RCS-915A微机母线保护装置

RCS —915A 微机母线保护装置

一． 概述

1. 应用范围

本保护适用于110KV 及以上电压等级的母线。最大接线方式为21个单元（包括母联），允许TA 变比不同，无需辅助变流器，最大配置为三段母线。

可适应的主接线方式有：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、母联兼旁路、3/2接线 2. 保护配置

本保护设有母差保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护及断路器失灵保护等功能。

二． 工作原理

1. 硬件配置

串打

采样及运算单元采用高速数字信号处理芯片（DSP ）以及32位微处理器，精度高、速度快，保证了保护算法的实时计算（24点/周波）。

输入的电压、电流首先经隔离互感器传至二次侧，成为小的电压信号进入CPU 板及管理板。

CPU 板主要完成保护逻辑及跳闸出口功能；

管理板有总启动元件，启动后开放出口继电器的正电源，还有录波、对话、打印功能。 2. 原理说明 （1）母线差动保护

本保护由分相式比率差动元件构成，CT 同名端在母线侧，母联CT 同名端在1母线侧。

母线大差比率

差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择

母线大差：除母联开关和分段开关外，所有支路电流所构成的差动回路。母线大差用于判别母线区内和区外故障。

母线小差：该母线上所连接的所有支路（包括母联及分段开关）电流构成的差动回路。母线小差用于故障母线的选择。

母线小差范围界定：母联CT 与1母线各支路CT 之间为1母差动范围，母联CT 与2母线各支路CT 之间为2母差动范围。 1） 起动元件：

a. 电压工频变化量元件 ΔU b. 差流元件 Icd 2） 比率差动元件：

a. 常规比率差动元件

b. 工频变化量比例差动元件ΔI （ΔBLCD ）

3） 故障母线选择元件：

大差判别区内区外，小差选择故障母线。 4） CT 饱和检测元件：

a. 利用电压工频变化量起动元件自适应的开放加 权算法。

b. 由谐波制动原理构成。 5） 电压闭锁元件： Uφ ≤ Ubs Uφ为相电压。 3U0≥ U0bs 3U0为自产。 U2 ≥ U2bs U2负序相电压。 ** 当双母线按单母线方式运行不需进行故障母线的选择 时可投入单母方式压板。

** 在倒闸时两条母线经刀闸双跨，装置自动识别为单母 方式。

*** 以上两种情况都不选择母线，发生故障全切。

△U1： 1母电压工频变化量元件 BLCD1’：母比率差动元件

△Z ： 工频变化量阻抗元件 BLCD ：差比率差动元件

Icd ： 差流起动元件 BLCD1：母比率差动元件

△BLCD1： 1母工频变化量比率差动元件 Ubs ：母电压闭锁元件

△BLCD ： 大差工频变化量比率差动元件 SW ：差保护投退控制字

BLCD ’： 大差比率差动元件 YB ： 母差保护投入压板

（2）母联充电保护

1大 1 1母

Ichg ： 母联充电保护定值 SW ： 母联充电保护投退控制字

CDBS ： 母联充电保护闭锁母差控制字投入 YB ： 母联充电保护投入压板

向检修后的母线充电，投入充电保护，利用充电保护切除故障。 当母联TWJ=1且由无电流变为由电流或两母线变为均有电压状态，则开放充电保护300ms, 开放期间，若母联电流大于充电保护整定电流，则将母联开关切除。母联充电保护不经复压闭锁。 ** 母联充电保护现投不闭锁母差。

（3）母联过流保护

当母联开关作为线路的临时保护时可投入母联过流保护。（例 串代线路或主变）此保护具有专门的起动元件，只要过流、零流超过定值，经小延时跳母联开关，且不经复压闭锁。

（4）母联失灵保护

当保护向母联开关发跳令后，母联电流仍大于母联失灵电流整定值时母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有元件。 ** 只有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。

（5）母联死区保护

母联开关和母联开关CT 之间发生故障，母联跳开之后故障仍然存在，正好处于CT 侧母线小差CT 范围之外，是母差保护的死区。为提高保护动作速度，专设了母联死区保护。

母联死区保护在差动发跳令后，母联跳开而母联CT 仍有电流，且大差及母联开关侧小差不返回时，延时50ms 跳开另一条母线。 ** 当母联开关跳位，两母线分裂运行时，两母线都有电压，此时母联 电流不计入小差。

