大接地電流系統母線保護差動回路和出口回路淺析

朱建收　李紅璽　劉同和

摘要：針對網母差保護運行中出現的隔離刀閘輔助節點電源、母聯開關位置節點與母差保護配合、主變保護動作解除母差失靈保護電壓閉鎖、母線互聯或分裂運行時汲出電流影響母差靈敏度、母差保護感應電流等問題進行了分析探討。

關鍵詞： 母差保護；運行；電網

一般情況下，母線差動保護方案，包括啟動、差動判據、飽和檢測、電壓閉鎖、故障母線選擇在內的各個環節及相互之間邏輯關系。下面將舉例詳細說明差動回路和出口回路的形成。其實這里所說的“差動回路”和“出口回路”只是借用傳統保護的概念，微機母線差動保護裝置中并不存在這樣的硬件回路，各連接支路三相電流和刀閘位置全部都已轉換成為數字量，由程序流程來實現切換。因此裝置的差動回路和出口回路可以說是實時地無觸點地（非繼電器）切換。

一、雙母線專用母聯接線

各支路CT的極性端必須一致；一般母聯只有一側有CT，裝置默認母聯CT的極性與Ⅱ母上的支路一致。

（一）差動回路

以 表示各支路電流數字量；

以 表示母聯電流數字量；

以 表示各支路Ⅰ母刀閘位置（0表示刀閘分，1表示刀閘合）；

以 表示各支路Ⅱ母刀閘位置；

以 表示母線并列運行狀態（0表示分裂運行，1表示并列運行）。

大差回路是除母聯開關以外的母線上所有其余支路電流所構成的差動回路；某段母線小差回路是與該母線相連接的各支路電流構成的差動回路，其中包括了與該段母線相關聯的母聯開關。差流計算公式為：

①大差電流：

②Ⅰ母小差電流：

③ Ⅱ母小差電流：

（二）出口切換回路

以 表示差動動作于各支路邏輯（0表示不動作，1表示動作）；

以 表示差動動作于母聯邏輯；

以 ， 分別表示Ⅰ母、Ⅱ母故障（0表示無故障，1表示故障）。

出口邏輯計算公式為：

二、雙母線單分段主接線

各支路CT的極性端必須一致；裝置默認母聯1的CT極性同Ⅱ母上的支路，母聯2的CT極性同Ⅲ母上的支路，分段CT極性同Ⅱ母上的支路。

定義支路1為母聯1，支路23為分段，支路24為母聯2。當遠景主接線由雙母單分段更改為雙母雙分段時，定義支路1為母聯，支路23為分段1，支路24為分段2（具體定義以工程圖紙為準）。

（一）差動回路

以 表示各支路電流數字量；

以 表示母聯1電流數字量， 表示母聯2電流數字量， 表示分段電流數字量；

以 表示各支路Ⅰ母刀閘位置（0表示刀閘分，1表示刀閘合）；

以 表示各支路Ⅱ母刀閘位置；

以 表示各支路Ⅲ母刀閘位置；

以 表示母聯1并列運行狀態（0表示分裂運行，1表示并列運行），以 表示母聯2并列運行狀態，以 表示分段并列運行狀態；

若定義4～m支路為Ⅰ、Ⅱ母支路，m+1～n為Ⅰ、Ⅲ母支路，大小差形成如下：

Ⅰ母小差 =

Ⅱ母小差 =

Ⅲ母小差 =

大差 = （母聯、分段除外）

（二）倒閘操作時出口切換回路

Ⅰ、Ⅱ母之間進行倒閘操作，且Ⅰ、Ⅱ母通過刀閘連在一起時，改變差回路形成方式，將Ⅰ、Ⅱ母上所有相關支路電流之和形成Ⅰ Ⅱ母小差。若大差動、Ⅰ Ⅱ母小差動動作、電壓閉鎖開放時，跳母聯1，母聯2，分段和連于Ⅰ母、Ⅱ母上所有支路的開關。若大差動、Ⅲ母小差動、電壓閉鎖開放時跳母聯2、分段和連于Ⅲ母上所有支路開關。

Ⅰ、Ⅲ母之間進行倒閘操作時與上類似。

Ⅱ、Ⅲ母之間進行倒閘操作時與上類似。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母之間進行全倒閘操作，若大差動作、電壓閉鎖開放時，跳所有支路開關。

三、雙母線雙分段主接線

各支路CT的極性端必須一致；裝置默認母聯的CT極性同Ⅱ母上的支路，分段1和分段2的CT極性同各支路CT的極性。

由于雙母線雙分段接線支路數較多，微機母線保護裝置一般考慮用兩套裝置配合實現各段母線的保護。一套裝置保護分段開關“左”側的兩段母線；另一套裝置保護分段開關“右”側的兩段母線；兩套裝置的保護范圍在分段開關處交疊。在差動邏輯中，將分段做為該段母線上的一個支路。

與雙母線保護不同的是，裝置在分段單元跳閘出口時，同時輸出一副“啟動分段失靈”輸出接點，分別接入對側裝置分段單元的“分段三相跳閘啟動失靈開入”，實現分段失靈保護或死區故障保護。對側裝置也相同。

四、結束語

母線接線運行方式靈活，方式改變對母差保護裝置影響較大，母差保護配置較為復雜，操作有一定的特殊性，對母差保護裝置的可靠性要求較高。TA斷線和隔離開關輔助接點位置對母差保護的重要性，以及雙母雙分段母線系統倒閘操作中存在的特殊性，并提出了解決問題的措施。母差保護裝置的可靠性關系到電網的安全、穩定運行，根據"反措"要求，母差保護應具有在一次運行方式改變過程中的自適應性。

參考文獻：

[1]《DL/T 587-2007 微機繼電保護裝置運行管理規程》

[2]《國家電網公司繼電保護培訓教材》