浅析母线保护及其技术特性

一
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时间 ＜ １ ５ ｍ ｓ 。 内蒙 电 网 还 没 有 开 始 应 用 Ｗ Ｍ Ｚ 一 ４ １ 微机 保护 ， 需 得 到 较 多 的微 机 母 差 运 行 经 验 。 ２ ． Ｂ Ｐ 一 ２ Ｂ型 保 护 。 该 保 护 是 南 京 自动 化 研 究 院提 供 的 ， 主要特 点如下 ：复式 比率差动原理 ，在 区 内故障时无制动 ， 在区外故 障时有极强的制动特性 ，差动保 护灵敏度高 ； 自适 应能力强 ，倒 闸操 作过程 中，保护无 需退 出，并实时地无触 点切换差动 回路和 出口回路 ；以大差 动判 别故障，各段母线 小差 动保证选 择性 ；允许 Ｃ Ｔ型号变 比不一致 ，ｃ Ｔ抗饱和 能
消费 电子
２ ０ １ ３年 １ １月下
Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ 电子 科 技
浅析母线保护及其技术特 陛
陈 晓媛
（内蒙古包头供 电局 ，内蒙古包头 ０ １ ４ ０ ３ ０） 摘 要 ：母 线保 护是 电力 系统 中必备 的重要保 护之一 ，本文就 目前 国 内外各 类整 流型、 中阻抗 型、微机 型母线 保护的技术特性作 了比较分析 ，并对母 线保 护的应 用及发展方 向提 出了观点。 关键词 ：母 线 ；故 障；保护 ；技术特性 中图分类号 ：Ｔ Ｍ７ ３ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ２ － ０ ０ ５ １ － ０ １ 几种主要类型母线保 护的技术特性 我 国电网中使用 的母线保 护类 型较多 ，从元器件 构成上 大 致 可 分 为整 流 型 、集 成 电路 型 和 微 机 型 。 （ 一 ）Ｌ Ｘ Ｂ整流型母线 差动保护 Ｌ Ｘ Ｂ母差保 护 曾在 内蒙古 电网 １ １ ０ Ｋ Ｖ及 以上 系统广 泛使 用 ，为 电网的安全稳定运行做 出了贡献 ，同时也暴 露出其存 在 的某些缺 陷。曾做过一些改进 ，例如增加相继动作功能等， 由于原理及 技术条件 的限制，仍存在许多 问题 ：当两条母线 所接 电源严 重不平衡 时，大电源所在母线 内部 故障 ，小 电源 提供母联 电流不 能启 动 Ｌ Ｘ Ｂ继 电器 时，母差将拒动；母联 Ｃ Ｔ 为 单 侧 设 置 时 ， 在母 联 与 Ｃ Ｔ之 间 发 生 故 障 ， 故 障母 线 不 能快 速切除 双母线分裂运 行时， 动作 失去选择性；动作时间较长， 当Ｃ Ｔ严重饱和 时，可 能失去选择性 。 从 电网的发展来看 ，无论是从性 能上还 是运行维护等方 面 ，该 保护都越 来越难 以满足要 求，Ｌ Ｘ Ｂ型母差保 护将逐渐 被替换 。 （ 二）中阻抗型集成 电路母差保护 （ １ ）Ｒ Ｅ Ｂ １ ０ ３型集成电路中阻抗母差保护，是一种三相带 比率制 动特性 的母 差保护装置 ，特 点为快速动作 ，装置动 作 时 间８ ￣ ９ ｍ ｓ ， 起动继 电器和差动继电器 的动作时间约 ｌ ￣ ２ ｍ ｓ 。 （ ２ ） 在大 电源系统发生穿越性短路而线路 Ｃ Ｔ完全开路时 ，能告警 且 闭锁 母差保护 ：只 要符合设计标准 ，可 使用特性和变 比不 定相 同的 Ｃ Ｔ ；区内故障动作时间＜ １ ０ ｍ ｓ 。 （ ３ ）Ｐ ／ ｄ Ｈ型快速 母线保 护是带制动特 性的中阻抗 型母 线差动保护 ，其选择 元 件 是一个具有 比率制 动特 性 的中阻抗 型差动继 电器 ，解 决了 电流互感器饱和 引起母线差动保护在区外故障时的误动 问题 。 保护装 置是 以电流瞬时值测量 、比较 为基础 的，母线 内部故 障 时，保 护装置 的启 动元件、选择元件 能先于 电流互感 器饱 和前动作，因此动作速度很快 ，整组动作 时间不大于 １ ０ ｍ ｓ 。 