** 母联TWJ 为三相常开接点（母联开关处跳闸位置时接点闭合）串联。

（6）断路器失灵保护

本装置的断路器失灵保护有两种方式可供选择。

方式一：与线路的失灵起动装置配合，当母线某条线路开关失灵 时，该线路的失灵起动装置的失灵接点与电压切换接点串联提供给本 装置，本保护检测到此接点动作后，经过失灵电压闭锁，经跳母联时 限跳开母联，经失灵时限将该母线全切。

方式二： 由该连接元件的保护装置提供的保护跳闸接点起动。输入本

装置的跳闸接点有两种：一种是分相跳闸接点，当失灵保护检测到此 接点动作时，若该元件的对应相电流大于失灵相电流定值，（可整定是 否再经零序电流闭锁），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护；另一 种是三跳接点，当失灵保护检测到此接点动作时，若该元件的任意相

电流大于失灵相电流定值，（可整定是否再经零序电流或负序电流 闭锁），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护。失灵保护起动后 经跟跳延时再次动作于该线路开关，经跳母联延时动作于母联开关， 经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。 ** 失灵保护电压闭锁判据为：

Uφ ≤ Usl Uφ为相电压。

3U0≥ U0sl 3U0为自产3倍零序电压。 U2 ≥ U2sl U2负序相电压。

（7）母线运行方式识别

母线的各种主接线以双母线运行最为复杂，经常进行倒母线操作，因此正确识别母线运行方式直接影响到母差保护动作的正确性。本装置引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检。

刀闸双跨要报警。

** 当装置发出刀闸位置报警信号时，如某条支路有电流而无刀闸位置，则装置能记忆原来的刀闸位置。此时运行人员应在检修完毕保证刀闸位置恢复正常之后，再按屏上刀闸位置确认按钮复归报警信号。 （8）交流电压断线检查交流电流断线检查电压异常延时报警，电流异常延时报警，CT 断线闭锁母差保护。但不闭锁其他保护功能。 *** 装置中有“CT 断线自动恢复”控制字，其置0时则电流回路恢复正常后，须按屏上复归按钮复归报警信号，母差保护才能恢复运行。其置1时自动解除闭锁。 （9）母线电压切换

当有一组PT 检修或故障时，可利用屏上的电压切换开关进行切换。开关位置有双母，1母，2母三个位置。* 当置在双母位置，引入装置的电压分别为1母，2母PT 电压，当置在1母位置，引入装置的电压为1母PT 电压，当置在2母位置，引入装置的电压为2母PT 电

压。

*** 当由电压切换开关进行切换时，请将整定控制字投1母方式、投2母方式置0。当由整定控制字进行PT 电压切换时，请将整定控制字置1，电压切换开关打在双

母位置。

*** 如果主接线为单母线，在投单母运行方式的同时，则必须将PT 切换至所接母线侧PT ，不应打在双母位置。 ⑧ 控制字：

三、装置调试：

1、

母线差动保护

1）区外故障： 短接元件1的1母刀闸及元件2 的2母刀闸。

将元件2TA 与母联TA 同级性串联，与元件1TA 反极性串联，模拟故障，并保证电压闭锁条件开放，保护不动作。

2）区内故障：短接元件1的1母刀闸及元件2 的2母刀闸。

将元件2TA 与元件1TA 同极性串联，与母联TA 同级性串联，模

拟1母故障，并保证电压闭锁条件开放，保护动作跳1母。

将元件2TA 与元件1TA 同极性串联，母联TA 反级性串联模拟2

母故障，并保证电压闭锁条件开放，保护动作跳2母。 3）差动比率特性

短接元件1的1母刀闸及元件2 的1母刀闸。

给元件2TA 与元件1TA 加入方向相反、大小可调的电流，差动电流为两个电流相量和，制动电流为两个电流大小和乘比率系数。改变电流大小就可得到试验结果。小差比率制动固定取制动系数高值。

4）特殊运行方式下差动比率制动

一般制动系数高值取0.7，制动系数低值取0.6。

当母联开关分裂运行时自动将大差比率差动的定值转为低定值。

2、母联失灵保护

区内故障：短接元件1的1母刀闸及元件2 的2母刀闸。

将元件2TA 与元件1TA 同极性串联，与母联TA 同级性串联，模

拟1母故障，并保证电压闭锁条件开放，保护动作跳1母，向母联TA 继续通入故障电流（大于母联失灵定值），母联失灵保护动作切除所有连接元件。

3、母联死区保护

1）母联开关处于合闸位置时死区

用母联跳闸接点模拟母联TWJ 开入接点，按母联失灵保护试验。

2）母联开关处于跳位时死区故障

短接母联TWJ 或投入母联开关检修压板，按上述步骤进行。

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