母線保護(hù)中分列壓板的作用與操作

安 勇，熊 文，劉雪寒

(國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司綿陽分部，四川 綿陽 621000)

母線保護(hù)中分列壓板的作用與操作

安 勇，熊 文，劉雪寒

(國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司綿陽分部，四川 綿陽 621000)

通過對母線保護(hù)中母聯(lián)死區(qū)保護(hù)功能的原理介紹，逐步探討分析了母線分列壓板的作用、操作原則以及常見誤區(qū)，并說明實際工作中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況來處理母線分列運(yùn)行時的壓板投退問題，得出母聯(lián)運(yùn)行時，退出分列壓板等結(jié)論。

母線保護(hù)；死區(qū)故障；分列壓板；跳閘出口

0 引言

母線保護(hù)是變電站的重要保護(hù)裝置，而母線承擔(dān)著匯集、分配和傳送電能的作用，因此保證母線保護(hù)的正確運(yùn)行對提高供電可靠性和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，具有十分重要的意義。母線保護(hù)采用電流差動的原理，故母線保護(hù)又稱為母差保護(hù)。對運(yùn)維人員來說，在實際工作中面臨最多的就是母差保護(hù)壓板的投退，其中操作人員對跳閘出口、母差及失靈功能、互聯(lián)壓板的作用及操作都比較清楚，但對分列壓板的認(rèn)識還存在一定誤區(qū)。因此，厘清該壓板的作用及操作很有必要的。

1 死區(qū)及保護(hù)動作原理

母聯(lián)對母差保護(hù)來說，如果母聯(lián)兩側(cè)裝設(shè)2組CT(GIS設(shè)備大都采用此種方式)，交叉接線，則不存在死區(qū)；如果母聯(lián)僅一側(cè)裝設(shè)CT(敞開式布置設(shè)備大都采用此種方式)，如圖1所示，則存在死區(qū)。死區(qū)為母聯(lián)與母聯(lián)CT之間，即當(dāng)在母聯(lián)和母聯(lián)CT之間發(fā)生故障時，對Ⅰ母差動來說為外部故障，Ⅰ母差動保護(hù)不動作；對Ⅱ母差動來說為內(nèi)部故障，Ⅱ母差動保護(hù)動作，跳開Ⅱ母上的連接元件及母聯(lián)，但此時故障仍不能切除。

針對上述死區(qū)故障，即Ⅱ母差動保護(hù)動作，跳開Ⅱ母上的連接元件及母聯(lián)，但故障仍不能切除的問題，在母差保護(hù)中專門設(shè)置了母聯(lián)死區(qū)保護(hù)。母聯(lián)死區(qū)保護(hù)在母差保護(hù)發(fā)母聯(lián)跳令后，母聯(lián)開關(guān)已跳開而母聯(lián)CT仍有電流，且在大差比例差動元件不返回的情況下，經(jīng)150 ms將母聯(lián)電流退出小差，從而破壞Ⅰ母電流平衡，使Ⅰ母差動保護(hù)動作，最終切除故障。

圖1 死區(qū)故障

一般認(rèn)為：死區(qū)故障不應(yīng)切除雙母線，而只能切除連接有母聯(lián)CT的那條母線，避免擴(kuò)大為雙母失壓的重大事故。其動作邏輯應(yīng)是：

(1) 大差元件動作，判斷母線區(qū)內(nèi)故障，第一時限跳開母聯(lián)；

(2) Ⅱ母母差保護(hù)返回；

(3) 然后執(zhí)行上面所述“150 ms將母聯(lián)電流退出小差”程序，以促使Ⅰ母母差動作切除死區(qū)故障。

上述的動作邏輯確實能夠減小停電范圍，但會延長切除故障的時間(至少大于100 ms)，而母線故障其短路電流非常大，延長切除時間將會損壞一次設(shè)備，而母聯(lián)死區(qū)故障又是小概率事件，因此母線保護(hù)在快速性與選擇性矛盾時，側(cè)重于優(yōu)先考慮快速性。

