220 kV雙母接線母聯(lián)失靈保護研究

師欽利，高 濤

（國網(wǎng)山西省電力公司呂梁供電公司，山西呂梁 033000）

220 kV雙母接線母聯(lián)失靈保護研究

師欽利，高 濤

（國網(wǎng)山西省電力公司呂梁供電公司，山西呂梁 033000）

從國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW 175—2008《變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設(shè)計規(guī)范》入手，結(jié)合不同型號母差保護母聯(lián)失靈動作邏輯框圖分析，對母聯(lián)失靈保護電流判據(jù)、啟動原理、保護配合、定值設(shè)置等相關(guān)問題進行了比較研究，發(fā)現(xiàn)了早期版本保護的局限性及后期母聯(lián)失靈保護正確可靠投入需注意的配合問題，進而規(guī)范和指導(dǎo)母聯(lián)失靈保護正確可靠投入。

母聯(lián)失靈保護；失靈判據(jù)；失靈啟動回路

0 引言

在現(xiàn)代高壓和超高壓電網(wǎng)中斷路器拒動是電網(wǎng)故障情況下又疊加斷路器操作失靈的雙重惡性故障，如果此類故障不能有效、快速地切除隔離，將會給整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行形成嚴重威脅，輕者造成發(fā)電機、變壓器等故障元件的嚴重?zé)龘p，重者直接引起電網(wǎng)的崩潰瓦解。在此情況下，允許適當(dāng)降低保護要求，但必須以最終能切除故障為原則，于是斷路器失靈保護作為一種近后備保護方式得到了普遍采用。

1 母聯(lián)失靈保護

所謂母聯(lián)失靈保護是指當(dāng)保護向母聯(lián)（分段）開關(guān)發(fā)出跳閘命令，且經(jīng)整定延時過后，若大差電流元件不返回，母聯(lián)（分段） 仍然有電流，則母聯(lián)（分段）失靈保護應(yīng)經(jīng)母線差動復(fù)合電壓閉鎖后切除相關(guān)母線各支路。只有母聯(lián)（分段） 開關(guān)作為聯(lián)絡(luò)開關(guān)時，才啟動母聯(lián)（分段）失靈保護。

母聯(lián)失靈保護有別于各支路斷路器失靈保護，母聯(lián)失靈保護配置于母差保護裝置內(nèi)，其電流起動判據(jù)僅用母差裝置母聯(lián)支路電流，只要設(shè)定電流定值、時間定值，正常運行時與母聯(lián)死區(qū)保護一樣為自動投入，不設(shè)外部硬壓板和控制字。其起動回路一般分為母差內(nèi)部及外部兩種，母差內(nèi)部有差動動作、充電動作、充電過流保護動作、大差動作跳母聯(lián)動作、母線失靈動作幾種；外部有母聯(lián)三相跳閘起動失靈開入、外部起動母聯(lián)失靈開入2種[1]。

2 設(shè)計規(guī)范及技術(shù)原則

國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW 175—2008《變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于雙母線接線母差保護配置說明如下。

配置雙套含失靈保護功能的母線保護，每套線路保護及變壓器保護各啟動一套失靈保護。保護功能：差動保護、失靈保護、母聯(lián)（分段）失靈保護、母聯(lián)（分段）死區(qū)保護、電流互感器CT（Current Transformer） 斷線判別功能、電壓互感器PT（Potential Transformer） 斷線判別功能。開關(guān)量輸入有母聯(lián)三相跳閘啟動失靈開入[2]。

技術(shù)原則中有母聯(lián)（分段）失靈保護、母聯(lián)（分段） 死區(qū)保護均應(yīng)經(jīng)電壓閉鎖元件控制的規(guī)定。

3 幾種母差保護裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯框圖分析

3.1 早期BP-2B裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯

早期BP-2B裝置從母聯(lián)失靈邏輯看僅支持母差內(nèi)部差動動作、充電動作2種固定起動方式，邏輯圖如圖1所示。

3.2 早期BP-2C裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯

BP-2C系列支持母聯(lián)三相跳閘起動失靈外部固定開入，邏輯圖如圖2所示。

3.3 RCS915AB/GA型裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯

RCS915AB/GA型除支持母差內(nèi)部差動動作、充電動作兩種固定起動方式外，還可通過控制字決定是否采用內(nèi)部母聯(lián)過流保護動作、外部起動母聯(lián)失靈兩種起動方式，邏輯圖如圖3所示。

