Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ Ｚｉｄｏｎｇｈｕａ￣电气工程与自动化－ ＝！！＝＝＝＝＝！！！！！！＝自 ！！＝＝＝＝＝＝！！！！！＝＝！＝Ｉ曼＝ 电网输送线路母线保护分析 石广森林杰 （建德市供电局，浙江建德３１１６００） 摘要：母线是电力系统输送电能的关键部分，母线保护是继电保护的关键环节。现研究了母线保护原则，探讨了母线保护中的注意事项， 分析了母线保护原理，对母线保护工程有一定的借鉴意义。 关键词：母线保护；差动保护；中阻抗 母线是指用高导电率的铜、铝质材料制成的，用以传输电能， 用间隔保护单对单启动对应失灵保护方式；双母差双失灵配置的 具有汇集和分配电力功能的导线，是电站或变电站输送电能用的 场站，正常运行时保护均投入跳闸。 ２微机型保护 总导线。通过它把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个 ３．用户或其他变电所。数学上指依一定条件运动而产生面的直线。在 微机型母差保护、失灵保护的判别母线运行方式的开关量输 电力系统中，母线将配电装置中的各个载流分支回路连接在一起， 入接点采用开关场地母线刀闸和开关的辅助接点，不采用经过重 动的电压切换接点和跳闸位置ＴｗＪ接点，开关量电源采用直流 起着汇集、分配和传送电能的作用。 母线按外型和结构，大致分为以下３类：（１）硬母线，包括矩形 ２２０Ｖ或ｌ１ＯＶ。３ ２２０ ｋＶ母线差动保护 母线、槽形母线、管形母线等；（２）软母线，包括铝绞线、铜绞线、钢 ３．应采用母线保护装置内部的失灵电流判别功能；２２０ ｋＶ及以 芯铝绞线、扩径空心导线等；（３）封闭母线，包括共箱母线、分相母 线等。母线故障的迹象是母线保护动作（如母差等）、开关跳闸及有 上变压器、发变组的断路器失灵保护的电流判别元件应采用相电 流、零序电流和负序电流按“或逻辑’’构成；线路支路应设置分相和 故障引起的声、光、信号等。 １母线保护的作用 三相跳闸启动失灵开入回路，元件支路应设置三相跳闸启动失灵 开入回路。为解决变压器低压侧故障时失灵保护电压闭锁元件灵 母线故障如未装设专用的母线保护，需靠相邻元件的保护作 敏度不足的问题，元件支路应设置于失灵启动的解除电压闭 为后备，将延长故障切除时间，并且往往要扩大停电范围，甚至酿 锁的开入回路，并采用主变保护跳２２０ ｋＶ侧接点动作时解除该侧 成系统性大面积停电。由于母线保护涉及开关较多，误动作后果特 复合电压闭锁。微机母差保护确保有大差元件，其母差失灵单元与 别严重，所以要求它比其他保护具有更高的安全性。 电压闭锁单元的Ａ／Ｄ（ｖＦｃ）、ＣＰｕ等硬件必须完全：母差保 护电源和刀闸开入电源要分开，在刀闸电源丢失后母差保护能够 ２母线差动保护的原理 记忆原运行状态确保可靠跳闸。 母线差动保护的动作原理建立在基尔霍夫电流定律的基础 双母线接线方式的母线发生故障，母差保护动作后，该母线上 上。把母线视为一个节点，在正常运行和外部故障时流入母线电流 的线路应利用线路纵联保护促使对侧跳闸（闭锁式采用母差保护动 之和为零，而内部短路时为总短路电流。假设母线上各引出线电流 互感器的变比相同，二次侧同极性端连接在一起。实际上由于电流 互感器有误差，在外部短路时继电器中有不平衡电流出现，差动保 护的启动电流必须躲开最大的不平衡电流才能保证选择性。 母线保护系统是具有比率制动特性的电流差动保护，采用整 流型电路，高速动作，其实质是可以非固定联结的绝对值比较母线 差动保护。 作停信；允许式采用母差保护动作发信；纵差采用母差保护动作直 跳对侧）。 ３．４保护装置异常处理 各型母差保护屏上的压板命名，投退规定、各类异常信号、节 点报文信息确保正确无误，母差失灵保护装置的ＴＡ断线、ＴＶ断 线、差动异常、闭锁异常、直流消失、自检错误、识别错误、电压闭锁 开放等装置软硬件故障及重要闭锁元件开放节点信号必须与刀闸 变位、母线互连、母线、开入变位等正常运行节点信号严格分 ３母线保护原则 开，严禁将以上２种信号并在一起发（监控）信号。