CN102623965A - 一种双母线系统中母线保护的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种双母线系统中母线保护的实现方法及装置，属继保领域。其对应各母线分别设置一个具有可实现电流方向判别功能的就地单元，设置至少一个进行逻辑判别的中央处理单元和在各单元之间进行信息传输的通讯网络；就地单元将母线的电流方向、电压回路断线判别结果及对应母线刀闸运行状态通过通讯网络传给中央处理单元；中央处理单元用判别与母线联系的各回路的故障电流方向来判别母线是否发生故障；就地单元根据收到的来自中央处理单元的母线故障判别结果，再结合自己的电压断线、低电压及通信通道状态情况，决定对应断路器执行机构是否跳闸。其能可靠实现双母线系统中各段母线的母线保护功能，尤其适用于回路数较多的双母线等大型复杂系统的母线保护。

Description

一种双母线系统中母线保护的实现方法及装置

技术领域

本发明属于供/配电装置或系统的领域，尤其涉及一种在双母线系统中对母线提供继电保护保护的方法及装置。

背景技术

母线，指用高导电率的铜、铝质材料制成的，用以传输电能，具有汇集和分配电力的产品，是电站或变电站输送电能用的总导线。通过它，把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。

单母线分段接线方式，就是将一段母线用断路器分为两段，它的优点是接线简单，投资省，操作方便；缺点是母线故障或检修时要造成部分回路停电。变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用(不同时供电)，二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出。

双母线接线方式，就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组(一次/二次)母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。

与单母线相比，双母线接线方式的优点是供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点。

母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。

迄今为止，在电网中广泛应用过的母联电流比相式差动保护、电流相位比较式差动保护、比率制动式差动保护，经各发、供电单位多年电网运行经验总结，普遍认为就适应母线运行方式、故障类型、过渡电阻等方面而言，无疑是按分相电流差动原理构成的比率制动式母差保护效果最佳。

但是随着电网微机保护技术的普及和微机型母差保护的不断完善，以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的局限性逐渐体现出来。从电流回路、出口选择的抗饱和能力等多方面，传统型的母差保护与微机母差保护相比已不可同日而语。尤其是随着变电站自动化程度的提高，各种设备的信息需上传到监控系统中进行远方监控，使传统型的母差保护无法满足现代变电站运行维护的需要。

现有的母线保护装置有多种，但目前多以较先进的微机型母线保护装置为代表。应用于双母线系统中的母线保护装置，国内较先进的产品以深圳南瑞科技有限公司的BP系列装置为例，但它最大容量为24个回路，无法满足回路数多于24个的母线系统的要求。国外产品中，经咨询厂家和公开的资料介绍，目前尚无能成功解决双母线系统中回路数较多的案例。在文献《分布式母线保护技术及实现》(中图分类号：TM772，文章编号：1003-4897(2005)14-0019-04)一文中提出了基于电流差动原理并借助拓扑配置器实现双母线系统的母线保护，该文未提及如何实现回路数多于28个的技术方案。

发明专利《实现无中央单元分布式母线保护方法及其装置》(专利号：CN01110686.7)公开了一种实现无中央单元分布式母线保护的方法，母线保护由与母线上连元件对应的现地单元和单向环行通讯网络组成，大差动和选择元件均用独立通讯网络，环网采用单向通讯方式，现地单元以累加方式完成采样数据交换，结合采样数据传递，作现地单元间数据采样对时与同步。环网中定义的首单元负责采样时钟、采样同步监测，中间各单元作数据采集、累加计算、传递，末单元作故障判断，跳闸命令在网上传递。发明提出基于电流差动原理的通过单向数据流的环形通讯网实现无中央单元分布式母线保护方法，该专利通信方式相对复杂、数据传输量较大，且未阐述如何实现故障母线的选择问题。

实用新型专利《方向式母线保护装置》(专利号：CN98242748.4)中，公开了一种母线保护装置，它由多个方向判别电路、逻辑判别电路和多个跳闸出口电路组成，各方向判别电路的输入分别与变电站母线上的各线路和(或)变压器的电流互感器的输出对应相连，同时均与变电站母线上的电压互感器的输出相连，各方向判别电路的输出均与逻辑判别电路的输入相连，逻辑判别电路的输出分别与各对应跳闸出口电路的输入相连，各跳闸出口电路的输出分别与变电站母线上各线路和(或)变压器的断路器相连。该技术方案中提及当变电站母线为双母线时，可将各线路和变压器刀闸位置信号接入装置输入端，但未提及具体技术方案，且未提及回路数量超过装置容量时的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双母线系统中母线保护的实现方法，其利用中央处理单元之间可进行信息共享的特点，采用计算机通讯方式，通过中央单元数量的增加，以实现回路数较多的双母线系统的母线保护功能。

