陸玉軍，徐 勇，薛 軍，蔣 瑩，陳 顥

(1.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京211102；2.揚(yáng)州供電公司，江蘇揚(yáng)州225000；3.揚(yáng)州儀征縣域檢修分公司，江蘇儀征211400)

變電站內(nèi)35 kV/10 kV母線（以下稱中低壓母線）長期運(yùn)行中由于絕緣擊穿、主回路觸頭過熱老化、局部放電、小動(dòng)物進(jìn)入而出現(xiàn)接地與相間故障，中低壓母線常見的短路故障形式有：單相接地、兩相短路、三相短路，同一地點(diǎn)的兩相接地短路和不同地點(diǎn)不同相別的兩點(diǎn)接地故障[1]。出現(xiàn)短路故障的設(shè)備有：開關(guān)（觸頭故障、真空泡故障）、電流互感器TA （絕緣擊穿）、電壓互感器TV、母排（絕緣擊穿接地）、及其他附件。由于出線間隔多、進(jìn)出線支路TA變比差異大，配置常規(guī)的母線保護(hù)不僅支路多、成本高昂、施工接線復(fù)雜，母線故障時(shí)導(dǎo)致的TA飽和問題也突出，存在保護(hù)設(shè)計(jì)和動(dòng)作配合的困難?；谏鲜鲆蛩?，變電站的中低壓母線設(shè)計(jì)時(shí)一般不配置專用保護(hù)，而利用主變低后備保護(hù)切除母線故障。但后備保護(hù)按逐級配合設(shè)計(jì)、動(dòng)作時(shí)間長達(dá)1～2 s，往往導(dǎo)致故障切除后母線變形、金屬部件熔融、有機(jī)絕緣炭化燃燒、開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備損毀嚴(yán)重。用后備保護(hù)做母線的保護(hù)時(shí)不僅損失巨大，而且運(yùn)行恢復(fù)困難。文中討論了智能變電站中低壓母線快速保護(hù)設(shè)計(jì)及相關(guān)問題。

1 中低壓母線保護(hù)方案

中低壓母線保護(hù)按保護(hù)原理可分為：電弧光保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)、電流相位比較式母線保護(hù)、方向過流比較式母線保護(hù)、電流閉鎖式母線保護(hù)[2-5]。

電弧光保護(hù)：是利用中低壓母線短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧并發(fā)出弧光、及故障電流增大為特征判據(jù)而設(shè)計(jì)的保護(hù)，整個(gè)保護(hù)由弧光傳感器、弧光檢測單元和主單元組成，因開關(guān)小室多，需要配置的弧光傳感器多，無論工程量和投資均較大，國內(nèi)應(yīng)用較少。

電流差動(dòng)保護(hù)：利用各支路ΣI≠0的原理而設(shè)計(jì)，在高壓保護(hù)中普遍應(yīng)用，而中低壓保護(hù)中由于需接入支路多、工程施工復(fù)雜、電纜用量大、運(yùn)行維護(hù)工作量大，應(yīng)用很少。

電流相位比較式和方向過流比較式保護(hù)：也因?yàn)樾枰尤氲闹窋?shù)多、判別機(jī)制易失效、工程實(shí)施復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)繁瑣而得不到應(yīng)用。

電流閉鎖式母線保護(hù)：利用母線發(fā)生短路故障時(shí)，主變低壓側(cè)檢測到故障電流啟動(dòng)、線路間隔檢測不到故障電流不會(huì)啟動(dòng)；出線保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)，主變低壓側(cè)檢測到故障電流，線路也檢測到故障電流啟動(dòng)為特征而設(shè)計(jì)，即由出線保護(hù)裝置閉鎖元件發(fā)出的閉鎖信號控制主變低后備保護(hù)裝置中的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)或閉鎖實(shí)現(xiàn)。其保護(hù)邏輯如圖1所示。