内蒙古 电 网 ２ ２ ０ Ｋ Ｖ母 差 保护 大 部分 是 用阿 城产 Ｐ Ｍ Ｈ 一 ４ ０ 型和许继产 Ｐ 姗一 １ ４ ０型母差保护 。 （ 三 ）微机 型母差保 护 １ ． Ｗ Ｍ Ｚ 一 ４ １ 型保护 。该保护是 由国家 电力公司南京 电力 自 动 化设 备总厂 生产 ，装 置 的主要特 点如 下所 述： （ １ ）提 出 了抗 ｃ Ｔ饱和新 方案，对 ｃ Ｔ无特殊要求 。系统发生 区内故障 时，保 护迅速 出 口，不受 Ｃ Ｔ饱 和影 响；区外 故障 Ｃ Ｔ饱 和时 保 护可靠 不误 动。 （ ２ ）采 用全 新 的采 样值 算法及 突变量 算 法 ，提 高了母线 区内故障时 的出 口速 度。对双母线 保护， 自 动识 别、跟踪运行状 态， 电流无触 点切换 。通过对各ｍ ｓ 。该保护已在 内蒙电网投入运行 。
３ ． 分 布式 母 差保 护 。 该 保 护是 北 京 哈德威 四方 公司 推 出 的 ， 采用完全分布式结构 ，以便于分层分布式 自动化系统相适应， 其主要特 点如下：ａ ．整个装置完全分散化 ，每个 间隔单元保 护装置由多个 Ｃ Ｐ Ｕ分别构成启动元件 ，不同间隔上同一功能的 Ｃ Ｐ Ｕ由光纤构成 同级别 的环网，可通过 Ｍ Ｍ Ｉ 与Ｌ ｏ ｎ Ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ 或高速 以太网相连 。ｂ ． 各间隔单元的同步采样 由软件解决 ；采用 比率 制动原理。用三相综合式方案 ，依靠光纤环网传递 Ａ， Ｂ，Ｃ 三相 电流的差动量、制动量以及故障信息；担负启动元件 的单 环采用双通道结构，具有检错和纠错能力；抗 Ｃ Ｔ 饱和能力强 ， 采用差动动作时刻与 ｃ Ｔ 饱和时刻不一致 ，短 时闭锁保护。 二、母线保护 的应用及发展趋势 中阻抗型母线 电流 差动保护 ，将高阻抗 的特性 和 比率制 动特 性两者有效结合 ，显著降低了母差 回路 的负载 阻值，较 好地保证 了区外故障 ｃ Ｔ 饱和不误动 ， 区 内故障正确快速动 作。 它以 电流瞬 时值作测量 比较，测量元件和差动元件 多为集成 电路或整流型继 电器，当母线 内部故 障时，动 作速 度极快 ， 约为 ｌ ～ ３ ｍ ｓ 。而 在 １ ／ ４周期 以前 ｃ Ｔ不会 １ ０ ０ ％饱 和，能 较好 地传变一 次侧 电流 ，对 ｃ Ｔ 无 特殊要求，ｃ Ｔ 变 比可 以不一致 。 这是 目前 国内电网的主要选择。 制造厂相 继推 出的微机母差保护 ，最主要特 点是充分利 用计算机进行数字计算的能力，方便地实现带比率制动特性 的 电流瞬时值差动原理、复式 比率差动原理等 。微机母差对 ｃ Ｔ 饱和 具有独特 的检测方法 ，抗 ｃ Ｔ饱和能力强，国内的几个厂 家采用波形判别或补偿 法来 消除 Ｃ Ｔ饱和的影响，即利用 １ ／ ４ 周期前 ｃ Ｔ 线 性传变 的采样 点，用一定的算法进行波形处理或 判别 ，以保证保护的选择性。同时微机母差保护具有 自检功能， 可靠性进一步得到提高。 更重要 的是， 微机母差具有通信接 口， 可方便地与监控系统互联 、完成信息的远传与远控 ，实现 自动 化。 当然微机母差保护具有调试整定方便的优 点是不言而喻 的。 因此 ，母线保护 同线路保护一样 ，采用微机型的保护是趋势和 方向。对于采用分层分布式 自动化变电站 ，分散式 的微机母差 保护更能与其结构相适应 。应该指 出的是，目前微机母差保护 动作速度 尚不如 中阻抗母差保护快 ，区外故障转区内故障时动 作时间较长，运行的稳定性、成熟性有待提高 。在解决这些问 题之前 ，将中阻抗母差保护的逻辑 回路、信号回路微机化，既 发挥 了中阻抗保护 的优点，又具有微机保护 自检、通信接 口的 优势 ，应是 目前一种较理想的选择 。 参考文献 ： 【 １ ］ 刘明军 ． 母 线保护技 术特性 分析 ［ 『 １ ． 沈 阳电力 高等 专