5A1A*5版本信息保护软件版本号和版本时间* 各种特殊主接线形式，表中未能一一列出，我们可以根据主接线图和您的要求进行专门设计。* 允许同一母线上，同时使用5A制TA和1A制TA，请预先告知使用情况。4.1.2 装置系统参数母线主接线形式与规模确定后，需要将装置定义的间隔单元与实际一次系统的间隔单元和设备一一对应。通过对装置系统参数中母线编号、断路器编号、TA变比等参数的设置，即可明确这个对应关系。用户可以使用预设选项进行该组参数设置，一旦设定，即可在查看选项得到体现。系统参数的设置要与二次电缆接线相一致，只允许保护专业人员根据系统变化修改。 表4.2：装置系统参数表参数序号参数名称可选择范围1母线编号母线1I段，II段，III段，IV段，V段，VI段，VII段，VIII段，IX段，X段母线2母线32间隔1间隔类型母联，分段，变压器，发变组，旁路，线路，其他断路器编号0000 9999TA变比*由用户提供实际应用的TA变比数据，例如：1200/In，800/In，600/In，400/In，300/In.间隔x间隔类型母联，分段，变压器，发变组，旁路，线路，其他断路器编号0000 9999TA变比*由用户提供实际应用的TA变比数据，例如：1200/In，800/In，600/In，400/In，300/In25间隔24间隔类型母联，分段，变压器，发变组，旁路，线路，其他断路器编号0000 9999TA变比*由用户提供实际应用的TA变比数据，例如：1200/In，800/In，600/In，400/In，300/In* 表中所列是电流互感器额定一次电流等级，In是装置固化参数中确定的TA额定二次电流，用户只需按实际变比选择其中一项即可。装置自动选取最大变比为基准变比，并自动进行变比折算。所有差、和电流的计算和显示都已经归算至基准变比的二次侧。为保证精度，各单元TA变比之间不宜差距4倍以上。4.1.3 装置使用参数装置使用参数是为了用户能更方便的使用装置而设置的，运行人员可以通过参数选项设定。其中，设定保护控制字，需要输入操作密码。 表4.3：装置使用参数表参数序号参数名称可选择范围备注1保护控制字定值组别0 ，1注1强制母线互联投 ，退充电保护投入时投、退母差投 ，退出口接点投 ，退2通讯控制字保护动作返回报文是否上传注23通讯波特率1200 38400 bps4本装置通讯地址0 254注35自动打印召唤打印 ，自动打印注4注1：保护控制字，是极为重要的装置使用参数，它确定现时装置使用的定值组别和保护功能的投退。运行人员根据调度指令操作，修改保护功能控制字需要输入操作密码。l 母差保护的定值受运行方式变化的影响较小，所以本装置只预先存储2组定值供切换。两组定值切换过程不需退出保护。l 强制母线互联投入时，可以强制装置进入非选择（单母）方式，差动保护和失灵保护出口动作都不再具有选择性，同时母线互联告警灯点亮。l 充电保护投入期间是否投、退母线差动保护，可按各地运行习惯确定。l 出口接点投入时，保护装置投跳闸出口；出口接点退出时，保护装置只投信号，同时出口退出告警灯点亮注2： 本装置的保护动作返回事件是否上传监控系统。注3：在监控系统中本装置的通讯地址。注4：如果设置为召唤打印，则只在选择打印选项后打印相应内容；如果设置为自动打印，则装置会在有扰动信息或手动操作后自动打印报告。4.2 整定值清单本装置可预先设置两组定值：0组和1组。当系统运行方式变化比较大时，可以在不退保护的情况下切换定值。保护定值清单按保护功能配置分类，每一项定值都规定了整定范围和级差，并注明了整定参考原则。 表4.4：保护定值清单类别定 值整定范围/ 级差推荐值整定方法参考序号 名称符号母线差动保护比率差动元件1比率差动门坎 Idset0.1 20A / 0.1A4.3.1.32复式比率系数高值KrH0.5 4 / 0.52.04.3.1.13复式比率系数低值KrL0.5 1 / 0.50.54.3.1.2差动复合电压闭锁4差动保护低电压Uab20 99 V / 1 V65 70 V4.3.1.45差动保护零序电压3U01 35 V / 1V4 8 V4.3.1.56差动保护负序电压U21 35 V / 1V6 10 V4.3.1.6启动元件7相电流突变ir0.120A / 0.1A0.5 5 A4.3.1.7失灵保护出口失灵复合电压闭锁8失灵保护低电压Uab20 99 V / 1 V70 75 V4.3.2.19失灵保护零序电压3U01 35V / 1V4.3.2.210失灵保护负序电压U21 35 V / 1V4.3.2.3时间元件11失灵出口短延时TSL0.01 1.99 S / 0.01S0.25 0.3 S4.3.2.412失灵出口长延时TSH0.01 1.99 S / 0.01S0.5 0.6 S4.3.2.5母联失灵保护过流元件13母联失灵电流定值ISL0.1 20A / 0.1A4.3.3.1时间元件14母联失灵出口延时TMSL0.01 1.99 S / 0.01S0.16 0.25 S4.3.3.2充电保护过流元件15充电保护电流定值IC0.1 20A / 0.1A4.3.4.1时间元件16充电出口延时TC0.01 0.20S / 0.01S4.3.4.2母联过流保护过流元件17母联过流相电流定值IK0.1 20A / 0.1A4.3.5.118母联过流零序电流定值3I0K0.1 20A / 0.1A4.3.5.2时间元件19母联过流出口延时TK0.01 1.99 S / 0.01S4.3.5.3TA断线断线闭锁20TA断线门坎Id-ct0.1 20A / 0.1A 4.3.6.1失灵保护过流过流元件21第2间隔过流定值I2SL0.1 20A / 0.1A4.3.7.1。