本发明的技术方案是：提供一种双母线系统中母线保护的实现方法，包括读取母线运行参数，根据预设定值判断母线运行状态是否正常，根据母线运行参数与预设定值之间的比较结果，发出跳闸指令给对应断路器执行机构实现跳闸，其特征是：

对应各母线分别设置一个具有可实现电流方向判别功能的就地单元；

设置至少一个进行逻辑处理与逻辑判别的中央处理单元；

和在各单元之间进行信息传输的通讯模块/网络；

所述的各就地单元将所在母线的电流方向判别结果、电压回路断线判别结果、对应母线刀闸运行状态通过通讯模块/网络传输给中央处理单元；

所述的中央处理单元对接收到的来自各就地单元和/或其他中央处理单元的信息进行逻辑处理后，判别各母线是否处于正常运行状态；

当判别结果为某一母线故障时，中央处理单元发出母线故障信息至各相关就地单元；

各就地单元根据收到的来自中央处理单元的母线故障判别结果，再结合自己的电压断线、低电压及通信通道状态情况，决定是否需发出跳闸指令给对应断路器执行机构实现跳闸。

其所述的中央处理单元采用判别与母线联系的各回路的故障电流方向来判别母线是否发生故障。

当所述的母线发生故障时，有故障电流的各回路的故障电流方向均为指向母线；当发生区外故障时，故障回路的故障电流方向均为指向故障点，即背离母线。

当只有指向母线的故障电流方向而无背离母线的故障电流方向且母线差动逻辑判断中各条件正常时，所述的中央单元判别为母线故障；并根据各就地单元的母线刀闸运行状态、通信通道状态、电压情况进行综合判别是否母线故障，以可靠地实现双母线系统中各段母线的母线保护功能。

具体的，上述的母线保护方法至少包括下列步骤：

各就地单元上电、自检；

各就地单元与中央单元检查相互之间的通讯是否正常，若否，则闭锁本就地单元的母线差动信号出口，同时，中央单元闭锁其母线差动逻辑；

若各就地单元与中央单元之间的通讯正常，各就地单元采集所在母线的电流、电压数据；

各就地单元检查PT是否有断线，若有，则将所在母线PT断线信号送给中央单元，闭锁中央处理单元的母线差动逻辑；同时，就地单元闭锁本就地单元的母线差动信号出口；

若就地单元检查PT无断线，则各就地单元传送反向电流标志/正向电流标志给中央处理单元；

中央处理单元接受各就地单元发出的反向电流标志/正向电流标志，通过其母线闸刀识别/选择其所在的母线；

中央处理单元检查是否有背离母线方向的故障电流；若有，则闭锁中央处理单元的母线差动逻辑；

中央处理单元则检查是否有指向母线方向的故障电流；若有，向该母线所在的就地单元传送母线故障标志；

母线故障所在的就地单元接收母线故障标志；

母线故障所在的就地单元检查所在母线的电压是否有降低，将结果反馈回中央处理单元；

若母线电压无降低，闭锁中央单元母线差动逻辑；

若母线电压有降低，中央单元母线差动逻辑成立，母线差动保护信号输出，母线差动出口跳闸。

进一步的，所述的中央处理单元在接收各就地单元发出的反向电流标志/正向电流标志的同时，还可接收其他保护装置向其传送的反向电流标志/正向电流标志。

进一步的，所述的中央处理单元在向某母线所在的就地单元传送母线故障标志的同时，还可向其他保护装置的就地单元传送母线故障标志。

本申请还提供了一种双母线系统中母线保护装置，包括对应各母线分别设置的就地单元、中央处理单元和在各单元之间进行信息传输的通讯网络，其特征在于：

设置一组由多个就地单元、至少一个中央处理单元和在各就地单元与中央处理单元之间进行信息传输的网络构成的“多对一”结构形式的母线保护装置；

所述的就地单元具有可实现故障电流方向判别的功能；

所述的就地单元将其所在母线的电流方向判别结果、电压回路断线判别结果、对应母线刀闸运行状态，通过通讯网络传输给中央处理单元；

所述的中央处理单元采用判别与母线联系的各回路的故障电流方向来判别母线是否发生故障，并向该母线所在的就地单元传送母线故障标志；

母线故障所在的就地单元收到中央处理单元的母线故障标志后，检查所在母线的电压是否有降低，将结果反馈回中央处理单元；

若母线电压有降低，中央单元母线差动逻辑成立，母线差动保护信号输出，母线差动出口跳闸，进而实现保护母线的目的。

具体的，所述的通讯网络为有线或无线的局域网、企业内部专用网络或广义的互联网。

各所述就地单元的输入端，分别与母线上各回路的电流互感器的输出及对应母线隔离刀闸辅助接点状态、对应母线电压的输出端，通过二次电缆对应相连。

所述母线上的各回路包括进线、母联、分段、出线等回路。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.特别适合于回路数量较多、一般母线保护装置容量无法满足的双母线供电系统。

