220kV母差保护讲课print

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220kV母差保护（BP-2B、固定连接式母差保护）
母差保护：作为母线短路故障的主保护，有较多种：电流相位⽐较式母差保护、双母线固定连接式完全差动保护，BP-2B微机母线差动保护。

BP-2B的保护原理与双母线固定连接式完全差动保护类似，但解决了⼀次运⾏⽅式变化与差动CT切换较为⿇烦的问题。

以下进⾏解析：
⼀、差动元件
1、母差保护功能：作为母线设备的主保护，保护范围内发⽣故障时，快速动作切断故障。

2、动作范围：母线及共附属设备（压变），母线⾄各出线（母差）电流互感器之间。

3、动作原理：分相电流差动原理。

（讲⼀下如何动作和选择）
1CJ、2CJ：差流选择元件（⼩差）
CJ：I、II母差电流起动元件（⼤差）
4、BP-2B的母差保护，采⽤分相电流差动原理构成的母线保护，分相计算，分相判别，利⽤和电流突变量和差动越限进⾏启动，利⽤分相复式⽐率差动和分相突变量复式⽐率差动构成差动动作判据构成差动元件。

1）⼤差：（CJ），指除母联以外的所有⽀路电流构成的差动回路，⽤于判别区内、外故障。

返回：动作后⾃动展宽（保
持）40MS，再判断任⼀相差电流⼩于差电流定值的75%时，返回。

2）⼩差：指该段母线上所有⽀路（包含母联）电流构成的差动回路，⽤于判别故障母线。

（1、2CJ）选择元件。

注意点：
差电流正常不应造成差动保护动作。

平时注意检查⼤、⼩差电流，如发现不正常，可能回路中出现断线或其它情况。

如达闭锁值应及时申请退出、检查。

电流互感器或⼆次电流回路上有⼯作时，继电保护⼈员应将该组差动CT退出并短路接地，以免差动保护误动。

（⽼母差注意不可先短接,BP-2B保护没有影响）
⼆、故障母线选择及动作出⼝选择
1）故障母线的选择主要是通过⼩差元件。

对于固定连接式分段母线，如单线分段、3/2接线，由于各个元件固定连接在⼀段母线中，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，差动保护使⽤⼤差元件作为区内故障判别元件，使⽤⼩差元件作为故障母线选择元件。

即当⼤差元件动作时，由⼩差元件是否动作决定故障发⽣在哪⼀段母线。

母线上的连接元件倒闸过程中，两条母线经⼑闸连接时（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。

当运⾏⽅式⾯要时，如母联操作回路失电，也可投“互联压板”或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。

（恢复后，应及时退出）
2）差动电流计算及出⼝选择
如何判定哪⼀条线路在哪⼀条母线，如何进⾏差电流计算？如何进⾏出⼝选择？
BP-2B母差保护通过单元的母线侧⼑闸位置的开关量来进⾏判别。

传统的差动保护则通过CT 端⼦的切换来实现。

电流判别：
BP-2B，通过母线侧⼑闸的位置开关量与电流数字量来确定：
双母线接线：Id=I1+I2+．．．．．．＋In
I母⼩差电流：Id1=I母线所有出线电流-母联电流
II母⼩差电流：Id2=II母线上所有出线电流+母联电流
⽽以往的母差保护：通过CT端⼦的⼆次切换与出线的运⾏⽅式配合。