第m间隔过流定值IMSL0.1 20A / 0.1A44第24间隔过流定值I24SL0.1 20A / 0.1A4.3 整定方法所有电流的定值均要求按基准TA变比折算，装置自动选取最大变比为基准变比。4.3.1 母差保护定值整定方法4.3.1.1 复式比率系数高值，复式比率系数Kr的定值整定应综合考虑区外故障时故障支路的CT饱和引起的传变误差 (%)及区内故障时流出母线的电流占总故障电流的比例Ext(%)。 故障支路电流为11- 二次反应为1-（差回路） 1u 考虑区外故障时故障支路的CT饱和引起的传变误差 (%) 若考虑区外故障时故障支路的CT饱和引起的传变误差为，而其余支路的CT误差忽略不计，则Id=1-1=， Ir=1-+1= 2-，因此Id/(Ir-Id)= /(2-2)。根据复式比率差动继电器的动作判据可知，要保证区外故障时差动不误动，必须满足Id/(Ir-Id) Kr，即/(2-2) Kr。u 考虑区内故障时流出母线的电流占总故障电流的比例Ext(%) 某支路流出电流为 Ext 母线故障差回路总电流为1 其余支路流进电流为1+Ext 若考虑区内故障时流出母线的电流占总故障电流的比例为Ext，令Id=1，则Ir=1+2Ext，根据复式比率差动继电器的动作判据可知，要保证区内故障时差动动作，必须满足Id/(Ir-Id)Kr，即1/(1+2Ext-1) Kr，即1/(2Ext)Kr。从而可得如下Kr与、Ext之间的关系表：KrExt（%）（%）14067220803158541288该表含义是，Kr与Ext成反比，即Kr选值越大在区内故障时允许流出母线的电流占总故障电流的份额越小；Kr选值越大在区外故障时允许故障支路的最大CT误差越大。当Kr整定为2时，在区外故障时允许故障支路的最大CT误差为80%而母差不会误动，在区内故障时允许20%以下的总故障电流流出母线而母差不会拒动。其余类推。4.3.1.2 复式比率系数低值，按母线分列运行（联络开关断开），小电源供电母线故障时，大差比率元件有足够的灵敏度来整定，整定原则同上。4.3.1.3 比率差动门坎定值，保证母线最小方式故障时有足够的灵敏度，尽可能躲过母线出线最大负荷电流，灵敏度3。4.3.1.4 差动保护低电压定值（线电压），按母线对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度1.5，并应在母线最低运行电压下不动作，而在故障切除后能可靠返回。一般取65% 70%Ue。4.3.1.5 差动保护零序电压定值（3U0），按母线不对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度4，并应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的零序分量，可靠系数4。一般取6V 10V。4.3.1.6 差动保护负序电压定值（相电压），按母线不对称故障有足够灵敏度整定，灵敏度4，并应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的负序分量，可靠系数4。一般取4 8V。4.3.1.7 相电流突变量，是母线上所有元件相电流绝对值之和的故障变化量。相电流突变定值，应保证母线最小方式故障时有足够的灵敏度，灵敏度3。推荐值为0.1In In。4.3.2 断路器失灵保护出口定值整定方法4.3.2.1 失灵保护低电压定值（线电压），按连接本母线的任一线路末端对称故障和任一变压器低压侧发生短路故障时有足够灵敏度整定，灵敏度1.3 1.5。并应在母线最低运行电压下不动作，而在故障切除后能可靠返回。一般取70% 75% Ue。4.3.2.2 失灵保护零序电压定值（3U0），按连接本母线的任一线路末端不对称故障和任一变压器低压侧发生短路故障时有足够灵敏度整定，灵敏度1.3 1.5，并应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的零序分量，可靠系数4。4.3.2.3 失灵保护负序电压定值（相电压），按连接本母线的任一线路末端不对称故障和任一变压器低压侧发生短路故障时有足够灵敏度整定，灵敏度1.3 1.5，并应躲过母线正常运行时最大不平衡电压的负序分量，可靠系数4。4.3.2.4 失灵出口短延时，即断路器失灵起动后以较短时限动作于跳开母联（或分段）断路器。该时间定值应大于断路器动作时间和保护返回时间之和，再考虑一定的时间裕度。双母线接线方式下，该延时可整定为0.25 0.3S；一个半开关接线方式下，该定值可整定为0.13 0.15S动作于跳本断路器三相。4.3.2.5 失灵出口长延时，即断路器失灵起动后以较长时限动作于跳开与拒动断路器连接在同一母线上的所有断路器。该时间定值应在先跳母联（或分段）的前提下，加上母联（或分段）断路器动作时间和保护返回时间之和，再考虑一定的时间裕度。断路器失灵保护的动作时间应在保证断路器失灵保护动作选择性的前提下尽量缩短。双母线接线方式下，该延时可整定为0.5