BP2B微机母线保护装置技术说明书V102.docx
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BP2B微机母线保护装置技术说明书V102
应用范围
保护配置
主要特点
技术参数
额定参数功耗
交流回路过载能力输出接点容量...装置内电源
主要技术指标...环境条件
电磁兼容
绝缘与耐压
通讯
装置原理
机械性能
母线差动保护
起动元件
差动元件
TA(电流互感器)饱和检测元件
电压闭锁元件
故障母线选择逻辑
差动回路和出口回路的切换
分段)失灵和死区保护
分段)充电保护
分段)过流保护
母联
母联
母联
电流回路断线闭锁
电压回路断线告警
母线运行方式的电流校验
断路器失灵保护出口
与失灵起动装置配合方式自带电流检测元件方式.失灵电压闭锁元件
母线分列运行的说明
整定方法与参数设置
参数设置的说明
装置固化参数
装置系统参数
装置使用参数整定值清单
10
12
13
14
15
15
16
16
16
17
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17
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整定方法
母差保护定值整定方法
断路器失灵保护出口定值整定方法母联失灵保护定值整定方法
充电保护定值整定方法
母联过流保护定值整定方法
TA断线定值整定方法
失灵保护过流定值整定方法
装置硬件介绍
硬件概述
机箱结构与面板布置
机箱背面布置和插件功能简介
主机插件——BP320
管理机插件——BP321
保护单元插件——BP330
光耦输入、输出和电源检测插件——BP331电压闭锁插件——BP332
出口信号、告警信号插件——BP333
辅助电流互感器插件——BP310
辅助电压互感器插件——BP311
电源模块插件——BP360、BP361
装置原理图
装置使用说明
界面显示
主界面
一级界面
二级界面
装置调试与投运
调试资料准备..
试验仪器
通电前检查
上电检查
预设
定值整定
整机调试
投入运行与操作注意事项
22
24
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25
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1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112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
快速、高灵敏复式比率差动保护,整组动作时间小于12ms;
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;允许TA型号、变比不同,TA变比可以现场设定;
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;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;完善的事件和运行报文记录,时显示;灵活的后台通讯方式,配有
准通讯规约DL/T667-1999
与COMTRADE兼容的故障录波,录波波形液晶即
RS-232RS-422RS-485通讯接口,支持电力行业标(IEC60870-5-103);
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:
交流电压:
交流电流:
频率:
50Hz
打印机工作电压:
交流220V
220V,110V允许偏差:
-20%-+15%100/V3V
5A,1A
2.2
功耗
直流电源回路:
<50W
2.3
交流电压回路:
交流电流回路:
<75W
<相
<1VA/相
<相
(常态)
(保护动作瞬间)
(In=5A)
(In=1A)
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
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
<12ms(差流Id仝2倍差流定值)
出口保持时间:
<40ms
<±5%
仝200ms;仝80ms(用于[%接线时)
返回时间:
定值误差:
2.7
环境条件
0-40C
-10-50C
-25-70C
正常工作温度:
极限工作温度:
贮存与运输:
2.8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)MHz
,川级
IEC255-22-3
快速瞬变干扰实验
4kv
"级
IEC255-22-4
1MHZ禾n100KHZ
脉冲群干扰实验
,川级
IEC255-22-1
静电放电实验
8kv
,川级
IEC255-22-2
2.9绝缘与耐压
实验项目
耐受值
参照标准
介质强度
2kv(有效值)交流,
,川级
实验
1分钟
IEC255-22-1
冲击电压
5kv,50S,
,川级
实验
标准雷电波
IEC255-22-2
2.10通讯
两个RS-232422/485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
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
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
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。
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:
LIdKr(IrId)
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,图表示复式比率差动元件的动作特性。
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;5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。
Kr
Ext(%)
5(%)
1
40
67
2
20
80
3
15
85
4
12
88
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:
i(k)i(k)i(kN)
式中i(k)为当前电流采样值;i(kN)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。
动作表达式为:
Id
Idset
(1)
Id
Kr(IrId)
(2)
Id
Idset
(3)
Id
0.5(IrId)
(4)
得;Kr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()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。
3.1.3TA(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Id元件与Ir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、UOset、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)。
3.1.5故障母线选择逻辑
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。
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
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