關(guān)于母線保護(hù)的研究與應(yīng)用

摘要：通過對(duì)山西省呂梁地區(qū)母線保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用，研究了各個(gè)電壓等級(jí)的單母線，單母分段，雙母線等各種主接線方式中母線保護(hù)的配置原則和基本要求，闡述母差保護(hù)裝置在動(dòng)作邏輯、安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)方面的一些實(shí)際做法，為母線保護(hù)裝置的推廣應(yīng)用及安全可靠運(yùn)行提供了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，為其保護(hù)裝置的安裝、運(yùn)行、維護(hù)等方面給出了指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：母線 原則要求 動(dòng)作邏輯 安裝調(diào)試 運(yùn)行維護(hù)

0 引言

母線保護(hù)裝置對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行十分重要。為此，對(duì)母線保護(hù)的研究已是必不可少的，也是繼電保護(hù)工作者的共同愿望。

1 保護(hù)原理及配置

微機(jī)型母線保護(hù)裝置是當(dāng)前電力系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備，其功能是實(shí)現(xiàn)：

1.1 母線差動(dòng)保護(hù) 分相式比率差動(dòng)元件是母線差動(dòng)保護(hù)裝置中的基礎(chǔ)元件。根據(jù)TA極性要求，支路TA同名端在母線側(cè)，母聯(lián)TA同名端在一母?jìng)?cè)。各段母線大、小差回路共同構(gòu)成了差動(dòng)回路。母線大差，即所有支路電流所構(gòu)成的差動(dòng)回路，但是不包括母聯(lián)開關(guān)和分段開關(guān)；而母線小差就是與母線段相連的所有支路電流構(gòu)成的差動(dòng)回路。

常規(guī)比率差動(dòng)元件和工頻變化量比率差動(dòng)元件在母線差動(dòng)保護(hù)中經(jīng)常采用。常規(guī)比率差動(dòng)元件與工頻變化量比率差動(dòng)元件共同組成快速差動(dòng)保護(hù)，這在一定程度上提高了保護(hù)抗過渡電阻能力，同時(shí)，受故障前系統(tǒng)功角關(guān)系的影響，保護(hù)性能也有所降低。其動(dòng)作判據(jù)為

邏輯框圖如下所示：

1.2 母聯(lián)充電保護(hù) 當(dāng)母聯(lián)斷路器跳位繼電器歸零，兩母線均能通電壓，或母聯(lián)TWJ=1且接通電流，就要開放充電保護(hù)300ms，并且根據(jù)控制字對(duì)母差保護(hù)閉鎖情況進(jìn)行判定。在充電保護(hù)過程中，如果母聯(lián)電流大于充電保護(hù)的整定電流，母聯(lián)開關(guān)則需要跳開。在不經(jīng)復(fù)合電壓的情況下母聯(lián)充電保護(hù)閉鎖。

1.3 母聯(lián)失靈保護(hù) 母聯(lián)一旦接收到保護(hù)發(fā)送的跳令，母聯(lián)電流經(jīng)整定延時(shí)后依然大于母聯(lián)失靈電流。母線電壓進(jìn)行閉鎖處理，連接母線的所有元件被母聯(lián)失靈保護(hù)切掉。母差保護(hù)與母聯(lián)充電保護(hù)同時(shí)作用時(shí)，啟動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)。

1.4 母聯(lián)死區(qū)保護(hù) 母線接收到差動(dòng)保護(hù)發(fā)出的跳令隨即實(shí)施母聯(lián)死區(qū)保護(hù)，母聯(lián)TA在母聯(lián)開關(guān)跳開時(shí)就能通電，且斷路器側(cè)小差比率差動(dòng)元件和大差比率差動(dòng)元件不回返的狀態(tài)下，延時(shí)Tsq跳開第二條母線。當(dāng)?shù)谝弧⒍l母線都能通電壓，母聯(lián)跳位時(shí)不將母聯(lián)電流計(jì)入小差，從而避免母聯(lián)在跳位時(shí)發(fā)生死區(qū)故障而將母線全切除。

