220kV母线差动保护死区故障分析

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1、上海电力2014年第5期220kV母线差动保护死区故障分析于海波，姚洪波，帅志飞。(1．国网上海市电力公司检修公司，上海200063；2．国网上海市电力公司浦东供电公司，上海200122)摘要：母线差动保护死区问题，通常发生于电网的单母线或双母线接线方式中，而保护死区一旦发生故障，故障电流会冲击和损坏设备，甚至会引发全站停电。在当前220kV电网的主接线形式下，介绍了第二代和第三代母线差动保护死区问题的解决方案。分析认为，消除保护死区的措施是在断路器两侧配置电流互感器(TA)。对于采用敞开式布置、独立元件构成的一

2、些老式变电站，通过将分段或母联断路器直接更换为封闭式组合式电器(GIS)，是一种行之有效方案。对于无法改造为双侧TA的分段或母联断路器，如果分段或母联断路器一直在运行位置，死区将继续存在，可以通过改变电网运行方式，将单侧TA的断路器改为分区解列点，或者改为断路器处于热备用状态，以达到消除保护死区的目的。关键词：母线差动保护装置；保护死区；单侧电流互感器；故障分析中图分类号：TM86文献标志码：B母线故障是最严重的电气故障之一，而母联都是集成型或微机型的装置，所采集的电流都须断路器和单侧电流互感器(TA)之间发生故

3、障，将进行二次变换和整流；优点是精度高、动作灵敏；对保护的要求很高。虽然这类故障的概率较小，缺点是其外回路设计较为复杂，如电流镜像回路、但是后果十分严重。母线的主接线形式，不管是跳闸回路、失灵启动回路、不联回路、互联回路等，采用双母线配置，还是采用单母线分段配置；不管都是将数个电磁型中间继电器通过二次线和电缆保护是电磁型保护，还是全微机型保护，其母线差连接，调试比较繁复，容易出现回路接线错误。动采用母联或分段的TA，如果是单侧TA，那么第三代的微机型母差保护，大多采用国产装就存在死区问题。置，例如：南瑞继保公司的

4、RCS一915AB和深圳南瑞的BP-2B微机母线保护装置，不但继承了第二1220kV母线差动保护的发展历程代保护动作快的优点外，还简化了外部回路，取消自建国以来，上海地区的220kV母线差动保了诸如镜像、互联、不联等回路，使保护动作更加护装置，发展至今，经历了3个不同阶段的变化，即可靠，而且方便了调试。电磁型保护、集成型母差保护和微机型保护。目前，不管保护装置如何更新换代，都必须面第一代的纯电磁型的差动保护使用年1限最对双母线接线，母联断路器单侧TA的死区问题，长，使用了将近半个世纪，直至20世纪9O年代末而目前

5、解决死区故障的方法，首先由大差动元件才逐步被淘汰，其代表装置是通过将BCH一2差动动作先跳开母联断路器，然后由故障母线的小差继电器等一系列分列电磁型继电器，通过外部接元件(或低电压选排元件)动作，再跳开故障母线线连接构成的保护装置。保护原理是由BCH一2上所有断路器，切除故障。差动继电器构成大差动保护(不接入母联电流)，2220kV母线差动保护死区故障发生的母线范围内(包括死区)故障，差动保护都先跳开原因母联，再通过低电压来选择切除故障母线；优点是保护原理、结构简单，但保护固有动作时间较慢，1)死区故障的定义母线

6、并列运行时，当故已不适应电网的发展。障发生在母联断路器与母联TA之间时，断路器第二代的集成型或半微机型母差保护，主要侧母线段跳闸出口无法切除该故障，而TA侧母是指1990年后引进国外比较先进的产品，例如：线段的小差元件不会动作，这种状况称之为死区ABB公司的RADSS和REB103，GE公司的故障。BUS1000等母差保护装置。特点是差动继电器2)死区故障的原因在母联和TA之间发一30一2014年第5期上海电力生故障时，其电流流向如图1所示。当母联(或分在母联合闸同时自动将母联双位置继电器段)与TA之间发生故障时

7、，由于故障点在TA靠(MLJ1、MLJ2)投入，则母联的两组TA的电流经近正母侧，故母差的正母小差动作，跳开正母上的其闭合的常开接点分别切人正、副母REB103母所有断路器。此时故障点仍然存在，但副母小差差差动电流输入回路中。反之，一旦母差保护、母的故障电流仍然满足流人等于流出的平衡，无法联解列保护及母差失灵保护动作，即将MLJ1、启动副母小差动作隔离故障点。MLJ2退出，使得两组TA电流被短接而不流入差动回路中。该“不联回路”的作用，是在确保母联断路器交流电流回路分别接人正母差及副母差后，才允许合闸，以保证母差

8、保护正确动作。如发生MLJ1、MLJ2与母联断路器不对应时，发“电流断线”告警信号，并闭锁母差。所以，只要母联断路器位置发生变化，都应检查母联投退MLJ1、MU2的位置是否正确。当母联分闸后，母联投退MLJ1、MLJ2返回，两组TA从各自的REB103输入回路退出，并被短接。对于单侧TA来说，当在TA和断路器之间发生故障时，TA侧母线判定为区外故障而不动；断路器侧母差虽然