在监控系统 在继电保护和安全自动装置技术规程中规定高压电网母线保 上重要保护设备异常信号与一般的信号明显区分，在母线倒闸操 护的装设应遵循以下原则： 作、母线互联、旁路操作后运行人员要立即核对母差失灵保护屏上 ３．１ ２２０～５０Ｏ ｋＶ母线 的各刀闸位置指示正确，互联继电器动作正确，并建立定时巡视核 ２２０ ｋＶ及以上电压等级变压器的断路器失灵时，除应跳开失 对制度；在系统正常运行状态出现刀闸位置接触不良、母差ＣＴ断 灵断路器相连母线的全部断路器外，还应跳开本变压器连接的其 线信号、母差失灵保护电压闭锁元件动作等问题要立即采取措施 他侧电源的断路器。模式：２２０ｋＶ变压器采用２２０ｋＶ母差保护动 停役相关设备进行检查。 作跳变压器时，一对节点接入变压器断路器的跳闸回路，另一对节 ３．５中阻抗母差保护 点作为变压器保护的开入，变压器保护经电流判别后确认变压器 中阻抗母差保护（特指ＲＡＤＳＳ、ＲＥＢ１０３型母差保护），其母联 断路器失灵后延时跳各侧断路器。５００ ｋＶ变压器２２０ ｋＶ侧开关失 开关合闸回路必须通过母差保护；对于装设中阻抗母差保护而使 灵采取通过２２０ ｋＶ母差保护直接跳５００ ｋＶ侧开关的方式。应装 用母联开关备自投的１１０ ｋＶ母线，要求母联开关备自投的合闸回 设能快速有选择地切除故障的母线保护。对一个半断路器接线，每 路必须通过母差保护出口，并制定严格规程，确保就地不得合闸母 组母线宜装设２套母线保护。为确保母线差动保护检修时母线不 至失去保护、防止母线差动保护拒动而危及系统稳定和事故扩大， 在２２０ ｋＶ及以上母线应采用双重化保护配置。双重化配置除应符 合基本的技术要求，同时还应满足以下要求： （１）用于母线差动保护的断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换 回路以及与其他保护配合的相关回路应遵循相互的原则按双 联（母联兼旁路）开关。由于母联开关辅助接点短接ＣＴ实现母联 开关死区失灵保护，要求确保母联开关位置接入母差保护的正确 可靠并在操作母联开关后加强对该位置继电器的监视；对于母联 开关辅助接点位置质量不好的厂站，要求立即更换相关设备；接入 ＲＣＳ９１６失灵保护装置的刀闸接点必须采用双位置或磁保持接点。 中阻抗母线差动保护，各间隔电流经小变流器接入母差保护， 重化配置。 小变流器一次侧不用的电流抽头不得采用短接，而应悬空放置，防 （２）新建、技改的配置双母差双失灵保护变电站失灵启动可采 止短接后短路电流流入造成小变流器的饱和， （下转第３３页） 机电信息２０１１年第１５期总第２９７期３１ Ｄｉａｎｑｉｇ。ｎｇｃｈｅｎｇ Ｙｕ ｚｊｄ。ｎｇｈｕａ 三 量 ５防止主变接地缺陷的应对措施 从上述分析可知，保证自耦变压器的良好接地对自耦变的安 全运行是非常重要的。但是由于主变压器接地点的隐蔽性，很难在 正常运行时通过巡视检查其是否正常；而变压器预防性试验中没 有测量主变外壳接地阻值项目，因此造成了这一种重大隐患。 为了保ｉｌＦ变压器接地的良好，建议在变压器周期性的预防性 图３ 自耦变中性点不接地，高压侧Ｃ相接地 试验中增加测试接地电阻这一项目，其阻值满足设计规范；或者视 高压及中压侧电压分析相量图 现场情况增加变压器地线同地网的导通实验。对于变压器接地线 和地网的连接，可采取多个焊点连接方式；同时对于变压器附近地 此时，中压侧Ａ、Ｂ两相的相电压高于正常工作的线电压。在 网，应注意和变电站地网连接的牢固性。 １１０ｋＶ系统引起了危险的高压，严重影响系统的安全运行。 对于运行时间长的老变电所，受地质条件、焊接不良、施工改 此时中性点的电压为Ｕ￣＝１２８ ｋＶ，由于中性点和变压器外壳 造影响等不利因素影响，接地网容易受到损伤，应加强检测。 接在一起，变压器外壳也就带上了危险的高压，对人身、设备的安 为了保证测试结果的有效性，测试接地电阻时，选取的参考点 全造成了极大的威胁。 应注意广泛性，同时注意参考点和变压器接地点有较长的距离，以 这次放电故障由于故障点在远方，变压器中性点出现的零序 防止变压器接地点由于其附近地网的损坏而失去。尹 电压相对出口接地故障的电压小了很多，只是烧毁了电流互感器 二次端子的瓷套，可以说是非常的幸运。 ［参考文献］ ［１］国家电力调度通信中心编．电力系统继电保护实用技术问答［Ｍ］． ４．２改变零序网络引起零序保护不正确动作 北京：中国电力出版社，１９９９ 电力系统的零序网络与变压器接地的中性点密切相关。接地 ［２］刘东方．变压器铁心接地电流超标缺陷分析及处理［Ｊ］．电工技 的中性点的变化带来零序网络的变化，进而导致零序网络电流分 术，２０１０（１Ｏ） 配系数变化，会对利用零序电流的保护带来很大的影响。从图２可 ［３］李娜．中性点不接地系统电压不平衡的几种现象分析［Ｊ］．科技促 以看出，２｝ｊ｝主变中性点失去后，系统的零序网络阻抗变大，线路Ｌ 进发展，２０１０（２） 零序电流变小，同时可能导致主变所在的整个２２０ｋＶ、１１０ｋＶ网 ［４］朱绍群．变压器铁芯多点接地故障及处理方法［Ｊ］．电力安全技 络的零序电流保护的不正确动作。 术，２０１０（８） ４．３在变压器内部产生放电。影响变压器的安全运行 ［５］崔红淼，梁波．变压器零序接地保护介绍［Ｊ］．电工电气，２０１０（７） 变压器接地不良，会使变压器的铁芯等部位带上悬浮电位，在 收稿日期：２０１卜ｏ４—１５ 变压器内部产生放电现象，导致变压器油试验超标，影响变压器的 作者简介：朱江（１９６８一），男，江苏睢宁人，工程师，现从事变电仿 安全运行。 真研究工作。 （上接第３１页） 从而引起母差保护在区外故障的误动或区内故障的拒动。 无故障后，冷倒至运行母线并恢复送电，联路线要防止非同期合 ３．６设备定期保护维修 闸。（４）经过检查找不到故障点时，应用外来电源对故障母线进行 加强母差保护装置的定期校验管理，非微机型母差保护内长 试送电。发电厂母线故障如电源允许，可对母线进行零起升压，～ 期励磁的继电器要加强检查，对于按双母线分段规划，但目前由于 般不允许发电厂用本厂电源对故障母线试送电。（５）双母线中的一 分段开关没有全部投产的非微机型２２０ ｋＶ母差保护，其互联继电 组母线故障，用发电机对故障母线进行零起升压时，或用外来电源 器长期励磁，要求加强对该继电器的监视，按规定做好定期装置校 对故障母线试送电时，或用外来电源对已隔离故障点的母线先受 验工作，保证装置完好运行。中阻抗型母差保护均通过电流回路切 电时，均需注意母差保护的运行方式，必要时应停用母差保护。（６） 换实现母线倒闸互联，其切换继电器正常运行时频繁切换大负荷 ３／２接线的母线发生故障，经检查找不到故障点或找到故障点并 电流，要求在母差年检时加强对该切换继电器的电流切换节点、跳 已隔离的，可以用本站电源试送电。试送开关必须完好，并有完备 闸失灵互联节点的检查。 的继电保护，母差保护应有足够的灵敏度。尹 加强设计基建管理和新投产设备的标准化验收管理，加强一 次运行方式和母差保护的运行方式校验核对工作。特别对母线兼 ［参考文献］ 旁路、母联兼旁路、旁路兼母联的厂站，其母联兼旁路开关的刀闸 ［１］张丽春，杨帆．电流互感器饱和对继电保护越级跳闸的影响［Ｊ］． 位置接入方式及刀闸位置的可靠与否直接影响母差保护的方式判 包钢科技，２００５（２） 断和动作正确，确保主变旁代时母差保护的可靠投退。 ［２］高权，李惠，赵培生．输入开关量在微机保护装置事故处理中的应 ４结语 用［Ｊ］．包钢科技，２００８（３） ［３］梁国坚，梁冠安．复合判据模糊逻辑的电力变压器微机差动保护 当母线故障停电后，现场值班人员应立即对停电的母线进行 ［Ｊ］．变压器，２０００（９） 外部检查，并把检查的结果迅速报告值班调度员，值班调度员按下 ［４］冯丽萍，董艳萍．浅谈１Ｏ ｋＶ供电系统中电力变压器的继电保护 述原则处理： ［Ｊ］．长春大学学报，２００６（２） （１）不允许对故障母线不经检查即强行送电，以防事故扩大。 （２）找到故障点并能迅速隔离的，在隔离故障点后应迅速对停电母 线恢复送电，有条件时应考虑用外来电源对停电母线送电，联路线 收稿日期：２０１卜０４－０１ 要防止非同期合闸。（３）找到故障点但不能迅速隔离的，若系双母 作者简介：石广森（１９８４＿），男，山西晋中人，助理工程师，主要从 线中的一组母线故障时，应迅速对故障母线上的各元件检查，确认 事变电二次检修及安装工作。 机电信息２０１１年第ｌ５期总第２９７期３３
