旁路兼母聯接線方式下母差保護死區的解決方案

方賓義　林海源　陳冉

摘 要 旁路兼母聯接線方式應用不多，但由于其特殊的接線方式給保護的配合帶來很多新問題，特別是旁帶過程中出現的死區問題，常規的母差保護根本無法解決。針對這種情況，本文分析了旁路兼母聯接線方式下各種運行方式的死區情況，提出了針對性的解決方案。

關鍵詞 旁路兼母聯；母差保護；死區

中圖分類號 TM7 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0187-01

母線故障，對電網的影響十分重大，不但容易損壞母線上的一次設備，而且對電網的安全穩定和供電質量影響巨大。因此目前220kV母線及110kV母線大多配置有母差保護，母差保護作為母線故障的主保護，不但要求其動作可靠、快速，其動作范圍更應該包括母線上任何位置的故障，不允許有死區存在。但對旁路兼母聯這種接線方式，目前常規的母差保護無法適用，本文分析這種特殊接線方式下，各種運行方式的母差保護動作情況，并提出死區的解決方案。

1 旁路兼母聯接線方式

圖1為旁路兼母聯的特殊接線方式，雖然此種接線方式應用不多，但在各個供電公司都或多或少存在，如福州供電公司就有220kV東郊變、110kV鰲峰州變采用旁路兼母聯的接線方式，接線方式的特殊，也使得常規的保護和邏輯無法適用，如果采用常規保護可能出現死區等安全隱患，下面主要分析旁路兼母聯的特殊接線方式下母差保護存在的問題及解決方案。

2 存在的問題

2.1 常規母差保護對死區的處理方法

對于雙母線或單母線分段，在母聯（分段）單元上只安裝一組CT情況下，母聯（分段）CT與母聯（分段）斷路器之間的故障，差動保護存在死區。如圖1所示的故障點，屬Ⅱ母小差保護的區內，不屬Ⅰ母小差保護范圍，Ⅱ母保護動作并跳開該段母線上所有連接單元（包括母聯（分段）單元）的斷路器，而Ⅰ母保護不動作。母聯（分段）斷路器跳閘后，故障點繼續由Ⅰ母各連接單元提供短路電流而無法切除，形成母差和充電保護的死區。

當母線并列運行發生死區故障時，母線差動動作切除一段母線及母聯（此時母聯跳閘且TWJ=1，HWJ=0），延時150ms封母聯CT電流。由于母聯不計入小差，此時另一段母線差動動作，可提高切除死區動作速度。而當母線分列運行時（TWJ=1，HWJ=0），由于母聯電流已不計入小差，此時發生故障，保護直接跳故障母線，避免事故范圍擴大。

2.2 旁路兼母聯時各種運行方式下的死區分析

以圖1所示的接線方式為例，我們來分析各種不同運行方式下，采用常規母差保護邏輯的動作情況。從圖中可見旁路兼母聯170的CT裝設在靠Ⅰ段母線側，即在1701刀閘與170開關之間。

1）170開關作母聯開關。當母聯兼旁路開關170做母聯開關使用時，即如圖1所示的一次接線圖上，合上1701、1702刀閘，合上170開關的運行方式。若故障點在母聯170開關與母聯CT之間，此時對母差保護來說，Ⅰ母上的差流是平衡的，即Ⅰ母小差為0，而對Ⅱ母來說，由于故障電流未經過母聯CT，故故障電流未計入Ⅱ母的差流，造成Ⅱ母上有差流，保護裝置判斷110kV Ⅱ母區內故障，110kV母差保護動作跳110kV Ⅱ段母線上所有開關（包括母聯170開關），此時故障未消除，母差保護延時封170開關CT電流，然后110kV Ⅰ段母線出現差流，110kV母差保護動作跳110kV Ⅰ段母線上所有開關。這種運行方式，常規母差保護可以實現正確動作。

2）110kV Ⅱ段母線旁帶Ⅰ段旁母。如圖1所示如果運行方式為旁路開關170及刀閘1702、1703在合位，則此時170開關做為旁路開關使用，為110kV Ⅱ段母線旁帶Ⅰ段旁母運行。若在旁路170開關與CT之間故障，母差保護判110kV Ⅱ母故障跳開旁路開關170及110kV Ⅱ母上其他開關，跳開170開關后，Ⅰ段旁母失壓，故障點隔離，即常規母差保護能夠滿足正確動作要求。

3）110kV Ⅰ段母線旁帶Ⅱ段旁母。如圖1所示，如果運行方式為旁路開關170及刀閘1701、1704在合位，則此時170開關做為旁路開關使用，為110kV Ⅰ段母線旁帶Ⅱ段旁母運行。若在旁路170開關與CT之間發生故障，對110kV母差保護來說，由于CT靠近110kV Ⅰ母側，故障時110kV Ⅰ段母線的電流仍然平衡，屬區外故障，110kV母差保護無法動作跳閘。而旁路保護即使動作跳開170開關，但故障點未隔離，因此故障未切除。即此時170旁路保護及110kV母差保護均無法切除該故障。

3 解決方案

針對110kV Ⅰ段母線旁帶Ⅱ段旁母時，母差保護無法正確動作的情況提出如下解決思路。

當110kV Ⅰ段母線旁帶Ⅱ段旁母，Ⅱ段旁母帶線路運行時，此時旁路保護感受到故障電流會動作跳開旁路開關170，如果將旁路保護跳閘動作的接點開入給母差保護，由母差保護封母聯CT從而使母差保護動作跳開相應開關，則可以有效切除故障。

當110kV Ⅰ段母線旁帶Ⅱ段旁母，Ⅱ段旁母帶#2主變110kV側運行時，此時在CT與170開關間發生故障，故障點在#2主變保護的差動范圍內，#2主變差動保護跳開170開關，如果將#2主變差動保護跳閘動作的接點開入給母差保護，由母差保護封母聯CT從而使母差保護動作跳開相應開關，則可以有效切除故障。

根據以上分析，增加旁路保護與#2主變差動保護跳閘出口接點作為開入量。在母差保護屏上增加兩塊壓板，分別對應旁路保護跳閘開入與#2主變差動保護跳閘開入。同時，在#2主變保護屏及170旁路保護屏上增加相應的跳閘出口啟動壓板。

在110kV Ⅰ段母線旁帶Ⅱ段旁母時，當外部閉鎖開入（旁路保護動作或#2主變差動保護動作）時，母差保護延時150ms之后封母聯電流，其展寬500ms，500ms后隨外部節點返回而返回，當外部閉鎖開入（旁路保護動作或#2主變差動保護動作）長期開入時，不封母聯電流進行開入異常告警。

4 結論

母聯兼旁路的接線方式比較復雜，在一些特殊的運行方式，常規的母差保護會出現死區的情況，因此，需要針對這些特殊的情況給出解決方案，本文提出的解決方案，現場施工比較簡單，目前已應用到現場。

參考文獻

[1]江蘇省電力公司.電力系統繼電保護原理與實用技術[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]南京南瑞繼保電氣有限公司.RCS-915AB型微機母線保護裝置技術和使用說明書.

[3]深圳南瑞科技有限公司.BP-2CS微機母線保護裝置技術說

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