学文网摘 要:母线保护是发电厂和变电所保护的重要元件。在母线上连接有发电机、变压器、避雷器、压变、输电线路、配电线路以及调相设备等元件;母线工作的可靠性直接影响着发电厂和变电所工作的可靠性;同时,变电所或发电厂的高压母线也是电力系统的中枢部分,担负着连接电网,转移负荷的重要任务,若母线故障不能迅速切除,将会造成或扩大事故,破坏电力系统的稳定运行,甚至造成电网的瓦解。
关键词:母线保护 比例制动
中***分类号:TM1文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-028-01
与输电线路相比,母线发生故障的次数较少,但母线故障的可能性还是有的,虽然母线总长度不过几十米至上百米,而母线连接的设备多,电气接线复杂,设备损坏老化或绝缘子老化,污秽以及雷击等引起的短路故障,同时也存在着操作频繁,由于值班人员的误操作引起的人为三相故障(如带地线合闸,带负荷拉闸),因此,母线的短路故障在电力系统故障中仍存在着一定的比例,并且造成的后果十分严重。
母线上发生的短路故障,单相接地所占比例最高,大部分故障是由绝缘子对地放电引起,母线故障开始阶段大多数表现为单相接地故障,而随着电弧的移动,故障往往发展为两相或三相接地短路;相间短路较少;因此,母线故障的性质一般比较严重,对电力系统的安全带来的危害较大,装设快速切除故障的母线保护是十分重要,决不可少的。
母线保护其保护范围应包括连接在该母线上的元件,这就要注意母差用的电流互感器的二次绕组交叉接线,允许有重复保护区,不允许有死区存在。
国内母线保护的种类及优、缺点分析:
(1)固定连接的母线保护60-70年代
(2)母联电流相位比较的母线保护 70-80年代
(3)电流相位比较的母线保护 80-90年代
(4)带比率制动特性的母线保护 90年代至今
1固定连接式
优点:接线简单、选择性好,两组母线先后故障能正确动作;
缺点:破坏了固定连接的方式时,选择元件将失去选择性,因此只适用于一次接线很少的倒闸场合。
补措:只允许个别元件随着一次接线的倒闸,二次CT回路跟着切换。
2母联电流相位比较式
优点:不受倒闸操作的影响,可靠性高;
缺点:(1)在母线***运行时,母线保护将失去保护动力
(2)当两组母线先后发生故障,将不能切除第二组母线的短路故障;
补措:(1)利用启动元件带延时切除所有元件;
(2)受母联开关运行方式影响大;
(3)电流相位比较式:
优点:不受倒闸操作的影响、不受母线先、后故障的影响
缺点:(1)必须按相比较,接线相对比较复杂;
(2)对于1又二分之一接线或分段母线(即环形母线)有汲出电流,相位比较母差有可能拒动;
(3)母线倒闸操作时母线故障,流过母联电流的相位不确定,也可能造成母差的拒动。
3带比率制动型的母差保护
3.1不带比率制动的母线保护的一般表达式
1i1+ i2 +……iN1≥IP
1i1+ i2 +……iN1≥IP
i1+ i2 +……iN表示接在该母线上的所有元件
IP:表示继电器动作的最小电流(或门槛电流)
规定:母线流向线路为正、线路流向母线为负;
1i1- iII 1≥IP Iii> i1 iII-i1≥IP
Iii> i1+IP
(1)CT有10%的误差:i1=0.9 iII
(2)有50%的汲出电流,也可能误动。
3.2 带比率制动的母线保护的一般表达式
1i1+ i2 +……iN1-K(1i11+1i21+……+1iN1)≥IP
K为制动系数
1987年RADSS为第一代带比率制动式的母差保护
优点:它具有接线比较简单,性能优良的比率差动继电器,它适用于各种母线的主接线和不同的CT变比,正常运行有很大的制动,有较强的CT饱和能力,区内故障动作迅速,灵敏度高。
现以我局清流变500kV母差保护和220kV母差保护为列,介绍一下这两种保护:
(1)500kV母差保护为REB-103带比率制动的差动保护。针对一个半开关的接线方式,线路比母线重要,(母线采用单相PT、线路采用三相)母线保护无需进行电压闭锁,母差故障不能直接发信跳对侧开关,必须检测到有开关失灵才发远跳使对侧相应开关跳闸(断路器的失灵保护:满足连接单元的保护动作且经延时未返回,故障电流仍存在保护就会动作)。此时为母差启动失灵,对于500kV母差保护失灵也可以启动母差。
(2)220KV母差保护为WMZ-41A带比率制动的完全差动保护,主要功能包括分相式母差保护、复合电压闭锁、线路断路器失灵保护、母联断路器失灵保护、母联死区保护、母联充电保护、TA断线告警、闭锁、TV断线告警等。
500kV母差保护与220kV母差保护的区别,220kV母差保护不可以启动失灵保护;失灵保护启动母差保护。
4结束语
由于带比率制动式母差保护的优越性,现已逐步取代固定连接式和相位比较式母线保护。