BP-2B型母线差动保护浅识

2012-11-15刘素芳

中国科技信息 2012年23期

关键词：母差母联刀闸

刘素芳

阜阳供电公司，安徽阜阳 236017

BP-2B型母线差动保护浅识

刘素芳

阜阳供电公司，安徽阜阳 236017

本文从运行人员的角度来分析母差保护，简明扼要地讲述了运行人员对母差保护的认识。

母线差动保护

引言

母线是电力系统重要的组成部分之一，电能在母线上汇集和分配。由于母线故障的性质一般都比较严重，对电力系统的安全危害也较为严重，装设快速切除故障的母线差动保护是十分重要的。从固定连接方式、电流相位比较式到比率制动，母线差动保护一直不断地更新和发展着。作为一名变电运行人员，十几年的工作中既伴随着母差保护的变迁，也不同程度地接触过RADSS、REB、WMZ、BP等型号的母线差动保护。

1 BP-2B型母差保护

母线倒闸操作是电力系统最常见也是最典型的操作,其中对母差保护在倒闸操作过程中进行的一些切换、投退操作更是有着严格的要求。下面从变电运行的角度，以双母分段接线方式和BP-2B型差动保护为例，简要介绍一下——母差保护。

1.1 BP-2B型母差保护的基本构成

BP-2B母差保护由保护元件、闭锁元件和管理元件三大系统构成。保护元件主要完成各间隔模拟量、开关量的采集；闭锁元件主要完成各电压量的采集；管理元件的工作是实现人机交互、记录管理和后台通讯。

1.2 BP-2B型母差保护的基本原理

BP-2B的保护范围是：母线上所接开关电流互感器之间的电气部分。BP-2B采用分相电流差动原理，是以复式比率差动元件为主的母线差动保护。具体如下：

1.2.1 差动元件

故障分量复式比率差动判据动作表达式：

Id为母线上各元件的矢量和，即差电流；Ir为母线上各元件的标量和，即和电流；Idset为差电流门坎定值；Kr为复式比率制动系数。

若忽略CT误差和流出电流的影响，正常运行以及保护范围以外故障时,差电流等于零。在区内故障时，Id=Ir，Id/0为∞。复式比率差动继电器能非常明确地区分区内和区外故障。

1.2.2 启动元件

启动元件的判据为和电流突变、差电流越限。

1.2.3 差回路的构成和故障母线选择逻辑

BP-2B差动回路是由一个母线大差动和几个各段母线小差动所组的。大差动是指除母联和分段开关以外的母线上所有其余支路电流所构的差动回路；某段母线小差动是指与该段母线相连接的各支路电流构的差动回路，其中包括了母联开关和分段开关。大差比率差动元件作为区内故障判别元件，小差比率差动元件作为故障母线选择元件。在双母线分列运行时大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值，在双母线互联时小差比率差动元件自动退出，保护不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。

1.3 BP-2B型母差保护中的其他保护配置

1.3.1 母联或分段开关的死区和失灵保护

死区指的是开关和流变之间。一旦这里发生故障，无论是双母正常运行方式还是双母分列运行方式，就故障点所连接的母线而言，其小差动比率差动元件在封母联或分段开关的CT电流之前均会判别为区外故障。为了解决这一问题，设置了母联开关分位，经母联死区保护延时封母联或分段开关CT电流的方法。这样在死区故障时，故障点所连接的母线其差动保护将直接动作切除故障。

母联失灵保护设置逻辑为母线差动或充电保护动作，加母联失灵电流判别，经母联失灵延时封母联或分段开关CT电流，这样在母联开关拒动失灵的情况下，让故障点依然连接的母线小差动比率差动元件满足差流动作条件，从而将故障点从系统中切除。

1.3.2 母联（分段）充电、过流保护

BP-2B型母差保护中设置有母联充电和过流保护。母差保护中的充电保护动作条件为：充电保护投入，被充电母线已失压，母联或分段开关电流从无到有。在用分段开关充电时，由于充电侧分段开关所在的母差屏无法采集到被充电母线的电压，导致分段开关的充电保护不能象母联开关的充电保护一样正常使用，为了解决这一问题，从被充电母线的母差保护屏内引入复压开放条件，这样，分段开关的充电保护就能正常使用了。过流保护既可以作为母线解列保护，也可以作为线路（变压器）的临时应急保护。