2.该母线保护装置具有零序判别功能，克服了一般母线保护装置只能实现相判别功能。

3.采用方向判别原理，避免了电流差动原理易受电流互感器饱和影响的缺点。

4.选用有面向现场调试人员开放的逻辑编程功能的中央处理单元，可较方便实现不同接线方式的母线系统的母线保护功能。

5.就地单元与中央处理单元之间，以无线或有线计算机通讯方式连接，避免了集中装置二次接线复杂、二次电缆多的缺点。

附图说明

图1是本发明的保护判断方法流程示意图；

图2是实施例的电气主接线图；

图3是本发明母线保护装置实施例的系统构成图；

图4是母线保护装置中就地单元SEL-351的信号接口图；

图5是母线保护装置中中央处理单元SEL-2100的信号接口图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1中，本母线保护方法至少包括下列步骤：

各就地单元上电、自检；

各就地单元与中央单元检查相互之间的通讯是否正常，若否，则闭锁本就地单元的母线差动信号出口，同时，中央单元闭锁其母线差动逻辑；

若各就地单元与中央单元之间的通讯正常，各就地单元采集所在母线的电流、电压数据；

各就地单元检查PT是否有断线，若有，则将所在母线PT断线信号送给中央单元，闭锁中央处理单元的母线差动逻辑；同时，就地单元闭锁本就地单元的母线差动信号出口；

若就地单元检查PT无断线，则各就地单元传送反向电流标志/正向电流标志给中央处理单元；

中央处理单元接受各就地单元发出的反向电流标志/正向电流标志，通过其母线闸刀识别/选择其所在的母线；

中央处理单元检查是否有背离母线方向的故障电流；若有，则闭锁中央处理单元的母线差动逻辑；

中央处理单元则检查是否有指向母线方向的故障电流；若有，向该母线所在的就地单元传送母线故障标志；

母线故障所在的就地单元接收母线故障标志；

母线故障所在的就地单元检查所在母线的电压是否有降低，将结果反馈回中央处理单元；

若母线电压无降低，闭锁中央单元母线差动逻辑；

若母线电压有降低，中央单元母线差动逻辑成立，母线差动保护信号输出，母线差动出口跳闸。

作为一种扩展，所述的中央处理单元在接收各就地单元发出的反向电流标志/正向电流标志的同时，还可接收其他保护装置向其传送的反向电流标志/正向电流标志。

同样，所述的中央处理单元在向某母线所在的就地单元传送母线故障标志的同时，还可向其他保护装置的就地单元传送母线故障标志。

图中为了简化文字内容，以字母BU代表各就地单元，以CU代表中央处理单元。

本发明的技术方案是利用中央处理单元之间可进行信息共享的特点，通过中央单元数量的增加，以实现回路数较多的双母线系统的母线保护功能。

本发明的优点在于：

1)特别适合于回路数量较多而一般母线保护装置容量无法满足要求的双母线系统。

2)采用方向判别原理，原理相对简单，便于理解和实现。

应用本发明的技术方案后，能避免一般母线保护装置易受装置容量限制的缺点，尤其能应用于回路数较多的双母线等大型复杂系统的母线保护，其原理相对简单，便于理解和实现。

实施例：

本发明的具体实施例以图2所示系统为例，采用图3所示的母线保护装置系统构成图，其就地单元选BU用SEL-351方向性过流和重合闸继电器，其信号接口图如图4所示，其中央处理单元CU选用SEL-2100逻辑处理器，其信号接口图如图5所示。

说明1：电源线及出线电流方向背离母线方向为正方向，母联从正母指向副母方向为正方向，13分段从1段指向3段为正方向，23分段从2段指向3段为正方向。

说明2：中央处理单元CU相关参数含义如下：

R1PN——反方向

R2PN——正方向

R3PN——！LOP(PT不断线)

R4PN——52A(断路器位置)*(正母刀位置)(说明：母联及分段：R4PN＝52A)

R5PN——52A(断路器位置)*(副母刀位置)(说明：母联及分段：R5PN为空)

ROKi：PORTi通道通讯状态正常

说明3：本实施例选用的是带有Mirrored Bits通讯规约的就地单元BU和中央处理单元CU。

结合电气主接线有4段母线的特点，本实施例选用4个中央处理单元CU，各中央处理单元CU通讯接口与就地单元BU的对应关系如下：

1#CU(对应正母1段进线及出线BU)

PORT1～PORT13：分别对应F11～F1i

PORT14：对应电源1线

PORT15：对应4#CU的PORT9

SET1＝/RB2(F1₁母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST1＝/RB1(F1₁母差停运软压板，为后台机遥控位)

............

