母线差动保护动作事故原因分析和运行注意事项

母线差动保护动作事故原因分析 和运行注意事项

单志强 郝希华

神华 （无棣 ）新能源有限公司 山东 济南 250002

摘要：在当前电力专业领域中，变电站不同电压等级大部分设计输电母线，母线通常发生的概率偏低，但是母线发生故障时短路电流大，对系统的影响大，需要快速切除故障。正是因为这种情况，根据反措的要求35kV以上的系统母线需要配置母线保护。但是由于运行人员技能水平达不到或者运行的疏忽在母线发生故障时保护并不能正确动作，会引发母线差动保护拒动或是误动事故。在这种情况下，就有必要深入全面的分析与探讨母线差动保护动作事故的主要原因，并基于此提出相应的改善对策。下面也主要从这个角度入手，对母线差动保护事故进行深入全面的探讨。

关键词：母线差动保护；保护动作；动作事故

引言

在整个电力系统操作系统中，母差保护本身是一个非常重要的模块，与整个电力系统的稳定运行有很大关系。因此，各运营和维护人员也应积极学习平时母差保护和保护失败相关内容，明确保护措施操作原理，认识和掌握母差保护故障和失败问题的改善措施和方法，并更多地投入相关工作。此外，在电力系统的日常管理中，要在后续开发中积极改变智能保护装置，大大提高整个电力系统的保护技术，最终为电力系统的稳定运行提供强大的保护。这样可以改善母线差动保护，提高电力系统运行水平。

1、母线差动保护原理

因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，电流流向故障点，这一平衡就会破坏。差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。母线大差是指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联和分段开关）电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择。如果是各段母线并列运行，母线保护装置会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。母线差动保护动作要检测电压的闭锁，如果复压元件没有启动母线差动保护会备闭锁不动作。

2. 一起35kV母线故障保护拒动事故

某风电场共有两段35kV母线，接线方式为单母分段接线方式，分段开关配有断路器充电保护装置为南瑞继保RCS-9616C,两段母线配有一套母线差动保护装置作为35kV母线的主保护，母线保护装置为南瑞继保RCS-915。两段35kV母线均经主变升压后接入110kV母线。风电场35kV母线主接线如下图1，35kV I段、II段母线分段运行，分段开关300正常运行在热备用状态。某风电场在35kV#1主变301开关柜发生分支母线相间短路故障，故障点如图1。故障发生后主变低后备保护经延时动作，跳开301断路器，差动保护整组启动未跳闸。故障点发生在母线差动保护范围以内但是保护未正确动作，未快速切除故障，最终经延时后通过主变低后备切除故障。

图1

2. 差动保护拒动原因分析

图一故障点的位置为35kV母线保护范围之内，差动保护应正确动作并切除35kV I段母线开关，但实际保护并未正确动作。事故后分别对差动保护CT、差动保护装置电流采用开展相关试验工作，确定CT及保护采样均正常。重新检查、保护功能压板、计算保护装置定值，保护定值计算、整定及功能压板均正确无误后，怀疑差动保护被闭锁。差动保护外部闭锁有出线CT断线闭锁、复合电压未动作闭锁未开放，CT及保护装置采样均未发现问题可以排除。而RCS-915电压闭锁元件判据为Uφ ≤Ubs 、3U0≥U0bs、U2≥U2bs。其中Uφ为相电压，3U0 为三倍零序电压(自产),U2 为负序相电压,Ubs 为相电压闭锁值，U0bs 和 U2bs 分别为零序、负序电压闭锁值。以上三个判据任一个动作时，电压闭锁元件开放。母线发生故障，母线差动保护动作跳闸必须相应的母线电压闭锁元件开放。

该风电场主接线方式为单母线分段接线方式有两段35kV母线，母线保护装置均要采样两段母线PT电压。在分列运行方式下，一段母线故障时，非故障母线电压闭锁元件并不能开放闭锁。结合这个原则检查发现母线装置内部整定为投一母控制整定0，投而母线整定控制也为0，在此运行方式下由盘柜的电压切换开关来控制差动保护闭锁元件的采样电压。母线保护电压切换开关有三种运行状态分别为I母、II母、双母。当置在双母位置，引入装置的电压分别为Ⅰ母、Ⅱ母 TV 来的电压; 当置在Ⅰ母位置， 引入装置的电压都为Ⅰ母电压，即 UA2 =UA1 ，UB2 =UB1 ，UC2 =UC1 ; 当置在Ⅱ母位置，引入装置的电压都为Ⅱ母电压，即 UA1 =UA2 ，UB1 =UB2 ，UC1 =UC2 。通过现场检查发现，由于运行人员的操作失误，母线保护电压切换开关长期运行II母状态，在35kV I段母线发生短路故障时，35kV母线保护电压闭锁元件由于电压变化小一直处于闭锁状态，造成母线故障时差动保护拒动，远后备保护启动延时切除故障。

4、母线差动保护运行注意事项

1）电压切换开关，电压切换开关正常情况下应在双母位置下运行，一条母线PT异常，且一次接线在并列运行方式下，可将PT切换开关切至PT正常的母线运行，PT恢复后及时切至双母运行。

2）单母线运行压板，在正常的运行方式下，单母线压板要工作退出位置，在母线并列运行时，母联开关异常不能正确分闸或是特殊运行要求下，不允许母联开关跳闸的状态下，投入单母线运行压板，在状态下任何一条母线发生故障，母线差动保护跳所有开关。

3）母线检修压板或是分列运行压板，母线在分列运行状态下，可投入此压板，母线并列运行前退出此压板，操作顺序不能错误。

4）双母线接线方式，在倒排操作后，要检查母线保护装置模拟操作盘刀闸状态是否正确，母线差动保护装置是否有差流，差流一般不大于50mA。

5）差动保护装置报出线CT断线，要及时查明原因，出线CT断线大于闭锁值差动保护会闭锁无法起到保护作用。

结束语

母线是电力系统中非常重要的设备之一，如果电力系统母线发生故障，保护装置必须快速、正确的动作消除故障。否则，系统可能会震动，甚至引起大规模停电。因此，调试人员正确的调试母线保护装置、运行人员能否正确投入保护装置非常重要。

参考文献

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