2 母線分列壓板的作用

從母聯(lián)死區(qū)保護(hù)的動作原理可以看出，死區(qū)故障點實際在Ⅰ母范圍內(nèi)，但動作結(jié)果卻是切除2段母線，這是繼電保護(hù)的速動性與選擇性綜合考慮的結(jié)果。上述分析是針對母線并列運(yùn)行方式，即2段母線通過母聯(lián)開關(guān)連接在一起運(yùn)行，但如果2段母線分列運(yùn)行(此處特指母聯(lián)開關(guān)熱備用)，而2段母線都有電壓時，發(fā)生死區(qū)故障，其動作結(jié)果仍與母線并列運(yùn)行時一樣，仍是切除2段母線，這就很不合理。為了避免這種不合理的結(jié)果，就設(shè)置了分列壓板。當(dāng)分列壓板投入后，母線分列運(yùn)行時，即母聯(lián)在跳位，且2段母線處于運(yùn)行狀態(tài)，母聯(lián)電流不再計入小差，發(fā)生死區(qū)故障時，將只跳故障母線即Ⅰ母，無故障的Ⅱ母仍然運(yùn)行，避免將2段母線全切、擴(kuò)大停電范圍。其動作邏輯如圖2所示。

3 母線分列壓板的操作

從上述分析可以看出，母線分列壓板主要是為封鎖母聯(lián)CT二次電流計入小差保護(hù)，要找出何時投退才能正確發(fā)揮它的作用。仔細(xì)分析圖2，可以看出:投入該壓板是將母聯(lián)電流退出小差的一個條件，但并不是唯一條件，還需同時滿足3個條件，即2母線均運(yùn)行、母聯(lián)在分位，母聯(lián)無負(fù)荷電流(即母聯(lián)任一相電流均小于0.04 In)。因此投退母線分列壓板的原則就是：當(dāng)會出現(xiàn)2母線均有電壓、母聯(lián)在熱備用的運(yùn)行狀態(tài)時，就提前投入該壓板；該運(yùn)行狀態(tài)打破后，就退出該壓板。之所以要強(qiáng)調(diào)母聯(lián)在熱備用而不是冷備用，是因為如果母聯(lián)在冷備用，則母聯(lián)與母聯(lián)CT之間的死區(qū)被母聯(lián)兩側(cè)的刀閘物理隔離，因此就不存在死區(qū)故障。

具體操作時機(jī)以如圖3常見的雙母聯(lián)單分段接線方式來分析。

3.1 Ⅰ母停電

一般的操作順序是先將Ⅰ母元件倒至Ⅱ母，再分別將母聯(lián)1開關(guān)和分段開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用。則Ⅰ-Ⅱ母分列壓板應(yīng)在拉開母聯(lián)1開關(guān)前投入，拉開母聯(lián)1開關(guān)兩側(cè)刀閘后退出。因為倒母操作完成后，即使投入Ⅰ-Ⅱ母分列壓板，由于母聯(lián)1開關(guān)在合位，因此母差保護(hù)也并不會將母聯(lián)1開關(guān)電流退出小差，不會造成母差保護(hù)誤動作，此時發(fā)生死區(qū)故障仍按正常動作邏輯切除兩段母線。母聯(lián)1開關(guān)拉開后，即出現(xiàn)Ⅰ母、Ⅱ母均帶有電壓、母聯(lián)1開關(guān)熱備用的運(yùn)行狀態(tài)，此時至拉開母聯(lián)1開關(guān)兩側(cè)刀閘的時間段內(nèi)，若在母聯(lián)1開關(guān)至CT之間發(fā)生故障，將發(fā)揮分列壓板的作用，母聯(lián)1開關(guān)電流不計入小差，母差保護(hù)將只跳Ⅰ母，避免了全切母線。而后操作的分段開關(guān)，因為分段開關(guān)一斷開，Ⅰ母不再帶有電壓，也就不存在死區(qū)故障的危險，因此不需要投退Ⅰ-Ⅲ母分列壓板。同樣道理，若分段開關(guān)先于母聯(lián)1開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用，則只操作Ⅰ-Ⅲ母分列壓板，而不用操作Ⅰ-Ⅱ母分列壓板。

圖2 母線分列壓板作用邏輯圖

圖3 雙母聯(lián)單分段接線方式

3.2 Ⅰ母送電

一般的操作順序是先分別將分段開關(guān)和母聯(lián)1開關(guān)由冷備用轉(zhuǎn)運(yùn)行，再將Ⅰ母、Ⅱ母元件倒為標(biāo)準(zhǔn)方式。分列壓板的操作順序剛好與Ⅰ母停電時順序相反，即先轉(zhuǎn)運(yùn)行的分段開關(guān)不需操作分列壓板，而后在Ⅰ母帶電時，Ⅰ-Ⅱ母分列壓板應(yīng)在合母聯(lián)1開關(guān)兩側(cè)刀閘前投入，合母聯(lián)1開關(guān)后退出。其原因與Ⅰ母停電時分析類似。

