REB500型母线保护原理运行

李莹莹

【摘要】母线故障是最严重的电气故障之一,因为它与各个电气元件相联。母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要手段,它的拒动或误动将给电力系统带来严重危害。

【关键词】母线保护;原理、运行、故障

1REB500型母线保护配置

REB500型数字式母线差动保护及开关失灵保护配置有母差保护(BBP-Busbar protection)、失灵保护(BFP-Breaker fail protection)。母线差动保护:作为母差保护范围内任何性质故障的主保护。断路器失灵保护:当母线保护动作或母线所连元件保护动作,而断路器拒动时,为不扩大事故而设的后备保护。

数字式母线保护分为多个硬件单元,电厂220kV母线为双母线双分段带东西旁路母线的接线型式,按照保护采集电流量分类,共计29个元件。其中Ⅰ母线8个元件,Ⅱ母线6个元件,Ⅲ母线7个元件,Ⅳ母线8个元件。

2REB500型母线保护原理

母线保护配置有两个独立的判别条件,故有较高的可靠性,两个判别条件分别为:带制动特性的电流差动保护和电流方向比较差动保护。母线保护(BBP)按照动作特性及制动特性的电流差动测量功能与相位比较功能相组合的原理动作,见图1。保护原理基于两个测量判别:电流比率制动(含幅值比较)、方向(相位)比较。保护功能的逻辑表明:只有当两个保护功能(制动幅值比较及相位比较)同时检测到相同母线段、相同相别上发生故障时,REB500保护才能跳闸。

REB500型数字式母线差动保护及开关失灵保护具备内部启动功能,即母差保护动作信号通过保护内部逻辑直接启动失灵保护,且内部启动失灵所使用的定值与外部启动信号相同。为了符合继电保护选择性及双重化要求,在保留内部启动失灵保护功能的基础上,做了必要的改进。即失灵保护动作后,t1时间再跳失灵的开关;若故障仍存在,t2时间跳开与失灵开关相连母线上的所有开关。

上述母差保护与失灵保护t2时间跳闸共用出口压板,而失灵保护t1时间跳闸有单独的出口压板

REB500的比率制动特性是当电力系统运行方式变化较大时,电流差动继电器的灵敏度将受到影响,如果能使电流差动继电器的动作电流随外部短路电流的变化而变化,即用外部短路电流作为制动量,那么外部短路电流越大,制动量也就越大,因此母线短路时继电器将会有较高的灵敏度,为此引入比例制动概念(为区分方便,以下称其为常规比例制动)。其动作方程为

3典型故障保护动作过程分析

3.1典型故障1——保护动作过程分析

故障类型:东上母线内部故障,上分段183开关拒动。

东上母线内部故障33ms后,东上母线差动保护动作,将东上母线连接的所有元件解开,不论183开关是否拒动,首先检测183开关CT有电流要摘除上分段183开关CT,重新分配保护区段,时间160ms左右判断183开关拒动过t1时限,即120ms后再跳183开关。183开关拒动故障未消失,再经t2时限270ms,西上母差动作跳开西上母线元件开关。

3.2典型故障2——保护动作过程分析

故障类型:东母联181开关与CT之间故障,上分段183开关拒动。

东母联181开关与CT之间故障33ms后,东下母线差动保护动作,将东下母线连接的所有件跳开,不论东母联181开关是否拒动,首先要摘除母联CT,重新分配保护区段,时间160ms左右。CT摘除后,东上母线判断为内部故障,东上母线差动保护动作,将东上母线连接的元件跳开母差动作后,因为上分段183开关拒动故障电流未消失,过t1时限,即120ms后再跳183开关。183开关拒动再经t2时限270ms,西上母差动作跳开西上母线元件开关将西上母线连接的所有元件解开。保留下母线,上分段183开关在“合”位。

3.3典型故障3——保护动作过程分析

故障类型:东上母线内部故障,东母联181开关拒动。

东上母线内部故障33ms后,东上母线差动保护动作,将东上母线连接的所有元件解开,不论181开关是否拒动,首先要摘除东母联181开关CT,重新分配保护区段,时间160ms左右。CT摘除后,东下母线判断为内部故障,东下母线差动保护动作,将东下母线连接的所有元件解开

4母线保护运行

正常方式下,东西母联、上下分段四个断路器在和闸状态,四段母线环状运行。

东西旁路断路器正常处于备用状态。当旁路断路器代替线路断路器送电时,其连接方式应于被带线路处于同一母线,无固定连接方式。

220KV母线保护本身不存在固定连接问题,当母线元件上下刀闸双跨时,母线即为“无选择”状态,否则为“有选择”状态

母线保护定检、改换程序或装置程序紊乱无法正常工作时,应将母差及失灵保护全停,即将母差跳线、跳机压板全部退出,并中央单元、终断单元直流停用。

5母线操作注意事项

用母联开关给母线充电时,如果母差在投入则不用退出,也不用投入母联保护充电。如果母差保护停用,则母联开关应使用保护充电。

各送电线路受端充电至丰满线路断路器外侧,且断路器未投入时,母差保护照常使用,但充电前应检查断路器与电流互感器之间是否有接地线。

母线到系统前,应拉开母联开关操作直流。如果本侧母联开关在停电,则应拉开对侧母联及两个分段开关直流。

母线保护正常检查差流时,不用停用母差。

母线电压互感器停电时,应将所有元件倒至另一条母线上。

母线侧上、下刀闸在运行情况下,不得随意操作机构,包括动作辅助接点。如果操作,必须在继电人员采取措施后进行。