圖1 電流閉鎖式母線保護(hù)邏輯

該保護(hù)的優(yōu)勢是：在回路上改動(dòng)小，不需改變CT/PT回路，只需實(shí)現(xiàn)閉鎖接點(diǎn)在保護(hù)間傳輸。在保護(hù)功能配置實(shí)現(xiàn)上，甚至可以做到不增加裝置即可在低后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)母線保護(hù)功能。智能變電站中用GOOSE（通用面向變電站事件對象）傳輸閉鎖信號還可省去保護(hù)間的信號傳輸電纜，進(jìn)一步降低了實(shí)現(xiàn)成本，具有原理簡單、容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)[6，7]。

2 中低壓母線故障分析

以“2臺(tái)主變+單母線分段”典型變電站接線（如圖2所示）為例，根據(jù)分段投退的運(yùn)方，開展母線區(qū)內(nèi)、出線區(qū)內(nèi)、保護(hù)死區(qū)范圍內(nèi)典型故障分析，在發(fā)生故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作行為如下。

（1） 分段 3DL 分位、1DL 合位、2DL 合位，1號、2號主變分別帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)：

d1點(diǎn)故障，1號變低后備保護(hù)檢測到故障電流啟動(dòng)，由1號變低后備保護(hù)動(dòng)作切除母線故障；

d2點(diǎn)故障，2號變低后備保護(hù)檢測到故障電流啟動(dòng)，由2號變低后備保護(hù)動(dòng)作切除母線故障；

d3點(diǎn)故障，分段保護(hù)和2號變低后備保護(hù)均檢測到故障電流，屬于分段死區(qū)故障，由2號變低后備保護(hù)動(dòng)作切除母線故障；

d4點(diǎn)故障，1號變低后備保護(hù)檢測到故障電流，由1號變低后備保護(hù)動(dòng)作切除母線故障；

d5點(diǎn)故障，II段母線出線保護(hù)和2號變低后備保護(hù)檢測到故障電流，屬出線保護(hù)區(qū)內(nèi)故障，由出線保護(hù)動(dòng)作切除故障；

d6點(diǎn)故障，1號變低后備保護(hù)檢測到故障電流，但低側(cè)開關(guān)動(dòng)作后無法切除故障，屬變低死區(qū)故障，需跳高側(cè)開關(guān)才能切除；

d7點(diǎn)故障，1號變低后備保護(hù)檢測到故障電流，但低側(cè)開關(guān)動(dòng)作后無法切除故障，屬變低死區(qū)故障，需跳高側(cè)開關(guān)才能切除。

圖2 中低壓母線故障

（2）當(dāng)分段3DL合位、1DL合位、2DL分位，1號變帶全站負(fù)荷運(yùn)行時(shí)：

d2點(diǎn)故障，分段保護(hù)和1號變低后備保護(hù)均檢測到故障電流，1號低后備不能動(dòng)作，需由分段保護(hù)動(dòng)作切除；

d3點(diǎn)故障，1號變低后備保護(hù)檢測到故障電流，分段保護(hù)檢測不到故障，由1號變低后備動(dòng)作切除。其他故障動(dòng)作方式同1）。

（3）當(dāng)分段3DL合位、1DL分位、2DL合位，2號變帶全站負(fù)荷運(yùn)行時(shí)：

d1點(diǎn)故障，分段保護(hù)和2號變低后備保護(hù)均檢測到故障電流，2號變低后備不能動(dòng)作，需由分段保護(hù)動(dòng)作切除；

d3點(diǎn)故障，分段保護(hù)和2號變低后備保護(hù)均檢測到故障電流，分段保護(hù)動(dòng)作無法切除，屬分段死區(qū)故障，由2號變低后備保護(hù)動(dòng)作切除。

d4點(diǎn)故障，分段保護(hù)和2號變低后備保護(hù)均檢測到故障電流，由分段保護(hù)動(dòng)作切除。

根據(jù)上述故障分析，可總結(jié)中低壓母線區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障的特點(diǎn)有：

（1）發(fā)生母線區(qū)內(nèi)、或出線區(qū)內(nèi)故障時(shí)，主變低后備保護(hù)均可檢測到故障電流，可設(shè)計(jì)以低后備為啟動(dòng)元件的保護(hù)。為保證區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作、區(qū)外故障閉鎖，需以線路/分段間隔的啟動(dòng)信號作閉鎖條件；

