電力系統(tǒng)母線保護特殊情況的處理方法

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摘 要：電力系統(tǒng)母線保護重要性顯著，保護方法多樣，該文結(jié)合母線保護的經(jīng)驗和實際對母線保護中的一些特殊情況給出了一定的分析和處理方法，為現(xiàn)場工作人員提供一定借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：母線保護 特殊 處理方法

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0084-01

當前國內(nèi)電力系統(tǒng)存在多種母線運行方式，一般來說都具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。除了母線保護的常規(guī)情況外，在此說明其他兩種特殊情況。一是由于存在母線上電流互感器飽和現(xiàn)象，二是在運行方式較為復雜時，雙母線上各種連接元件工作時存在切換的問題，所以對于電流互感器抗飽和、母線運行方式切換、保護的自適應性等母線保護的特殊情況值得引起現(xiàn)場工作人員的注意。

1 母線運行方式的判別及處理方法

在母線保護中，基于集成電路形式來判斷母線運行方式的方法通常是采用引入隔離開關(guān)的輔助觸點。有時母線保護采用引入一組隔離開關(guān)的常開、常閉觸點，用兩對觸點組態(tài)來判別隔離開關(guān)狀態(tài)是建立在防止隔離開關(guān)輔助觸點接入產(chǎn)生錯誤的基礎(chǔ)上，用兩對觸點組態(tài)來判別隔離開關(guān)狀態(tài)。

保留隔離開關(guān)輔助觸點，結(jié)合電流識別方法，以及自適應方法的強大計算、自檢及邏輯處理能力，融合數(shù)字式母線保護等方法，通過充分利用這些方法的優(yōu)勢，達到更加有效的運行方式的自適應方法。

2 電流互感器飽和問題及其母線保護處理方法

電流互感器的飽和現(xiàn)象而引起極為不利的是對于大多以母線差動保護為主而講的，它會增加母線差動保護誤動作機會的可能性。因此為保證母線差動保護能實現(xiàn)快速正確的動作，母線保護必須要考慮和采取一定措施來防止TA 飽和誘發(fā)誤動作，就是要在母線區(qū)外故障TA 飽和時以及在發(fā)生由區(qū)外故障向區(qū)內(nèi)故障轉(zhuǎn)化時可靠閉鎖差動保護。

（1）中阻抗母線差動保護時抗TA飽和的情況：中阻抗母線差動保護是利用TA 飽和時勵磁阻抗降低的特點來實現(xiàn)的，起到了防止差動保護帶來誤動作的效果。一般為幾百歐的保護裝置本身差動回路電流繼電器的阻抗較好地起到了分流TA 飽和造成的不平衡電流的效果，使得流入差動回路的電流量很少，另外中阻抗母線差動保護的制動特性的作用，這些可以使外部故障引起TA飽和時不會產(chǎn)生誤動保護現(xiàn)象。對于內(nèi)部故障TA 飽和的情況，則利用差動保護的快速性在TA飽和前即動作于跳閘，不會出現(xiàn)拒動的現(xiàn)象。

（2）數(shù)字式母線差動保護抗TA飽和的措施：目前數(shù)字式母線差動保護主要為低阻抗母線差動保護，影響其動作正確性的關(guān)鍵就是TA飽和問題。數(shù)字式母線差動保護抗TA飽和的基本對策主要是基于以下幾種原理：1）具有制動特性的母線差動保護：具有制動特性的母線差動保護在TA飽和不是非常嚴重時，比率制動特性可以保證母線差動保護不誤動作。但當TA進入深度飽和時，此方法仍不能避免保護誤動，需要采用其他專門的抗TA 飽和的方法。2）利用TA線性區(qū)進行母線差動保護：當TA達到飽和時，存在每個周波內(nèi)的一次電流過零點附近的不飽和段這一特征。基于這一特征就建立了TA 線性區(qū)母線差動保護方法，此保護方法實質(zhì)上是避開TA飽和區(qū)，以達到投入差動保護在TA每個周波退出飽和的線性區(qū)范圍內(nèi)的目的，故能對母線故障作出正確的判定分析。3）TA飽和的同步識別法：當母線區(qū)外故障時，與TA在故障的最初瞬間不會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，也與故障電流的大小無關(guān)，在飽和之前的差電流很小以至于不足使母線差動電流元件產(chǎn)生誤動作。若以母線電壓構(gòu)成差動保護的啟動元件，在故障發(fā)生時則可以瞬時動作，兩者的動作有一段時間差。當母線區(qū)內(nèi)故障時，產(chǎn)生差電流增大的同時母線電壓降低的特征，這一特征就是TA飽和的同步識別法的基本原理依據(jù)。工程實際中要同時進行母線區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障的區(qū)分，在母線區(qū)外故障時TA飽和，則應投入閉鎖母線差動保護的手段措施。TA 飽和的閉鎖也呈現(xiàn)出周期性特點，則是由于存在系統(tǒng)區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的母線轉(zhuǎn)換性故障的可能性因素而導致。4）通過比較差動電流變化率來鑒別TA飽和：TA飽和后可利用差電流的特點實現(xiàn)對TA飽和情況的檢測，第一種情況是當發(fā)生飽和時，在臨近飽和點范圍內(nèi)的二次電流變化率驟增，出現(xiàn)二次側(cè)電流波形缺損。當母線區(qū)內(nèi)故障時各條支路電流匯入母線，差電流基本上呈正弦規(guī)律特征，區(qū)外故障TA飽和條件下的差電流突變情況將不會發(fā)生。第二種情況是雖然TA進入飽和需要時間，但在TA進入飽和時，往往有一個不飽和時段出現(xiàn)在每個周波臨近一次電流過零點處，此時段內(nèi)，差電流變化率較小，TA尚可不失真地轉(zhuǎn)變一次電流。利用這一特點也可制成TA飽和的檢測模塊以便在短路初瞬間和TA飽和后每個周波內(nèi)的不飽和時段，檢測模塊都能夠有效而可靠地進行保護閉鎖。5）利用波形對稱原理：波形的對稱性與否可以判定TA是否飽這是因為在TA 飽和后二次側(cè)電流波形的一周波波形的對稱性被破壞而出現(xiàn)嚴重畸變。判別對稱性的方法有多種，最基本的一種方法是電流相隔半周波的導數(shù)的模值是否相等。6）利用諧波制動原理：諧波制動原理就是利用TA飽和時差電流波形失真的特點，建立起以差電流中諧波分量的波形特征來作為判據(jù)檢測TA發(fā)生飽和與否。當發(fā)生區(qū)外故障TA飽和時，差電流的波形實際是飽和TA勵磁支路的電流波形。一種情況是由于差電流中涌現(xiàn)出大量高次諧波，在TA發(fā)生一般性輕微飽和時，造成波形缺損這一現(xiàn)象將出現(xiàn)在故障支路的二次電流上。另外一種情況是隨著TA飽和程度由輕微飽和轉(zhuǎn)向重度飽和時，發(fā)生在二次電流波形上的缺損程度也逐步劇烈起來。但差電流的波形在內(nèi)部故障時接近工頻電流，諧波含量少。這種方法適用于由保護區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時，故障電流中諧波分量減少這一特點為依據(jù)而迅速形成差動保護判據(jù)。

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