電力系統(tǒng)雙母雙分段母線分段開關的死區(qū)保護探討

姜淋尹

摘 ? 要：本文針對220kV雙母雙分段母線保護的分段開關死區(qū)故障進行探討，以南瑞繼保的PCS915NB和長園深瑞的BP-2C為例，對雙母雙分段母線的死區(qū)故障進行分析。通過分析探討，我們將看到死區(qū)保護對于雙母雙分段母線的分段開關有著重大的意義。

關鍵詞：雙母雙分段 ?分段開關 ?死區(qū) ?拒動 ?誤動

中圖分類號：TM773 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（b）-0060-02

母線保護，普遍配置有母聯死區(qū)保護，當母聯開關與電流互感器之間發(fā)生故障時，保護能正確、可靠動作，快速切除故障。在雙母雙分段接線方式下，母聯開關配置有母聯死區(qū)保護，但是分段開關卻不一定配置死區(qū)保護，如南瑞繼保PCS915NB。

1 ?保護原理

南瑞繼保雙母雙分段的母線保護由兩套PCS-915NB 來完成，每套裝置的保護范圍如圖1所示。如分段開關有兩組電流互感器，則交叉分別接入兩套裝置，這時不存在分段死區(qū)問題;如果只有一組電流互感器，則存在分段死區(qū)問題。

南瑞繼保的母聯死區(qū)保護：若母聯開關和母聯CT之間發(fā)生故障，斷路器側母線跳開后故障仍然存在，正好處于CT側母線小差的死區(qū)，為提高保護動作速度，專設了母聯死區(qū)保護。本裝置的母聯死區(qū)保護在差動保護發(fā)母聯跳令后，母聯開關已跳開而母聯CT仍有電流，且大差比率差動元件不返回的情況下，經死區(qū)動作延時150ms將母聯電流退出小差。其死區(qū)保護是指母聯開關的死區(qū)保護，沒有分段開關的死區(qū)保護。

長園深瑞B(yǎng)P-2C 微機母線保護裝置，也是用兩套裝置配合實現各段母線的保護。一套裝置保護分段開關“左”側的兩段母線;另一套裝置保護分段開關“右”側的兩段母線;兩套裝置的保護范圍在分段開關處交疊。在差動邏輯中，將分段作為該段母線上的一個支路，如圖2所示。

長園深瑞B(yǎng)P-2C的死區(qū)保護：當故障發(fā)生在母聯（分段）開關與母聯（分段）流互之間時，母聯（分段）開關已跳開而母聯（分段）流互仍有電流，母聯死區(qū)保護經母線差動復合電壓閉鎖后切除相關母線。

母線并列運行（聯絡開關合位）發(fā)生母聯死區(qū)故障，母線差動保護動作切除一段母線及母聯開關，裝置檢測母聯開關處于分位后經150ms延時確認分裂狀態(tài)，母聯電流不計入小差電流，由差動保護切除母聯死區(qū)故障。母線分裂運行時母聯（分段）開關與母聯（分段）流互之間發(fā)生故障，由于母聯開關分位已確認，故障母線差動保護滿足動作條件，直接切除故障母線，避免了故障切除范圍的擴大。

南瑞繼保的PCS915NB母差保護沒有分段開關的死區(qū)保護，所以當分段開關與CT之間發(fā)生死區(qū)故障時，南瑞繼保母差保護有拒動或誤動的風險，而長園深瑞B(yǎng)P-2C母差保護能正確動作。

2 ?動作行為分析

某變電站220kV雙母雙分段母線保護配置方式為交叉配置兩套南瑞繼保PCS915NB保護及長園深瑞B(yǎng)P-2C保護。

接線方式如圖3所示。下面以分段2015為例，分析死區(qū)故障時的保護動作行為如下。

2.1 當開關在分位時，死區(qū)故障

長園深瑞母差保護的分段死區(qū)保護判斷開關在分位，其電流不計入小差回路。其后，由差動保護切除有差流的5M母線，故障被正確隔離。保護正確動作。

南瑞母差保護判斷開關在分位，所以南瑞5M母差判為區(qū)外，1M母差判為區(qū)內。此時若1M滿足復壓條件，則母差動作。1M母差動作后啟動2015啟動5M的失靈保護，經350ms失靈延時再切除5M。故障被隔離但保護誤切了1M母線;若1M復壓條件不滿足，則1M母差保護拒動。

