变电站运行方式对母差保护的影响

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1、变电站运行方式对母差保护的影响摘　要：母线保护装置的可靠性关系到电网系统的安全、稳定运行。变电站一次设备运行方式灵活，微机母差在适应一次运行方式过程中，国内微机型母线保护装置在软硬件设计制造上存在一些问题，本文分析了母线分裂运行对微机型母线保护装置灵敏度的影响，隔离刀闸辅助接点位置对母差保护的重要性，基准变比对TA断线的影响，母联兼侧路TA极性转换，以及双母双分段母线系统的特殊操作性，并由此提出了解决问题的措施。引言　　安装于变电站内的母线起着汇集和分配电流的作用，随着电网系统的不断发展，母线上元件数量越来越多，母线短路电流也在增加，如果不能快速、准确地切除母线发生的故障，将

2、给电网系统带来严重的后果。[1]因此，母线保护装置的可靠性关系到电网系统的安全、稳定运行，基于微电子技术的微机型母线保护装置由于其可靠性高、性能容易通过软件更新提高，在电网中得到了广泛的应用。母差保护保护对象是母线设备，母线有别于线路、主变等单元设备，为了适应母线操作的灵活性，母线在实际运行中会出现多种运行方式，因此母差保护应该适应各种运行方式的需要。目前现场运行的微机母差在软硬件设计制造上存在一定缺陷或在运行操作中遇到特殊情况，需要在实际运行中不断完善其使用功能。以下，针对南京南瑞的RCS-915型和深圳南瑞BP-2B型母差保护，在现场运行中发现的问题进行简单分析，并提出相

3、应的措施。1母线分裂运行对微机型母线保护装置灵敏度的影响1.1微机型母线保护装置原理简介　　数字式继电保护用数学公式运算，实现故障量的测量、分析和判断，微机型母线保护装置采用的是基于采样值的比率制动式电流差动保护，并且采用一次系统的穿越电流作为制动电流，以克服区外故障时由于电流互感器误差产生差动不平衡电流而造成的保护误动。[2]　　保护动作判据的依据是基尔霍夫第一定律，即：“任一时刻，流入任何一个节点的各支路电流之和为零”。两种型号的母线保护均采用瞬时采样值的比率制动电流差动保护方案，其中RCS-915AS型母线保护动作方程为[3]：　　　　　　　　　　　（1）　　BP-2B

4、型母线保护比率差动元件的动作判据[4]：　　　　　　　　　　　　　　　　　（2）　　其中：K——比率制动系数；　　　　Ij——第j个连接元件的电流瞬时值，j=1，2，…m；Icdzd——差动电流起动定值。　　两种型号的装置采样点电流计算分别满足式（1）或式（2），就判为母线内部故障，保护动作。　　对于双母线接线方式，引入大差计算作为故障启动元件，大差电流计算范围定义为：“除母联开关外，母线上所有连接元件”，保护判据为式（1）或式（2）。　　RCS-915AS型母线保护具体计算动作值的方法是根据两条母线上所有连接元件（不含母联）的电流采样值的向量和，计算出大差的差流，将两条母线

5、上所有连接元件（不含母联）的电流采样值的标量和，计算出大差的制动电流，用差流和制动电流的比值作为差动元件动作值，以保证区内故障时母差保护可靠动作，区外故障时由于制动电流的存在保证母差保护可靠不动作。　　BP-2B型母线保护比率差动元件动作判据与RCS-915AS型母线保护动作判据稍有区别，其采用复式比率制动原理，只是在制动电流中减去了差动电流，使其在母线区外故障时有极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确地区分区外故障和区内故障。1.2母联开关位置对母线保护的影响　　由式（1）和式（2）两个动作方程可以发现，当母线分列运行时，母线发生故障，非故障母线流过穿越电流，

6、该电流不计入差流，但参与制动，于是为防止在母联开关断开的情况下发生区内故障，非故障母线段有电流流出母线，导致比率差动元件的灵敏度不够，因此比率差动元件的比率制动系数K有高低两个定值，可自行整定，例如高值整定为0.5，低值整定为0.3。也就是说，当母联开关处于合闸位置时，比率差动元件采用比率制动系数高值，而当母联开关处于分闸位置，即母线分列运行时，比率差动元件自动转用比率制动系数低值。　　目前，在这两种型号的母线保护中，母联开关的位置对比率差动元件的比率制动系数是采用高值还是低值都有着直接的影响。对RCS-915AS型母线保护来说，只要有母联开关的TWJ开入，比率差动元件的比率

7、制动系数就采用低值；对BP-2B型母线保护来说，只要母联开关常开辅助接点开入为“0”，常闭辅助接点开入为“1”，比率差动元件的比率制动系数就采用低值。　　这样一来，当单母线方式运行时，母联开关已经断开，母线保护比率差动元件的比率制动系数自然也就转为了低值。从上面的判据可以看出，尽管所有线路都在一条母线运行，但是运行线路的数目却没有改变，因此区外故障时电流互感器误差产生的差动不平衡电流就与两母线并列运行时是一样的，而制动量却因比率制动系数转为低值而降低了，从而使动作区增大了，也就是说，这样就削弱了母线区外