母線刀閘位置異常對于母線保護(hù)的影響和分析

董永永

摘要：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，國產(chǎn)微機(jī)保護(hù)裝置成為了電網(wǎng)二次設(shè)備的主流。對于不同廠家不同保護(hù)裝置，其原理和策略均有所不同。對此，本文以目前主流的母線保護(hù)裝置，針對母線刀閘位置異常對保護(hù)功能的影響進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：母線保護(hù)；刀閘位置異常；報警和跳閘

一、母線保護(hù)的基本原理

母線保護(hù)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。在母線保護(hù)中，最主要的是母差保護(hù)。母線差動保護(hù)的主要原理依據(jù)是基爾霍夫電流定律。對于一個母線系統(tǒng)，母線上有n 條支路。Id = I1 + I2 + I3 + ……+ In，各支路電流的向量和，即母線保護(hù)的差動電流。為了保證母差保護(hù)的可靠性，引入了復(fù)合電壓閉鎖元件，即低電壓、零序電壓、負(fù)序電壓，三個電壓只要有一個滿足動作條件，該段母線上的閉鎖元件就會動作開放母差保護(hù)。

二、雙母線接線方式刀閘位置的判別

對于常見的110kV及以上雙母線接線方式或雙母線雙（單）分段接線方式，差動回路包括母線大差回路和各段母線小差回路。大差是除母聯(lián)開關(guān)和分段開關(guān)外所有支路電流所構(gòu)成的差回路，小差指該段所連接的包括母聯(lián)和分段斷路器的所有支路電流構(gòu)成的差動回路。大差作為母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障判別元件，小差作為故障母線的選擇元件。當(dāng)大差元件動作時，根據(jù)各連接元件的刀閘位置開入計算出兩條母線的小差電流，構(gòu)成小差元件，最后由小差元件是否動作決定故障發(fā)生在哪一段母線。母差保護(hù)動作邏輯見下圖：

雙母線運(yùn)行時，各連接元件經(jīng)常在兩段母線之間切換。母差保護(hù)需要正確跟隨母線運(yùn)行方式變化，才能保證母線保護(hù)正確動作。微機(jī)保護(hù)裝置引入刀閘輔助觸點(diǎn)供保護(hù)裝置識別雙母線一次接線運(yùn)行方式變化，同時用各支路電流和電流分布校驗刀閘輔助接點(diǎn)的正確性。

三、刀閘輔助接點(diǎn)位置異常對母差保護(hù)的影響

如某一支路元件母線刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良或接點(diǎn)粘連造成位置異常，不能正確反映母線運(yùn)行方式，對于現(xiàn)行不同廠家的保護(hù)裝置，其影響和跳閘策略是不同的。本文僅針對目前主流的四個廠家的母線保護(hù)裝置進(jìn)行分析。

1、深圳南瑞的BP-2B母線保護(hù)裝置

當(dāng)某一支路元件母線刀閘輔助接點(diǎn)狀態(tài)與實(shí)際不對應(yīng)時，即發(fā)“開入異常”告警信號，在母線方式?jīng)]有變化時用支電流和電流分布校驗刀閘輔助接點(diǎn)，自動修正錯誤的刀閘接點(diǎn)位置。此時母線故障能正確跳開故障段母線。刀閘輔助接點(diǎn)恢復(fù)正確后需手動復(fù)歸信號才能解除修正。

當(dāng)多個母線刀閘（包括同一連接元件的兩個母線刀閘）同時出錯時，則裝置能可無法全部修正，需要運(yùn)行人員手動操作“運(yùn)行方式設(shè)置”菜單進(jìn)行強(qiáng)制設(shè)定，直到母線刀閘輔助接點(diǎn)檢修完畢取消強(qiáng)制。在未進(jìn)行“運(yùn)行方式設(shè)置”前，母線故障可能導(dǎo)致保護(hù)動作不正確，擴(kuò)大停電范圍。

2、南京南自的SGB-750母線保護(hù)裝置

當(dāng)某一支路元件母線刀閘輔助接點(diǎn)狀態(tài)與實(shí)際不對應(yīng)時，經(jīng)電流校核，如大差為零，小差中有一個不為零（達(dá)到差流判斷門檻值），則認(rèn)為運(yùn)行方式不正確，保護(hù)裝置延時發(fā)“支路刀閘位置異常”信號。運(yùn)維人員可以通過配套的模擬盤選擇母線刀閘“自動、強(qiáng)合、強(qiáng)分”來實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場運(yùn)行方式對應(yīng)。