1.5 母聯(lián)非全相保護(hù) 由母聯(lián)TWJ和HWJ接點(diǎn)起動(dòng)非全相保護(hù)，其動(dòng)作的輔助判據(jù)可采用零序和負(fù)序電流。在母聯(lián)非全相保護(hù)發(fā)揮作用時(shí)，有THWJ開入且母聯(lián)零序電流大于母聯(lián)非全相零序電流定值，或母聯(lián)負(fù)序電流大于母聯(lián)非全相負(fù)序電流定值，經(jīng)整定延時(shí)跳母聯(lián)開關(guān)。[1]

2 母線保護(hù)的安裝調(diào)試

2.1 母線差動(dòng)保護(hù) 投母差保護(hù)控制字和投入母差保護(hù)壓板。①區(qū)外故障。將兩元件的I母與II母刀閘進(jìn)行短接處理，使母聯(lián)TA與2TA同極串聯(lián)，再將1TA與其反極串聯(lián)，形成一個(gè)模擬的母線區(qū)外故障。將此區(qū)接通大于差流起動(dòng)高定值的電流，母差電壓閉鎖條件經(jīng)過確認(rèn)開放后啟動(dòng)保護(hù)。②區(qū)內(nèi)故障。將元件2的II母刀閘與元件1的I母刀閘進(jìn)行短接處理，使母聯(lián)TA與1TA、2TA同極串聯(lián)，形成一個(gè)模擬的I母故障。接入電流（該電流大于差流起動(dòng)高定值），確認(rèn)母差電壓閉鎖條件開放后，保護(hù)動(dòng)作跳I母；按上述操作模擬II母故障，最終保護(hù)動(dòng)作跳II母。投入單母控制字和單母壓板。重復(fù)模擬上述操作步驟，最終I母與II母上的連接元件均被保護(hù)動(dòng)作切除。③比率制動(dòng)特性。同上，將元件2的II母刀閘短接在元件1的I母刀閘的接點(diǎn)處，大小可調(diào)且方向相反的一相電流加入元件1TA和元件2TA，差動(dòng)電流為，制動(dòng)電流為K·。對(duì)差動(dòng)電流起動(dòng)定值IHcd和比率制動(dòng)特性分別進(jìn)行檢驗(yàn)。④電壓閉鎖元件。電壓閉鎖元件中的零、負(fù)序電壓和相電壓定值，在比率差動(dòng)元件動(dòng)作時(shí)，進(jìn)行逐一檢驗(yàn)，將誤差控制在可控范圍之內(nèi)。⑤投母聯(lián)帶路方式。將整定投母聯(lián)兼旁路主接線控制字設(shè)置為1，投入母聯(lián)帶路壓板，將I母帶路開入短接在其刀閘上。反極性串聯(lián)處理元件1TA和母聯(lián)TA并通入電流，將裝置差流采樣值歸零，同極性串聯(lián)處理元件1TA和母聯(lián)TA并通入電流，將試驗(yàn)電流的2倍的電流對(duì)裝置大差及I母小差電流進(jìn)行處理；投入帶路TA極性負(fù)壓板，同極性串聯(lián)處理元件1TA和母聯(lián)TA并通入電流，將裝置差流采樣值歸零，反極性串聯(lián)元件處理1TA和母聯(lián)TA并通入電流，對(duì)于裝置大差及I母小差的電流設(shè)置為兩倍試驗(yàn)電流。[2]

2.2 母聯(lián)充電保護(hù) 投母聯(lián)充電保護(hù)控制字和投入母聯(lián)充電保護(hù)壓板。將母聯(lián)TWJ開入（TWJ=1）進(jìn)行短接處理，母聯(lián)TA通電流，TWJ歸零，母聯(lián)充電保護(hù)下動(dòng)作跳母聯(lián)。

