母線保護(hù)中的母聯(lián)失靈保護(hù)和死區(qū)保護(hù)分析

摘要:本文以雙母線接線或單母分段接線為例對(duì)國(guó)內(nèi)幾種典型母線保護(hù)母聯(lián)失靈及死區(qū)問題從保護(hù)動(dòng)作邏輯和應(yīng)用的需要注意的問題進(jìn)行比較分析，提出了母聯(lián)斷路器位置對(duì)母聯(lián)失靈及死區(qū)故障保護(hù)的影響以及接線的建議，母聯(lián)TA的極性要求，對(duì)母線保護(hù)的安裝、調(diào)試等人員有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞:母聯(lián)斷路器，死區(qū)故障，母聯(lián)斷路器位置，母聯(lián)極性

1概述

母線故障是電力系統(tǒng)中電廠、變電站最嚴(yán)重的電氣故障之一，而母聯(lián)斷路器作為母線的其中一連接元件，如果母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間發(fā)生故障(死區(qū)故障)將對(duì)保護(hù)的動(dòng)作邏輯產(chǎn)生很大的影響。雖然這類故障發(fā)生的概率相對(duì)較小，但母聯(lián)失靈及死區(qū)故障保護(hù)的拒動(dòng)或誤動(dòng)將給電力系統(tǒng)穩(wěn)定帶來嚴(yán)重影響。目前國(guó)內(nèi)各個(gè)廠家對(duì)母聯(lián)失靈及死區(qū)故障保護(hù)的處理方法，母聯(lián)TA極性的選擇各不相同，本文從保護(hù)動(dòng)作邏輯和應(yīng)用中需要注意的問題進(jìn)行了比較分析。

2母線保護(hù)母聯(lián)失靈及死區(qū)問題的分析

母聯(lián)失靈是指保護(hù)(母差、充電)向母聯(lián)發(fā)跳令后，母聯(lián)斷路器拒動(dòng)。母聯(lián)死區(qū)是對(duì)于雙母線或單母線分段的母差保護(hù)，當(dāng)故障發(fā)生在母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間或分段斷路器與分段TA之間時(shí)，如果不采取措施斷路器側(cè)的母差保護(hù)要誤動(dòng)，而TA側(cè)的母差保護(hù)要拒動(dòng)。一般把母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間或分段TA之間這一段范圍稱作死區(qū)。當(dāng)母差動(dòng)作發(fā)母聯(lián)斷路器跳令時(shí)，母聯(lián)斷路器雖跳開，但故障點(diǎn)仍存在。本文以深圳南瑞繼保公司的BP-2A、BP-2B，及南京南瑞繼保電氣有限公司的RCS-915AB型微機(jī)母線保護(hù)裝置保護(hù)中母聯(lián)失靈及死區(qū)保護(hù)功能進(jìn)行研究分析。

2.1BP系列母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)

2.1.1BP-2A型母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)的動(dòng)作邏輯如下:

當(dāng)母線發(fā)生故障或用母聯(lián)斷路器對(duì)另一條母線進(jìn)行充電時(shí)，母線保護(hù)或充電保護(hù)動(dòng)作于母聯(lián)，裝置設(shè)置180ms的延時(shí)判母聯(lián)電流仍大于母聯(lián)失靈定值，且任一母線復(fù)合電壓動(dòng)作，則認(rèn)為是母聯(lián)失靈故障或死區(qū)故障，跳開電壓不正常母線上的所有斷路器。

2.1.2BP-2A型母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)的動(dòng)作邏輯圖如下:

2.2BP-2B母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)

2.2.1BP-2B型母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)的動(dòng)作邏輯:

(1)母線并列運(yùn)行，當(dāng)保護(hù)向母聯(lián)(分段)斷路器發(fā)出跳令后，經(jīng)整定延時(shí)若大差電流元件不返回，母聯(lián)TA中仍然有電流，則母聯(lián)失靈保護(hù)應(yīng)經(jīng)母線差動(dòng)復(fù)合電壓閉鎖后切除相關(guān)母線各元件。只有母聯(lián)斷路器作為聯(lián)絡(luò)斷路器時(shí)，才起動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)，因此母差保護(hù)和母聯(lián)充電保護(hù)起動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)。

