董明瑞

摘要：出于電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要以及實(shí)際操作的方便，微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)在我國電力系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛。然而，母線差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用過程中，如果未對(duì)母聯(lián)死區(qū)進(jìn)行有效的保護(hù)，將產(chǎn)生死區(qū)故障，造成失壓事故，給電力企業(yè)造成巨大的負(fù)荷損失。因此，對(duì)220kV母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作事故原因及改進(jìn)措施進(jìn)行探討與分析，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：220kV變電站;母線差動(dòng)保護(hù);問題;措施

一、母線差動(dòng)保護(hù)裝置工作原理分析

通常設(shè)置大差與小差對(duì)雙母線系統(tǒng)的母線差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，大差是不包括母線及分段在內(nèi)的母線上各元件形成的差流，小差是各母線上全部元件形成的差流。大差是起動(dòng)元件，能夠?qū)δ妇€區(qū)的內(nèi)外故障進(jìn)行明確;小差是故障母線元件的選擇。就母聯(lián)并列運(yùn)行出現(xiàn)死區(qū)故障而言，如果母聯(lián)開關(guān)接點(diǎn)位置分離，再結(jié)合主接點(diǎn)和輔接點(diǎn)的時(shí)間先后進(jìn)行考慮，也就是封母聯(lián)電流互感器，那么另一段母線母差能夠?qū)⒐收吓懦?/p>

二、保護(hù)動(dòng)作行為分析

以某220kV變電站失壓事故為例，其死區(qū)故障發(fā)生在220kV站母線的開關(guān)相，在剛發(fā)生故障時(shí)大差與母線差都存在差流。故障電流有效值大概為21.3kA，已經(jīng)達(dá)到母線差保護(hù)差流的定值。故障持續(xù)時(shí)間在40ms后，I母差動(dòng)保護(hù)首先作出反應(yīng)，使掛I母運(yùn)行的各個(gè)間隔開關(guān)斷開。

40ms后因?yàn)槟嘎?lián)B相的故障電流依然存在，但是母聯(lián)開關(guān)已經(jīng)處于斷開狀態(tài)，基于保護(hù)角度，可明確母聯(lián)開關(guān)與電流互感器之間存在死區(qū)故障的發(fā)生。這時(shí)，當(dāng)I母小差動(dòng)作以及母聯(lián)開關(guān)斷開之后，故障還是存在不返回的大差電流，但是母聯(lián)電流互感器仍然有電流的存在，II母得出的故障電流有效值是14.3kA，在大概98ms時(shí)母差保護(hù)經(jīng)過判斷發(fā)生母聯(lián)死區(qū)故障，BP-2B按照母聯(lián)開關(guān)的狀態(tài)持續(xù)時(shí)間達(dá)50ms封母聯(lián)電流互感器，此時(shí)I母小差電流不存在，II母存在差流，195ms時(shí)II母小差動(dòng)作斷開掛II母運(yùn)行的全部間隔開關(guān)，從而使故障完全消除。

三、母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作事故的原因分析

基于繼電保護(hù)的視角，不管是理論分析，還是結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行證明，最合理的答案是母聯(lián)死區(qū)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致事故的發(fā)生。但是，卻不能使外在的表面問題得到解釋。開關(guān)外部的放電痕跡較為明顯，表明存在接地故障，但是故障的發(fā)生部位卻不是死區(qū)，應(yīng)該屬于母線故障的范圍之內(nèi)。因此，保護(hù)動(dòng)作屬于一種意外動(dòng)作?；诓煌膶I(yè)視角，將出現(xiàn)兩種差異明顯的結(jié)論，其也是問題的重點(diǎn)。按照求真務(wù)實(shí)的原則，基于檢修與繼電保護(hù)的角度進(jìn)行調(diào)查與分析，對(duì)事故發(fā)生的真正原因進(jìn)行探析。

（一）繼電保護(hù)角度的調(diào)查開展

第一、對(duì)值班記錄進(jìn)行調(diào)查。故障時(shí)段變電站不存在任何操作，使工作人員的操作失誤可能被排除。第二、對(duì)全部間隔裝置定值和保護(hù)定值單進(jìn)行核對(duì)，發(fā)現(xiàn)結(jié)果不存在問題。第三、對(duì)母線保護(hù)的外部電壓、電流回路的接線進(jìn)行檢查，判斷其端子接觸是否良好。第四、檢查的母差電流互感器一點(diǎn)接地良好，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符。第五、測(cè)試母線保護(hù)的電流互感器回路和二次回路的絕緣性，結(jié)果表明與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符。第六、開展故障模擬試驗(yàn)對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行檢測(cè)，保護(hù)動(dòng)作行為無明顯異常，結(jié)果表明保護(hù)裝置不存在問題。

