引言
在發(fā)電廠和變電站中,母線起到了匯集、分配和傳送電能的作用,是十分重要的一次設(shè)備。當(dāng)母線或者開關(guān)死區(qū)發(fā)生一次故障時(shí),不管是相間短路故障、接地故障,或連接在母線上的線路、主變開關(guān)失靈,母線保護(hù)裝置在隔離故障的過程中都發(fā)揮著重要作用。如果母線保護(hù)不能正確動(dòng)作,將會(huì)造成越級(jí)跳閘,使事故范圍擴(kuò)大,影響電網(wǎng)的安全,并帶來巨大的損失。
220kV變電站一般為雙母接線方式或者雙母雙分段接線方式,典型的母線保護(hù)廠家為長(zhǎng)園深瑞和南瑞繼保。母線保護(hù)的邏輯有很多,主要包括以下4種:
（1）母差保護(hù),用于切除母線故障。為了躲區(qū)外故障時(shí)的不平衡電流,母差保護(hù)采用比率制動(dòng)的方式,不同廠家的邏輯采用的比率制動(dòng)系數(shù)不一樣。
（2）開關(guān)失靈時(shí)隔離故障的失靈保護(hù)。失靈保護(hù)分為兩類:線路開關(guān)失靈和主變變高開關(guān)失靈。當(dāng)線路發(fā)生故障或者對(duì)側(cè)母線故障遠(yuǎn)跳本側(cè)開關(guān)時(shí),如果線路開關(guān)失靈,啟動(dòng)失靈保護(hù)隔離故障:當(dāng)變高開關(guān)失靈時(shí),如果主變其他側(cè)有電源故障電源依然存在,需要聯(lián)跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)才能隔離故障。
（3）母聯(lián)與CT間的死區(qū)故障。母聯(lián)開關(guān)位置不一樣,死區(qū)故障時(shí)的動(dòng)作方式也不一樣,死區(qū)故障分為合位死區(qū)和分位死區(qū)。
（4）母聯(lián)刀閘跌落時(shí)大差跳母聯(lián)。當(dāng)母聯(lián)刀閘跌落時(shí),故障特征跟母差保護(hù)其他幾種保護(hù)均不一樣,通過跳母聯(lián)來隔離故障。
本文將對(duì)母線保護(hù)中的不同廠家的差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1BP-2C系列的比率差動(dòng)校驗(yàn)
該型號(hào)裝置對(duì)TA極性的要求如下:支路TA同名端在母線側(cè),母聯(lián)TA同名端在Ⅱ母?jìng)?cè)。二次側(cè)電流角度如圖1所示。
差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作條件如式（1）所示:
差動(dòng)的制動(dòng)系數(shù)分為高值和低值,高值一般是母聯(lián)在合位時(shí)為了躲穿越性電流而設(shè)計(jì)的。大差比率系數(shù)高值為1,低值為0.3:小差比率系數(shù)固定為l。
1.1大差比率高值校驗(yàn)
如圖2所示,母聯(lián)為合位,將甲線、丙線合于ⅠM,電流大小相同（1l）,方向相反:乙線合于ⅡM,電流12流入母線:母聯(lián)合位,無(wú)電流。
此時(shí)改變乙線電流I2,當(dāng)K=1時(shí),差動(dòng)動(dòng)作。
1.2大差比率低值校驗(yàn)
如圖3所示,母聯(lián)分位,大差比率取用低值0.3,小差比率取用1。將甲線、丙線合于IM,電流大小相同（I1）,方向相反:乙線合于ⅡM,電流12流入母線:母聯(lián)分位,無(wú)電流。
此時(shí)改變12,當(dāng)K=0.3時(shí),差動(dòng)動(dòng)作。
1.3小差比率值校驗(yàn)