1.3.3 电流回路断线闭锁

电流回路的断线逻辑为大差电流达到CT断线整定值，延时9S发断线信号，并闭锁母差保护。

而母联或分段开关CT断线逻辑与其他回路的逻辑并不相同，母联（分段）开关电流回路断线，并不会影响保护对区内、区外故障的判别，只是会失去对故障母线的选择性。因此，联络开关电流回路断线不需闭锁差动保护，只需转入母线互联（单母方式）即可。母联（分段）电流回路正常后，需手动复归恢复正常运行。由于母联或分段开关的电流不计入大差，母联（分段）电流回路断线时上一判据并不会满足。而此时与该联络开关相连的两段母线小差电流都会越限，且大小相等、方向相反。

1.3.4 电压回路断线告警

当某一段非空母线失去电压，延时9秒发TV断线告警信号。除了该段母线的复合电压元件将一直动作外，对保护没有其他影响。

1.3.5 隔离刀闸的辅助接点位置状态自动修复功能

BP-2B型母差保护引入隔离刀闸的辅助接点实现对母线运行方式的自适应。同时用各支路电流和电流分布来校验刀闸辅助接点的正确性。当发现刀闸辅助接点状态与实际不符，即发出“开入异常”告警信号，在状态确定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两段母线经两把刀闸双跨（母线互联）。刀闸辅助接点恢复正确后需复归信号才能解除修正。由于大差电流与刀闸辅助接点无关，以及装置具有运行方式电流校验功能，因此双母线倒排操作期间，装置不需运行人员手动干预，可以正确切除故障；刀闸辅助接点出错检修期间不需退出保护；即使发生带负荷拉刀闸，保护可以正确快速动作。

1.3.6 BP-2B型母差保护中的失灵保护

BP-2B型母差保护中的失灵保护动作逻辑为：外部开入的保护动作，加上对应间隔的失灵电流（外部或BP-2B装置本身的）判别，经运行方式判别，同时失灵保护的复合电压动作，经延时跳母联，再跳对应母线上的开关。

1.4 BP-2B型母差保护现场运行操作规定和注意事项

1.4.1 当拉开母联或分段开关使母线分列运行时，应在拉开母联或分段开关投入相应母线分列压板，此时母联电流退出小差动回路，由于考虑到分列运行时汲出电流的影响，对应将大差比率制动系数降为低值。而在合母联或分段开关开关前，应将分列压板强制压板退出，比率制动系数亦自行恢复。

1.4.2 母线互联时的倒闸操作。在双母线某间隔倒排操作时，须将母联开关改为非自动状态，但在母联开关改为非自动之前，应先投入相对应的母线互联压板或使用强制母线互联切换开关，此时相对应的母线互联运行，小差比率差动元件自动退出，保护不进行故障母线的选择，并列母线的差动回路将改为一个母线大差动，一旦发生故障同时切除两段母线。

1.4.3 BP-2B母差保护中失灵保护的复合电压母差保护的复合电压整定并不相同，是按照线路末端故障时有灵敏度而整定的。

1.4.4 BP-2B母差保护中失灵保护电流定值按各间隔自身变比进行整定，而母联（分段）充电保护、母联（分段）过流保护的定值将按其接入间隔中最大变比进行折算整定。

1.4.5 某段母线压变转检修时，也可在220kV电压并列屏上用母联（分段）电压切换开关进行并列，其余运行条件不变，母差保护能够正确动作。

1.4.6 当BP-2B母差保护某单元的刀闸位置辅助接点检修时，应将母线保护屏刀闸位置模拟盘上对应刀闸的强制开关切至强制为相应刀闸位置，并与一次系统位置一致，检修结束后必须及时将强制开关恢复到自动位置。

1.4.7 充电母线的压变应在运行状态，且与其相关的PT二次回路并列开关不得在并列位置；充电前检查母差保护的交流电压空气开关确在合上位置；母线保护的保护功能切换把手QB1在母差保护投入前及时切至母差投、失灵投位置。