母線保護中分列壓板的作用與操作

安 勇，熊 文，劉雪寒

(國網四川省電力公司檢修公司綿陽分部，四川 綿陽 621000)

母線保護中分列壓板的作用與操作

安 勇，熊 文，劉雪寒

(國網四川省電力公司檢修公司綿陽分部，四川 綿陽 621000)

通過對母線保護中母聯死區保護功能的原理介紹，逐步探討分析了母線分列壓板的作用、操作原則以及常見誤區，并說明實際工作中應根據現場情況來處理母線分列運行時的壓板投退問題，得出母聯運行時，退出分列壓板等結論。

母線保護；死區故障；分列壓板；跳閘出口

0 引言

母線保護是變電站的重要保護裝置，而母線承擔著匯集、分配和傳送電能的作用，因此保證母線保護的正確運行對提高供電可靠性和電力系統安全穩定，具有十分重要的意義。母線保護采用電流差動的原理，故母線保護又稱為母差保護。對運維人員來說，在實際工作中面臨最多的就是母差保護壓板的投退，其中操作人員對跳閘出口、母差及失靈功能、互聯壓板的作用及操作都比較清楚，但對分列壓板的認識還存在一定誤區。因此，厘清該壓板的作用及操作很有必要的。

1 死區及保護動作原理

母聯對母差保護來說，如果母聯兩側裝設2組CT(GIS設備大都采用此種方式)，交叉接線，則不存在死區；如果母聯僅一側裝設CT(敞開式布置設備大都采用此種方式)，如圖1所示，則存在死區。死區為母聯與母聯CT之間，即當在母聯和母聯CT之間發生故障時，對Ⅰ母差動來說為外部故障，Ⅰ母差動保護不動作；對Ⅱ母差動來說為內部故障，Ⅱ母差動保護動作，跳開Ⅱ母上的連接元件及母聯，但此時故障仍不能切除。

針對上述死區故障，即Ⅱ母差動保護動作，跳開Ⅱ母上的連接元件及母聯，但故障仍不能切除的問題，在母差保護中專門設置了母聯死區保護。母聯死區保護在母差保護發母聯跳令后，母聯開關已跳開而母聯CT仍有電流，且在大差比例差動元件不返回的情況下，經150 ms將母聯電流退出小差，從而破壞Ⅰ母電流平衡，使Ⅰ母差動保護動作，最終切除故障。

圖1 死區故障

一般認為：死區故障不應切除雙母線，而只能切除連接有母聯CT的那條母線，避免擴大為雙母失壓的重大事故。其動作邏輯應是：

(1) 大差元件動作，判斷母線區內故障，第一時限跳開母聯；

(2) Ⅱ母母差保護返回；

(3) 然后執行上面所述“150 ms將母聯電流退出小差”程序，以促使Ⅰ母母差動作切除死區故障。

上述的動作邏輯確實能夠減小停電范圍，但會延長切除故障的時間(至少大于100 ms)，而母線故障其短路電流非常大，延長切除時間將會損壞一次設備，而母聯死區故障又是小概率事件，因此母線保護在快速性與選擇性矛盾時，側重于優先考慮快速性。

2 母線分列壓板的作用

從母聯死區保護的動作原理可以看出，死區故障點實際在Ⅰ母范圍內，但動作結果卻是切除2段母線，這是繼電保護的速動性與選擇性綜合考慮的結果。上述分析是針對母線并列運行方式，即2段母線通過母聯開關連接在一起運行，但如果2段母線分列運行(此處特指母聯開關熱備用)，而2段母線都有電壓時，發生死區故障，其動作結果仍與母線并列運行時一樣，仍是切除2段母線，這就很不合理。為了避免這種不合理的結果，就設置了分列壓板。當分列壓板投入后，母線分列運行時，即母聯在跳位，且2段母線處于運行狀態，母聯電流不再計入小差，發生死區故障時，將只跳故障母線即Ⅰ母，無故障的Ⅱ母仍然運行，避免將2段母線全切、擴大停電范圍。其動作邏輯如圖2所示。

3 母線分列壓板的操作

從上述分析可以看出，母線分列壓板主要是為封鎖母聯CT二次電流計入小差保護，要找出何時投退才能正確發揮它的作用。仔細分析圖2，可以看出:投入該壓板是將母聯電流退出小差的一個條件，但并不是唯一條件，還需同時滿足3個條件，即2母線均運行、母聯在分位，母聯無負荷電流(即母聯任一相電流均小于0.04 In)。因此投退母線分列壓板的原則就是：當會出現2母線均有電壓、母聯在熱備用的運行狀態時，就提前投入該壓板；該運行狀態打破后，就退出該壓板。之所以要強調母聯在熱備用而不是冷備用，是因為如果母聯在冷備用，則母聯與母聯CT之間的死區被母聯兩側的刀閘物理隔離，因此就不存在死區故障。

