REB500型母線保護原理運行

李瑩瑩

【摘要】母線故障是最嚴重的電氣故障之一,因為它與各個電氣元件相聯(lián)。母線保護裝置是正確迅速切除母線故障的重要手段,它的拒動或誤動將給電力系統(tǒng)帶來嚴重危害。

【關(guān)鍵詞】母線保護;原理、運行、故障

1REB500型母線保護配置

REB500型數(shù)字式母線差動保護及開關(guān)失靈保護配置有母差保護(BBP-Busbar protection)、失靈保護(BFP-Breaker fail protection)。母線差動保護:作為母差保護范圍內(nèi)任何性質(zhì)故障的主保護。斷路器失靈保護:當母線保護動作或母線所連元件保護動作,而斷路器拒動時,為不擴大事故而設(shè)的后備保護。

數(shù)字式母線保護分為多個硬件單元,電廠220kV母線為雙母線雙分段帶東西旁路母線的接線型式,按照保護采集電流量分類,共計29個元件。其中Ⅰ母線8個元件,Ⅱ母線6個元件,Ⅲ母線7個元件,Ⅳ母線8個元件。

2REB500型母線保護原理

母線保護配置有兩個獨立的判別條件,故有較高的可靠性,兩個判別條件分別為:帶制動特性的電流差動保護和電流方向比較差動保護。母線保護(BBP)按照動作特性及制動特性的電流差動測量功能與相位比較功能相組合的原理動作,見圖1。保護原理基于兩個測量判別:電流比率制動(含幅值比較)、方向(相位)比較。保護功能的邏輯表明:只有當兩個保護功能(制動幅值比較及相位比較)同時檢測到相同母線段、相同相別上發(fā)生故障時,REB500保護才能跳閘。

REB500型數(shù)字式母線差動保護及開關(guān)失靈保護具備內(nèi)部啟動功能,即母差保護動作信號通過保護內(nèi)部邏輯直接啟動失靈保護,且內(nèi)部啟動失靈所使用的定值與外部啟動信號相同。為了符合繼電保護選擇性及雙重化要求,在保留內(nèi)部啟動失靈保護功能的基礎(chǔ)上,做了必要的改進。即失靈保護動作后,t1時間再跳失靈的開關(guān);若故障仍存在,t2時間跳開與失靈開關(guān)相連母線上的所有開關(guān)。

上述母差保護與失靈保護t2時間跳閘共用出口壓板,而失靈保護t1時間跳閘有單獨的出口壓板

REB500的比率制動特性是當電力系統(tǒng)運行方式變化較大時,電流差動繼電器的靈敏度將受到影響,如果能使電流差動繼電器的動作電流隨外部短路電流的變化而變化,即用外部短路電流作為制動量,那么外部短路電流越大,制動量也就越大,因此母線短路時繼電器將會有較高的靈敏度,為此引入比例制動概念(為區(qū)分方便,以下稱其為常規(guī)比例制動)。其動作方程為

3典型故障保護動作過程分析

3.1典型故障1——保護動作過程分析

故障類型:東上母線內(nèi)部故障,上分段183開關(guān)拒動。

東上母線內(nèi)部故障33ms后,東上母線差動保護動作,將東上母線連接的所有元件解開,不論183開關(guān)是否拒動,首先檢測183開關(guān)CT有電流要摘除上分段183開關(guān)CT,重新分配保護區(qū)段,時間160ms左右判斷183開關(guān)拒動過t1時限,即120ms后再跳183開關(guān)。183開關(guān)拒動故障未消失,再經(jīng)t2時限270ms,西上母差動作跳開西上母線元件開關(guān)。

3.2典型故障2——保護動作過程分析

故障類型:東母聯(lián)181開關(guān)與CT之間故障,上分段183開關(guān)拒動。

東母聯(lián)181開關(guān)與CT之間故障33ms后,東下母線差動保護動作,將東下母線連接的所有件跳開,不論東母聯(lián)181開關(guān)是否拒動,首先要摘除母聯(lián)CT,重新分配保護區(qū)段,時間160ms左右。CT摘除后,東上母線判斷為內(nèi)部故障,東上母線差動保護動作,將東上母線連接的元件跳開母差動作后,因為上分段183開關(guān)拒動故障電流未消失,過t1時限,即120ms后再跳183開關(guān)。183開關(guān)拒動再經(jīng)t2時限270ms,西上母差動作跳開西上母線元件開關(guān)將西上母線連接的所有元件解開。保留下母線,上分段183開關(guān)在“合”位。

3.3典型故障3——保護動作過程分析

故障類型:東上母線內(nèi)部故障,東母聯(lián)181開關(guān)拒動。

東上母線內(nèi)部故障33ms后,東上母線差動保護動作,將東上母線連接的所有元件解開,不論181開關(guān)是否拒動,首先要摘除東母聯(lián)181開關(guān)CT,重新分配保護區(qū)段,時間160ms左右。CT摘除后,東下母線判斷為內(nèi)部故障,東下母線差動保護動作,將東下母線連接的所有元件解開

4母線保護運行

正常方式下,東西母聯(lián)、上下分段四個斷路器在和閘狀態(tài),四段母線環(huán)狀運行。

東西旁路斷路器正常處于備用狀態(tài)。當旁路斷路器代替線路斷路器送電時,其連接方式應于被帶線路處于同一母線,無固定連接方式。

220KV母線保護本身不存在固定連接問題,當母線元件上下刀閘雙跨時,母線即為“無選擇”狀態(tài),否則為“有選擇”狀態(tài)

母線保護定檢、改換程序或裝置程序紊亂無法正常工作時,應將母差及失靈保護全停,即將母差跳線、跳機壓板全部退出,并中央單元、終斷單元直流停用。

5母線操作注意事項

用母聯(lián)開關(guān)給母線充電時,如果母差在投入則不用退出,也不用投入母聯(lián)保護充電。如果母差保護停用,則母聯(lián)開關(guān)應使用保護充電。

各送電線路受端充電至豐滿線路斷路器外側(cè),且斷路器未投入時,母差保護照常使用,但充電前應檢查斷路器與電流互感器之間是否有接地線。

母線到系統(tǒng)前,應拉開母聯(lián)開關(guān)操作直流。如果本側(cè)母聯(lián)開關(guān)在停電,則應拉開對側(cè)母聯(lián)及兩個分段開關(guān)直流。

母線保護正常檢查差流時,不用停用母差。

母線電壓互感器停電時,應將所有元件倒至另一條母線上。

母線側(cè)上、下刀閘在運行情況下,不得隨意操作機構(gòu),包括動作輔助接點。如果操作,必須在繼電人員采取措施后進行。