如果刀閘位置異常支路無刀閘合閘信號、有電流，在正常運(yùn)行時進(jìn)行修正，故障時按修正計入小差進(jìn)行跳閘。如果刀閘位置異常支路無刀閘合閘信號、又無電流，在正常運(yùn)行時不進(jìn)行修正，故障時也不計入小差進(jìn)行，故障母線跳閘后，如大差電流仍超過定值，而無刀閘位置信號的連接支路有電流，則經(jīng)短延時跳閘。

對于無兩個刀閘信號、又無電流的支路，在正常運(yùn)行時不實(shí)行糾錯，故障時也不計入任一個小差，故障母線跳閘以后，如大差的差電流仍超過電流定值，而無兩個刀閘信號的支路有電流（大于糾錯的電流門檻），則經(jīng)短延時跳閘。

當(dāng)多個母線刀閘同時出錯時，對于無刀閘合閘信號、有電流的連接支路有兩個以上時，在正常運(yùn)行時不進(jìn)行修正，故障時也不計入任一個小差，故障母線跳閘后，如大差電流仍超過定值，而無刀閘位置信號的連接支路有電流，則經(jīng)短延時跳閘。

在母線處于非互聯(lián)狀態(tài)下，如果因母線刀閘位置異常，導(dǎo)致大差無差流、兩個小差同時有差流時，此時母線保護(hù)裝置自動進(jìn)入強(qiáng)制互聯(lián)狀態(tài)，發(fā)出互聯(lián)信號，母線故障時跳開母線所有斷路器。如果差流消失，母線保護(hù)功能自動返回正常狀態(tài)。

3、北京四方CSC-150母線保護(hù)裝置

在正常運(yùn)行方式時，保護(hù)裝置通過連接支路母線刀閘的開關(guān)量來判別支路狀態(tài)，形成母線運(yùn)行方式，同時輔以電流校核，實(shí)時跟隨母線運(yùn)行方式變化。在母線電流不平衡時發(fā)出告警，提醒運(yùn)維人員干預(yù)。運(yùn)維人員可以根據(jù)現(xiàn)場的運(yùn)行方式在模擬盤選擇自動、強(qiáng)合、強(qiáng)分來干預(yù)每個母線刀閘位置信號，使行保護(hù)裝置運(yùn)行方式識別準(zhǔn)確可靠。保護(hù)裝置在支路有電流，無母線刀閘位置信號時，可以通過記憶母線刀閘位置信號消失前的刀閘位置和母線運(yùn)行方式，故障時按記憶運(yùn)行方式計算小差選擇故障母線。

4、南京南瑞PCS-915母線保護(hù)裝置

當(dāng)某一支路元件母線刀閘輔助接點(diǎn)狀態(tài)與實(shí)際不對應(yīng)時，裝置會發(fā)出刀閘位置報警。運(yùn)維人員可以通過配套的模擬盤選擇母線刀閘“自動、強(qiáng)合、強(qiáng)分”來實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場運(yùn)行方式對應(yīng)。如果是該支路有電流而無母線刀閘位置時，裝置能夠記憶原來的刀閘位置，并根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的電流分布情況校核該支路刀閘位置的正確性。如果是因刀閘位置錯誤差生小差電流時，裝置會根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)電流分布情況計算出該支路的正確位置。為了防止無刀閘位置的支路拒動，當(dāng)無論哪條母線發(fā)生故障時，將切除有流且無刀閘位置的連接支路。當(dāng)?shù)堕l位置恢復(fù)正常后，刀閘位置報警自動復(fù)歸。

四、結(jié)束語

通過對不同廠家的母線保護(hù)裝置進(jìn)行分析，當(dāng)發(fā)生母線刀閘位置異常時，裝置均會發(fā)出報警，運(yùn)維人員均應(yīng)及時進(jìn)行檢查并通過運(yùn)行方式設(shè)置或模擬盤選擇刀閘位置來實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場運(yùn)行方式校正。如果母線刀閘位置異常未及時發(fā)現(xiàn)，同時又發(fā)生母線故障，不同保護(hù)的跳閘策略可能存在差異，運(yùn)維人員應(yīng)熟知保護(hù)裝置的功能特性，以免造成誤判斷，延誤故障處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]張保全,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).中國電力出版社

[2]深圳南瑞B(yǎng)P-2B、南京南自SGB-750、北京四方CSC-150、南京南瑞PCS-915母線保護(hù)裝置說明書