双母线接线方式下两种母差保护分析比较

双母线接线方式下两种母差保护分析比较摘要本文主要对双母线接线方式下REB103中阻抗母差和BP-2B微机型母差两种母差保护在母联失灵和母联死区故障时的动作行为进行了分析，并加以比较。关键词双母线接线；保护分析；CT母差保护是母线的主要保护，通过快速切除母线故障，保护电气设备免受破坏，避免事故范围的扩大，保证电网安全运行。REB103中阻抗母差保护将中阻抗的特性和比率制动特性有效结合，其动作原理是基于电流瞬时值比率制动原理。当母线内部故障发生时，故障电流及其直流分量很大，使得CT在2ms-3ms之内饱和，母线差动继电器在线路CT饱和之前完成动作并能保持。BP-2B微机型母差保护装置采用分相瞬时值复式比率差动元件原理，在制动量的计算中引入了差电流，将和电流与差电流的差值作为制动量，使得该继电器在区内故障时无制动，而在区外故障时则有极强的制动特性。装置设置了CT饱和检测原件具有极强的抗CT饱和能力。本文对双母线接线方式下的REB-103与BP-2B两种母差保护的母联失灵、死区故障方面的动作行为进行分析比较。1母联失灵和死区保护当故障发生在Ⅰ母线时（如设为K1），Ⅰ母差动动作虽然切除了所有元件，但由于母联断路器的据动而使得故障依然存在，这种故障称为母联失灵。若故障发生在CT与母联断路器之间（如设为K2），Ⅰ母差动动作，跳开所有元件包括母联断路器，但故障仍然存在，因此母联开关与CT之间的范围可以称为母差保护的死区。下面分别对这两种母差保护在母联失灵及死区故障时的动作行为分析。1.1REB103母差保护动作行为当K1点发生故障母联失灵或K2点发生死区故障时，Ⅰ母母差保护动作出口，启动母联的断联回路，将母联辅助CT电流短接退出母差回路，使Ⅱ母母差动动作来切除故障。1）首先分析双母线接线方式下母联断路器的断联回路。当合闸脉冲经MLZJ，MLSJ常闭接点启动双位置继电器MLJ1后，它的11-16六付常开接点分别将母联的两个主CT的二次电流通过辅助CT接入Ⅰ母线，Ⅱ母线的差动回路。5-6接点闭合，准备好启动时间继电器MLSJ回路。3-4接点闭合，保证MLJ2继MLJ1之后启动。双位置继电器MLJ2继MLJ1的启动而启动后，MLJ2的21-26六付常闭接点断开辅助CT二次侧的短接回路。2）死区故障：母线并列运行，当K2发生故障时即死区故障，断联回路中的正电源经母差出口接点，MLSJ时间继电器得电，MLSJ延时后，通过MLSJ的9-10接点使MLJ2首先返回，继而MLJ1返回。MLJ2之21-26六付接点重新闭合，先将辅助CT二次侧短接。MLJ1之11-16六付接点重新断开，将母联辅助CT电流退出Ⅱ母母差回路，破坏了Ⅱ母线差动保护的完整性。使得Ⅱ母线差动保护范围扩大至故障点，于是Ⅱ母差动动作切除故障。母线分列运行，母联开关处于分位时，根据其辅助接点的位置，母联CT短接退出母差回路。发生K2死区故障时，Ⅱ母差动正确动作，切除故障。3）母联开关失灵：REB103母差保护没有单独配备的母联失灵保护，当K1点发生故障，故障点在Ⅰ母保护范围内，Ⅰ母母差动作，母联开关失灵，这时母差跳闸出口启动母联的断联回路，先将辅助CT二次短接，再将母联辅助CT电流退出Ⅱ母差动回路，使得Ⅱ母母差保护动作，切除故障。1.2BP-2B母差保护动作行为1）220kV母线差动回路由大差和各段母线小差构成，母线大差是指除母联以外的所有支路电流构成的差动回路，母线大差用于判别母线区内与区外故障；某段母线小差是指该段母线上所有支路（包含母联）电流构成的差动回路，小差用于判别故障母线。2）死区故障：对于母线并列运行，K2发生故障而言，Ⅰ母母差感受到区内故障，同时大差元件动作，且复合电压闭锁元件开放，Ⅰ母线上所有开关（包括母联）同时跳开；延时50ms，即可封母联CT，这时母联电流不计入小差比率元件，大差元件不返回，Ⅱ母小差动作、复合电压元件开放，保护立即动作跳开Ⅱ母线上所有开关，来隔离故障点。对于母线分列运行，即母联开关处于分位时，根据其辅助接点的位置，实现“封母联CT”。这样，当死区点K2发生故障时，Ⅱ母线为区内故障，大差和Ⅱ母小差同时动作，跳开Ⅱ母线上所有开关。3）母联开关失灵：母线并列运行，此时Ⅰ母线K1点故障，Ⅰ母母差动作，跳开Ⅰ母线上所有元件，由于母联断路器的据动而使得故障依然存在，大差元件不返回。母联流变中仍有电流，启动母联失灵保护，经延时封母联CT，Ⅱ母母差保护动作，跳开Ⅱ母线上开关。母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。母联开关失灵时，需要经过长于母联断路器灭弧时间并留有适当裕度的延时才能封母联CT。从以上分析可知：REB103母差保护没有单独配备母联失灵保护，当母线故障，母联开关失灵时，动作行为和死区故障相同，通过母差出口来启动母联断联回路，将母联辅助CT二次先短接再退出母差回路，使母差保护动作来切除故障。BP-2B母差保护设置了专门的母联失灵保护，母联失灵和死区故障采用了不同的逻辑回路，最终“封母联CT”来切除故障。2结束语在工作中，会遇到各种不同型号的母差保护，应该从保护逻辑及动作行为上加以分析比较，并能熟练的掌握。参考文献[1]BP-2B微机母差保护装置说明书.深圳南瑞科技有限公司.[2]REB-103母线差动保护说明书.ABB公司.