SET14＝/RB28(F1₁₄母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST14＝/RB27(F1₁₄母差停运软压板，为后台机遥控位)

2#CU(对应正母2段进线及出线BU)

PORT1～PORT13：分别对应F21～F2j

PORT14：对应电源2线

PORT15：对应4#CU的PORT10

SET1＝/RB2(F2₁母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST1＝/RB1(F2₁母差停运软压板，为后台机遥控位)

...............

SET14＝/RB28(F2₁₄母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST14＝/RB27(F2₁₄母差停运软压板，为后台机遥控位)

3#CU(对应正母3段进线及出线BU)

PORT1～PORT13：分别对应F31～F3k

PORT14：对应电源3线

PORT15：对应4#CU的PORT11

SET1＝/RB2(F3₁母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST1＝/RB1(F3₁母差停运软压板，为后台机遥控位)

............

SET14＝/RB28(F3₁₄母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST14＝/RB27(F3₁₄母差停运软压板，为后台机遥控位)

4#CU(对应1#CU、2#CU、3#CU、母联、分段)

PORT1：13分段

PORT2：23分段

PORT3：母联1

PORT4：母联2

PORT5：母联3

PORT6～8：留作备用

PORT9：对应1#CU的PORT15

PORT10：对应2#CU的PORT15

PORT11：对应3#CU的PORT15

SET1＝/RB2(13分段母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST1＝/RB1(13分段母差停运软压板，为后台机遥控位)

............

SET5＝/RB10(母联3母差投运软压板，为后台机遥控位)

RST5＝/RB9(母联3母差停运软压板，为后台机遥控位)

中央处理单元CU判别逻辑设置如下：

1#CU(正母1段母差逻辑)

LV1＝(ROK1*R3P1+！LT1)*(ROK2*R3P2+！LT2)*...*(ROK14*R3P14+！LT14)*R1P15(正母1段母差逻辑是否正常)(其中R1P15为由4#CU传来的13分段、母联1信息)

LV2＝(ROK1*R3P1+！LT1)*(ROK2*R3P2+！LT2)*...*(ROK14*R3P14+！LT14)*R4P15(接在1段上的回路如运行在4段时需参加4段的母差逻辑，此为判别4段母差逻辑是否正常)(其中R4P15为由4#CU传来的母联1的信息)

SV1＝R4P1*R2P1*ROK1+R4P2*R2P2*ROK2+...+R4P14*R2P14*ROK14+R2P15(检查运行在正母1段的回路有无背离正母1段母线的电流方向动作)(其中R2P15为由4#CU传来的13分段、母联1信息)

SV2＝R4P1*R1P1*ROK1+R4P2*R1P2*ROK2+...+R4P14*R1P14*ROK14+R3P15(检查运行在正母1段的回路有无指向正母1段母线的电流方向动作)(其中R3P15为由4#CU传来的13分段、母联1信息)

SV3＝！SV1*SV2*LV1(正母1段母差动作)

SV4＝R5P1*R2P1*ROK1+R5P2*R2P2*ROK2+...+R5P14*R2P14*ROK14+R5P15(接在1段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无背离4段母线的电流方向动作)(其中R5P15为由4#CU传来的母联1的信息)

SV5＝R5P1*R1P1*ROK1+R5P2*R1P2*ROK2+...+R5P14*R1P14*ROK14+R6P15(接在1段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无指向4段母线的电流方向动作)(其中R6P15为由4#CU传来的母联1的信息)

T1Pi＝SV3(正母1段母差动作送PORTi，i≤14)

T2Pi＝LV1(正母1段母差逻辑正常送PORTi，i≤14)

T3Pi＝R8P15(副母母差动作送PORTi，i≤14)

T4Pi＝R7P15(副母母差逻辑正常送PORTi，i≤14)

T1P15＝SV3(正母1段母差动作送4#CU跳13分段及母联1)

T2P15＝LV1(正母1段母差逻辑正常送4#CU)

T3P15＝0

T4P15＝LV2(接在1段上的回路如运行在4段时需参加4段的母差逻辑，送至4#CU参与副母的母差逻辑正常判别)

T5P15＝SV4(接在1段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无背离4段母线的电流方向动作，送至4#CU)

T6P15＝SV5(接在1段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无指向4段母线的电流方向动作，送至4#CU)

2#CU(正母2段母差逻辑)

LV1＝(ROK1*R3P1+！LT1)*(ROK2*R3P2+！LT2)*...*(ROK14*R3P14+！LT14)*R1P15(正母2段母差逻辑是否正常)(其中R1P15为由4#CU传来的23分段、母联2信息)

LV2＝(ROK1*R3P1+！LT1)*(ROK2*R3P2+！LT2)*...*(ROK14*R3P14+！LT14)*R4P15(接在2段上的回路如运行在4段时需参加4段的母差逻辑，此为判别4段母差逻辑是否正常)(其中R4P15为由4#CU传来的母联2的信息)