具體操作時機以如圖3常見的雙母聯單分段接線方式來分析。

3.1 Ⅰ母停電

一般的操作順序是先將Ⅰ母元件倒至Ⅱ母，再分別將母聯1開關和分段開關由運行轉冷備用。則Ⅰ-Ⅱ母分列壓板應在拉開母聯1開關前投入，拉開母聯1開關兩側刀閘后退出。因為倒母操作完成后，即使投入Ⅰ-Ⅱ母分列壓板，由于母聯1開關在合位，因此母差保護也并不會將母聯1開關電流退出小差，不會造成母差保護誤動作，此時發生死區故障仍按正常動作邏輯切除兩段母線。母聯1開關拉開后，即出現Ⅰ母、Ⅱ母均帶有電壓、母聯1開關熱備用的運行狀態，此時至拉開母聯1開關兩側刀閘的時間段內，若在母聯1開關至CT之間發生故障，將發揮分列壓板的作用，母聯1開關電流不計入小差，母差保護將只跳Ⅰ母，避免了全切母線。而后操作的分段開關，因為分段開關一斷開，Ⅰ母不再帶有電壓，也就不存在死區故障的危險，因此不需要投退Ⅰ-Ⅲ母分列壓板。同樣道理，若分段開關先于母聯1開關由運行轉冷備用，則只操作Ⅰ-Ⅲ母分列壓板，而不用操作Ⅰ-Ⅱ母分列壓板。

圖2 母線分列壓板作用邏輯圖

圖3 雙母聯單分段接線方式

3.2 Ⅰ母送電

一般的操作順序是先分別將分段開關和母聯1開關由冷備用轉運行，再將Ⅰ母、Ⅱ母元件倒為標準方式。分列壓板的操作順序剛好與Ⅰ母停電時順序相反，即先轉運行的分段開關不需操作分列壓板，而后在Ⅰ母帶電時，Ⅰ-Ⅱ母分列壓板應在合母聯1開關兩側刀閘前投入，合母聯1開關后退出。其原因與Ⅰ母停電時分析類似。

Ⅱ母、Ⅲ母停送電，其分列壓板投退時機可參照Ⅰ母。另外，母聯或分段檢修時，也應投入分列壓板：當母聯或分段檢修處于分閘時，如果二次安措有疏漏，母聯或分段二次電流傳入母差回路，也不會計入小差，不會影響到母線保護的運行。

4 對母線分列壓板的認識誤區

目前，變電運維人員對“母線分列壓板”的退投主要是從“母線分列運行”的字面意思來理解，如果只籠統地認為只有母線分列運行時才投入該壓板，這就存在認識誤區。

如圖1所示，以雙母線接線來說，通常所說的“母線分列運行”是指母聯開關在分位，Ⅰ母、Ⅱ母各自帶元件獨立運行，并不強調母聯開關兩側的刀閘分合狀態。但從母線分列壓板的操作分析中可以看出，當母聯開關熱備用而Ⅰ母、Ⅱ母又各自帶有電壓時，如果沒有投入分列壓板，若發生死區故障，將全切2組母線，擴大停電范圍。當母聯開關冷備用時，即使Ⅰ母、Ⅱ母各自帶有電壓，卻不會發生死區故障，投入分列壓板又沒有意義。所以“母線分列壓板”和“母線分列運行”相似但不完全相同。

另外，對圖3所示的雙母線單分段接線來說就更復雜一些。因為有3段母線，平時通過2個母聯和1個分段開關合環運行。通常認為只斷開任何一個母聯或分段開關，3段母線只是開環，但仍然是并列運行，只有1組母線的2個母聯或分段全部斷開，并且仍然帶有元件才認為是“母線分列運行”。顯然，這和“母線分列壓板”所指的“分列”有著極大的差異。如果以這樣的理解來操作“母線分列壓板”，仍將導致需要發揮壓板作用時，壓板沒有投入，不存在發生死區故障的情況時，卻又投入了該壓板的情況。GIS設備大都采用母聯兩側各裝設1組CT，2套母差保護交叉接線，則不存在死區，其保護范圍如圖4所示。如在母聯與Ⅱ母側CT之間發生故障，第1套母差會動作跳母聯及Ⅰ母，第2套母差會動作跳母聯及Ⅱ母，最終結果和死區保護一樣是全切2組母線。但如果母聯在熱備用，發生上述故障，第1套母差所接母聯CT電流會計入小差導致母差保護動作跳母聯及Ⅰ母，第2套母差所接母聯CT雖沒有電流計入小差，但故障點是在Ⅱ母上，從而破壞Ⅱ母電流平衡，母差會動作跳母聯及Ⅱ母，仍然擴大了停電范圍。因此也需要按“母線分列壓板”的原則正確投退該壓板。

圖4 母聯雙CT配置時雙母差保護范圍示意

5 結論

綜上所述，可得出如下結論：

(1) 母聯運行時，退出分列壓板；

(2) 母聯熱備用且2母線均有電壓時，應投入分列壓板；

(3) 母聯檢修時，應退出分列壓板。

當然，不同變電站的運行方式和保護配置不完全相同，不同情況下對母線分列壓板的投退也應區別對待，不可生搬硬套，應該根據保護裝置說明書和廠家人員的交底內容，弄清楚該壓板的作用和工作原理，再確定其操作方法。

2016-03-11；

2016-08-04。

安 勇(1979-)，男，工程師，主要從事500 kV變電站運維工作，email：an9640@163.com。

熊 文(1988-)，男，工程師，主要從事變電站運維工作。

劉雪寒(1982-)，女，工程師，主要從事電氣高壓試驗工作。