母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理和保護(hù)范圍

1、母線保護(hù)裝置是正確迅速切除母線故障的重要設(shè)施,它的拒動(dòng)和誤動(dòng)都將給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害.母線倒閘操作是電力系統(tǒng)最常見也是最典型的操作,因其連接元件多,操作工作量大,對(duì)運(yùn)行人員的綜合操作技能也提出了較高的要求.基于一次設(shè)備的客觀實(shí)在性,運(yùn)行人員對(duì)一次設(shè)備誤操作所帶來的危害都有一個(gè)直接的較全面的感性認(rèn)識(shí). 但對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)在倒閘操作過程中進(jìn)行的一些切換、投退操作則往往認(rèn)識(shí)模糊. 1 母線差動(dòng)保護(hù)范圍是否是確定的,保護(hù)對(duì)象是否是不變的 通常講的差動(dòng)保護(hù)包含了母線差動(dòng)保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)和線路差動(dòng)保護(hù).實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則是一致的,即各側(cè)或各元件的電流互感器,按差接法接線,正常運(yùn)行以

2、及保護(hù)范圍以外故障時(shí),差電流等于零,保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)差電流等于故障電流,差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按躲開外部故障時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電流計(jì)算整定. 但也應(yīng)該十分清楚,母線差動(dòng)保護(hù)與變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)又有很大的不同:即母線的主結(jié)線方式會(huì)隨母線的倒閘操作而改變運(yùn)行方式,如雙母線改為單母線運(yùn)行,雙母線并列運(yùn)行改為雙母線分段并列運(yùn)行,母線元件(如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等)可以從這一段母線倒換到另一段母線等等.換句話說,母線差動(dòng)保護(hù)的范圍會(huì)隨母線倒閘操作的進(jìn)行、母線運(yùn)行方式的改變而變化(擴(kuò)大或縮小),母線差動(dòng)保護(hù)的對(duì)象也可以由于母線元件的倒換操作而改變(增加或減少).忽視了這一點(diǎn),在進(jìn)行母線倒閘操作時(shí)

3、,對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)的一些必要的切換投退操作肯定就認(rèn)識(shí)模糊、甚至趨于盲目了. 2 母線倒閘操作時(shí)是否須將母線差動(dòng)保護(hù)退出 “在進(jìn)行倒閘操作時(shí)須將母線差動(dòng)保護(hù)退出”是錯(cuò)誤的,之所以產(chǎn)生這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),是因?yàn)橐恍┻\(yùn)行人員曾看到過,甚至在母線倒閘操作時(shí)發(fā)生過母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng),但其根本原因是對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)缺乏正確認(rèn)識(shí).母線倒閘操作如嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行,即并、解列時(shí)的等電位操作,盡量減少操作隔離開關(guān)時(shí)的電位差,嚴(yán)禁母線電壓互感器二次側(cè)反充電,充分考慮母線差動(dòng)保護(hù)非選擇性開關(guān)的拉、合及低電壓閉鎖母線差動(dòng)保護(hù)壓板的切換等等,是不會(huì)引起母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的.因此,在倒母線的過程中,母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理如不遭到破壞,一

4、般應(yīng)投入運(yùn)行.根據(jù)歷年統(tǒng)計(jì)資料看,因誤操作引起母線短路事故,幾率還很高.盡管近幾年為防止誤操作在變電站、發(fā)電廠的一次、二次設(shè)備上安裝了五防閉鎖裝置,但一些運(yùn)行人員違規(guī)使用萬能鑰匙走錯(cuò)間隔、誤合、誤拉仍時(shí)有發(fā)生.這就使在母線倒閘操作時(shí),保持母線差動(dòng)保護(hù)投入有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義.投入母線差動(dòng)保護(hù)倒母線,可以在萬一發(fā)生誤操作造成母線短路時(shí),由保護(hù)裝置動(dòng)作,切除故障,從而避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大,防止設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞、系統(tǒng)失去穩(wěn)定或發(fā)生人身傷亡事故. 事實(shí)上,與其說母線倒閘操作容易引起母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng),倒不如說,母線倒閘操作常常會(huì)使母線差動(dòng)保護(hù)失去選擇性而誤切非故障母線. 3 母線倒閘操作后,是否要將母線差

5、動(dòng)保護(hù)的非選擇性開關(guān)合入 實(shí)際工作中一些運(yùn)行人員片面地認(rèn)為,母線倒閘操作會(huì)使母線差動(dòng)保護(hù)失去選擇性,故在操作完成后,合入母線差動(dòng)保護(hù)的非選擇性開關(guān).產(chǎn)生這一認(rèn)識(shí)誤區(qū)的根源在于他們不明白母線差動(dòng)保護(hù)裝置中設(shè)置這一非選擇性開關(guān)的目的. 母線保護(hù)有多種類型,不同類型的母線保護(hù)其實(shí)現(xiàn)保護(hù)的工作原理是不一樣的.某些類型的母線保護(hù)由于其工作原理本身存在缺陷, 在進(jìn)行母線倒閘操作時(shí)會(huì)使裝置失去對(duì)故障母線的選擇性.因此,問題的關(guān)鍵是運(yùn)行人員要弄清楚:哪種類型的母線保護(hù)在母線倒閘操作時(shí)會(huì)失去對(duì)故障母線的選擇性以及怎樣在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⒀b置的非選擇性開關(guān)合入, 在什么時(shí)候又該將裝置的非選擇性開關(guān)拉開,抑或是否應(yīng)使該開