SV1＝R4P1*R2P1*ROK1+R4P2*R2P2*ROK2+...+R4P14*R2P14*ROK14+R2P15(检查运行在正母2段的回路有无背离正母2段母线的电流方向动作)(其中R2P15为由4#CU传来的23分段、母联2信息)

SV2＝R4P1*R1P1*ROK1+R4P2*R1P2*ROK2+...+R4P14*R1P14*ROK14+R3P15(检查运行在正母2段的回路有无指向正母2段母线的电流方向动作)(其中R3P15为由4#CU传来的23分段、母联2信息)

SV3＝！SV1*SV2*LV1(正母2段母差动作)

SV4＝R5P1*R2P1*ROK1+R5P2*R2P2*ROK2+...+R5P14*R2P14*ROK14+R5P15(接在2段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无背离4段母线的电流方向动作)(其中R5P15为由4#CU传来的母联2的信息)

SV5＝R5P1*R1P1*ROK1+R5P2*R1P2*ROK2+...+R5P14*R1P14*ROK14+R6P15(接在2段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无指向4段母线的电流方向动作)(其中R6P15为由4#CU传来的母联2的信息)

T1Pi＝SV3(正母2段母差动作送PORTi，i≤14)

T2Pi＝LV1(正母2段母差逻辑正常送PORTi，i≤14)

T3Pi＝R8P15(副母母差动作送PORTi，i≤14)

T4Pi＝R7P15(副母母差逻辑正常送PORTi，i≤14)

T1P15＝SV3(正母2段母差动作送4#CU跳23分段及母联2)

T2P15＝LV1(正母2段母差逻辑正常送4#CU)

T3P15＝0

T4P15＝LV2(接在2段上的回路如运行在4段时需参加4段的母差逻辑，送至4#CU参与副母的母差逻辑正常判别)

T5P15＝SV4(接在2段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无背离4段母线的电流方向动作，送至4#CU)

T6P15＝SV5(接在2段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无指向4段母线的电流方向动作，送至4#CU)

3#CU(正母3段母差逻辑)

LV1＝(ROK1*R3P1+！LT1)*(ROK2*R3P2+！LT2)*...*(ROK14*R3P14+！LT14)*R1P15(正母3段母差逻辑正常)(其中R1P15为由4#CU传来的13分段、23分段、母联3信息)

LV2＝(ROK1*R3P1+！LT1)*(ROK2*R3P2+！LT2)*...*(ROK14*R3P14+！LT14)*R4P15(接在3段上的回路如运行在4段时需参加4段的母差逻辑，此为判别4段母差逻辑正常)(其中R4P15为由4#CU传来的母联3的信息)

SV1＝R4P1*R2P1*ROK1+R4P2*R2P2*ROK2+...+R4P14*R2P14*ROK14+R2P15(检查运行在正母3段的回路有无背离正母3段母线的电流方向动作)(其中R2P15为由4#CU传来的13分段、23分段、母联3信息)

SV2＝R4P1*R1P1*ROK1+R4P2*R1P2*ROK2+...+R4P14*R1P14*ROK14+R3P15(检查运行在正母3段的回路有无指向正母3段母线的电流方向动作)(其中R3P15为由4#CU传来的13分段、23分段、母联3信息)

SV3＝！SV1*SV2*LV1(正母3段母差动作)

SV4＝R5P1*R2P1*ROK1+R5P2*R2P2*ROK2+...+R5P14*R2P14*ROK14+R5P15(接在3段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无背离4段母线的电流方向动作)(其中R5P15为由4#CU传来的母联3的信息)

SV5＝R5P1*R1P1*ROK1+R5P2*R1P2*ROK2+...+R5P14*R1P14*ROK14+R6P15(接在3段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无指向4段母线的电流方向动作)(其中R6P15为由4#CU传来的母联3的信息)

T1Pi＝SV3(正母3段母差动作送PORTi，i≤14)

T2Pi＝LV1(正母3段母差逻辑正常送PORTi，i≤14)

T3Pi＝R8P15(副母母差动作送PORTi，i≤14)

T4Pi＝R7P15(副母母差逻辑正常送PORTi，i≤14)

T1P15＝SV3(正母3段母差动作送4#CU跳13分段、23分段及母联3)

T2P15＝LV1(正母3段母差逻辑正常送4#CU)

T3P15＝0

T4P15＝LV2(接在3段上的回路如运行在4段时需参加4段的母差逻辑，送至4#CU参与4段的母差逻辑正常判别)

T5P15＝SV4(接在3段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无背离4段母线的电流方向动作，送至4#CU)

T6P15＝SV5(接在3段的回路运行在4段时需参加4段的母差逻辑，检查有无指向4段母线的电流方向动作，送至4#CU)

4#CU(副母4段母差逻辑)