(1)母線并列運(yùn)行，當(dāng)故障發(fā)生在母聯(lián)斷路器與母聯(lián)TA之間時(shí)，斷路器側(cè)母線段跳閘出口無法切除該故障，而TA側(cè)母線段的小差元件不會(huì)動(dòng)作，這種情況稱之為死區(qū)故障。此時(shí)，母差保護(hù)已動(dòng)作于一段母線，大差電流元件不返回，母聯(lián)斷路器已跳開而母聯(lián)TA仍有電流，死區(qū)保護(hù)應(yīng)經(jīng)母線差動(dòng)復(fù)合電壓閉鎖后切除相關(guān)母線。

上述兩個(gè)保護(hù)有共同之處，即故障點(diǎn)在母線上，跳母聯(lián)斷路器經(jīng)延時(shí)后，大差元件不返回且母聯(lián)TA仍有電流，跳兩段母線，因此可以共用一個(gè)保護(hù)邏輯。

2.2.2BP-2B型母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)的動(dòng)作邏輯圖如下:

2.2.3 BP系列母聯(lián)失靈及死區(qū)故障的實(shí)現(xiàn)比較

BP系列母聯(lián)失靈及死區(qū)故障的實(shí)現(xiàn)通過同一個(gè)動(dòng)作邏輯來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，沒有明確區(qū)分。從動(dòng)作邏輯過程來看:母聯(lián)斷路器狀態(tài)的正確讀入對(duì)BP-2B的保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)相當(dāng)重要。母線分列運(yùn)行時(shí)，死區(qū)點(diǎn)如發(fā)生故障，如果母聯(lián)的斷路器位置開入出錯(cuò)，由于母聯(lián)TA不能被封閉，所以保護(hù)就不可以直接跳故障母線，可能導(dǎo)致故障切除范圍的擴(kuò)大。

2.3RCS-915母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)

2.3.1RCS-915型母聯(lián)失靈保護(hù)的動(dòng)作邏輯:

當(dāng)保護(hù)向母聯(lián)發(fā)跳令后，經(jīng)整定延時(shí)母聯(lián)電流仍然大于母聯(lián)失靈電流定值時(shí)，母聯(lián)失靈保護(hù)經(jīng)兩母線電壓閉鎖后切除兩母線上所有連接元件。通常情況下，只有母差保護(hù)和母聯(lián)充電保護(hù)才起動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)。當(dāng)投入“投母聯(lián)過流起動(dòng)母聯(lián)失靈”控制字時(shí)，母聯(lián)過流保護(hù)也可以起動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)。

如果希望通過外部保護(hù)啟動(dòng)本裝置的母聯(lián)失靈保護(hù)，應(yīng)將系統(tǒng)參數(shù)中的“投外部起動(dòng)母聯(lián)失靈”控制字置1。裝置檢測(cè)到“外部起動(dòng)母聯(lián)失靈”開入后，經(jīng)整定延時(shí)母聯(lián)電流仍然大于母聯(lián)失靈電流定值時(shí)，母聯(lián)失靈保護(hù)經(jīng)兩母線電壓閉鎖后切除兩母線上所有連接元件。該開入若保護(hù)10S不返回，裝置報(bào)“外部起動(dòng)母聯(lián)失靈長(zhǎng)期起動(dòng)”，同時(shí)退出該起動(dòng)功能。

2.3.2RCS-915型母聯(lián)失靈保護(hù)的動(dòng)作邏輯圖如下:

2.3.3RCS-915型母聯(lián)死區(qū)保護(hù)的動(dòng)作邏輯:

若母聯(lián)斷路器和母聯(lián)TA之間發(fā)生故障，斷路器側(cè)母線跳開后故障仍然存在，正好處于TA側(cè)母線小差的死區(qū)，為提高保護(hù)動(dòng)作速度，專訪了母聯(lián)死區(qū)保護(hù)。本裝置的母聯(lián)死區(qū)保護(hù)在差動(dòng)保護(hù)發(fā)母線跳令后，母聯(lián)斷路器已跳開而母聯(lián)TA仍有電流，且大差比率差動(dòng)元件及斷路器側(cè)小差比率差動(dòng)元件不返回的情況下，經(jīng)死區(qū)動(dòng)作延時(shí)Tsp跳開另一條母線。為防止母聯(lián)在跳位時(shí)發(fā)生死區(qū)故障將母線全切除，當(dāng)兩母線都有電壓且母聯(lián)在跳位時(shí)母聯(lián)電流不計(jì)入小差。母聯(lián)TWJ為三相常開接點(diǎn)(母聯(lián)斷路器處跳閘位置時(shí)接點(diǎn)閉合)串聯(lián)。