3.4 PCS915型裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯

用于智能變電站的PCS915保護采用母差動作和外部起動母聯(lián)失靈內(nèi)外兩種固定起動方式，邏輯圖如圖4所示。

圖1 早期BP-2B裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯圖

圖2 BP-2C裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯圖

圖3 RCS915AB/GA裝置母聯(lián)失靈保護動作邏輯圖

3.5 邏輯框圖分析

根據(jù)BP-2B母聯(lián)失靈動作邏輯框圖還可以看出，當(dāng)母差功能退出時，母聯(lián)失靈和死區(qū)保護均不能動作出口，當(dāng)使用外部母聯(lián)充電保護，串帶線路退母差測向量過程中發(fā)生故障，母聯(lián)開關(guān)拒動時，母聯(lián)失靈保護不起作用。其余型號母差保護母聯(lián)失靈跳閘邏輯獨立，當(dāng)遇到上述退母差，投母聯(lián)專用充電保護帶負荷測向量期間，只要外部母聯(lián)三相跳閘開入（母差內(nèi)部“投外部起動母聯(lián)失靈”控制字置“1”），發(fā)生母聯(lián)失靈時，母聯(lián)失靈保護均能正確動作，隔離故障。

在單獨設(shè)置的母聯(lián)保護裝置內(nèi)部不必設(shè)置失靈有關(guān)定值（電流）,不管是單失靈還是雙失靈。某變電站主變壓器送電時發(fā)現(xiàn)母聯(lián)給主變壓器充電的定值單中投入了失靈電流保護，充電時電流達到定值動作，失靈開出為該電流動作接點與TJR串接方式。其實根據(jù)BP-2B母聯(lián)失靈保護邏輯看，此電流定值與起動回路均為多余設(shè)置，但不會影響保護正確動作。

如果不使用母差充電保護而使用母聯(lián)專用充電保護時，一種情況是BP-2B僅能靠自身差動動作啟動母聯(lián)失靈，當(dāng)充電到母線區(qū)外故障，母聯(lián)失靈時，母聯(lián)失靈保護拒動；一種情況是RCS915AB/GA型保護裝置“投外部啟動母聯(lián)失靈”控制字必須投入，且必須完善母聯(lián)操作箱至母差的來自母聯(lián)三相跳閘啟動失靈開入回路；尤其是給支路充電，母線區(qū)外存在故障時，母差內(nèi)部不會啟動母聯(lián)失靈，更需引入外部啟動失靈開入。

4 對現(xiàn)運行母差保護定值中有關(guān)母聯(lián)失靈保護設(shè)置的分析

調(diào)研某10座220 kV站20套母差保護中，只有1座變電站保護裝置母聯(lián)失靈退出（型號為MBP-H1），其余全部投入。10座220 kV站投單套斷路器失靈保護的有6座，其中：5座保護裝置為RCS915AB、1座保護裝置為BP-2B；其余4座變電站均投雙套失靈。

通過調(diào)閱該10座220 kV站RCS/PCS915定值單，發(fā)現(xiàn)除PCS915外，其余9座站RCS915定值單中“投外部啟動母聯(lián)失靈”控制字均為“0”。如果充電時僅使用母差外母聯(lián)專用充電保護且有外部啟動回路的話，此時若母聯(lián)斷路器拒動時，母聯(lián)失靈保護則無法啟動，故障會擴大從而造成較為嚴重的設(shè)備安全問題。

5 結(jié)束語

進一步檢查完善母聯(lián)操作箱至母差的來自母聯(lián)三相跳閘起動失靈開入回路，并將RCS915AB/GA型保護裝置“投外部啟動母聯(lián)失靈”控制字投入。應(yīng)補充完善《變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于母聯(lián)（分段）充電過流保護及輔助裝置設(shè)計部分，壓板設(shè)置中“母聯(lián)三相跳閘啟動失靈”壓板條款。針對BP-2B母聯(lián)失靈邏輯，相應(yīng)充電保護必須使用母差內(nèi)充電保護。

［1］ 賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理 [M].北京：水利電力出版社,1985：35-45.

［2］ 彭世寬，李天華，秦紅霞，等.變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設(shè)計規(guī)范 Q／GDW 175—2008 ［S].北京：中國電力出版社，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

師欽利（1975），男，山西呂梁人，1996年畢業(yè)于太原電力學(xué)校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，工程師，高級技師，從事繼電保護及二次運行維護專業(yè)工作；

高 濤（1989），男，山西呂梁人，2011年畢業(yè)于西安工業(yè)大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，助理工程師，技師，從事繼電保護及二次運行維護專業(yè)工作。