LV1＝R4P9*R4P10*R4P11(副母4段母差逻辑正常)(其中R4P9、R4P10、R4P11分别为由1#CU、2#CU、3#CU传来的信息)

LV3＝ROK3*R3P3+！LT3(母联1逻辑是否正常，参加副母逻辑判别)

LV4＝ROK4*R3P4+！LT4(母联2逻辑是否正常，参加副母逻辑判别)

LV5＝ROK5*R3P5+！LT5(母联3逻辑是否正常，参加副母逻辑判别)

LV6＝(ROK1*R3P1+！LT1)*LV3(13分段及母联1逻辑是否正常)

LV7＝(ROK2*R3P2+！LT2)*LV4(23分段及母联2逻辑是否正常)

LV8＝(ROK1*R3P1+！LT1)*(ROK2*R3P2+！LT2)*LV5(13分段、23分段及母联3逻辑是否正常)

SV1＝R5P9+R5P10+R5P11(检查副母4段有无背离母线的电流方向动作，R5P9、R5P10、R5P11分别为1#、2#、3#CU传来的信息)

SV2＝R6P9+R6P10+R6P11(检查副母4段有无指向母线的电流方向动作，R6P9、R6P10、R6P11分别为1#、2#、3#CU传来的信息)

SV3＝！SV1*SV2*LV1(副母4段母差动作)

SV4＝R4P3*R2P3*ROK3(母联1电流方向指向副母，参与副母母差判别)

SV5＝R5P3*R1P3*ROK3(母联1电流方向背离副母，参与副母母差判别)

SV6＝R4P4*R2P4*ROK4(母联2电流方向指向副母，参与副母母差判别)

SV7＝R5P4*R1P4*ROK4(母联2电流方向背离副母，参与副母母差判别)

SV8＝R4P5*R2P5*ROK5(母联3电流方向指向副母，参与副母母差判别)

SV9＝R5P5*R1P5*ROK5(母联3电流方向背离副母，参与副母母差判别)

SV10＝R4P1*R1P1*ROK1+R4P3*R1P3*ROK3(13分段及母联1电流方向指向1段，参与正母1段母差判别)

SV11＝R4P1*R2P1*ROK1+R4P3*R2P3*ROK3(13分段及母联1电流方向背离1段，参与正母1段母差判别)

SV12＝R4P2*R1P2*ROK2+R4P4*R1P4*ROK4(23分段及母联2电流方向指向2段，参与正母2段母差判别)

SV13＝R4P2*R2P2*ROK2+R4P4*R2P4*ROK4(23分段及母联2电流方向背离2段，参与正母2段母差判别)

SV14＝R4P1*R2P1*ROK1+R4P2*R2P2*ROK2+R4P5*R1P5*ROK5(13分段、23分段及母联3电流方向指向3段，参与正母3段母差判别)

SV15＝R4P1*R1P1*ROK1+R4P2*R1P2*ROK2+R4P5*R2P5*ROK5(13分段、23分段及母联3电流方向背离3段，参与正母3段母差判别)

T1P1＝R1P9(正母1段母差动作送13分段)

T2P1＝R2P9(正母1段母差逻辑正常送13分段)

T3P1＝R1P11(正母3段母差动作送13分段)

T4P1＝R2P11(正母1段母差动作送13分段)

T1P2＝R1P10(正母2段母差动作送23分段)

T2P2＝R2P10(正母2段母差逻辑正常送23分段)

T3P2＝R1P11(正母3段母差动作送23分段)

T4P2＝R2P11(正母3段母差逻辑正常送23分段)

T1P3＝R1P9(正母1段母差动作送母联1)

T2P3＝R2P9(正母1段母差逻辑正常送母联1)

T3P3＝SV3(副母母差动作送母联1)

T4P3＝LV1(副母母差逻辑正常送母联1)

T1P4＝R1P10(正母2段母差动作送母联2)

T2P4＝R2P10(正母2段母差逻辑正常送母联2)

T3P4＝SV3(副母母差动作送母联2)

T4P4＝LV1(副母母差逻辑正常送母联2)

T1P5＝R1P11(正母3段母差动作送母联3)

T2P5＝R2P11(正母3段母差逻辑正常送母联3)

T3P5＝SV3(副母母差动作送母联3)

T4P5＝LV1(副母母差逻辑正常送母联3)

T1P9＝LV6(13分段及母联1母差逻辑正常，参与1段逻辑正常)

T2P9＝SV11(13分段及母联1电流方向背离1段，参与1段判别)

T3P9＝SV10(13分段及母联1电流方向指向1段，参与1段判别)

T4P9＝LV3(母联1母差逻辑，参与副母逻辑正常判别)

T5P9＝SV5(母联1电流方向背离副母，参与副母判别)

T6P9＝SV4(母联1电流方向指向副母，参与副母判别)

T7P9＝LV1(副母母差逻辑正常，送1#CU)

