220kV雙母雙分段母線分段開關的死區(qū)保護分析

黃永健

摘 要：本文主要針對220kV雙母雙分段母線運行方式，在分段開關單CT和雙CT兩種不同配置方式下，重點分析了母線并列運行和分列運行時發(fā)生死區(qū)故障時母線保護動作邏輯，并比較兩者的優(yōu)缺點。

關鍵詞：雙母雙分段;死區(qū);分段開關;CT

220kV雙母雙分段母線運行方式具有運行調度靈活，檢修倒閘操作誤風險低等優(yōu)點，有利于電網運行的的可靠性和穩(wěn)定性。相比普通的220kV雙母線接線方式，雙母雙分段母線運行方式的保護配置有一定的區(qū)別。本文主要探討220kV雙母雙分段母線在保護死區(qū)發(fā)生故障時具體的保護動作邏輯。

1? 母線保護配置

如圖1所示，2015開關和2026分別是1M-5M、2M-6M的分段開關，2012開關和2016開關分別是1M-2M、5M-6M的母聯(lián)開關。1M-2M、5M-6M都會配置不同廠家的母線保護，目前江門供電局使用比較多的母線保護一般為南瑞PCS-915系列和深瑞B(yǎng)P-2C系列。當母線分段開關和CT之間發(fā)生故障時，母線保護將分段開關跳開后，CT仍存在故障電流，故障未能被切除。這個區(qū)間則被稱為保護死區(qū)。 對于雙母雙分段運行方式而言，分段開關死區(qū)故障涉及了分段兩側母線的保護，且又與母線運行方式、CT配置有關，保護動作邏輯相對復雜。

2? 單CT配置的死區(qū)故障分析

如圖1所示，2015和2026分段開關間隔均采用單CT（只有TA1）的配置方式，在分段開關2015和CT之間的K1處發(fā)生了短路故障。

2.1 母線并列運行

如圖1所示，2015分段開關在合位，1M-5M母線并列運行。當K1點發(fā)生故障時，由于2015分段開關的CT位于5M側，所以對于5M-6M側而言屬于區(qū)外故障，5M-6M的母差保護不動作;對1M而言則屬于區(qū)內故障，1M-2M的大差動作判為區(qū)內故障，1M小差動作瞬間跳開1M上所有支路開關、2012母聯(lián)開關和2015分段開關。但此刻電源線路仍經5M向故障點K1輸送短路電流，故障未被切除。5M-6M母線保護檢測到分段開關2015在分位后經延時150ms后再次確定分段開關2015在分位狀態(tài)，1M-5M分列運行后，其5M-6M母線保護大差動作判為區(qū)內故障，5M小差動作跳開5M上所有支路開關、2056開關后，最終故障被切除。保護動作邏輯如圖2所示。

2.2 母聯(lián)分列運行

如圖1所示，2015分段開關在分位，1M-5M分列運行。當K1點發(fā)生故障時，由于1M-5M處于分列狀態(tài)時，由于2015分段開關的CT位于5M側，分段電流不計入1M-2M母差，1M-2M母線保護不動作。5M-6M母線保護經400ms延時大差動作判為區(qū)內故障，5M小差動作，跳開5M上所有支路開關和2056開關，故障被切除。保護邏輯如圖3所示。

通過上述分析可知，采用分段開關采用單CT，投資成本低，二次回路和保護邏輯簡單。但存在一個明顯的缺點。就是當1M-5M并列運行而又發(fā)生死區(qū)故障時，理想狀態(tài)應是只需切除5M上所有的支路開關、2056母聯(lián)開關和2015分段開關。但在單CT配置模式下，首先切除了1M上所有的連接元件，在經延時后才切除5M上所有的連接元件，未能達到瞬時切除故障，且擴大了停電范圍。若在2M-6M的分段開關和CT之間發(fā)生故障，分析同理。

3? 雙CT配置的死區(qū)故障分析

如圖1所示，分別在2015和2026分段開關的兩側都裝設了CT（TA1和TA2），保護電流回路相互交叉接線。

3.1母線并列運行

如圖1所示，2015分段開關在合位，1M-5M母線并列運行。當K1點發(fā)生故障時，由于TA1和TA2 交叉接線，所以1M-2M和5M-6M母線保護中的大差保護均會動作，判為區(qū)內故障。接著1M-5M的母線保護的小差保護動作，瞬時將1M和5M上所有的支路開關、2012和2015母聯(lián)開關、2015分段開關跳開，故障切除。

3.2 母線分列運行

如圖1所示，2015分段開關在分位，1M-5M分列運行。當K1點發(fā)生故障時，母線保護動作邏輯如單CT配置一致，這里不再贅述。

據(jù)上述分析可得，分段開關兩側采用雙CT配置方式，在母線并列狀態(tài)發(fā)生死區(qū)故障時同樣無法避免的擴大停電范圍，且采用兩組CT，投資成本增加，電流回路接線相對復雜。但避免了分段開關存在的保護死區(qū)，且可瞬時切除故障。

4 結束語

對于220kV雙母雙分段運行方式，分段開關無論是單CT配置還是雙CT配置，在母線分列運行時，分段開關兩側的母線保護具備選擇性，可瞬時正確選擇應跳母線并跳開所有元件，有效隔離故障;而在并列狀態(tài)時，存在的死區(qū)保護都需要1M-2M和5M-6M兩套母線保護配合，將分段開關兩端的母線上所有元件都跳開才能徹底的隔離故障，不可避免的擴大了停電范圍。對于這個問題，還需進一步深入研究。

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