220 kV双母接线母联失灵保护研究

师钦利，高 涛

（国网山西省电力公司吕梁供电公司，山西吕梁 033000）

220 kV双母接线母联失灵保护研究

师钦利，高 涛

（国网山西省电力公司吕梁供电公司，山西吕梁 033000）

从国家电网公司企业标准Q/GDW 175—2008《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》入手，结合不同型号母差保护母联失灵动作逻辑框图分析，对母联失灵保护电流判据、启动原理、保护配合、定值设置等相关问题进行了比较研究，发现了早期版本保护的局限性及后期母联失灵保护正确可靠投入需注意的配合问题，进而规范和指导母联失灵保护正确可靠投入。

母联失灵保护；失灵判据；失灵启动回路

0 引言

在现代高压和超高压电网中断路器拒动是电网故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重恶性故障，如果此类故障不能有效、快速地切除隔离，将会给整个电网的稳定运行形成严重威胁，轻者造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损，重者直接引起电网的崩溃瓦解。在此情况下，允许适当降低保护要求，但必须以最终能切除故障为原则，于是断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。

1 母联失灵保护

所谓母联失灵保护是指当保护向母联（分段）开关发出跳闸命令，且经整定延时过后，若大差电流元件不返回，母联（分段） 仍然有电流，则母联（分段）失灵保护应经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线各支路。只有母联（分段） 开关作为联络开关时，才启动母联（分段）失灵保护。

母联失灵保护有别于各支路断路器失灵保护，母联失灵保护配置于母差保护装置内，其电流起动判据仅用母差装置母联支路电流，只要设定电流定值、时间定值，正常运行时与母联死区保护一样为自动投入，不设外部硬压板和控制字。其起动回路一般分为母差内部及外部两种，母差内部有差动动作、充电动作、充电过流保护动作、大差动作跳母联动作、母线失灵动作几种；外部有母联三相跳闸起动失灵开入、外部起动母联失灵开入2种[1]。

2 设计规范及技术原则

国家电网公司企业标准Q/GDW 175—2008《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》中关于双母线接线母差保护配置说明如下。

配置双套含失灵保护功能的母线保护，每套线路保护及变压器保护各启动一套失灵保护。保护功能：差动保护、失灵保护、母联（分段）失灵保护、母联（分段）死区保护、电流互感器CT（Current Transformer） 断线判别功能、电压互感器PT（Potential Transformer） 断线判别功能。开关量输入有母联三相跳闸启动失灵开入[2]。

技术原则中有母联（分段）失灵保护、母联（分段） 死区保护均应经电压闭锁元件控制的规定。

3 几种母差保护装置母联失灵保护动作逻辑框图分析

3.1 早期BP-2B装置母联失灵保护动作逻辑

早期BP-2B装置从母联失灵逻辑看仅支持母差内部差动动作、充电动作2种固定起动方式，逻辑图如图1所示。

3.2 早期BP-2C装置母联失灵保护动作逻辑

BP-2C系列支持母联三相跳闸起动失灵外部固定开入，逻辑图如图2所示。

3.3 RCS915AB/GA型装置母联失灵保护动作逻辑

RCS915AB/GA型除支持母差内部差动动作、充电动作两种固定起动方式外，还可通过控制字决定是否采用内部母联过流保护动作、外部起动母联失灵两种起动方式，逻辑图如图3所示。

3.4 PCS915型装置母联失灵保护动作逻辑

用于智能变电站的PCS915保护采用母差动作和外部起动母联失灵内外两种固定起动方式，逻辑图如图4所示。

图1 早期BP-2B装置母联失灵保护动作逻辑图

图2 BP-2C装置母联失灵保护动作逻辑图

图3 RCS915AB/GA装置母联失灵保护动作逻辑图

3.5 逻辑框图分析

根据BP-2B母联失灵动作逻辑框图还可以看出，当母差功能退出时，母联失灵和死区保护均不能动作出口，当使用外部母联充电保护，串带线路退母差测向量过程中发生故障，母联开关拒动时，母联失灵保护不起作用。其余型号母差保护母联失灵跳闸逻辑独立，当遇到上述退母差，投母联专用充电保护带负荷测向量期间，只要外部母联三相跳闸开入（母差内部“投外部起动母联失灵”控制字置“1”），发生母联失灵时，母联失灵保护均能正确动作，隔离故障。