如圖4所示,母聯(lián)分位,大差比率取用高值1,小差比率取用1。將甲線、丙線合于IM,方向相反,甲線電流為1l,丙線電流為12:母聯(lián)分位,無(wú)電流。
此時(shí)改變11或12,母差動(dòng)作。
2PCS-915系列的比率差動(dòng)校驗(yàn)
該型號(hào)裝置對(duì)TA極性的要求如下:支路TA同名端在母線側(cè),母聯(lián)TA同名端在I母?jìng)?cè)。制動(dòng)系數(shù)和BP-2C不一樣:大差比率高值0.5,低值0.3:小差比率高值0.6,低值0.5。
比率差動(dòng)動(dòng)作條件:大差高值、小差低值同時(shí)動(dòng)作,母差動(dòng)作:大差低值、小差高值同時(shí)動(dòng)作,母差動(dòng)作。
計(jì)算公式如式(2）所示:
2.1大差比率低值校驗(yàn)
如圖5所示,將甲線、丙線合于ⅠM,電流大小相同(11）,方向相反:乙線合于ⅡM,電流12流入母線。使差動(dòng)保護(hù)同時(shí)滿足大差低值0.3、小差高值0.6。
ⅠM小差恒滿足:1d1=0:1r1=211。
ⅡM小差恒滿足:1d2=12:1r2=12:K=1>0.6。
大差:1d=12:1r=211＋12:K=1d/1r=12/(211＋12）。
此時(shí)改變12,當(dāng)K=0.3時(shí),差動(dòng)動(dòng)作。
2.2大差比率高值校驗(yàn)
如圖6所示,將甲線、丙線合于+M,方向相反,甲線電流為11,丙線電流為12,使差動(dòng)保護(hù)同時(shí)滿足大差高值0.5、小差低值0.5。
IM小差:1d1=|11I12|:1r1=|11|＋|12|:K1=1d1/1r1=(11-12）/(11＋12）。
IIM小差:1d2=0:1r2=0。
大差:1d=|11＋12|:1r=|11|＋|12|:K=1d/1r=(11-12）/(11＋12）:K=K1恒成立。此時(shí)改變11或12,母差動(dòng)作。
2.3小差比率低值校驗(yàn)
如圖7所示,甲線合于7M,電流為11,乙線合于IM,電流為12,母聯(lián)合位,電流為1M,使差動(dòng)保護(hù)同時(shí)滿足小差低值0.5、大差高值0.5。
平衡狀態(tài):11=12=1M>1qd:大差K=(11-12）/(11I12）。
ⅠM小差:K1=(11-1M）/(11I1M）=(11-12）/(11I12）:
此時(shí)改變11,ⅠM動(dòng)作。
ⅡM小差:K2=(12-1M）/(12I1M）=(11-12）/(11I12）:
此時(shí)改變12,ⅢM動(dòng)作。
2.4小差比率高值校驗(yàn)
如圖8所示,甲線合于ⅠM,乙線合于ⅡM,母聯(lián)合位,電流為1M,使差動(dòng)保護(hù)同時(shí)滿足小差高值0.6、大差低值0.3。
試驗(yàn)時(shí)固定大差K值介于0.3～0.5之間,即0.3<(11-12）/(11I12）<0.5。得212≤11<312。取11=212:得大差K=0.33。
1M小差:1d1=11-1M:1r1=11I1M:K1=(11-1M）/(11I1M）。
設(shè)定I1=4,則I2=2:此時(shí)改變IM,母差動(dòng)作。
3結(jié)語(yǔ)
本文通過對(duì)比不同型號(hào)母線保護(hù)裝置的極性和計(jì)算公式的差異,對(duì)差動(dòng)保護(hù)的校驗(yàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。著重探討了比率制動(dòng)系數(shù)高低值校驗(yàn)的接線方式和加量方法,不僅為復(fù)雜的母差裝置邏輯理清了試驗(yàn)思路,還為繼保專業(yè)人員母差保護(hù)定檢或技能考試提供了良好的參考。
