母差保護配置及運行情況研究

陳文政

摘 要：母線是變電站重要組成之一，具有匯聚和分配電能的作用。母線保護動作會將母線上所有的元件跳閘，對系統(tǒng)穩(wěn)定性有較大的影響。確保母線正常運行、母差保護正確動作，對保證供電可靠性，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要意義。介紹了母線的作用及接線方式，對母線保護的配置及母線運行情況進行了探討。

關(guān)鍵詞：母線；3/2接線方式；電流互感器；母差保護

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.109

我國500 kV變電站和220 kV變電站大多配置了一套或多套母差保護，對母差保護配置及運行情況進行了解，有助于了解母差保護在實際運行中存在的問題，對如何對保護進行改進或避免誤操作，提高設(shè)備運行的可靠性和安全性有現(xiàn)實意義。

1 母線

1.1 母線的作用

由于變電站有較多的進出線，為了使每一條線路都能從電源處獲取電力，確保供電可靠性和使用靈活性，便于電能的匯聚和分配，采用母線作為電能分配環(huán)節(jié)，使接線簡單、方便，便于建設(shè)和改造。

1.2 母線主要的接線方式

目前，變電站母線接線方式主要有單母、單母分段、雙母、雙母雙分段、雙母帶旁路、二分之三接線。

單母線接線方式比較簡單，設(shè)備較少、成本較低，適用于只有一臺母線且出線回路不多的變電站。為了提高單母接線方式的可靠性，通常采用單母分段的方法。

雙母線接線方式的供電可靠性高、擴建方便、運行方式靈活，在大中型的重點變電站應(yīng)用較多。當出線回路較多時，為了限制短路電流，常采用雙母相分段方式。在500 kV變電站，常采用3/2接線方式，接線圖如圖1所示。這種方式成多路環(huán)狀供電，運行方式非常靈活，在檢修或母線故障時線路都不會停電，但這種線路的接線方式復(fù)雜，投資較大。

2 母線保護的配置原則

對于220 kV及以上電壓等級的母線，為了滿足系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的要求，裝備能快速、有效地切除故障的母線保護；對于3/2開關(guān)接線，裝設(shè)有2套母線保護；對于35 kV及110 kV電壓等級的母線，在必要情況下應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護。對于10 kV母線，一般情況下，沒有裝設(shè)專用的母線保護。母線保護要滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四項基本要求，要能正確區(qū)分母線內(nèi)部故障或外部短路故障，并在各種運行方式下判斷故障母線的具體部位。通過刀閘輔助觸點識別母線運行方式，可避免電流回路切換導(dǎo)致母差保護誤動。在發(fā)生故障時，母線保護快速動作，這不僅能降低設(shè)備受損傷的程度，還能減小電流互感器飽和對保護動作正確性的影響。母線保護起動元件靈敏度系數(shù)要大于2，母線保護可靠性包括保護不誤動和保護不拒動。對于220 kV及以下電壓等級的母線保護，由于母線故障可以由供電元件的保護進行切除，所以，母線保護不誤動的可靠性比不拒動的可靠性更重要。對于3 500 kV電壓等級的母差保護，由于采取了3/2接線方式，因此，母差保護不拒動的可靠性更加重要。

3 母線保護的運行情況

3.1 母差保護的范圍

母差保護的范圍為：全部母線及連接在母線上的所有電氣設(shè)備，包括母線上所有出線斷路器與母線電流互感器之間的電氣部分。在配置電流互感器時，母差用電流互感器二次繞組要交叉接線，使保護區(qū)域有所重復(fù)，從而避免保護死區(qū)的出現(xiàn)。

3.2 母線故障的類型

母線長度較短，發(fā)生故障的次數(shù)較少，但母線連接的設(shè)備較多、接線復(fù)雜，引發(fā)母線故障的原因多種多樣，包括母線絕緣子污染閃絡(luò)，母線電壓互感器、電流互感器故障，惡劣天氣對母線造成破壞，母線保護裝置誤動，檢修運行人員誤操作等。母線故障大多開始表現(xiàn)為單相接地故障，也可能發(fā)展為多相接地短路。

3.3 配置母線保護的必要性

不采用母線保護而采用其他保護切除故障的時間一般較長，且無法保證有選擇性地切除故障母線，事故范圍可能會擴大，電力設(shè)備可能會遭受更嚴重的破壞，進而對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成嚴重的影響。在此情況下，發(fā)電廠可能無法維持正常運行，因此，對重要的高電壓等級變電站要配置母線保護。

4 結(jié)束語

本文介紹了母線的作用及其主要接線方式，闡述了不同電壓等級母線保護的配置原則，對母線保護要滿足的選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四項基本要求進行了針對性分析，并對母差保護的范圍、類型及其必要性進行了說明。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