（操作较为⿇烦）
出⼝判别：
BP-2B：母线侧⼑闸位置的开关量（0表⽰分，1表⽰合）与出⼝相结合判别。

以往的母差保护通过电压切换继电器判别。

三、电压闭锁元件（复合电压闭锁。

）
为提⾼保护整体的可靠性，引⼊电压闭锁元件来配合。

所谓复合电压，指电压闭锁的种类较多。

电压闭锁条件：1、负序电压达到动作值（相间短路时会产⽣负序分量）。

U2≥U2set
2、零序电压达到动作值（接地时会产⽣零序分量）。

3U0≥U0set
3、低电压达动作值（故障时电压降低）。

Uab≤Uset 或Ubc≤Uset 或Uca≤Use
闭锁条件中任何⼀相被满⾜，该段母线电压的电压闭锁元件就会动作，称为复合电压元件动作。

动作后，⾃动展宽40ms后再返回。

（⽆需⼿动复归，如条件消失，⾃动返回）
复合电压动作后，将母差回路开放，差动保护装置上“差动开放”灯亮，表⽰电压已开放，只要差动电流回路满⾜条件，即可动作跳闸。

注意：
差动元件(70V)与失灵元件(75V)的电
压闭锁使⽤定值不同，失灵需要满⾜
线路末端故障时的灵敏度，定值略⾼。

正常运⾏时，如母差屏上“差动开放”
“失灵开放”动作灯亮。

表⽰电压已
开放，只要差流满⾜条件，母差即动
作。

所以此时应检查屏后ZKK、母线
电压、I、II段母线电压空⽓开关。

如空⽓开关跳开后，则
试送⼀次，试送不成，及时通知保护⼈员现场处理。

⼀母线压变停运，压变⼆次并列运⾏时，屏后的I、II母交
流电压ZKK都应在合，不可分开。

五、母联失灵和死区保护
失灵启动条件：1）保护动作、开关未跳开且故障仍然存在。

1、母联失灵：充电保护动作、母差保护动作时，母联开关⽆法跳开，故障仍然存在。

母
联电流互感器中仍有电流。

2、死区故障：母联开关与CT之间发⽣故障，母联开关跳闸⽆法切除故障，⽽电流互感
器侧的⼩差元件不会动作，称为死区故障。

（应经母线差动复压闭锁后切除相关母线）
两种故障都需切除两段母线。

BP-2B中通过“封母联电流互感器电流”来解决该问题。

即母联电流不再计⼊⼩差回路中。

什么情况封母联电流：1）母联开关分位（延时50mS）（解决死区故障）。

2）母联失灵启动。

所以母联失灵和死区故障的保护逻辑为：
母线分列运⾏时，如发⽣死区故障，由于母联TA已被封闭，所以保护可以直接跳开故障母线，避免了故障切附近范围的扩⼤。

注意：母联电流回路断线，会失去对故障母线的选择性。

不需闭锁差动保护，只需转⼊母线互联（单母）⽅式即可。

断线时，两段母线的⼩差电流都会越限，且⼤⼩相等、⽅向相反。

五、母联充电保护、过流保护
1、母联充电保护（短充电）
因母联开关断开时辅助接点⾃动将母联开关电流不计⼊差回路，当母联开关合上时辅助接点有可能滞后打开⽽导致母线差动保护误动，要求充电时闭锁母差（可以通过控制字进⾏选择）；充电保护起动需同时满⾜三个条件：1）充电保护压板投⼊。

2）其中⼀段母线已失压，且母联开关断开。

3）母联电流从⽆到有。

充电⼀旦投⼊后⾃动展宽200ms后退出，不经复压闭锁。

2、母联过流保护（长充电）：⼀般⽤于对线路、主变的临时串供。

由调度下令投⼊。

3、母联电流保护（独⽴保护）：为独⽴的母联开关电流保护，⽤于母差保护因故退出后的充电使⽤。

2、区别：
共同点：1、均不经复压闭锁。

不同点：1)调度术语不同，充电保护为“短充电保护”，过流保护为“长充电保护”。

2) 使⽤⽅式不同。

充电保护：⼀段母线检修后充电优先考虑，动作后短时闭锁母差。

充电后，及时退出。

过流保护⼀般⽤于对线路或主变进⾏短期应急串供。

需调度下令⽅能投⼊。

短时串供充电时，⼀般母差投信号。

具体见省调规定。

六、失灵保护
断路器失灵保护与母线保护公⽤跳闸出⼝。

（失灵保护不能等同于母差保护）
主变失灵解除电压闭锁：
1）、主变失灵⾮微机保护时为什么不⽤：主变出⼝回路延时复归有可能使失灵误动。

⾮电量保护（⽡斯）不宜启动失灵。

微机保护将⾮电量与电量保护分开后，实现失灵起动功能。

2）主变失灵为什么要解除电压闭锁：主变为⾼内阻设备，发⽣故障时，主变端电压降低可能达不到动作值，所以需要解除电压闭锁。

四、母差保护的运⾏⽅式及母差保护压板的配合：“互联压板”、“分列压板”
“双母合排”：即双母线并列运⾏，母联开关在合，两条母线各带负荷，“互联”压板、“分列运⾏压板在退。

“双母分排”：即双母线分列运⾏，母联开关在分，两条母线各⾃带负荷运⾏。

“互联运⾏压板”不投，“分列运⾏压板”投⼊。

分排⽅式改变前退出。

（分列运⾏时，II母故障，I母线上的负荷电流仍然可能流出母线，此时⼤并灵敏度下降，因此装置的⼤差⽐率元件采⽤2个定值，母线并列运⾏时，⽤⽐率系统⾼值，母线分列运⾏时，⽤低值）
“单母线”：双母线运⾏，任⼀间隔的2把母线侧⼑闸均合上（倒母）、母联⾮⾃动，相当于单母线运⾏。