（2）母線帶分段運(yùn)行時(shí)，分段以外的母線發(fā)生故障時(shí)，需要分段保護(hù)動(dòng)作切除；

（3）故障發(fā)生在分段死區(qū)、主變低側(cè)死區(qū)內(nèi)時(shí)，通過分段保護(hù)動(dòng)作或低后備保護(hù)動(dòng)作跳低側(cè)開關(guān)可能無法切除，該故障不同于其他類型故障；

（4）故障發(fā)生對應(yīng)于保護(hù)所動(dòng)作開關(guān)，無論線路開關(guān)、分段開關(guān)、低側(cè)后備開關(guān)均存在動(dòng)作失靈的問題，需考慮開關(guān)失靈的保護(hù)處理；

（5）當(dāng)有多個(gè)電源進(jìn)線同時(shí)存在時(shí)，需要考慮將多個(gè)電源隔離，需同時(shí)切除電源進(jìn)線開關(guān)。

3 基于GOOSE的母線保護(hù)分析

基于GOOSE的母線保護(hù)如圖3所示：由閉鎖元件所在的保護(hù)、啟動(dòng)元件所在的保護(hù)、傳輸閉鎖信號的GOOSE網(wǎng)絡(luò)組成。

圖3 基于GOOSE的母線保護(hù)

根據(jù)保護(hù)實(shí)現(xiàn)的可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性的特性要求，由于閉鎖元件與啟動(dòng)元件不在一個(gè)裝置內(nèi)，這3個(gè)部分均會(huì)對保護(hù)的動(dòng)作行為產(chǎn)生影響，甚至閉鎖信號的正確傳輸對啟動(dòng)元件產(chǎn)生決定性影響，決定了母線快速保護(hù)的動(dòng)作行為。

3.1 閉鎖信號傳輸?shù)囊?/h3>

與電纜傳輸信號不同，以通信網(wǎng)絡(luò)傳輸信號時(shí)主要存在傳輸延遲、通信異常導(dǎo)致的傳輸信號錯(cuò)誤、報(bào)文丟失等問題。

（1）GOOSE信號傳輸延遲：主要有發(fā)送設(shè)備的延遲、以太網(wǎng)傳輸?shù)难舆t、和接收設(shè)備處理的延遲，保護(hù)設(shè)備發(fā)送GOOSE報(bào)文和接收處理報(bào)文均可滿足<4 ms的要求，而網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t，經(jīng)模擬網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的測試其延遲時(shí)間<2 ms，因此，GOOSE傳輸閉鎖信號的總延遲<10 ms，完全可以滿足保護(hù)速動(dòng)性的要求。

（2）GOOSE信號傳輸錯(cuò)誤丟失：由于GOOSE報(bào)文是鏈路層單向多播傳輸報(bào)文，通信報(bào)文會(huì)由于鏈路干擾、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備異常、接收裝置異常丟失。但GOOSE報(bào)文有嚴(yán)格的校驗(yàn)和重發(fā)機(jī)制，一般錯(cuò)誤或丟失、通信中斷反應(yīng)到接收設(shè)備側(cè)均是收不到報(bào)文，因此GOOSE通信最大的問題是通信中斷。引起通信中斷的原因主要有通信介質(zhì)斷開、通信轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備故障或斷電、發(fā)送設(shè)備故障或斷電等原因。因此，影響GOOSE傳輸閉鎖信號可靠性的關(guān)鍵因素是實(shí)時(shí)監(jiān)測通信、防止通信中斷，只要保證裝置正常時(shí)GOOSE通信不中斷或GOOSE通信中斷被快速識別，保護(hù)的可靠性就自然得到解決。

3.2 閉鎖元件的要求

閉鎖元件是出線（含電容器、接地變）保護(hù)、分段保護(hù)中的反應(yīng)故障過流啟動(dòng)，指示故障位于母線保護(hù)范圍外的邏輯模塊。

對于出線保護(hù)而言，閉鎖信號反應(yīng)的是電流速斷、零序速斷、反時(shí)限過流保護(hù)的啟動(dòng)信號；而對于電容器保護(hù)而言，閉鎖信號反應(yīng)的是電流速斷、反時(shí)限過流保護(hù)的啟動(dòng)信號、接地變反應(yīng)的是電流速斷、反時(shí)限過流保護(hù)的信號。對分段保護(hù)，反應(yīng)的是電流速斷保護(hù)的啟動(dòng)信號。而其他保護(hù)模塊的啟動(dòng)信號不能做閉鎖元件。如發(fā)生過流故障時(shí)，閉鎖元件發(fā)出動(dòng)作信號時(shí)，最好啟動(dòng)元件同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生過流啟動(dòng)信號，否則閉鎖元件的閉鎖信號對于閉鎖啟動(dòng)元件實(shí)際意義不大。

