BP-2B型母線差動(dòng)保護(hù)淺識(shí)

劉素芳

阜陽供電公司，安徽 阜陽 236017

BP-2B型母線差動(dòng)保護(hù)淺識(shí)

劉素芳

阜陽供電公司，安徽 阜陽 236017

本文從運(yùn)行人員的角度來分析母差保護(hù)，簡明扼要地講述了運(yùn)行人員對母差保護(hù)的認(rèn)識(shí)。

母線差動(dòng)保護(hù)

引言

母線是電力系統(tǒng)重要的組成部分之一，電能在母線上匯集和分配。由于母線故障的性質(zhì)一般都比較嚴(yán)重，對電力系統(tǒng)的安全危害也較為嚴(yán)重，裝設(shè)快速切除故障的母線差動(dòng)保護(hù)是十分重要的。從固定連接方式、電流相位比較式到比率制動(dòng)，母線差動(dòng)保護(hù)一直不斷地更新和發(fā)展著。作為一名變電運(yùn)行人員，十幾年的工作中既伴隨著母差保護(hù)的變遷，也不同程度地接觸過RADSS、REB、WMZ、BP等型號(hào)的母線差動(dòng)保護(hù)。

1 BP-2B型母差保護(hù)

母線倒閘操作是電力系統(tǒng)最常見也是最典型的操作,其中對母差保護(hù)在倒閘操作過程中進(jìn)行的一些切換、投退操作更是有著嚴(yán)格的要求。下面從變電運(yùn)行的角度，以雙母分段接線方式和BP-2B型差動(dòng)保護(hù)為例，簡要介紹一下——母差保護(hù)。

1.1 BP-2B型母差保護(hù)的基本構(gòu)成

BP-2B母差保護(hù)由保護(hù)元件、閉鎖元件和管理元件三大系統(tǒng)構(gòu)成。保護(hù)元件主要完成各間隔模擬量、開關(guān)量的采集；閉鎖元件主要完成各電壓量的采集；管理元件的工作是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、記錄管理和后臺(tái)通訊。

1.2 BP-2B型母差保護(hù)的基本原理

BP-2B的保護(hù)范圍是：母線上所接開關(guān)電流互感器之間的電氣部分。BP-2B采用分相電流差動(dòng)原理，是以復(fù)式比率差動(dòng)元件為主的母線差動(dòng)保護(hù)。具體如下：

1.2.1 差動(dòng)元件

故障分量復(fù)式比率差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作表達(dá)式：

Id為母線上各元件的矢量和，即差電流；Ir為母線上各元件的標(biāo)量和，即和電流；Idset為差電流門坎定值；Kr為復(fù)式比率制動(dòng)系數(shù)。

若忽略CT誤差和流出電流的影響，正常運(yùn)行以及保護(hù)范圍以外故障時(shí),差電流等于零。在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，Id=Ir，Id/0為∞。復(fù)式比率差動(dòng)繼電器能非常明確地區(qū)分區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障。

1.2.2 啟動(dòng)元件

啟動(dòng)元件的判據(jù)為和電流突變、差電流越限。

1.2.3 差回路的構(gòu)成和故障母線選擇邏輯

BP-2B差動(dòng)回路是由一個(gè)母線大差動(dòng)和幾個(gè)各段母線小差動(dòng)所組的。大差動(dòng)是指除母聯(lián)和分段開關(guān)以外的母線上所有其余支路電流所構(gòu)的差動(dòng)回路；某段母線小差動(dòng)是指與該段母線相連接的各支路電流構(gòu)的差動(dòng)回路，其中包括了母聯(lián)開關(guān)和分段開關(guān)。大差比率差動(dòng)元件作為區(qū)內(nèi)故障判別元件，小差比率差動(dòng)元件作為故障母線選擇元件。在雙母線分列運(yùn)行時(shí)大差比率差動(dòng)元件自動(dòng)轉(zhuǎn)用比率制動(dòng)系數(shù)低值，在雙母線互聯(lián)時(shí)小差比率差動(dòng)元件自動(dòng)退出，保護(hù)不進(jìn)行故障母線的選擇，一旦發(fā)生故障同時(shí)切除兩段母線。

1.3 BP-2B型母差保護(hù)中的其他保護(hù)配置

1.3.1 母聯(lián)或分段開關(guān)的死區(qū)和失靈保護(hù)

