發(fā)電廠和變電站的母線是電力系統(tǒng)中最重要的電力元件之一，起著匯集和分配電能的作用。當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，如果母差保護(hù)不能正確動(dòng)作，將直接影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，造成嚴(yán)重后果。現(xiàn)以六盤水市供電局110 kV盤關(guān)變電站為例，分析若旁路開關(guān)兼作母聯(lián)開關(guān)運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行方式發(fā)生改變時(shí)將會(huì)造成母差保護(hù)誤動(dòng)，影響電網(wǎng)正常供電，造成大面積停電事故。

1 母差保護(hù)誤動(dòng)原因分析

　　110 kV盤關(guān)變電站主接線方式見圖1。110 kV主接線方式為雙母線帶旁路，101，102，103，104開關(guān)均在運(yùn)行位置，電源點(diǎn)為101，102線路。當(dāng)170旁路開關(guān)兼作母聯(lián)開關(guān)運(yùn)行時(shí)，有以下2種運(yùn)行方式：

(1) 合上170開關(guān)、合上1701，1703，1707，2DZ刀閘，斷開1702，1DZ刀閘；

(2) 合上170開關(guān)、合上1702，1703，1707，1DZ刀閘，斷開1701，2DZ刀閘。



圖1 一次主接線圖

　　正常運(yùn)行及發(fā)生外部故障時(shí)，無論何種運(yùn)行方式，差動(dòng)回路中僅流過較小的不平衡電流，啟動(dòng)元件MCJ不會(huì)動(dòng)作。通過啟動(dòng)元件的閉鎖作用，選擇元件也不會(huì)動(dòng)作，因此母差保護(hù)不動(dòng)作。

　　如圖1所示：I母線上D點(diǎn)發(fā)生短路，在第一種運(yùn)行方式運(yùn)行時(shí)，全部故障電流流經(jīng)差動(dòng)回路，根據(jù)故障相別，使相應(yīng)的啟動(dòng)元件MCJ動(dòng)作，同時(shí)解除對(duì)相應(yīng)選擇元件的閉鎖，使其動(dòng)作。由于差動(dòng)回路流過的故障電流與旁路兼母聯(lián)回路流過的故障電流分別由選擇元件XBJ同極性端9和12流入，XBJ兩電流線圈中的電流相位接近0。，處于最靈敏狀態(tài)，使相應(yīng)的執(zhí)行元件JJ1動(dòng)作，將I母線上所接開關(guān)即103，104，170開關(guān)跳閘，Ⅱ母線繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)旁路兼母聯(lián)開關(guān)由第一種運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為第二種運(yùn)行方式，I母線上D點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，電流分布如圖1中箭頭所示，全部故障電流流經(jīng)差動(dòng)回路，相位不變。但是此時(shí)旁路兼母聯(lián)回路流過的故障電流與第一種運(yùn)行方式的相位相反，由XBJ的非同極性端13流入，因此XBJ兩電流線圈中的電流相位接近相差180。，使相應(yīng)的執(zhí)行元件動(dòng)作，跳開170開關(guān)和無故障的Ⅱ母線上所接101，102開關(guān)，造成全站失電事故。

　　綜上所述，雖然同是母線上D點(diǎn)發(fā)生短路，由于旁路兼母聯(lián)開關(guān)運(yùn)行方式的改變，將會(huì)導(dǎo)致母差保護(hù)誤動(dòng)，使無故障的母線上所接開關(guān)全部跳閘，造成大面積停電事故。故障母線的切除只能靠遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作，延長(zhǎng)了故障的切除時(shí)間，嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 改進(jìn)措施

　　為解決上述問題，須對(duì)系統(tǒng)目前常用的比相式母差保護(hù)的二次回路加以改進(jìn)，見圖2虛線部分。



圖2 改進(jìn)后的保護(hù)二次接線圈

(1) 加裝1XD、2XD，用于確認(rèn)1DZ、2DZ刀閘的實(shí)際位置及運(yùn)行方式；

(2) 增加1DZ、2DZ刀閘的常開輔助接點(diǎn)啟動(dòng)中間繼電器1ZJ、2ZJ的回路，利用1ZJ、2ZJ的常閉轉(zhuǎn)換接點(diǎn)串聯(lián)到選擇元件的二次回路中。

根據(jù)圖2分析如下：

　　當(dāng)旁路兼母聯(lián)170開關(guān)在第一種方式下運(yùn)行時(shí)，刀閘2DZ閉合，刀閘1DZ斷開，2DZ刀閘的常開輔助接點(diǎn)閉合，中間繼電器1ZJ動(dòng)作，轉(zhuǎn)換接點(diǎn)1ZJ2常閉接點(diǎn)斷開、常開接點(diǎn)閉合。當(dāng)I母線上D點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，選擇元件動(dòng)作接點(diǎn)JJ1閉合，I母線出口繼電器BCJ動(dòng)作，跳開故障I母線上所接開關(guān)，保證Ⅱ母線正常運(yùn)行。

　　當(dāng)旁路兼母聯(lián)170開關(guān)在第二種方式下運(yùn)行時(shí)，刀閘1DZ閉合，刀閘2DZ斷開，1DZ刀閘的常開輔助接點(diǎn)閉合，中間繼電器2ZJ動(dòng)作，轉(zhuǎn)換接點(diǎn)2ZJ2常閉接點(diǎn)斷開、常開接點(diǎn)閉合。當(dāng)I母線上D點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，選擇元件動(dòng)作接點(diǎn)閉合，啟動(dòng)I母線出口繼電器BCJ，跳開故障I母線上所接開關(guān)，保證Ⅱ母線正常運(yùn)行。

　　同理，當(dāng)Ⅱ母線上發(fā)生短路時(shí)，無論旁路兼母聯(lián)170開關(guān)在任何方式下運(yùn)行，比相式母差保護(hù)均能正確動(dòng)作，跳開故障Ⅱ母線上所接開關(guān)，保證I母線正常運(yùn)行。

　　比相式母差保護(hù)二次接線經(jīng)過改進(jìn)后，無論旁路兼母聯(lián)170開關(guān)在任何方式下運(yùn)行，母差保護(hù)均能正確動(dòng)作，避免了大面積停電事故，提高供電可靠性，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。 (王春華 廖昌志)

　　比相式母差保護(hù)二次接線經(jīng)過改進(jìn)后，無論旁路兼母聯(lián)170開關(guān)在任何方式下運(yùn)行，母差保護(hù)均能正確動(dòng)作，避免了大面積停電事故，提高供電可靠性，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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