母联(分段)断路器运行状态对微机型母差保护的影响研讨

刘建强 王仁胜 倪剑勋

国网江苏省电力公司检修分公司徐州分部

母联(分段)断路器运行状态对微机型母差保护的影响研讨

刘建强 王仁胜 倪剑勋

国网江苏省电力公司检修分公司徐州分部

本文以在江苏电网中被广泛应用的BP-2B微机母线保护装置为例，从变电运行的角度介绍了微机母线保护装置差动回路电流接入方式，微机型母线保护的差动逻辑等。并重点对母联(分段)断路器的运行状态的对微机型母线保护装置的影响展开分析。提出了微机型母线保护装置关于母联(分段)断路器的运行状态的运行和维护注意事项及母线故障时的故障分析、判断要点。

母联(分段)；运行状态；母差保护

1 母差保护动作原理

母线保护都是按差动原理构成的。以满足速动性和选择性的要求，实现母线差动保护所必须考虑的问题是在母线上一般连接着较多的电气元件(如线路﹑变压器﹑发电机等)。所以就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加以实现。但不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。

1)在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，或表示为ΣI =0；当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都向故障点供给短路电流，而在供电给负荷的连接元件中电流等于零，因此，k ΣI=I (短路点的总电流)。

2)从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行和外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的，具体来说，就是电流流入的元件和电流流出的元件中电流相位相反。如元件固定连接的双母线电流差动保护装置﹑母联电流比相式母线差动保护装置。以及RCS-915系列微机母线保护装置﹑BP-2B微机母线保护装置等装置。

2 微机型母线差动保护装置差动回路构成

下面以江苏电网广泛采用的BP-2B微机母线保护装置为例，介绍微机型母线差动保护装置差动回路构成。在众多的微机型母线差动保护置中，其差动保护回路构成基本相同。都是由一个母线大差动和几个各段母线小差动所组成的。母线大差动是指除母联断路器和分段断路器以外的母线上所有其余支路电流所构成的差动回路。某段母线小差动是指与该段母线相连接的各支路电流构成的差动回路，其中包括了与该段母线相关联的母联断路器和分段断路器。母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择。

以双母线接线方式为例，差动回路构成如下：

下面将举例详细说明差动回路的形成。其实这里所说的‘差动回路’只是借用传统保护的概念，微机母线差动保护装置中并不存在这样的硬件回路，各连接元件三相电流和刀闸位置全部都已转换成为数字量，由程序流程来实现切换。因此装置的差动回路可以说是实时地无触点地(非继电器)切换。

从差动电流计算公式可以看出，母线大差动回路电流的接入不仅与各个支路运行在哪一母线无关，而且与母联或分段断路器的电流元件无关。即母线大差动回路是将所有运行在母线上的支路电流元件全部接入，但不将母联或分段断路器的电流元件接入母线大差动回路。即母线小差动回路只将运行在该母线上支路的电流元件接入，并且当母联或分段断路器在合闸位置时将母联或分段断路器的电流元件接入，当母联或分段断路器在分闸位置时将母联或分段断路器的电流元件短接退出。

3 微机型母线差动保护装置差动回路特点及故障母线选择逻辑

微机型母线差动保护中大差比率差动元件与小差比率差动元件各有特点。大差比率差动元件的差动保护范围涵盖各段母线，大多数情况下不受运行方式的控制；小差比率差动元件受当时的运行方式控制，但差动保护范围只是相应的一段母线，具有选择性。对于存在倒闸操作的双母线﹑双母分段等主接线，差动保护使用大差比率差动元件作为区内故障判别元件；使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。即由大差比率元件是否动作，区分母线区外故障与母线区内故障；当大差比率元件动作时，由小差比率元件是否动作决定故障发生在哪一段母线。这样可以最大限度的减少由于刀闸辅助接点位置不对应造成的母差保护误动作。

另外，考虑到分段母线的联络断路器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，影响大差比率元件的灵敏度，大差比率差动元件的比率制动系数应可以自动调整。因母线在分列运行方式下，大差的灵敏度会降低，不宜与小差比率元件使用同一比率系数。此时装置自动将大差元件的复式比率制动系数置为0.5，保证大差的灵敏度。而装置在并列运行时(分段断路器在合位)，大差元件仍然按照大差复式比率系数的整定值计算。也就是说联络断路器处于合位时(母线并列运行)，大差比率制动系数与小差比率制动系数相同；当联络断路器处于分位时(母线分列运行)，大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值。母线上的连接元件倒闸过程中，两条母线经刀闸相连时(母线互联)，装置自动转入‘母线互联方式’(‘非选择方式’)——不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。当运行方式需要时，如母联操作回路失电，也可以投“互联压板”，强制保护进入互联方式。

4 结束语

随着计算机技术的发展，微机型母线差动保护装置已广泛应用在电力系统中。其大﹑小差动回路构成，动作原理，保护功能逻辑大致相同。本文以BP-2B微型机母线差动保护装置为例，介绍了微机型母线差动保护装置关于母联(分段)断路器的运行状态的运行和维护注意事项及母线故障时的故障分析﹑判断要点。希望通过微机型母线差动保护装置的介绍，达到变电运行人员对变电站应用的微机型母线差动保护装置进一步了解。并服务于现场实际工作，特别是有助于微机型母线保护装置关于母联(分段)断路器的运行状态的运行和维护注意事项及母线故障时的故障分析﹑判断要点的目的。

[1] 张举.微型机继电保护原理[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[2] 罗钰玲.电力系统微机继电保护[M].北京：人民邮电出版社，2005.

[3] 马永翔，王世荣.电力系统继电保护[M].北京：中国林业出版社，北京大学出版社，2006.

[4] 国家电力公司电力自动化研究院，深圳南京自动化研究所，深圳南瑞科技有限公司.BP—2B微机母线保护装置技术说明书[Z].2005.

王仁盛(1967-)，男，研究生，高级技师、高级工程师，主要从事变电运维管理工作；

刘建强(1964- )，男，本科，高级技师、高级工程师，主要从事变电运行及培训工作；

倪剑勋(1966-)，男，本科，高级技师，主要从事变电运行及管理工作。