2.3.4RCS-915型母聯(lián)死區(qū)保護(hù)的動(dòng)作邏輯圖如下:

2.3.5RCS-915型母聯(lián)保護(hù)中母聯(lián)失靈中及死區(qū)故障保護(hù)是通過兩個(gè)動(dòng)作邏輯過程實(shí)現(xiàn)的。

防止母聯(lián)在跳位的發(fā)生的死區(qū)的故障將母線上的斷路器全切除，當(dāng)兩母線都有電壓且母聯(lián)在跳位的母聯(lián)電流不計(jì)入小差。母聯(lián)TWJ為三相常開接點(diǎn)(母聯(lián)斷路器處跳位位置時(shí)接點(diǎn)閉合)串聯(lián)。因此母聯(lián)斷路器位置對(duì)死區(qū)故障的保護(hù)動(dòng)作邏輯影響很大。

3現(xiàn)場(chǎng)對(duì)母聯(lián)斷路器位置量引入問題的考慮

通過對(duì)母聯(lián)位置斷路器量在BP-2A、BP-2B，及南京南瑞繼保電氣有限公司的RCS-915AB母線保護(hù)中所起作用的分析可看出，母聯(lián)斷路器位置量開入的正確與否直接影響到母線保護(hù)的動(dòng)作邏輯。按裝置要求，母聯(lián)斷路器位置量的引入可采用母聯(lián)斷路器位置輔助接點(diǎn)或母聯(lián)斷路器位置繼電器的接點(diǎn)。取母聯(lián)斷路器位置輔助接點(diǎn)可直接反映斷路器的實(shí)際位置，不經(jīng)過其它繼電器和接點(diǎn)，發(fā)生問題的機(jī)會(huì)較低，更加可靠。取母聯(lián)斷路器位置繼電器的接點(diǎn)是間接反映母聯(lián)斷路器的位置，優(yōu)點(diǎn)在于回路有異常時(shí)，可以通過母聯(lián)斷路器的信號(hào)(遙信)回路較為容易的發(fā)現(xiàn)，但是這種取法，經(jīng)過位置繼電器和位置繼電器的接點(diǎn)，容易發(fā)生接點(diǎn)粘聯(lián)或不閉合等問題的機(jī)率增加。通過以上分析及母聯(lián)斷路器位置可靠轉(zhuǎn)換，通常采用取自母聯(lián)斷路器實(shí)際的常開接點(diǎn)作為母線保護(hù)中母聯(lián)斷路器位置量的開入。

4母聯(lián)TA極性的對(duì)比

4.1WMZ-41微機(jī)母線保護(hù)裝置要求母聯(lián)極性同Ⅰ母;

4.2RCS-915微機(jī)母線保護(hù)裝置要求母聯(lián)極性同Ⅰ母;

4.3BP-2系列微機(jī)母線保護(hù)裝置要求母聯(lián)極性同Ⅱ母;

4.4母聯(lián)極性取反，將影響母差保護(hù)小差的計(jì)算，這樣將不能正確故障母線的選擇，母聯(lián)失靈保護(hù)和死區(qū)故障保護(hù)將不能正確執(zhí)行。

5結(jié)束語

以上幾種微機(jī)母聯(lián)失靈(死區(qū)故障)保護(hù)裝置的應(yīng)用具有不少的優(yōu)越性，如抗TA飽和的性能優(yōu)越、人機(jī)界面友好、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便等，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，仍須注意所引入母聯(lián)斷路器位置量的問題，母聯(lián)TA極性的選擇務(wù)必準(zhǔn)確無誤等，對(duì)這些問題有了充分的認(rèn)識(shí)，才能保證這先進(jìn)技術(shù)可靠應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)，挖掘其優(yōu)越性，確保其動(dòng)作的正確性。

參考文獻(xiàn):

南京南瑞繼保電氣有限公司RCS-915AB型微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書

中國(guó)電力出版社國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材

深圳南瑞科技有限公司BP-2B微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)說明書

WMZ-41微機(jī)母線保護(hù)裝置說明書