2.3 母聯(lián)失靈保護(hù) 按上述操作模擬母線區(qū)內(nèi)故障，當(dāng)母聯(lián)接收到跳令后，母聯(lián)TA通電流，兩母差電壓閉鎖條件確認(rèn)開放后，母聯(lián)失靈保護(hù)經(jīng)整定延時(shí)，連接母線的所有元件被母聯(lián)失靈保護(hù)動(dòng)作切掉。

2.4 母聯(lián)死區(qū)保護(hù) ①母聯(lián)開關(guān)處于合位時(shí)的死區(qū)故障。通過采用母聯(lián)跳閘接點(diǎn)方式對(duì)母聯(lián)跳位開入接點(diǎn)進(jìn)行模擬處理，對(duì)母線區(qū)內(nèi)故障進(jìn)行模擬。當(dāng)母線收到跳轉(zhuǎn)命令后，持續(xù)接入電流，Tsq經(jīng)整定延時(shí)，另一母線被母聯(lián)死區(qū)保護(hù)動(dòng)作切掉。②母聯(lián)開關(guān)處于跳位時(shí)的死區(qū)故障。將母聯(lián)TWJ開入進(jìn)行短接處理（TWJ=1），確保兩母線電壓已達(dá)到電壓閉鎖要求后，按上述操作模擬母線區(qū)內(nèi)故障，確保只跳死區(qū)側(cè)母線。

2.5 母聯(lián)過流保護(hù) 投母聯(lián)過流保護(hù)控制字和投入母聯(lián)過流保護(hù)壓板。母聯(lián)TA通電流（該電流大于母聯(lián)過流保護(hù)定值），經(jīng)整定延時(shí)母聯(lián)過流保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)。

2.6 母聯(lián)非全相保護(hù) 投母聯(lián)非全相保護(hù)控制字和壓板。確保母聯(lián)非全相保護(hù)的零、負(fù)序電流，母聯(lián)THWJ接點(diǎn)進(jìn)行短接處理，經(jīng)整定時(shí)限跳開母聯(lián)非全相保護(hù)。母聯(lián)非全相保護(hù)對(duì)零、負(fù)序電流定值進(jìn)行逐一檢驗(yàn)，盡量將誤差控制在可控范圍之內(nèi)。

3 母線保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)

①新安裝的保護(hù)柜的接地裝置必須牢固可靠。保護(hù)柜內(nèi)應(yīng)設(shè)置接地銅排，并與電站接地網(wǎng)相接。②宜使用屏蔽電纜，屏蔽層同時(shí)在控制室和開關(guān)場(chǎng)同時(shí)接地，且要在同一電纜內(nèi)設(shè)置各相電流線及其中性線。③必須在保護(hù)柜內(nèi)接地處理電流互感器二次回路。④用于母聯(lián)兼旁路主接線系統(tǒng)時(shí)，必須在母聯(lián)開關(guān)處于分閘位置時(shí)投退母聯(lián)帶路壓板。⑤保護(hù)中除用于母線電壓切換的“投一母TV”和“投二母TV”外，各控制字和對(duì)應(yīng)壓板之間均為“與”關(guān)系，也就是說同時(shí)投入控制字與壓板時(shí)，才能確保相應(yīng)的保護(hù)功能投入。

4 結(jié)束語

經(jīng)過上述對(duì)母線各個(gè)保護(hù)的動(dòng)作邏輯以及安裝調(diào)試運(yùn)行維護(hù)的研究，對(duì)母線保護(hù)的應(yīng)用得以更好的應(yīng)用。提高了變電站母線保護(hù)二次維護(hù)與檢修水平，更好地保障了電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]南京南瑞繼保電氣有限公司，RCS-915AB型微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書[Z].

[2]國(guó)家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答[M].中國(guó)電力出版社，2000（02）.

[3]曹棟，董清，韓璐.母線保護(hù)的分析討論[J].華章，2010（34）.