（二）檢修角度的調(diào)查分析

檢修人員選取母聯(lián)2250開關(guān)三相氣室內(nèi)SF6氣體的成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明B相開關(guān)氣室氣體中，有氟化亞硫酰及二氧化碳成分的存在，并且含量較高，這些成分是強(qiáng)電弧放電拉弧時(shí)SF6氣體分解物。經(jīng)過分析，表明開關(guān)內(nèi)部曾有嚴(yán)重放電現(xiàn)象的發(fā)生。變電部門通過解剖開關(guān)，對(duì)事故的原因進(jìn)行深入分析。在分解開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)開關(guān)B相內(nèi)部中的灼燒痕跡十分明顯，并且有大量灼燒物的存在。因此，可以得出結(jié)論，故障情況為母聯(lián)2250開關(guān)B相主導(dǎo)體對(duì)金屬外殼進(jìn)行放電。因?yàn)楣收想娏鬏^大，部分電流經(jīng)過B相開關(guān)構(gòu)架進(jìn)入地網(wǎng)當(dāng)中，其他部分則經(jīng)過開關(guān)氣動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)壓罐的連接管通過A相以及B相開關(guān)構(gòu)架進(jìn)入地網(wǎng)。在三相開關(guān)中開關(guān)構(gòu)架和氣動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)壓罐的連接部位，由于焊接面積不夠，在大電流經(jīng)過時(shí)，導(dǎo)致灼燒現(xiàn)象的發(fā)生。

四、母線差動(dòng)保護(hù)的改進(jìn)措施

本文舉例的變電站中母聯(lián)電流互感器采用的是單電流互感器接線的形式，電流互感器在I母小差與II母小差電流回路中同時(shí)接入。在出現(xiàn)死區(qū)故障情況時(shí)，憑借延時(shí)檢測(cè)母聯(lián)開關(guān)位置封電流互感器進(jìn)行理論上應(yīng)斷開母線的切除，然而在切除母聯(lián)的過程中，也使不應(yīng)停止運(yùn)行的另外一條母線被切除，這是這項(xiàng)操作所具有的主要不足。對(duì)于這種情況，為促進(jìn)供電可靠性的提高，可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改進(jìn)。例如：采用雙母線母線雙電流互感器交叉接線的配置方法，電流互感器交叉計(jì)入小差回路當(dāng)中。在此基礎(chǔ)上，增加該兩個(gè)電流互感器電流瞬時(shí)值之和的絕對(duì)值作為啟動(dòng)的依據(jù)。在兩者之和絕對(duì)值接近于0時(shí)，首先結(jié)合誤差進(jìn)行考慮，那么可以判斷為母線故障，電壓閉鎖開放，相對(duì)應(yīng)的母線小差出口跳閘，瞬間將故障進(jìn)行切除。當(dāng)絕對(duì)值達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判斷其發(fā)生死區(qū)故障，此時(shí)僅僅將母聯(lián)跳閘，在母聯(lián)開關(guān)分位得到明確之后，同時(shí)對(duì)母聯(lián)的兩個(gè)電流互感器進(jìn)行封閉。這時(shí)，大差仍然處于啟動(dòng)狀態(tài)，死區(qū)位置側(cè)母線小差發(fā)生動(dòng)作，電壓閉鎖開放，該母線小差保護(hù)出口跳開該母線的全部元件，使故障切除，此時(shí)，另外一條母線的小差不發(fā)生動(dòng)作，不對(duì)該母線進(jìn)行切除。這種接線方式以及接線理論的改進(jìn)，可使正常母線不被切除，使其發(fā)揮作用，并且使停運(yùn)元件的范圍減小，有利于供電可靠性的提升，具有較高的參考及應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)語

在我國220kV變電站中，微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍。微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，并且也便于工作人員的操作。然而，在微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用中，母線開關(guān)與母聯(lián)電流互感器連接部位，也就是所謂的死區(qū)，一旦出現(xiàn)死區(qū)故障，將造成巨大的負(fù)荷損失。對(duì)此，要求電力部門必須加強(qiáng)死區(qū)的保護(hù)，有效避免死區(qū)故障的發(fā)生。本文對(duì)微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)在220kV電路中應(yīng)用的研究，指出微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用過程中死區(qū)故障的原因，并且提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，對(duì)電力企業(yè)對(duì)于死區(qū)的保護(hù)具有重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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