PCS-915 220KV母线保护说明书
PCS 915母线保护装置
失灵保护原理
母联失灵保护动作需要以下三个条件同时满足:
(1)母差保护动作跳一母(二母);充电保护动作;外部启动母联失灵投入且同时有开入;投母联过流启动母联失 灵且母联过流保护动作。(此四个条件任意一个满足即可)
(2)母联A, B, C相电流任意一相大于母联失灵定值 。
(3)一母(二母)电压闭锁开放。
失灵保护要求
2012年发布的《南方电220kV母线保护技术规范》对母线失灵做出以下的要求:“对于运行中变电站220kV电 压等级采用各间隔判别断路器失灵的情况”、“失灵保护应有失灵跟跳本间隔、跳母联(分段)断路器和跳相邻断 路器的功能”。其对于开关量输入和开关量输出的部分关于失灵的要求摘录如表1所示。
PCS-915NS型母线保护装置设有母线差动保护、母联(分段)过流保护、母联(分段)非全相保护、母联死区保 护、母联(分段)失灵保护、启动分段失灵保护及断路器失灵保护功能。适用于各种电压等级的双母四分段主接线， 母线上允许所接的线路与元件数最多为24个(包括母联/分段)，并可满足有母联兼旁路运行方式主接线系统的要 求。
PCS 915母线保护装置
新型母线保护
01 装置简介
目录
02 母线保护原理
03 失灵保护要求
04 失灵保护原理
05 变电站中应用
PCS-915母线保护装置是一种新型母线保护。它继承了PCS-915系列母线保护的所有优点，并在保护原理方面 有了进一步的创新和改进，同时人机接口方面更加友好，全面支持新一代的数字化变电站的应用要求。装置是以 南瑞继保的先进的UAPC平台研制为基础进行研发的。
在母联为合位的状态下，一母小差和二母小差都将母联电流计算在内。以一母为例，无论是一母区内或区外 故障时，当母线大差达到门槛值启动母差，一母小差达到门槛值且一母(二母)母线电压闭锁开放，将启动母差跳 一母(二母)。
PCS-915母线保护(201406)
28
27 13K2 28 13K1 27 25K2 28 25K1 27 支路7跳闸2 27/28 支路15跳闸1 27/28 支路22跳闸2 27/28
30
29
9
30
29
10
30
29 支路8跳闸1 29/30 支路15跳闸2 29/30 支路23跳闸1 29/30
23 7TS 24 7TC 23 13TS 24 13TC 23 21TS 24 21TC 23
26
投母联代 路负
25
DLK2
26
DLK1
25
8TB
26
8TA
25 16TB 26 16TA 25 22TB 26 22TA 25
28
投母联代 路
27
28
27 8TS 28 8TC 27 16TS 28 16TC 27 22TS 28 22TC 27
24+ 14
13 220+ 14
13 220+ 14
13 220+ 14
13 220+ 14
13 220+ 14
13 220+ 14
13 220+ 14
13 支路4跳闸1 13/14 支路11跳闸2 13/14 支路19跳闸1 13/14 支路3联跳 13/14
16 24- 15
16 220- 15
16 220- 15
16 220- 15
16 220- 15
16 220- 15
16 220- 15
16 220- 15 支路4跳闸2 15/16 支路12跳闸1 15/16 支路19跳闸2 15/16 支路14联跳 15/16
18
PCS-915A-DA-G_说明书_国内中文_标准版_R1.00
说明书
PCS-915A-DA(FA)-G 母线保护装置
前言 使用产品前，请仔细阅读本章节！
本章叙述了使用产品前的安全预防建议。 在安装和使用时， 本章内容必须全部阅读且充分理解。 忽略说明书中相关警示说明，因不当操作造成的任何损害，本公司不承担相应负责。 在对本装置做任何操作前，相关专业人员必须仔细阅读本说明书，熟悉操作相关内容。 操作指导及警告 本手册中将会用到以下指示标记和标准定义： 危险! 意味着如果安全预防措施被忽视，则会导致人员死亡，严重的人身伤害，或
严重的设备损坏。 警告! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致人员死亡，严重的人身伤害，
或严重的设备损坏。 警示! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身伤害或设备损坏。
本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。 警告！ 为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此版本使用手册和您购买的产品相 兼容。 警告！ 电气设备在运行时，这些装置的某些部件可能带有高压。不正确的操作可能导致严重的人身伤 害或设备损坏。 只有具备资质的合格专业工作人员才允许对装置或在装置临近工作。工作人员需熟知本手册中 所提到的注意事项和工作流程，以及安全规定。 特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致严重的 人身伤亡或设备损坏。 危险！ 在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。该回路开路可能会 产生极端危险的高压。 警告！ 曝露端子 在装置带电时不要触碰曝露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。 残余电压 在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压回路时，须仔细检查所用的外部电源电压，以防止所连接的回 路过热。 连接电缆 仔细处理连接的电缆避免施加过大的外力。
PCS-915母线保护说明书(220KV)
3 工作原理.................................................................................................................................................3
