双母线接线方式在两种运行方式下“分裂运行”压板操作探讨

双母线接线方式在两种运行方式下“分裂运行”压板操作探讨

赵瑞峰

山西京玉发电有限责任公司，山西 朔州，037200

摘要：双母线接线方式母联开关单侧电流互感器接线形式广泛存在于发电厂及电网的户外架构升压站中，此种接线方式存在母联死区，主流的两种保护装置RCS-915GA与BP-2CS均有母联死区保护功能，但在母线不同的运行方式下需进行手动切换保护压板来保证保护正确动作，本文对母线两种不同运行方式下“分裂运行”压板投退时间顺序进行详细分析，通过分析探讨得出母线运行方式切换时压板投退的原则。

关键词：双母线；母联死区；分裂运行；并列运行

对于双母线接线方式，当在母联开关的一侧仅安装一组TA时，TA与母联开关之间发生故障时，依靠各种原理的母差保护均无法正确跳开故障侧，这就是母联保护动作死区，当发生母联死区故障时可能造成本站和下级变电站全站失电，导致严重电网事故，为避免死区故障引起其他事故，厂内使用的两套母线保护分别RCS-915GA与BP-2CS均具有母联死区保护功能，为了母联死区保护在各种运行工况下均能正确动作，需要保护对母线的运行方式进行区分，同时在母线运行方式变化时需要运行人员进行手动切换保护压板来满足不同运行方式下母联死区保护能正确动作，不发生拒动及误动。在厂内的实际操作中，大多数运行人员对压板切换的时机不明白，就此问题做出如下探讨。

1 母联死区故障在不同运行方式下动作情况

如图1所示，双母线接线方式下，单CT母联各运行方式下母联死区故障时保护动作情况：

图1：双母线带母联接线图

1.1 双母并列运行

两条母线并列运行，当母联开关和电流互感器之间发生故障时，如图1，故障点对于Ⅰ母小差为区外故障，因此Ⅰ母小差不作；对于Ⅱ母为区内故障，因此Ⅱ母小差动作，跳开Ⅱ母上的连接元件及母联开关，但此时如不将Ⅰ母切除故障仍不能消除除，针对上述死区故障，即Ⅱ母差动保护动作，跳开Ⅱ母上的连接元件及母联，但故障仍不能切除的问题，在母差保护中专门设置了母联死区保护。

母联死区保护在母差保护发母联跳令后，母联开关已跳开而母联TA仍有电流，且在大差比例差动元件不返回的情况下，经150ms将母联电流退出小差，从而破坏Ⅰ母电流平衡，使Ⅰ母差动保护动作，最终切除故障，逻辑图如图2。从母联死区保护的动作原理可以看出，死区故障点实际在Ⅰ母范围内，但动作结果却是切除两段母线，考虑死区故障是小概率事件及故障不切除对设备的损坏，是继电保护的速动性与选择性综合考虑的结果。

图2：母联死区保护逻辑框图（母线并列运行）

图3：母联死区保护逻辑框图（母线分裂运行）

1.2双母线分列运行

两段母线分列运行（母联开关热备用），两段母线都有电压时，如发生死区故障，其动作结果仍与母线并列运行时一样，仍是切除无故障的Ⅱ段母线的话就很不合理。为防止母联在跳位时发生死区故障将母线全切除，两套保护装置均对母线分列运行时的母联死区保护逻辑进行了重新设计，如图3，当两母线处于分列运行状态、母联分列运行压板投入且母联在跳位时母联电流不计入小差，发生死区故障时，将只跳故障母线即Ⅰ母，无故障的Ⅱ母仍然运行，避免将两段母线全切、扩大停电范围。

2 母联保护“分裂运行”压板存在的意义

由上面的分析可知，在双母线并列运行，母联开关合闸的情况下，当故障发生在母联死区时，先是区内母线保护动作切除区内母线，经一定延时后母联电流退出小差，由区外母线差动保护切除母联死区故障。此运行方式下完全由保护装置自动判断、动作，无需人为参与。当双母线分裂运行时，仍按照双母线并列运行时的动作逻辑来切除母联死区故障时，显然会造成非故障母线切除，导致停电范围扩大。于是在保护装置中设置一定的逻辑判断母线“分裂”运行，使母联电流不计入小差电流，即“封母联”，从而使故障母线正确切除。目前厂内使用的两套母线保护RCS-915GA与BP-2CS均采用“分裂运行”压板和“ TWJ 为1”开入取“与”逻辑判断母联开关分裂运行，需要运行人员人为投退压板来切除死区保护，保证正确切除故障母线。

3 “分裂运行”压板投退顺序对保护的影响

因需要人员对“分裂运行“压板进行投退，就需要确定压板与母联开关操作的先后顺序,下面对两种投退顺序分别进行分析：

3.1若采用先拉开母联开关，后投入“分裂运行”压板的顺序，在母联开关分位而分裂运行压板未投入时，由于采用“分裂运行压板”和“TWJ为1”取“与”的逻辑，装置判定母线并列运行，会出现以下两种情况：

3.1.1此时若发生死区故障，由于“分裂运行”压板未投入，装置判定母线并列运行，此时Ⅱ母小差满足动作条件，但由于母线本身无故障，复压闭锁元件未开放出口，Ⅱ母小差拒动，而死区故障对于I母小差属于区外故障，虽然母线本身故障复压闭锁元件动作开放出口，I母小差也不会动作，导致死区故障无法切除。

3.1.2此时若I母(或II母)发生除母联死区故障外的其他故障，由于母联开关已在分位，Ⅱ母（或I母）不会有故障电流流出，将影响大差的动作灵敏度，而此时装置判定母线并列运行，仍采用比率系数高，不能切换为低比率系数值，降低了差动保护灵敏度。

3.2若采用先投入“分裂运行”压板，后拉开母联开关的顺序，在“分裂运行”压板投入而母联开关未拉开时，装置判定母线并列运行。

3.2.1此时若发生死区故障，母线差动保护动作切除Ⅱ母和母联开关后，大比率差动元件动作未返回，TWJ开入为1，且“分裂运行”压板为投入状态，两个判定方式均满足分列运行条件，判定母线为分列运行，封母联CT，其电流不计入小差回路，从而切除死区故障。

3.2.2此时若I母(或Ⅱ母)发生故障(除去死区故障)，由于母联开关仍在合位，不会影响差动保护灵敏度，仍可采用高比率系数值，I母（或Ⅱ母）小差动作，经复压闭锁原件开放出口，切除母联开关和I母。

4 结论

经过以上分析可以看出，“分裂运行”压板先于母联断开投入，因母线分列运行需两个条件同时满足才判断母线分裂，此时TWJ为1条件不满足，母联死区保护仍按照母线并列运行情况动作，不会影响保护动作的准确性，“分裂运行”压板后于母联开关合闸退出，母联合闸后TWJ为1条件仍然不满足，因此也不会影响保护动作的正确性。因此，应采用先投入“分裂运行”压板，后拉开母联开关的顺序，先合上母联开关，后退出“分裂运行”压板顺序。

参考文献：【1】深圳南瑞科技有限公司. BP-2CS  微机母线保护装置技术说明书

【2】南瑞继保电气有限公司. RCS-915GA微机母线保护装置技术说明书