GIS故障精准辨识切除及自动恢复供电的母线保护新原理分析

2018-02-21雍海生

现代工业经济和信息化 2018年7期

雍海生

（黄河鑫业有限公司，青海西宁 810000）

引言

随着现阶段我国经济的高速发展，我国的电力故障在发生故障的过程当中，需要利用继电保护的选择性要求来做出充分的应用，保证可以在最小的范围内将其从故障当中做出有效的排除，从而可以最大限度的将系统当中没有出现故障的部分可以实现继续安全的运行。在这个过程当中，母线保护动作对于母线当中所连接的全部元件都需要切除，如果出现母线保护不正确的动作现象，则会引起负荷损失甚至于设备安全的问题，对于本身的系统稳定问题也会造成一定程度的影响。因此在此种情况下，需要对于一种基于模型参数识别的母线保护新原理进行充分的应用，将母线内部故障状态等效为一个电感电路模型，从而可以在发生故障的情况下构造出具有自适应制动特性的母线保护判据，最终实现对供电系统本身的稳定性保障。

1 GIS局部放电特点和信号传播特性

在GIS的局部放电特点当中，主要是在局部电机的电场作用下产生的，在其过程当中所使用到的绝缘系统可以在部分区域当中产生一定的放电现象，但是并没有贯穿到电压导体之间，此种现象被称之为局部放电现象。在此种现象的产生过程当中，局部放电电压对于所有的电压种类都会产生相同的效应，并且对于先导起始电压和击穿电压也会造成一定的影响。最终在局部放电的过程当中，需要作用于导体本身当中，或者绝缘体本身的表面，或者内部。在这个过程当中，需要对存在于GIS当中的绝缘早期故障进行分析，主要采用了局部放电的现象来进行故障发生的。其中在局部放电的原因当中，主要存在以下几个方面的原因[1]。

1）载流导体表面缺陷，主要是由外界因素等多种因素造成的，比如毛刺、尖角等，对于表面电场会造成一定的影响。一般情况下，在进行操作或者冲击电压的情况下会引起击穿的现象。

2）绝缘子表面的缺陷问题方面，由于制造质量不良的现象，绝缘体本身有气泡或者裂纹的影响下，会造成污染或者尘埃的现象。另外在GIS筒内在制造和安装过程中存留的自由导电微粒以及导电部分接触不良等现象也会造成很大的威胁现象。

3）在GIS内超高频（UHF）信号的传播特性方面，其局部的放点信号频带方面处于相对交款的状态当中，在本身结构特点的影响下对于电信号可以实现有效的传播。其中在GIS内部主要是利用横向电磁波的方式来进行传播的，不会存在任何的隔阂问题。其中的UHF信号在每一个绝缘子的传播下，对于其信号强度会产生一定的影响，产生信号衰减的现象，因此在此种情况下，需要根据信号本身的带下来实现对故障进行精准的判断和分析。

2 传统母线保护原理

在传统母线保护方面，主要是包含了分相式比率差动元件来进行共同组成的，其中的差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。在母线大差方面的分析过程当中，需要最大限度的实现对母联和分段开关之外所存在的支路电流进行差动电路的有效分析。对于母线当中所存在的小差主要值得是在线路当中的母线进行母联和分段开关的所有连接，最终在此情况下可以构成差动回路的现象[2]。

3 GIS故障精准切除母线保护新原理以及其应用

本文当中，需要根据实际情况对母线保护新原理进行实际的应用，可以实现对各种电压等级的双母线、双母单分、双母双分等主接线来进行充分的应用，在其判断的过程当中，需要利用区域内的故障大范围比率原件来进行故障原件的判断。但是其中的故障母线选择原件则需要利用小范围的比率差动原件来进行判断，对于其中的间隔原件需要利用间隔比率的差动来进行分析。在此种情况下，需要根据大差比率元件的动作情况，来进行母线的区域内外的故障进行实际的判断。如果出现大差比率的时候，需要根据小差比率的元件动作来对故障的位置进行确定和判断[3]。

1）在进行实际的应用过程当中，需要根据其相关的基本原理来进行实际的分析，主要需要对其中的三个差流计算区域进行计算。在计算的过程当中，需要对母线当中的每一个连接单元进行判断，都为母线流出电流的方向，可以判断为正方向。在母线大范围差动计算范围内，可以用所有间隔线路侧CT来进行判断；其中的母线小范围差动计算范围可以用所有间隔母线来做出判断。

2）在其动作逻辑方面，如果线路侧的CT和开关之间发生了故障的现象，则会出现大范围差动动作，小范围差动不动作的现象，此种现象可以被称之为故障间隔差动动作，非故障间隔差动如果进行不动作、其中间隔差动的保护在跳开本间隔开关的情况需要实现对线路的对策开关进行有效的保护。在此基础上，对于母线保护在进行保护加短延时的过程当中，需要保持不动作的情况下对线路两侧的开关进行分析，从而实现对故障点的有效隔离，以此在大范围的差动以及小范围的差动过程当中都不会出现差流返回的现象。根据其具体情况来判断出发生故障的区域，对于母线采取保护不动的现象，在其他的元器件则需要保持继续运行的状态。

3）在动作时序方面，主要以220 kV的GIS设备来作为主要的研究对象，利用GIS故障精准隔离母线保护新原理来实现对故障的精准定位，并且根据实际情况来做出有效的隔离。对于其非故障的部分需要实现快速地进行正常运行状态的恢复。在CT安装位置方面，其中主要是气体绝缘全封闭的组合电器，在其运行的过程当中，需要对其中的各种设备进行有效的隔离，比如断路器、隔离开关、电流互感器、母线等元器件，采用密封在一个接地的金属外壳内，对于其壳内需要具备一定压强的SF6气体，利用此种方式来进行最大限度地保证相间、地以及断口间的可靠绝缘。在其实际的运行过程当中，需要根据气室结构来进行判断，如果母线侧CT安装在Z0气室内并且靠近Z1气室的位置处。在本文当中则可以处于母线侧死区故障（如k1），如果其中的气室没有出现问题，则需要进行故障母线刀闸的有效隔离，可以实现对故障的有效隔离，对于母线的供电可以进行有效稳定地恢复[4]。