死區(qū)指的是開關(guān)和流變之間。一旦這里發(fā)生故障，無論是雙母正常運(yùn)行方式還是雙母分列運(yùn)行方式，就故障點(diǎn)所連接的母線而言，其小差動(dòng)比率差動(dòng)元件在封母聯(lián)或分段開關(guān)的CT電流之前均會(huì)判別為區(qū)外故障。為了解決這一問題，設(shè)置了母聯(lián)開關(guān)分位，經(jīng)母聯(lián)死區(qū)保護(hù)延時(shí)封母聯(lián)或分段開關(guān)CT電流的方法。這樣在死區(qū)故障時(shí)，故障點(diǎn)所連接的母線其差動(dòng)保護(hù)將直接動(dòng)作切除故障。

母聯(lián)失靈保護(hù)設(shè)置邏輯為母線差動(dòng)或充電保護(hù)動(dòng)作，加母聯(lián)失靈電流判別，經(jīng)母聯(lián)失靈延時(shí)封母聯(lián)或分段開關(guān)CT電流，這樣在母聯(lián)開關(guān)拒動(dòng)失靈的情況下，讓故障點(diǎn)依然連接的母線小差動(dòng)比率差動(dòng)元件滿足差流動(dòng)作條件，從而將故障點(diǎn)從系統(tǒng)中切除。

1.3.2 母聯(lián)（分段）充電、過流保護(hù)

BP-2B型母差保護(hù)中設(shè)置有母聯(lián)充電和過流保護(hù)。母差保護(hù)中的充電保護(hù)動(dòng)作條件為：充電保護(hù)投入，被充電母線已失壓，母聯(lián)或分段開關(guān)電流從無到有。在用分段開關(guān)充電時(shí)，由于充電側(cè)分段開關(guān)所在的母差屏無法采集到被充電母線的電壓，導(dǎo)致分段開關(guān)的充電保護(hù)不能象母聯(lián)開關(guān)的充電保護(hù)一樣正常使用，為了解決這一問題，從被充電母線的母差保護(hù)屏內(nèi)引入復(fù)壓開放條件，這樣，分段開關(guān)的充電保護(hù)就能正常使用了。過流保護(hù)既可以作為母線解列保護(hù)，也可以作為線路（變壓器）的臨時(shí)應(yīng)急保護(hù)。

1.3.3 電流回路斷線閉鎖

電流回路的斷線邏輯為大差電流達(dá)到CT斷線整定值，延時(shí)9S發(fā)斷線信號(hào)，并閉鎖母差保護(hù)。

而母聯(lián)或分段開關(guān)CT斷線邏輯與其他回路的邏輯并不相同，母聯(lián)（分段）開關(guān)電流回路斷線，并不會(huì)影響保護(hù)對區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障的判別，只是會(huì)失去對故障母線的選擇性。因此，聯(lián)絡(luò)開關(guān)電流回路斷線不需閉鎖差動(dòng)保護(hù)，只需轉(zhuǎn)入母線互聯(lián)（單母方式）即可。母聯(lián)（分段）電流回路正常后，需手動(dòng)復(fù)歸恢復(fù)正常運(yùn)行。由于母聯(lián)或分段開關(guān)的電流不計(jì)入大差，母聯(lián)（分段）電流回路斷線時(shí)上一判據(jù)并不會(huì)滿足。而此時(shí)與該聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連的兩段母線小差電流都會(huì)越限，且大小相等、方向相反。

1.3.4 電壓回路斷線告警

當(dāng)某一段非空母線失去電壓，延時(shí)9秒發(fā)TV斷線告警信號(hào)。除了該段母線的復(fù)合電壓元件將一直動(dòng)作外，對保護(hù)沒有其他影響。

1.3.5 隔離刀閘的輔助接點(diǎn)位置狀態(tài)自動(dòng)修復(fù)功能

BP-2B型母差保護(hù)引入隔離刀閘的輔助接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對母線運(yùn)行方式的自適應(yīng)。同時(shí)用各支路電流和電流分布來校驗(yàn)刀閘輔助接點(diǎn)的正確性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)刀閘輔助接點(diǎn)狀態(tài)與實(shí)際不符，即發(fā)出“開入異常”告警信號(hào)，在狀態(tài)確定的情況下自動(dòng)修正錯(cuò)誤的刀閘接點(diǎn)，包括兩段母線經(jīng)兩把刀閘雙跨（母線互聯(lián)）。刀閘輔助接點(diǎn)恢復(fù)正確后需復(fù)歸信號(hào)才能解除修正。由于大差電流與刀閘輔助接點(diǎn)無關(guān)，以及裝置具有運(yùn)行方式電流校驗(yàn)功能，因此雙母線倒排操作期間，裝置不需運(yùn)行人員手動(dòng)干預(yù)，可以正確切除故障；刀閘輔助接點(diǎn)出錯(cuò)檢修期間不需退出保護(hù)；即使發(fā)生帶負(fù)荷拉刀閘，保護(hù)可以正確快速動(dòng)作。

