王綱 成浩

【摘要】分析了BP-2B微機型母差保護原理的一些特點；并針對該母差保護的不足，提出一些改進建議。

【關鍵詞】BP-2B母差保護 故障分量復式比率 TA飽和檢測

BP-2B微機型母差保護適用于500kV電壓等級及以下的母線保護，具備母線差動保護及斷路器失靈保護等功能。BP-2B是BP-2A的升級版，它彌補了BP-2A自身存在的一些缺陷。本論文針對BP-2B微機型母差保護的原理進行了一些簡單分析，并提出了該母差不足之處的改進建議。

1BP-2B母線保護原理特點分析

1.1故障分量復式比率差動

BP-2B母差保護啟動采用兩個判據：分相電流突變量啟動和差流越限，其差動元件采用原來的復式比率差動判據外，還增加了故障分量復式比率差動判據。這也是BP-2B微機母差區(qū)別于BP-2A微機母差的特點之一。故障分量復式比率差動判據的動作表達式為：ΔId>ΔIdset；ΔId>Kr（ΔIr-ΔId）；Id>Idset；ID>0.5×（Ir-Id）；ΔId：故障分量差電流；ΔIdset：故障分量差電流門檻定值；ΔI：母線上所有連接元件故障電流的絕對值之和。

故障分量復式比率差動判據分析：

根據疊加原理可知，故障點的電流為故障分量電流和負荷電流的疊加。故障分量電流有以下特點：（1）當發(fā)生母線區(qū)內故障時，母線上所有支路同名相故障分量電流的相位幾乎相同；（2）理論上只要故障點過渡電阻不是無窮大，發(fā)生母線內部故障時，故障分量電流的相位關系基本不會改變。因此利用故障電流分量做判據的好處就是可以有效的減小負荷電流對差動保護靈敏度造成的影響，從而減小了故障前系統電源功角關系對保護動作特性的影響，大大提高了保護切除經過渡電阻接地的故障的可靠性。由于故障電流分量存在暫態(tài)特性，因此故障分量復式比率差動判據僅在電流突變后第1個周波內投入，并采用低值制動系數的復式比率差動判據來閉鎖。

1.2比率系數

當雙母線分裂運行的時侯，在Ⅱ母故障時，在I母上的負荷電流仍然可能流出母線，此負荷電流會降低母差保護大差靈敏度，這時比率系數要隨之變低，否則可能會造成母差保護的拒動。本BP裝置的大差比率系數具有兩個定值：當母線并列運行時，裝置采用比率系數高值；而當母線分裂運行時，裝置比率系數采用低值；裝置可根據母線不同的運行狀態(tài)自動切換大差比率系數，從而避免了雙母線分裂運行且以弱電源方式運行的一段母線發(fā)生故障時，大差因制動量大而拒動，并導致母線保護拒動的可能性。

1.3TA飽和檢測判據

當母線發(fā)生區(qū)外出口故障時，會使TA發(fā)生嚴重飽和，此時如果出現差電流的話，會造成母線差動保護誤動作。BP-2B母差保護根據TA飽和后二次電流波形的特點增設了TA飽和檢測元件，用來判別差電流的產生是否由區(qū)外故障時TA飽和所引起的。根據實驗分析得知：（1）比較區(qū)內故障和區(qū)外故障TA飽和的情況，ΔId與ΔIr的動作時序完全不同；（2）在區(qū)內故障時，TA飽和時差電流波形畸變和各周波均存在線形傳變區(qū)。BP-2B以此特點為判據，能準確地檢測出TA飽和發(fā)生的準確時刻。對于區(qū)外故障，TA飽和以后，BP母差保護先閉鎖一個周波，而后開放TA的線性傳變區(qū)，這樣即便轉換性故障，保護仍會可靠動作。

2不足及改進建議

2.1發(fā)生轉換性故障時母差保護的響應時間

區(qū)外出口性故障時TA嚴重飽和，母差保護應可靠閉鎖。此時如轉為區(qū)內故障，BP裝置需要一個周波以后才能開放保護功能，從而延長了保護跳閘出口的時間：一個周波（20ms）加上保護出口時間（小于20ms），再加開關機械分閘時間，共計要100ms左右。顯而100ms的故障電流對電網以及設備是非常不利的。建議在BP-2B母差保護中是否可以加入支路電流幅值和幅角變化判別元件、尤其是幅角變化時，立即開放母差保護功能，這樣可以大大縮短在轉換性故障時的母差保護的跳閘出口時間。

2.2光隔損壞導致開入量的消失

光隔元件和24v電源元件會由于環(huán)境等因素損壞，這將導致母差開入量的采集不正確，會使得母差保護異常報警。此時應立即閉鎖母差保護裝置，將其退出運行。由于BP保護根據刀閘位置來判別支路電流是否計算在差電流內，建議增設刀閘記憶功能，在發(fā)生光隔損壞或刀閘付接點接觸不良的情況下，能記住刀閘異常前的位置，并發(fā)出信號。這樣的話母差可以不退出運行。保證了電網運行的可靠性。

2.3母差和失靈保護共用跳閘出口回路

BP-2B母差保護和失靈保護的復合電壓閉鎖定值的分開整定，這是相對于其它母差保護是一個新的進步，但目前的版本母差和失靈保護的出口跳閘仍共用一個回路，考慮到現場保護投退的靈活性，建議在以后的版本中可將母差出口和失靈出口分開，使用不同的繼電器跳閘出口。

3結語

BP-2B保護裝置增加了故障分量復式比率差動判據，大差比率系數的自動調整，區(qū)外故障TA飽和檢測元件等功能，大大提高了BP-2B母線保護的可靠性。但在區(qū)外出口性轉換故障，光隔及刀閘付接點異常時的刀閘位置追憶，母差和失靈保護出口等方面仍不夠理想，望下一版本中進一步的完善。

參考文獻：

[1]變電站繼電保護技術規(guī)范.

[2]變電站技術導則.

[3]110（66）kV～220kV變電站設計規(guī)范.

[4]BP-2B保護技術說明書.