3.3 啟動(dòng)元件的要求

能反應(yīng)母線保護(hù)區(qū)內(nèi)區(qū)外的全部短路故障，故障點(diǎn)位置的不同，會(huì)形成區(qū)外故障、區(qū)內(nèi)一般故障、區(qū)內(nèi)死區(qū)等不同類型故障。區(qū)外故障主要指：出線區(qū)域故障、電容器內(nèi)部故障、接地變內(nèi)部故障、分段帶母線及出線故障；區(qū)內(nèi)一般故障主要指：一般母線故障、母設(shè)（PT）故障、站用變故障、出線開關(guān)與CT間的故障；區(qū)內(nèi)死區(qū)故障指：變低死區(qū)故障、分段死區(qū)故障。

而當(dāng)上述故障發(fā)生時(shí)，啟動(dòng)元件跳令發(fā)出后開關(guān)拒動(dòng)導(dǎo)致無法切除的故障，有變低開關(guān)故障、分段開關(guān)故障、出線開關(guān)故障。

啟動(dòng)元件在實(shí)際故障發(fā)生時(shí)通過接收閉鎖元件的閉鎖信號，準(zhǔn)確區(qū)分出母線區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障，迅速閉鎖和開放母線保護(hù)功能，并根據(jù)故障發(fā)展情況，對區(qū)內(nèi)的死區(qū)故障、開關(guān)失靈故障做出響應(yīng)并能夠利用跳上一級開關(guān)的方式切除全部故障。

4 基于GOOSE的母線保護(hù)設(shè)計(jì)

4.1 閉鎖元件的設(shè)計(jì)

閉鎖元件應(yīng)滿足故障電流Imax>Idz并產(chǎn)生保護(hù)啟動(dòng)的條件，而門檻值可根據(jù)設(shè)計(jì)要求作為定值整定，出線保護(hù)邏輯如圖4所示。

圖4 出線閉鎖元件邏輯

閉鎖元件輸出加一可設(shè)定的延時(shí)，主要考慮當(dāng)出線發(fā)生TA穿越性故障時(shí)，出線和母線同時(shí)或相繼發(fā)生故障，為減少停電范圍，此時(shí)應(yīng)按出線先動(dòng)、母線后動(dòng)的原則完成，待出線故障切除后延時(shí)開放母線保護(hù)。

4.2 啟動(dòng)元件的設(shè)計(jì)

母線保護(hù)需要實(shí)現(xiàn)的邏輯功能有：區(qū)內(nèi)故障的快速切除、死區(qū)故障的處理、開關(guān)失靈故障的處理。因此啟動(dòng)元件是母線保護(hù)的核心。

4.2.1 區(qū)內(nèi)故障的快速切除

為防止母線保護(hù)在采樣異常復(fù)歸、GOOSE異常復(fù)歸、壓板投退后立即動(dòng)作，設(shè)充電環(huán)節(jié)確保避免保護(hù)誤動(dòng)的可能。

變低的啟動(dòng)電流按相過流啟動(dòng)，同時(shí)加入電壓跌落判據(jù)，確保是真正的母線故障時(shí)動(dòng)作。快速母線保護(hù)設(shè)兩段控制，可分別用于切除變低、變高（或主變?nèi)齻?cè)）等開關(guān)及閉鎖備投功能。區(qū)內(nèi)故障快速動(dòng)作邏輯如圖5所示。