2.1 额定参数..........................................................................................................................................1 2.2 功耗..................................................................................................................................................1 2.3 电源..................................................................................................................................................1 2.4 主要技术指标..................................................................................................................................2 2.5 环境参数..........................................................................................................................................2 2.6 电磁兼容..........................................................................................................................................2 2.7 绝缘试验..........................................................................................................................................2 2.8 机箱参数及安装方式 ......................................................................................................................2 2.9 通讯..................................................................................................................................................2
pcs-915母差保护继保试验方法研究
表1 PCS-915母差保护配置
输入量 模拟输入量
开入信号
开出信号
输入对象 220 kV母线电压(三相)
母联电流(三相) 220 kV主变电流(三相) 220 kV线路电流(三相) 母联位置(跳闸、合闸)
220 kV主变位置 220 kV主变启失灵 220 kV主变解失灵电压闭锁 220 kV线路位置 220 kV线路分相启失灵 220 kV线路三跳启失灵
关键词：PCS-915；母差保护；继保试验；死区保护；失灵保护 中图分类号：TM588 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2020)01-0053-06
Research on Relay Protection Test Method of PCS-915
Busbar Differential Protection
关，小差比率差动用于选择具体的故障母线 [2]。 本文的主要工作是以南瑞继保 PCS-915 装置为
例，简要介绍其典型配置、基本动作原理以及与 B P -2C 的区别，重点针对复压闭锁逻辑校验、大差 和小差值校验、死区保护以及失灵保护逻辑校验， 系统性阐述各自校验模型和加量方法，从而更好地 指导母差保护装置的验收和维护。
53
电工电气 (2020 No.1)
Hale Waihona Puke PCS-915母差保护继保试验方法研究
启失灵和解复压信号，开出包括各支路跳闸信号， 配置如表 1 所示。
#2 #3 #4 #5 支路 支路 支路 支路 主变 主变 线路 线路
#14 #15 #16 支路 支路 支路 线路 主变 线路
…
#1支路 1M 母联 2M
图1 PCS-915母差保护支路配置图
0 引言
PCS-915-220KV母线保护说明书
7.4整组试验7.4.1母线差动保护投入母差保护压板及投母差保护控制字，以下的电流电压均通过光纤加入。
1）区外故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。
将元件2TA与母联TA同极性串联，再与元件1TA反极性串联，模拟母线区外故障。
通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护不应动作。
2）区内故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。
将元件1TA、母联TA和元件2TA同极性串联，模拟I母故障。
通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳I母。
将元件1TA和元件2TA同极性串联，再与母联TA反极性串联，模拟II母故障。
通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳II母。
投入单母压板及投单母控制字。
重复上述区内故障，保护动作切除两母线上所有的连接元件。
3）比率制动特性通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1及元件2的I母刀闸位置接点。
向元件1TA和元件2TA加入方向相反、大小可调的一相电流，则差动电流为21II&&+，制动电流为()21IIK&&+⋅。
分别检验差动电流起动定值HcdI和比率制动特性。
4）电压闭锁元件在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5％以内。
7.4.2母联充电保护投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字。
短接母联TWJ开入（TWJ＝1），向母联TA 通入大于母联充电保护定值的电流，母联充电保护动作跳母联。
7.4.3母联过流保护投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字。
向母联TA通入大于母联过流保护定值的电流，母联过流保护经整定延时动作跳母联。
7.4.4母联失灵保护按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护向母联发跳令后，向母联TA继续通入大于母联失灵电流定值的电流，并保证两母差电压闭锁条件均开放，经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所有的连接元件。
PCS-915_X_说明书_国内中文_特殊版本_ECKF120681_R1.00_(ZL_YJBH5300.120681).pdf
PCS-915母线保护
母线差动保护（5）
I1
I2
I3
I4
Id I1 I2 I3 I4 0
区外故障时，如线路3上发生故障，此时线路1、2、4短 路电流是流向母线，为正值，线路3电流是流出母线，为负 值。把母线看成电路上的一个节点，由节点电流定理，各 元件电流相量和为0，所以差动电流为0，差动保护不动作。
I1
I2
I母小差
IM
I3
I4
大差
II母小差
I母小差差动电流： I母小差制动电流：
Id1 I1 I2 IM Ir1 I1 I2 IM