在单独设置的母联保护装置内部不必设置失灵有关定值（电流）,不管是单失灵还是双失灵。某变电站主变压器送电时发现母联给主变压器充电的定值单中投入了失灵电流保护，充电时电流达到定值动作，失灵开出为该电流动作接点与TJR串接方式。其实根据BP-2B母联失灵保护逻辑看，此电流定值与起动回路均为多余设置，但不会影响保护正确动作。

如果不使用母差充电保护而使用母联专用充电保护时，一种情况是BP-2B仅能靠自身差动动作启动母联失灵，当充电到母线区外故障，母联失灵时，母联失灵保护拒动；一种情况是RCS915AB/GA型保护装置“投外部启动母联失灵”控制字必须投入，且必须完善母联操作箱至母差的来自母联三相跳闸启动失灵开入回路；尤其是给支路充电，母线区外存在故障时，母差内部不会启动母联失灵，更需引入外部启动失灵开入。

4 对现运行母差保护定值中有关母联失灵保护设置的分析

调研某10座220 kV站20套母差保护中，只有1座变电站保护装置母联失灵退出（型号为MBP-H1），其余全部投入。10座220 kV站投单套断路器失灵保护的有6座，其中：5座保护装置为RCS915AB、1座保护装置为BP-2B；其余4座变电站均投双套失灵。

通过调阅该10座220 kV站RCS/PCS915定值单，发现除PCS915外，其余9座站RCS915定值单中“投外部启动母联失灵”控制字均为“0”。如果充电时仅使用母差外母联专用充电保护且有外部启动回路的话，此时若母联断路器拒动时，母联失灵保护则无法启动，故障会扩大从而造成较为严重的设备安全问题。

5 结束语

进一步检查完善母联操作箱至母差的来自母联三相跳闸起动失灵开入回路，并将RCS915AB/GA型保护装置“投外部启动母联失灵”控制字投入。应补充完善《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》中关于母联（分段）充电过流保护及辅助装置设计部分，压板设置中“母联三相跳闸启动失灵”压板条款。针对BP-2B母联失灵逻辑，相应充电保护必须使用母差内充电保护。

［1］ 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理 [M].北京：水利电力出版社,1985：35-45.

［2］ 彭世宽，李天华，秦红霞，等.变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范 Q／GDW 175—2008 ［S].北京：中国电力出版社，2012：6-52.

Study on the Bus Coup ler M alfunction Protection of 220 kV Double-bus Configuration

SHIQinli,GAO Tao

(State Grid Lvliang Power Supply Com pany of SEPC,Lvliang,Shanxi 033000,China)

According to the enterprise standard of State Grid Q/GDW 175—2008 Standardization Design Specification for Power Transformer,High Voltage ShuntReactor,Busbar Protection and Auxiliary Equipments,this paper combined with the analysis on failure action logic diagram of different types of busbar differential protection,some issues including the current criterion,startup principle, protection coordination and fixed value setting of bus couplermalfunction protection are studied.The limitations of the protection in the early stageare pointed outand the correctand reliable protection actionsare found out.

buscouplermalfunction protection;failure criterion;failure protection startcircuit

TM771

A

1671-0320（2016）03-0033-04

2015-12-27，

2016-03-25

师钦利（1975），男，山西吕梁人，1996年毕业于太原电力学校发电厂及电力系统专业，工程师，高级技师，从事继电保护及二次运行维护专业工作；

高 涛（1989），男，山西吕梁人，2011年毕业于西安工业大学电力系统及其自动化专业，助理工程师，技师，从事继电保护及二次运行维护专业工作。