圖5 區(qū)內(nèi)故障快速動(dòng)作邏輯

4.2.2 變低死區(qū)及開關(guān)失靈邏輯

當(dāng)發(fā)生變低死區(qū)故障或變低開關(guān)失靈故障時(shí)，在等待4.2.1的動(dòng)作邏輯發(fā)出并延時(shí)后仍無法切除故障，采用如圖6所示的邏輯切除故障。如開關(guān)是分位，則表明低側(cè)開關(guān)跳開后故障仍在判為死區(qū)故障，如開關(guān)沒有跳開，則判作失靈故障。兩者均啟動(dòng)跳高側(cè)（或主變?nèi)齻?cè)）開關(guān)。

圖6 變低死區(qū)開關(guān)失靈動(dòng)作邏輯

4.2.3 分段死區(qū)及開關(guān)失靈邏輯

分段死區(qū)故障或開關(guān)失靈故障時(shí)，因故障續(xù)存期間一直滿足分段閉鎖條件，無法執(zhí)行4.2.1的動(dòng)作邏輯，需要以分段是否有流及分段動(dòng)作后的延時(shí)條件判別，如果此時(shí)分段開關(guān)跳開仍有流則判為死區(qū)故障，如分段未跳開仍有流則判作開關(guān)失靈故障，這2個(gè)故障均跳變低側(cè)開關(guān)。分段死區(qū)開關(guān)失靈動(dòng)作邏輯如圖7所示。

圖7 分段死區(qū)開關(guān)失靈動(dòng)作邏輯

4.3 保護(hù)的整定

母線速動(dòng)保護(hù)的定值整定包括：啟動(dòng)元件的動(dòng)作值，閉鎖元件的動(dòng)作值，及啟動(dòng)元件與閉鎖元件間的時(shí)間配合[5]。

4.3.1 啟動(dòng)元件的整定

啟動(dòng)元件按下式整定：

其中：Kr為可靠系數(shù)，一般取1.25～1.5；KM為自啟動(dòng)系數(shù)，一般取 1.0；Kret為返回系數(shù)，一般取 0.9～0.95；Ildm為最大負(fù)荷電流。啟動(dòng)元件的動(dòng)作值按躲過最大負(fù)荷電流設(shè)計(jì)，對主變而言，最大負(fù)荷電流即為額定電流，對于110 kV變壓器小容量的可能經(jīng)常滿載運(yùn)行，不同容量主變的啟動(dòng)元件動(dòng)作值如表1所示。

分析以上數(shù)據(jù)，母線保護(hù)的啟動(dòng)動(dòng)作值取值應(yīng)不低于6000 A。

4.3.2 閉鎖元件的整定

母線保護(hù)啟動(dòng)元件在外部故障時(shí)不誤動(dòng)，完全依靠閉鎖元件能正確發(fā)出閉鎖信號，而閉鎖元件發(fā)閉鎖信號時(shí)，啟動(dòng)元件最好也達(dá)到啟動(dòng)值。

為防止線路TA斷線引起誤啟動(dòng)信號，即閉鎖元件的電流判別條件必須躲過線路最大負(fù)荷電流。一般出線按額定電流600 A計(jì)，考慮可靠系數(shù)、母線保護(hù)啟動(dòng)等因素，閉鎖元件的電流門檻值應(yīng)不低于1000 A。

表1 不同主變?nèi)萘康膯?dòng)元件定值

4.3.3 啟動(dòng)與閉鎖元件的時(shí)序配合

根據(jù)閉鎖元件實(shí)現(xiàn)閉鎖的條件看，閉鎖信號有效后經(jīng)通信傳輸傳遞到母線保護(hù)啟動(dòng)元件時(shí)，存在有明顯的延遲時(shí)間TD，延遲時(shí)間由以下部分組成：

其中：Ts為發(fā)送設(shè)備的發(fā)送延遲；Tc為通信鏈路傳輸?shù)难舆t；Tr為接收設(shè)備的接收延遲。從GOOSE的機(jī)制可看出Ts的時(shí)間可長達(dá)4 ms，Tc為通信鏈路及交換機(jī)的總延遲時(shí)間，一般不超過2 ms，而Tr一般不超過2 ms，上述延遲時(shí)間總計(jì)在10 ms內(nèi)。啟動(dòng)元件的動(dòng)作延時(shí)TD還需考慮與主變差動(dòng)保護(hù)的配合、躲開線路故障的暫態(tài)過程，因此，為防止保護(hù)誤動(dòng)、確保動(dòng)作可靠，啟動(dòng)元件速動(dòng)模塊延遲時(shí)間內(nèi)部設(shè)定應(yīng)不小于100 ms。