II母小差差动电流： II母小差制动电流：
Id2 I3 I4 IM Ir2 I3 I4 IM
大差差动电流： Id I1 I2 I3 I4 大差制动电流： Ir I1 I2 I3 I4
TA1
*
1
3
*
TA3
TA2
*
2 Ⅰ
Ⅱ 4
*
TA4
一母复合电压闭锁开放
母差跳一母（或母差跳二母）
>=1
&
充电保护动作
&
母联IA>Imsl 母联IB>Imsl 母联IC>Imsl
>=1
&
二母复合电压闭锁开放
Tmsl Tmsl
跳一母 跳二母
母联失灵保护(RCS)
Ⅰ母故障，Ⅰ母的差动保护跳母联及
Ⅰ母上的所有断路器。如果母联断路
*
*
*
*
*
TV1
TV2
I母 II 母
双母单分段接线方式
分段开关
*
母线1 (I)
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7.4整组试验
7.4.1母线差动保护
投入母差保护压板及投母差保护控制字，以下的电流电压均通过光纤加入。
1）区外故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。
将元件2TA与母联TA同极性串联，再与元件1TA反极性串联，模拟母线区外故障。
通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护不应动作。
2）区内故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。
将元件1TA、母联TA和元件2TA同极性串联，模拟I母故障。
通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳I母。
将元件1TA和元件2TA同极性串联，再与母联TA反极性串联，模拟II母故障。
通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳II母。
投入单母压板及投单母控制字。
重复上述区内故障，保护动作切除两母线上所有的连接元件。
3）比率制动特性
通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1及元件2的I母刀闸位置接点。
向元件1TA和元件2TA加入方向相反、大小可调的一相电流，则差动电流为
21II&&+，制动电流为()
21IIK&&+⋅。
分别检验差动电流起动定值HcdI和比率制动特性。
4）电压闭锁元件
在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5％以内。
7.4.2 母联充电保护
投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字。
短接母联TWJ开入（TWJ＝1），向母联TA通入大于母联充电保护定值的电流，母联充电保护动作跳母联。
7.4.3母联过流保护
投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字。
向母联TA通入大于母联过流保护定值的电流，母联过流保护经整定延时动作跳母联。
7.4.4母联失灵保护
按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护向母联发跳令后，向母联TA继续通入大于母联失灵电流定值的电流，并保证两母差电压闭锁条件均开放，经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所有的连接元件。
7.4.5母联死区保护
1）母联开关处于合位时的死区故障
用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护发母线跳令后，继续通入故障电流，经整定延时Tsq母联死区保护动作将另一条母线切除。
2）母联开关处于跳位时的死区故障
短接母联TWJ开入（TWJ＝1），按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护应只跳死区侧母线。
（注意：故障前两母线电压均应正常）
7.4.6断路器失灵保护
投入断路器失灵保护压板及投失灵保护控制字，并保证失灵保护电压闭锁条件开放。
对于分相跳闸接点的起动方式：短接任一分相跳闸接点，并在对应元件的对应相别TA中通
入大于失灵相电流定值的电流，失灵保护动作。
而对于三相跳闸接点的起动方式：短接任一三相跳闸接点，并在对应元件的任一相TA中通入大于失灵相电流定值的电流，失灵保护动作。
失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经跳母联延时动作于母联，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。
在满足电压闭锁元件动作的条件下，分别检验失灵保护的相电流、负序和零
32 序电流定值，误差应在±5％以内。
在满足失灵电流元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5％以内。
将试验支路的不经电压闭锁控制字投入，重复上述试验，失灵保护电压闭锁条件不开放，同时短接解除失灵电压闭锁接点（不超过10s），失灵保护应能动作。
7.4.7交流电压断线报警
1）模拟单相断线，母线电压3U2大于0.2Un，延时1.25秒报该母线TV断线。
2）模拟三相断线，|Ua|＝|Ub|＝|Uc| < 18V，并在母联TA通入大于0.04IN电
流。
延时1.25秒报该母线TV断线。
7.4.8交流电流断线报警
1）在电压回路施加三相平衡电压，在任一支路通入三相平衡电流>IDX，延时5秒发TA断线报警信号。
2）在任一支路通入电流>IDXBJ，延时5秒发TA异常报警信号。
7.5输出接点检查
1) 短接支路01的刀闸位置，将装置定值“系统参数”中“支路01变比一次额
定值”整定为非零，在支路01TA中通入大于差流起动高定值的电流，元件01的两对跳闸接点应由断开变为闭合（应根据屏图检查到相应的屏端子上，下同）。
短接支路02的刀闸位置，仍在支路01TA中通入故障电流，元件02的两对跳闸接点应由断开变为闭合。
按此方法依次检查所有的跳闸接点。
2) 关掉装置直流电源，装置闭锁的远动信号接点应由断开变为闭合。
3) 模拟交流回路断线，交流断线报警信号接点应由断开变为闭合。
4) 改变任一刀闸位置开入，刀闸位置报警信号接点应由断开变为闭合。
5) 短接任一有效失灵接点，经10秒装置发“支路XX失灵开入异常”报警信息，
报警的远动信号接点应由断开变为闭合。
6) 投入母差保护压板及投母差保护控制字，模拟I母故障，保护动作跳I母，
母差动作信号接点应由断开变为闭合。
7) 投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字，模拟母联充电到故障母线，
母联充电保护动作跳母联，其他保护动作的远动信号接点应由断开变为闭合。
7.6开关传动试验
投入母差保护压板及投母差保护控制字，投入跳闸出口压板，模拟母线区内故障进行开关传动试验。
7.7带负荷试验
母线充电成功带负荷运行后，检查差流情况，进入“装置状态”菜单查看保护的采样值及相位关系是否正确。