220kV雙母雙分段母線分段開關(guān)的死區(qū)保護(hù)分析

黃永健

摘 要：本文主要針對(duì)220kV雙母雙分段母線運(yùn)行方式，在分段開關(guān)單CT和雙CT兩種不同配置方式下，重點(diǎn)分析了母線并列運(yùn)行和分列運(yùn)行時(shí)發(fā)生死區(qū)故障時(shí)母線保護(hù)動(dòng)作邏輯，并比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：雙母雙分段;死區(qū);分段開關(guān);CT

220kV雙母雙分段母線運(yùn)行方式具有運(yùn)行調(diào)度靈活，檢修倒閘操作誤風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)點(diǎn)，有利于電網(wǎng)運(yùn)行的的可靠性和穩(wěn)定性。相比普通的220kV雙母線接線方式，雙母雙分段母線運(yùn)行方式的保護(hù)配置有一定的區(qū)別。本文主要探討220kV雙母雙分段母線在保護(hù)死區(qū)發(fā)生故障時(shí)具體的保護(hù)動(dòng)作邏輯。

1? 母線保護(hù)配置

如圖1所示，2015開關(guān)和2026分別是1M-5M、2M-6M的分段開關(guān)，2012開關(guān)和2016開關(guān)分別是1M-2M、5M-6M的母聯(lián)開關(guān)。1M-2M、5M-6M都會(huì)配置不同廠家的母線保護(hù)，目前江門供電局使用比較多的母線保護(hù)一般為南瑞PCS-915系列和深瑞B(yǎng)P-2C系列。當(dāng)母線分段開關(guān)和CT之間發(fā)生故障時(shí)，母線保護(hù)將分段開關(guān)跳開后，CT仍存在故障電流，故障未能被切除。這個(gè)區(qū)間則被稱為保護(hù)死區(qū)。 對(duì)于雙母雙分段運(yùn)行方式而言，分段開關(guān)死區(qū)故障涉及了分段兩側(cè)母線的保護(hù)，且又與母線運(yùn)行方式、CT配置有關(guān)，保護(hù)動(dòng)作邏輯相對(duì)復(fù)雜。

2? 單CT配置的死區(qū)故障分析

如圖1所示，2015和2026分段開關(guān)間隔均采用單CT（只有TA1）的配置方式，在分段開關(guān)2015和CT之間的K1處發(fā)生了短路故障。

2.1 母線并列運(yùn)行

如圖1所示，2015分段開關(guān)在合位，1M-5M母線并列運(yùn)行。當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，由于2015分段開關(guān)的CT位于5M側(cè)，所以對(duì)于5M-6M側(cè)而言屬于區(qū)外故障，5M-6M的母差保護(hù)不動(dòng)作;對(duì)1M而言則屬于區(qū)內(nèi)故障，1M-2M的大差動(dòng)作判為區(qū)內(nèi)故障，1M小差動(dòng)作瞬間跳開1M上所有支路開關(guān)、2012母聯(lián)開關(guān)和2015分段開關(guān)。但此刻電源線路仍經(jīng)5M向故障點(diǎn)K1輸送短路電流，故障未被切除。5M-6M母線保護(hù)檢測到分段開關(guān)2015在分位后經(jīng)延時(shí)150ms后再次確定分段開關(guān)2015在分位狀態(tài)，1M-5M分列運(yùn)行后，其5M-6M母線保護(hù)大差動(dòng)作判為區(qū)內(nèi)故障，5M小差動(dòng)作跳開5M上所有支路開關(guān)、2056開關(guān)后，最終故障被切除。保護(hù)動(dòng)作邏輯如圖2所示。

2.2 母聯(lián)分列運(yùn)行

如圖1所示，2015分段開關(guān)在分位，1M-5M分列運(yùn)行。當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，由于1M-5M處于分列狀態(tài)時(shí)，由于2015分段開關(guān)的CT位于5M側(cè)，分段電流不計(jì)入1M-2M母差，1M-2M母線保護(hù)不動(dòng)作。5M-6M母線保護(hù)經(jīng)400ms延時(shí)大差動(dòng)作判為區(qū)內(nèi)故障，5M小差動(dòng)作，跳開5M上所有支路開關(guān)和2056開關(guān)，故障被切除。保護(hù)邏輯如圖3所示。

通過上述分析可知，采用分段開關(guān)采用單CT，投資成本低，二次回路和保護(hù)邏輯簡單。但存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)。就是當(dāng)1M-5M并列運(yùn)行而又發(fā)生死區(qū)故障時(shí)，理想狀態(tài)應(yīng)是只需切除5M上所有的支路開關(guān)、2056母聯(lián)開關(guān)和2015分段開關(guān)。但在單CT配置模式下，首先切除了1M上所有的連接元件，在經(jīng)延時(shí)后才切除5M上所有的連接元件，未能達(dá)到瞬時(shí)切除故障，且擴(kuò)大了停電范圍。若在2M-6M的分段開關(guān)和CT之間發(fā)生故障，分析同理。

3? 雙CT配置的死區(qū)故障分析

如圖1所示，分別在2015和2026分段開關(guān)的兩側(cè)都裝設(shè)了CT（TA1和TA2），保護(hù)電流回路相互交叉接線。

3.1母線并列運(yùn)行

如圖1所示，2015分段開關(guān)在合位，1M-5M母線并列運(yùn)行。當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，由于TA1和TA2 交叉接線，所以1M-2M和5M-6M母線保護(hù)中的大差保護(hù)均會(huì)動(dòng)作，判為區(qū)內(nèi)故障。接著1M-5M的母線保護(hù)的小差保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)將1M和5M上所有的支路開關(guān)、2012和2015母聯(lián)開關(guān)、2015分段開關(guān)跳開，故障切除。

3.2 母線分列運(yùn)行

如圖1所示，2015分段開關(guān)在分位，1M-5M分列運(yùn)行。當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，母線保護(hù)動(dòng)作邏輯如單CT配置一致，這里不再贅述。

據(jù)上述分析可得，分段開關(guān)兩側(cè)采用雙CT配置方式，在母線并列狀態(tài)發(fā)生死區(qū)故障時(shí)同樣無法避免的擴(kuò)大停電范圍，且采用兩組CT，投資成本增加，電流回路接線相對(duì)復(fù)雜。但避免了分段開關(guān)存在的保護(hù)死區(qū)，且可瞬時(shí)切除故障。

4 結(jié)束語

對(duì)于220kV雙母雙分段運(yùn)行方式，分段開關(guān)無論是單CT配置還是雙CT配置，在母線分列運(yùn)行時(shí)，分段開關(guān)兩側(cè)的母線保護(hù)具備選擇性，可瞬時(shí)正確選擇應(yīng)跳母線并跳開所有元件，有效隔離故障;而在并列狀態(tài)時(shí)，存在的死區(qū)保護(hù)都需要1M-2M和5M-6M兩套母線保護(hù)配合，將分段開關(guān)兩端的母線上所有元件都跳開才能徹底的隔離故障，不可避免的擴(kuò)大了停電范圍。對(duì)于這個(gè)問題，還需進(jìn)一步深入研究。

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