智能变母线差动保护的大差低值和小差高值的调试技巧分析

邱碧丹，林炜，王睫

（福建电力职业技术学院，福建泉州362013）

1 引言

发电厂和变电所连接的出线数多，配电装置常采用双母线接线，母线保护配置有母线差动保护、母联失灵和母联死区保护等。

在双母线接线中，当母线故障时，通过大差动判别区内和区外故障，通过各段小差选择故障母线。大差是指母线上所有支路电流（除母联断路器和分段断路器以外）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（包括母联断路器和分段断路器）构成的差动回路。

为防止在母联断路器断开时，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏性不够，因此在双母线保护中，比率差动元件的比率制动系数设有高低两个定值，大差高值固定取0.5，低值取0.3；小差高值取0.6，低值取0.5。当大差低值和小差高值同时动作，或大差高值和小差低值同时动作，比率差动元件动作。

在现场工作中，经常需要验证比率差动元件的比率制动系数的高低定值。常常验证方法不恰当，影响了工作效率。以典型的两个保护厂家装置BP-2CA和PCS915为例介绍大差比率制动系数低值和小差比率制动系数的高值检验方法，并对不同的做法进行探讨。

2 PCS915母差保护装置

大差差动比率制动系数低值k=0.3和小差差动比率制动系数高值k=0.6的检验，其差动动作方程及曲线图如图1为：

图1 动作方程及曲线图

图2 I母区内故障

从图1可以看出，阴影部分是PCS915的动作区，有两个边界，上边界为动作量等于制动量，下边界为动作量等于k倍制动量。校验大差低值和小差高值。验证前，先设置实验条件：

①定值及控制字设置：差动启动电流取2A，“差动电流保护”控制字置“1”。

②试验条件：保护功能软压板⑻差动保护置“1”，失灵保护置“0”，母线互联置“0”，母联分裂置“1”。SV 软压板：投入“电压SV接收软压板”、“母联21M_SV接收软压板”、“支路1的SV接收软压板”、“支路2的SV接收软压板”、“支路3的SV接收软压板”。

③试验方法

首先，验证大差比率制动系数低值K=0.3。

方法一：I母、II母上各挂一条支路如图2，I母挂支路1，II母挂支路2，支路1和支路2通入大于3.33A的电流（启动电流/k）r且大小相等方向相反的电流，即大差差流为0，小差的动作量等于制动量，增加支路2的电流大小，进行验证。比率差动的动作条件是大差和小差都要满足动作条件，比率差动动作。此时小差差动满足条件，大差差动不满足条件，增加支路2电流至6.2以上，大差和小差差动都满足条件，差动保护动作跳I、II母所有支路。

方法二：I母、II母上各挂一条支路如图2，I母挂支路1，II母挂支路2。支路1和母联21M、支路1和支路2均通入大于3.33A的电流（启动电流/k）且大小相等方向相反的电流，大差差流为0，小差的差流也为0，增加支路2的电流大小，进行验证。设支路1通入电流4A，母联21M通入电流（母联极性端靠I母)4A，此时小差和大差差动都不满足条件，增加支路2电流（因开关在分位，母联有电流，150ms后母联电流退出计算）直至6.4以上，大差和小差差动都满足大条件，差动保护动作跳I、II母所有支路。

其次，验证小差比率制动系数高值K=0.6，启动电流为2A。母联开关在分位。

验证方法的思路是先大差差动动作，再小差差动动作。

I母挂两条支路，II母上挂一条支路如图3，I母挂支路1、支路3，II母挂支路2。支路1和支路3均通入大于3A的电流且大小相等方向相反的电流，支路2通入电流为X，大差制动电流为Ir=3+3+x=6+x，动作电流为Id=3-3+x=x，大差和小差差动同时动作的条件是kr=0.6，即小差高值的动作值为Id≻9；大差低值的动作值为Id≻2.57。先让大差动作，然后再让小差动作。

3 BP-2CA母差保护装置

大差差动比率制动系数低值k=0.5和小差差动比率制动系数高值K=0.6的检验，其差动动作方程及曲线图如图1为：

图3 I母区内故障

图4 BP-2CA曲线图

从图4可以看出，阴影部分是BP-2CA的动作区。验证前，先设置实验条件：①相关定值：差动启动电流取2A，“差动电流保护”控制字置“1”。

②试验条件 ：保护功能软压板，差动保护置“1”，失灵保护置“0”，母线互联置“0”，母联分裂置“1”。SV 软压板，投入“电压SV接收软压板”、“母联21M_SV接收软压板”、“支路1的SV接收软压板”、“支路2的SV接收软压板”。

③试验方法

首先，验证大差比率制动系数低值K=0.5。

方法一：I母、II母上各挂一条支路如图2，I母挂支路1，II母挂支路2，支路1和支路2通入大于1.5A的电流（（1+kr）×Id）且大小相等方向相反的电流，即大差差流为0，，增加支路2的电流大小，进行验证。比率差动的动作条件是大差和小差都要满足动作条件，比率差动动作。此时小差差动满足条件，大差差动不满足条件，增加支路2电流直至3A以上，大差和小差差动都满足条件，差动保护动作跳I、II母所有支路。

方法二：I母、II母上各挂一条支路如图2，I母挂支路1，II母挂支路2。支路1和母联21M、支路1和支路2均通入大于1.5A的电流，且大小相等方向相反的电流，大差差流为0，增加支路2的电流大小，进行验证。设支路1通入电流4A，母联21M通入（母联极性端靠II母),增加支路2电流（因开关在分位，母联有电流，150ms后母联电流退出计算）至4以上，大差和小差差动都满足大条件，差动保护动作跳I、II母所有支路。

其次，验证小差比率制动系数高值K=0.6，启动电流为2A。母联开关在分位。

验证方法的思路是先大差差动动作，再小差差动动作。

I母挂两条支路，II母上挂一条支路如图3。I母挂支路1、支路3，II母挂支路2。支路1和支路3均通入大于3A的电流且大小相等方向相反的电流，支路2通入X（A）电流，大差制动电流为Ir=3+3+x=6+x，大差和小差差动比率制动同时动作的条件是：大差的差动比率制动系数为kr=0.3，小差的差动比率制动系数为kr=0.6，即小差高值的动作值为Id≻kr（Ir-Id）=0.6×（6+x-x）=3.6；大差低值的动作值为Id≻k（rIr-Id）=0.3×（6+x-x）=1.8。先让大差动作，然后再让小差动作。

综上所述,验证大差低值和小差高值时，不管什么厂家保护，都遵循以下原则：首先要制动值达到最小要求值；验证大差低值时，小差先动，大差后动；验证小差高值时：让大差先动，小差后动。