Ⅱ母、Ⅲ母停送電，其分列壓板投退時機(jī)可參照Ⅰ母。另外，母聯(lián)或分段檢修時，也應(yīng)投入分列壓板：當(dāng)母聯(lián)或分段檢修處于分閘時，如果二次安措有疏漏，母聯(lián)或分段二次電流傳入母差回路，也不會計入小差，不會影響到母線保護(hù)的運(yùn)行。

4 對母線分列壓板的認(rèn)識誤區(qū)

目前，變電運(yùn)維人員對“母線分列壓板”的退投主要是從“母線分列運(yùn)行”的字面意思來理解，如果只籠統(tǒng)地認(rèn)為只有母線分列運(yùn)行時才投入該壓板，這就存在認(rèn)識誤區(qū)。

如圖1所示，以雙母線接線來說，通常所說的“母線分列運(yùn)行”是指母聯(lián)開關(guān)在分位，Ⅰ母、Ⅱ母各自帶元件獨立運(yùn)行，并不強(qiáng)調(diào)母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)的刀閘分合狀態(tài)。但從母線分列壓板的操作分析中可以看出，當(dāng)母聯(lián)開關(guān)熱備用而Ⅰ母、Ⅱ母又各自帶有電壓時，如果沒有投入分列壓板，若發(fā)生死區(qū)故障，將全切2組母線，擴(kuò)大停電范圍。當(dāng)母聯(lián)開關(guān)冷備用時，即使Ⅰ母、Ⅱ母各自帶有電壓，卻不會發(fā)生死區(qū)故障，投入分列壓板又沒有意義。所以“母線分列壓板”和“母線分列運(yùn)行”相似但不完全相同。

另外，對圖3所示的雙母線單分段接線來說就更復(fù)雜一些。因為有3段母線，平時通過2個母聯(lián)和1個分段開關(guān)合環(huán)運(yùn)行。通常認(rèn)為只斷開任何一個母聯(lián)或分段開關(guān)，3段母線只是開環(huán)，但仍然是并列運(yùn)行，只有1組母線的2個母聯(lián)或分段全部斷開，并且仍然帶有元件才認(rèn)為是“母線分列運(yùn)行”。顯然，這和“母線分列壓板”所指的“分列”有著極大的差異。如果以這樣的理解來操作“母線分列壓板”，仍將導(dǎo)致需要發(fā)揮壓板作用時，壓板沒有投入，不存在發(fā)生死區(qū)故障的情況時，卻又投入了該壓板的情況。GIS設(shè)備大都采用母聯(lián)兩側(cè)各裝設(shè)1組CT，2套母差保護(hù)交叉接線，則不存在死區(qū)，其保護(hù)范圍如圖4所示。如在母聯(lián)與Ⅱ母側(cè)CT之間發(fā)生故障，第1套母差會動作跳母聯(lián)及Ⅰ母，第2套母差會動作跳母聯(lián)及Ⅱ母，最終結(jié)果和死區(qū)保護(hù)一樣是全切2組母線。但如果母聯(lián)在熱備用，發(fā)生上述故障，第1套母差所接母聯(lián)CT電流會計入小差導(dǎo)致母差保護(hù)動作跳母聯(lián)及Ⅰ母，第2套母差所接母聯(lián)CT雖沒有電流計入小差，但故障點是在Ⅱ母上，從而破壞Ⅱ母電流平衡，母差會動作跳母聯(lián)及Ⅱ母，仍然擴(kuò)大了停電范圍。因此也需要按“母線分列壓板”的原則正確投退該壓板。

圖4 母聯(lián)雙CT配置時雙母差保護(hù)范圍示意

5 結(jié)論

綜上所述，可得出如下結(jié)論：

(1) 母聯(lián)運(yùn)行時，退出分列壓板；

(2) 母聯(lián)熱備用且2母線均有電壓時，應(yīng)投入分列壓板；

(3) 母聯(lián)檢修時，應(yīng)退出分列壓板。

當(dāng)然，不同變電站的運(yùn)行方式和保護(hù)配置不完全相同，不同情況下對母線分列壓板的投退也應(yīng)區(qū)別對待，不可生搬硬套，應(yīng)該根據(jù)保護(hù)裝置說明書和廠家人員的交底內(nèi)容，弄清楚該壓板的作用和工作原理，再確定其操作方法。

2016-03-11；

2016-08-04。

安 勇(1979-)，男，工程師，主要從事500 kV變電站運(yùn)維工作，email：an9640@163.com。

熊 文(1988-)，男，工程師，主要從事變電站運(yùn)維工作。

劉雪寒(1982-)，女，工程師，主要從事電氣高壓試驗工作。