T8P9＝SV3(副母母差动作送1#CU)

T1P10＝LV7(23分段及母联2母差逻辑正常，参与2段逻辑正常)

T2P10＝SV13(23分段及母联2电流方向背离2段，参与2段判别)

T3P10＝SV12(23分段及母联2电流方向指向2段，参与2段判别)

T4P10＝LV4(母联2母差逻辑，参与副母逻辑正常判别)

T5P10＝SV7(母联2电流方向背离副母，参与副母判别)

T6P10＝SV6(母联2电流方向指向副母，参与副母判别)

T7P10＝LV1(副母母差逻辑正常，送2#CU)

T8P10＝SV3(副母母差动作送2#CU)

T1P11＝LV8(13分段、23分段及母联3逻辑正常，参与3段判别)

T2P11＝SV15(13分段、23分段及母联3电流方向背离3段，参与3段判别)

T3P11＝SV14(13分段、23分段及母联3电流方向指向3段，参与3段判别)

T4P11＝LV5(母联3母差逻辑，参与副母逻辑正常判别)

T5P11＝SV9(母联3电流方向背离副母，参与副母判别)

T6P11＝SV8(母联3电流方向指向副母，参与副母判别)

T7P11＝LV1(副母母差逻辑正常，送3#CU)

T8P11＝SV3(副母母差动作送3#CU)

一段进线及出线跳闸逻辑：

SV8＝(RMB1A*RMB2A*TMB4A+RMB3A*RMB4A*TMB5A)*！LOP*SV1*ROKA(SV1＝27AB+27BC+27CA，低电压)

OUT212＝SV8T(SV8T为：SV8延时100ms)

母联/分段跳闸逻辑：

SV8＝(RMB1A*RMB2A+RMB3A*RMB4A)*TMB4A*！LOP*SV1*ROKA(SV1＝27AB+27BC+27CA，低电压)

OUT212＝SV8T(SV8T为：SV8延时100ms)

在图4中，就地单元SEL-351的I/O端子IN101～IN106，IN201～IN208为开关量信号接入；OUT101～OUT107，OUT201～OUT208为开关量信号输出；IA、IB、IC、IN为电流信号接入；VA、VB、VC、VN为电压信号接入；PORT1～PORT3为通讯端口。

SEL-351将电压、电流的方向判别结果、相关开关量信息通过通信线(网线或光纤)适时传至SEL-2100，并适时接收来自SEL-2100的信息，SEL-351与SEL-2100之间采用MIRRORED BITS(镜像映射)协议进行信息的互相传输。

在图5中，中央处理单元SEL-2100的I/O端子OUT101～OUT104为开关量信号输出；IN101～IN116为开关量输入；PORT1～PORT16为通信端口；SEL-2100的一个PORT端口和一个SEL-351(或另一个SEL-2100)的PORT端口通过通信线(网线或光纤)采用MIRRORED BITS(镜像映射)协议进行信息的相互传输。

由于在上述附图和文字描述中，均采用了本行业的习惯性标注方式、术语和称谓，且其中的就地单元和中央处理单元均为市售产品，通过其所附产品说明书即可获得相互之间连接条件和连接方式的具体说明信息，本领域的技术人员，在掌握了本发明解决问题的思路和技术方案后，无需进行创造性的劳动，即可明了和掌握上述附图和逻辑表达所公开的技术方案和其逻辑含义，故为简洁起见，在本申请中对上述附图的具体文字说明不再进行叙述。

由于本发明采用采用判别与母线联系的各回路的故障电流方向来判别母线是否发生故障，且利用中央处理单元CU之间可进行信息共享的特点，通过中央单元CU数量的增加，以实现回路数较多的双母线系统的母线保护功能，从而避免了现有技术中只能实现相判别功能、电流差动原理易受电流互感器饱和影响的缺点，其就地单元与中央处理单元以通讯方式连接，避免了集中装置二次接线复杂、二次电缆多的缺点，特别适合于回路数量较多，一般母线保护装置容量无法满足的系统，能可靠实现双母线系统中各段母线的母线保护功能，尤其能应用于回路数较多的双母线等大型复杂系统的母线保护。

本发明可广泛用于电力输变电系统的继电保护领域。

Claims (10)

1.一种双母线系统中母线保护的实现方法，包括读取母线运行参数，根据预设定值判断母线运行状态是否正常，根据母线运行参数与预设定值之间的比较结果，发出跳闸指令给对应断路器执行机构实现跳闸，其特征是：