5 影響母線保護(hù)的可靠性因素及解決措施

閉鎖式母線保護(hù)需啟動(dòng)元件與閉鎖元件配合完成的分散式保護(hù)，影響母線保護(hù)速動(dòng)的可靠性有以下幾個(gè)主要因素：閉鎖信號的可靠性、故障穿越時(shí)的保護(hù)可靠性、出線有聯(lián)絡(luò)線時(shí)的可靠性。

5.1 GOOSE閉鎖信號的可靠性

GOOSE報(bào)文是以太網(wǎng)鏈路層多播MAC通信報(bào)文，由GOOSE數(shù)據(jù)集管理的對象數(shù)據(jù)通過GOOSE控制塊控制發(fā)送節(jié)奏，當(dāng)發(fā)送側(cè)在信號發(fā)生變位后，保證能在最快 （4 ms）的時(shí)間內(nèi)將變化后的值傳輸出來（如圖8所示）。

圖8 GOOSE報(bào)文發(fā)送機(jī)制

由于GOOSE報(bào)文是單向發(fā)送的，接受側(cè)在規(guī)定的允許存活時(shí)間timeAllowToLive內(nèi)沒有收到GOOSE報(bào)文，則接收方判相應(yīng)的GOOSE報(bào)文通信斷鏈，當(dāng)未發(fā)生信號變位期間，識別通信斷鏈的最大延遲時(shí)間可達(dá)2×T0，若T0=5 s，則判GOOSE閉鎖信號異常的延遲將長達(dá)10 s以上，如上圖，這無法滿足在發(fā)生GOOSE通信斷鏈后10 s內(nèi)發(fā)生出線間隔故障出線保護(hù)啟動(dòng)閉鎖母線保護(hù)的要求，此情況下母線保護(hù)的啟動(dòng)元件可能誤啟動(dòng)而致誤動(dòng)。

為避免上述異常出現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種母線保護(hù)啟動(dòng)元件過流啟動(dòng)時(shí)的GOOSE握手方案：在母線保護(hù)啟動(dòng)元件過流啟動(dòng)后，由啟動(dòng)元件發(fā)送“握手”信號報(bào)文給閉鎖元件，閉鎖元件收到后立即發(fā)送回答報(bào)文，啟動(dòng)元件根據(jù)在規(guī)定的延遲時(shí)間內(nèi)是否收到閉鎖元件的“握手”信號判別閉鎖元件的GOOSE通信有無斷鏈，如未收到回答報(bào)文則認(rèn)為對應(yīng)的閉鎖元件GOOSE通信中斷，立即閉鎖母線保護(hù)，并等待GOOSE通信正常后再次開放啟動(dòng)元件。該方法充分利用了GOOSE通信的特點(diǎn)、又不明顯增加GOOSE通信流量，具有實(shí)際可操作性。

5.2 故障穿越時(shí)的可靠性

故障穿越指在母線保護(hù)范圍的CT附近發(fā)生的轉(zhuǎn)移性故障，即母線區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障，或區(qū)內(nèi)故障轉(zhuǎn)區(qū)外故障的形式。故障穿越時(shí)閉鎖元件與啟動(dòng)元件均可能動(dòng)作，其動(dòng)作順序關(guān)系到母線保護(hù)的可靠性。

當(dāng)發(fā)生母線區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，對于出線分段間隔的轉(zhuǎn)移故障，已發(fā)出閉鎖信號的出線保護(hù)、分段保護(hù)會(huì)返回閉鎖信號，此時(shí)要求母線保護(hù)在閉鎖元件的閉鎖返回后能母線保護(hù)能快速實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)元件出口；對于主變低側(cè)區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時(shí)主變差動(dòng)保護(hù)會(huì)動(dòng)作，即使差動(dòng)保護(hù)未動(dòng)作，母線保護(hù)仍能正常啟動(dòng)不會(huì)閉鎖。