1.3.6 BP-2B型母差保護(hù)中的失靈保護(hù)

BP-2B型母差保護(hù)中的失靈保護(hù)動(dòng)作邏輯為：外部開入的保護(hù)動(dòng)作，加上對應(yīng)間隔的失靈電流（外部或BP-2B裝置本身的）判別，經(jīng)運(yùn)行方式判別，同時(shí)失靈保護(hù)的復(fù)合電壓動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)跳母聯(lián)，再跳對應(yīng)母線上的開關(guān)。

1.4 BP-2B型母差保護(hù)現(xiàn)場運(yùn)行操作規(guī)定和注意事項(xiàng)

1.4.1 當(dāng)拉開母聯(lián)或分段開關(guān)使母線分列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在拉開母聯(lián)或分段開關(guān)投入相應(yīng)母線分列壓板，此時(shí)母聯(lián)電流退出小差動(dòng)回路，由于考慮到分列運(yùn)行時(shí)汲出電流的影響，對應(yīng)將大差比率制動(dòng)系數(shù)降為低值。而在合母聯(lián)或分段開關(guān)開關(guān)前，應(yīng)將分列壓板強(qiáng)制壓板退出，比率制動(dòng)系數(shù)亦自行恢復(fù)。

1.4.2 母線互聯(lián)時(shí)的倒閘操作。在雙母線某間隔倒排操作時(shí)，須將母聯(lián)開關(guān)改為非自動(dòng)狀態(tài)，但在母聯(lián)開關(guān)改為非自動(dòng)之前，應(yīng)先投入相對應(yīng)的母線互聯(lián)壓板或使用強(qiáng)制母線互聯(lián)切換開關(guān)，此時(shí)相對應(yīng)的母線互聯(lián)運(yùn)行，小差比率差動(dòng)元件自動(dòng)退出，保護(hù)不進(jìn)行故障母線的選擇，并列母線的差動(dòng)回路將改為一個(gè)母線大差動(dòng)，一旦發(fā)生故障同時(shí)切除兩段母線。

1.4.3 BP-2B母差保護(hù)中失靈保護(hù)的復(fù)合電壓母差保護(hù)的復(fù)合電壓整定并不相同，是按照線路末端故障時(shí)有靈敏度而整定的。

1.4.4 BP-2B母差保護(hù)中失靈保護(hù)電流定值按各間隔自身變比進(jìn)行整定，而母聯(lián)（分段）充電保護(hù)、母聯(lián)（分段）過流保護(hù)的定值將按其接入間隔中最大變比進(jìn)行折算整定。

1.4.5 某段母線壓變轉(zhuǎn)檢修時(shí)，也可在220kV電壓并列屏上用母聯(lián)（分段）電壓切換開關(guān)進(jìn)行并列，其余運(yùn)行條件不變，母差保護(hù)能夠正確動(dòng)作。

1.4.6 當(dāng)BP-2B母差保護(hù)某單元的刀閘位置輔助接點(diǎn)檢修時(shí)，應(yīng)將母線保護(hù)屏刀閘位置模擬盤上對應(yīng)刀閘的強(qiáng)制開關(guān)切至強(qiáng)制為相應(yīng)刀閘位置，并與一次系統(tǒng)位置一致，檢修結(jié)束后必須及時(shí)將強(qiáng)制開關(guān)恢復(fù)到自動(dòng)位置。

1.4.7 充電母線的壓變應(yīng)在運(yùn)行狀態(tài)，且與其相關(guān)的PT二次回路并列開關(guān)不得在并列位置；充電前檢查母差保護(hù)的交流電壓空氣開關(guān)確在合上位置；母線保護(hù)的保護(hù)功能切換把手QB1在母差保護(hù)投入前及時(shí)切至母差投、失靈投位置。

2 結(jié)語

在了解了以上BP-2B型母線差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)特點(diǎn)和性能之后，我們變電運(yùn)行人員在母線倒閘操作時(shí)更加得心應(yīng)手，同時(shí)也很大程度上保障了雙母線倒閘操作的安全。

[1]BP-2B型母線差動(dòng)保護(hù)技術(shù)說明書

[2]安徽省電力調(diào)控中心有關(guān)母差保護(hù)倒閘操作的相關(guān)規(guī)定

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.23.021