对应各母线分别设置一个具有可实现电流方向判别功能的就地单元；

设置至少一个进行逻辑处理与逻辑判别的中央处理单元；

和在各单元之间进行信息传输的通讯模块/网络；

所述的各就地单元将所在母线的电流方向判别结果、电压回路断线判别结果、对应母线刀闸运行状态通过通讯模块/网络传输给中央处理单元；

所述的中央处理单元对接收到的来自各就地单元和/或其他中央处理单元的信息进行逻辑处理后，判别各母线是否处于正常运行状态；

当判别结果为某一母线故障时，中央处理单元发出母线故障信息至各相关就地单元；

各就地单元根据收到的来自中央处理单元的母线故障判别结果，再结合自己的电压断线、低电压及通信通道状态情况，决定是否需发出跳闸指令给对应断路器执行机构实现跳闸。

2.按照权利要求1所述的双母线系统中母线保护的实现方法，其特征是所述的中央处理单元采用判别与母线联系的各回路的故障电流方向来判别母线是否发生故障。

3.按照权利要求2所述的双母线系统中母线保护的实现方法，其特征是当所述的母线发生故障时，有故障电流的各回路的故障电流方向均为指向母线；当发生区外故障时，故障回路的故障电流方向均为指向故障点，即背离母线。

4.按照权利要求2所述的双母线系统中母线保护的实现方法，其特征是当只有指向母线的故障电流方向而无背离母线的故障电流方向且母线差动逻辑判断中各条件正常时，所述的中央单元判别为母线故障；并根据各就地单元的母线刀闸运行状态、通信通道状态、电压情况进行综合判别是否母线故障，以可靠地实现双母线系统中各段母线的母线保护功能。

5.按照权利要求1所述的双母线系统中母线保护的实现方法，其特征是所述的母线保护方法至少包括下列步骤：

各就地单元上电、自检；

各就地单元与中央单元检查相互之间的通讯是否正常，若否，则闭锁本就地单元的母线差动信号出口，同时，中央单元闭锁其母线差动逻辑；

若各就地单元与中央单元之间的通讯正常，各就地单元采集所在母线的电流、电压数据；

各就地单元检查PT是否有断线，若有，则将所在母线PT断线信号送给中央单元，闭锁中央处理单元的母线差动逻辑；同时，就地单元闭锁本就地单元的母线差动信号出口；

若就地单元检查PT无断线，则各就地单元传送反向电流标志/正向电流标志给中央处理单元；

中央处理单元接受各就地单元发出的反向电流标志/正向电流标志，通过其母线闸刀识别/选择其所在的母线；

中央处理单元检查是否有背离母线方向的故障电流；若有，则闭锁中央处理单元的母线差动逻辑；

中央处理单元则检查是否有指向母线方向的故障电流；若有，向该母线所在的就地单元传送母线故障标志；

母线故障所在的就地单元接收母线故障标志；

母线故障所在的就地单元检查所在母线的电压是否有降低，将结果反馈回中央处理单元；

若母线电压无降低，闭锁中央单元母线差动逻辑；

若母线电压有降低，中央单元母线差动逻辑成立，母线差动保护信号输出，母线差动出口跳闸。

6.按照权利要求5所述的双母线系统中母线保护的实现方法，其特征是所述的中央处理单元在接收各就地单元发出的反向电流标志/正向电流标志的同时，还可接收其他保护装置向其传送的反向电流标志/正向电流标志。

7.按照权利要求5所述的双母线系统中母线保护的实现方法，其特征是所述的中央处理单元在向某母线所在的就地单元传送母线故障标志的同时，还可向其他保护装置的就地单元传送母线故障标志。

8.一种双母线系统中母线保护装置，包括对应各母线分别设置的就地单元、中央处理单元和在各单元之间进行信息传输的通讯网络，其特征在于：

设置一组由多个就地单元、至少一个中央处理单元和在各就地单元与中央处理单元之间进行信息传输的网络构成的“多对一”结构形式的母线保护装置；

所述的就地单元具有可实现故障电流方向判别的功能；

所述的就地单元将其所在母线的电流方向判别结果、电压回路断线判别结果、对应母线刀闸运行状态，通过通讯网络传输给中央处理单元；

所述的中央处理单元采用判别与母线联系的各回路的故障电流方向来判别母线是否发生故障，并向该母线所在的就地单元传送母线故障标志；

母线故障所在的就地单元收到中央处理单元的母线故障标志后，检查所在母线的电压是否有降低，将结果反馈回中央处理单元；

若母线电压有降低，中央单元母线差动逻辑成立，母线差动保护信号输出，母线差动出口跳闸，进而实现保护母线的目的。

9.按照权利要求8所述的双母线系统中母线保护装置，其特征是所述的通讯网络为有线或无线的局域网、企业内部专用网络或广义的互联网；各所述就地单元的输入端，分别与母线上各回路的电流互感器的输出及对应母线隔离刀闸辅助接点状态、对应母线电压的输出端，通过二次电缆对应相连。

10.按照权利要求8所述的双母线系统中母线保护装置，其特征是所述母线上的各回路包括进线、母联、分段、出线等回路。

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