當(dāng)發(fā)生母線區(qū)內(nèi)故障轉(zhuǎn)區(qū)外故障時(shí)，如故障發(fā)生在線路/分段側(cè)，在啟動(dòng)元件動(dòng)作前閉鎖元件的閉鎖信號會(huì)閉鎖母線保護(hù)，增加母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；如故障發(fā)生在主變低側(cè)，則主變差動(dòng)保護(hù)會(huì)動(dòng)作，對母線保護(hù)的動(dòng)作影響也不大。

5.3 出線有聯(lián)絡(luò)線的可靠性

當(dāng)出線作為電源聯(lián)絡(luò)線使用時(shí)，如發(fā)生線路側(cè)保護(hù)動(dòng)作范圍內(nèi)（母線區(qū)外）故障時(shí)，出線保護(hù)會(huì)啟動(dòng)而發(fā)出閉鎖信號，如發(fā)生母線區(qū)內(nèi)故障時(shí)，出線保護(hù)仍會(huì)檢測到故障電流而啟動(dòng)，如允許出線保護(hù)發(fā)出閉鎖信號，則可能誤閉鎖母線快速保護(hù)。因此，對于聯(lián)絡(luò)線的保護(hù)應(yīng)采取投入方向過流判別條件的措施，當(dāng)方向指向區(qū)外時(shí)出線保護(hù)發(fā)閉鎖信號，方向指向區(qū)內(nèi)時(shí)不發(fā)閉鎖信號?；蛴砷]鎖元件發(fā)送方向判別GOOSE信號給啟動(dòng)元件，由啟動(dòng)元件根據(jù)是否是電源聯(lián)絡(luò)線判別是否需要方向閉鎖。

當(dāng)發(fā)生母線區(qū)內(nèi)故障時(shí)，母線保護(hù)啟動(dòng)元件動(dòng)作時(shí)，應(yīng)在切除主變低側(cè)的同時(shí)，發(fā)令切除聯(lián)絡(luò)線，否則將無法徹底切除母線故障。

6 工程應(yīng)用

該設(shè)計(jì)的中低壓母線保護(hù)于2013年11月在揚(yáng)州儀征供電公司110 kV儀征智能浦西變電站內(nèi)進(jìn)行了安裝、試驗(yàn)調(diào)試和試運(yùn)行應(yīng)用。

浦西變有110 kV/10 kV兩個(gè)電壓等級，1臺(tái)2號主變，10 kVⅠ段出線通過分段由2號變供電，為本站配置10 kVⅡ段母線保護(hù)1臺(tái)，閉鎖元件為Ⅱ段12個(gè)出線（電容器）間隔、分段間隔，啟動(dòng)元件位于母線保護(hù)內(nèi)，利用站控層網(wǎng)絡(luò)的GOOSE服務(wù)獲得了閉鎖元件的閉鎖信號，大大減少了改造的工作量。

母線保護(hù)通過9-2從2號主變低壓側(cè)合并單元獲取采樣數(shù)據(jù)、低側(cè)和分段開關(guān)位置等信號從過程層GOOSE網(wǎng)獲取，出口跳閘也經(jīng)過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場通過出線間隔的程序升級構(gòu)建了完整的10 kVⅡ段母線的快速保護(hù)和死區(qū)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了全站的速動(dòng)保護(hù)。

配置母線速動(dòng)、低側(cè)死區(qū)失靈、分段死區(qū)失靈軟壓板，可靈活投退相關(guān)的保護(hù)功能?？紤]線路檢修或間隔退出運(yùn)行等工況，設(shè)置識別線路檢修的硬壓板，母線保護(hù)根據(jù)壓板狀態(tài)自動(dòng)判別相應(yīng)的間隔是否需作為閉鎖元件，符合實(shí)際需要，簡便可行。

7 結(jié)束語

針對變電站中低壓母線保護(hù)缺少配置、事故損失嚴(yán)重的問題，利用智能變電站保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化通信的優(yōu)勢和支持GOOSE通信的能力，給出了智能變電站中低壓母線快速保護(hù)的設(shè)計(jì)方案，該方案降低了保護(hù)配置的成本，減少了工程施工量，解決了閉鎖信號可靠性的問題。

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