“互联压板”投⼊，“分列”运⾏压板不投。

单母线运⾏时，⼀条母线停役，分列运⾏压板不需投⼊。

六、运⾏注意事项：
1、⼑闸辅助接点的正确性很重要，如与实际不符，即发出“开⼊异常”告警信息。

BP-2B保护有⾃动修复功能，但也只能修复⼀副接点，如多副接点同时出错，则⽆法全部修正，需要
操作“运⾏⽅式设置”菜单强制设定。

但在检修好应取消强制。

2、倒母结束后，应检查差电流、⼑闸辅助接点的位置。

（开关空⼼表⽰分开，实⼼表⽰合上，（只采集了母联开关的位置）⼑闸斜线时表⽰断开，直线时表⽰合上）
3、母差保护装置上：保护复位、闭锁复位、管理复位内藏按钮，正常按下将各⾃的主机元件复位，复位期间该相应主机处于闭锁状态。

通常不允许运⾏⼈员随意触动。

4、QK位置：正常220kV差动投、失灵投。

110kV差动投、失灵退。

1、三种状态：停⽤（不再有调度术语）、跳闸、信号
1）信号：直流、交流空⽓开关在合，跳闸压板不投。

2）跳闸：直流、交流空⽓开关在合，跳闸及相关压板投⼊。

3）停⽤：跳闸压板及直流、交流均分。

4）注意：启⽤时，应先投交流再投直流。

5、更改定值区号时，⽆需退出保护。

2、装置发“TA断线“时，装置将闭锁母差，此时应检查各间隔电流情况，确认是电流
回路接线是否正确。

（状态恢复后0.9S⾃动复归）暂时⽆法处理时建议停⽤母差。

母联电流回路断线不闭锁母差,应申请将保护转为”互联”运⾏⽅式,正常后,需⼿动复归恢复正常运⾏。

3、装置正常运⾏时发“互联”信号，应查母
线是否处于⼑闸互联状态或“双母互联运⾏”
压在投。

如与实际运⾏⽅式不符，应使⽤强制
功能恢复对应，检修后恢复。

4、“开⼊异常”处理同以上所讲。

5、任⼀间隔开关检修或保护校验时，应将母
差保护屏跳闸压板、启动失灵压板退出。

6、热倒母线操作：
热倒母线操作时，“母差互联”、“母联断路器改
⾮⾃动”及“PT⼆次联络”
母差互联有两个作⽤：1.当两把母线⼑闸同时合上时，母差的两个分差回路电流都不平衡，⽆法正常⼯作，但两条母线的总差电流是平衡的，因此必须改单母⽅式，利⽤总差保护；2.母联断路器改⾮⾃动后，若单母⽅式，任⼀母线故障双母线都0秒跳闸；若不改为单母⽅式，任⼀母线故障后都要启动母联失灵，跳开⾮故障母线，切除时间长，对系统安全不利。

PT⼆次联络：当两把母线⼑闸同时合上时，切换继电器同时动作，也会⾃动将PT⼆次联络，但切换继电器接点容量⼩，PT⼆次环流可能造成损害，因此⼿动将PT⼆次联络，采⽤的是⼤容量接点。

母联改⾮⾃动：热倒时母线⼑闸是先合后
拉，若母联跳开，会造成带负荷拉合⼑闸。

热倒操作顺序：1、“母差互联”、2、“母联
断路器改⾮⾃动”3、“PT⼆次联络”电度
表
母差互联应排在母联改⾮⾃动之前，否则
在两步中间发⽣故障时，故障要延时切除；
PT⼆次联络应排在母联改⾮⾃动之后，因
为联络条件是⼀个系统，若母联跳开，就
是分排运⾏的两个系统，是不允许PT⼆次
联络的。

7、220kV母线故障停电后的处理原则：
应⽴即汇报调度并对停电母线进⾏外部检查，尽快将检查结果报⾄调度，处理原则为：1.不允许对故障母线不经检查即⾏强送电，以防事故扩⼤。

2.找到故障点并能迅速隔离的，在隔离故障点后应迅速对停电母线恢复送电，有条件
时应考虑⽤外来电源对停电母线送电，联络线要防⽌同期合闸。

1）找到故障点但不能迅速隔离的，若系双母线中的⼀组母线故障，应迅速对故障母线上的各元件检查，确认⽆故障后，冷倒⾄运⾏母线并恢复送电。

联络线要防⽌⾮同期合闸。

2）经检查找不到故障时，应⽤外来电源对故障母线进⾏试送电，禁⽌将故障母线设备冷倒⾄运⾏母线恢复送电。

3）双母线中的⼀组母线故障，⽤外来电源对故障母线试送电时，需注意母差保护的运⾏⽅式，必要时停⽤母差保护。

4）3/2结线的母线发⽣故障，经检查找不到故障点或找到故障点并已隔离的，可以⽤本站电源试送电，但试送母线的母差保护不得停⽤。