2.2 當開關在合位時，死區(qū)故障

長園深瑞母差保護首先判為1M母線區(qū)內故障，切除1M所有間隔。分段2015斷開后電流沒消失，經150ms 死區(qū)延時后封聯絡開關CT，其電流不計入小差回路，其后，由差動保護切除有差流的5M母線，保護正確動作。

南瑞母差首先判為1M母線區(qū)內故障，切除1M。1M母差動作后啟動2015啟動5M的失靈保護，經350ms失靈延時再切除5M，保護正確動作。

2.3 當開關在合閘過程中，無故障

由于開關機構輔助節(jié)點聯動問題，某相已合閘但是TWJ=1，HWJ=0，當開關輔助節(jié)點采用：“三相HWJ并聯、三相TWJ串聯”的接法時，對于裝置判合位，不影響裝置邏輯。當開關輔助節(jié)點采用：“三相HWJ串聯，三相TWJ并聯”的接法時，對于裝置判分位，則保護有誤判為死區(qū)故障的風險，此時，長園深瑞母差保護裝置判分位后，有兩種情況：第一種情況是母線由無壓變有壓，此時分位不會封鎖分段CT，死區(qū)保護不動作。另一種情況是母線原本一直有壓，對于裝置，開關位置一直是分位，其電流不計入小差回路。此時，合閘后的電流會誤判為死區(qū)故障，若達到差流定值且復壓開放，保護有誤動的風險。

而南瑞母差保護分段無死區(qū)保護。

3 ?結論

通過裝置原理和動作行為分析，可以看出當分段開關與CT之間發(fā)生死區(qū)故障時，死區(qū)保護能正確、可靠動作，快速切除故障。但由于TWJ封鎖母聯（分段）CT的邏輯判據使其具有一定的誤動風險。

南瑞繼保的母差保護只配置有母聯開關的死區(qū)保護，沒有分段開關死區(qū)保護，所以當分段開關與CT之間發(fā)生死區(qū)故障時，保護動作行為與長園深瑞保護區(qū)別比較大。當開關在合位時發(fā)生死區(qū)故障，長園深瑞是通過死區(qū)保護切除故障，南瑞繼保是通過母差和失靈保護切除故障。當開關在分位時發(fā)生死區(qū)故障，長園深瑞仍通過死區(qū)保護切除故障，但南瑞母差保護有拒動或誤動的風險。

長園深瑞的母差保護，母聯開關和分段開關都有死區(qū)保護。但分段開關的輔助節(jié)點出現聯動問題時，保護有誤判為死區(qū)故障的風險。根據《南方電網220kV母線保護技術規(guī)范》母聯（分段）失靈保護、母聯（分段）死區(qū)保護均應經電壓閉鎖元件控制。經查實，長園深瑞死區(qū)保護經母線差動復合電壓閉鎖，所以復壓閉鎖不開放的前提下也不會誤動。

4 ?結語

雙母線接線或雙母線單分段的母線保護，在母線分列運行，發(fā)生死區(qū)故障時，應能有選擇地切除故障母線。規(guī)定雙母線接線的母線保護，應設置母聯（分段）失靈和死區(qū)保護，當母聯（分段）開關失靈或母聯（分段）開關與電流互感器之間發(fā)生故障時，保護應能正確、可靠動作，快速切除故障。但并未明確規(guī)定雙母雙分段接線方式下分段開關需配置死區(qū)保護，所以出現了不同廠家保護配置不同的現象。

在配置雙母雙分段的分段開關死區(qū)保護的情況下，當分段開關與電流互感器之間發(fā)生故障時，保護能正確、可靠動作，快速切除故障。所以建議修訂相關技術規(guī)范，增配雙母雙分段的分段開關死區(qū)保護。此外，應有防范TWJ誤封鎖分段CT導致保護誤動的技術措施。

參考文獻

[1] 中國南方電網有限責任公司.南方電網220kV母線保護技術規(guī)范[S].2012.

[2] 廣東電網有限責任公司.廣東電網公司220～500kV元件保護技術規(guī)范[S].2012.

[3] 南京南瑞繼保電氣有限公司.南瑞繼保220kV母線保護PCS-915NB型保護技術原理說明書[Z].2013.

[4] 長園深瑞繼保自動化有限公司.BP-2C-NW微機母線保護裝置技術說明書[Z].2012.