6、關(guān)保持合入狀態(tài). 這里僅就固定連接的母線差動(dòng)保護(hù)和母聯(lián)電流相位比較原理差動(dòng)保護(hù)以及電流相位比較式母線保護(hù)作一簡單說明. (1) 固定連接的母線差動(dòng)保護(hù).這種母線差動(dòng) 保護(hù)要求母線上的電源元件,必須按照事先規(guī)定好的固定連接方式運(yùn)行,母線故障時(shí),母線差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作才有選擇性.當(dāng)母線保護(hù)采用此種類型時(shí),進(jìn)行電源元件的倒換,將使保護(hù)失去選擇性.因此,倒換前合入母線差動(dòng)保護(hù)非選擇性開關(guān),倒完后也不拉開.對(duì)負(fù)荷元件,則在倒換前合入非選擇性開關(guān),倒換后拉開非選擇性開關(guān),同時(shí)負(fù)荷元件的跳閘壓板也作相應(yīng)的切換. (2) 母聯(lián)電流相位比較原理的母線差動(dòng)保護(hù). 這種保護(hù)無固定連接的要求.只要母差保護(hù)的跳閘壓板位置與

7、元件母線隔離開關(guān)所接母線位置相對(duì)應(yīng)就可以了.因此,倒換操作前將非選擇性開關(guān)合入,倒換后再拉開,并對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)跳閘壓板及重合閘放電壓板,切換到倒換后所對(duì)應(yīng)的母線位置就可以了.這種保護(hù)存在的缺點(diǎn)是2組母線分列運(yùn)行時(shí),母線將失去選擇故障母線組的能力. (3) 電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù).這種保護(hù) 只反應(yīng)電流間的相位,具有較高的靈敏度.倒閘過程中,需合入非選擇性開關(guān),倒閘后將被操作元件的跳閘壓板及重合閘放電壓板切換至與所接母線對(duì)應(yīng)的比相出口回路就可以了. 如果片面地認(rèn)為倒閘操作就使保護(hù)失去選擇性,并沒有適時(shí)地合入或拉開保護(hù)的非選擇性開關(guān),相反地會(huì)使母線差動(dòng)保護(hù)不能按設(shè)計(jì)的工作原理工作,從而真正失去選

8、擇性.更具體地講,倒母線時(shí),母線差動(dòng)保護(hù)的非選擇性開關(guān)合理的操作順序是:雙母線改為單母線運(yùn)行前,先合入非選擇性開關(guān),后取母聯(lián)斷路器直流控制回路熔斷器;單母線改為雙母線運(yùn)行后,先投入母聯(lián)斷路器直流控制回路熔斷器,后拉母線差動(dòng)保護(hù)非選擇性開關(guān).這樣,就能保證在任何情況下,由母線差動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障. 4 母聯(lián)斷路器代路時(shí),是否母線差動(dòng)保護(hù)可不作任何切換操作 一些運(yùn)行人員錯(cuò)誤地認(rèn)為母聯(lián)斷路器自然是母差保護(hù)的范圍,母差保護(hù)動(dòng)作母聯(lián)斷路器也該跳開.殊不知,母聯(lián)斷路器代路時(shí),由母聯(lián)斷路器送電的備用母線,實(shí)際上已是線路的一部分.線路上發(fā)生故障理應(yīng)由線路斷路器跳閘切除,而此時(shí)母聯(lián)斷路器代路實(shí)際上就只能起到

9、線路斷路器的作用.但如果此時(shí)母差保護(hù)不作任何切換,則備用母線故障母線保護(hù)也將動(dòng)作.顯然這種代路方式母線保護(hù)動(dòng)作是不必要的,也是不合理的. 這時(shí),正確的切換操作是把母聯(lián)斷路器所代線路及其母線劃出母線差動(dòng)保護(hù)范圍之外.無論哪種原理的母線差動(dòng)保護(hù),均要操作母聯(lián)斷路器的母線差動(dòng)保護(hù)電流試驗(yàn)盒(或連片),同時(shí)使被代線路本身的母線差動(dòng)保護(hù)電流互感器TA從運(yùn)行的母線差動(dòng)保護(hù)電流回路上甩開,短接好.這樣,才能保證母聯(lián)斷路器代路時(shí),母線差動(dòng)保護(hù)安全、合理運(yùn)行. 5 做相關(guān)試驗(yàn)時(shí),是否只要母線元件的隔離開關(guān)拉開了,就不會(huì)影響母線差動(dòng)保護(hù)的正常工作 運(yùn)行人員本應(yīng)該非常清楚,母線差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作與否取決于加入差動(dòng)繼電器

10、的差電流大小,只要達(dá)到了動(dòng)作值,母線差動(dòng)保護(hù)就會(huì)動(dòng)作切除母線元件.雖然停電母線元件的隔離開關(guān)拉開了,但因母線差動(dòng)保護(hù)的所有電流互感器二次回路是并在一起的,即使一次設(shè)備已停電,其二次回路也要按運(yùn)行設(shè)備對(duì)待,不得將母線差動(dòng)電流回路隨便接地、短路或誤引入外接電源.運(yùn)行人員要特別重視如下幾個(gè)環(huán)節(jié): (1) 運(yùn)行中的母線差動(dòng)保護(hù)的電流互感器二次 電路被短接后,不管這種短接與母線差動(dòng)保護(hù)的總差回路脫離或相連、均已破壞了母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理,在正?；虬l(fā)生穿越性故障時(shí),均將引起二次差電流的不平衡,并可能產(chǎn)生誤動(dòng). (2) 母線元件設(shè)備做一次回路短路試驗(yàn),如電 流互感器TA的一次通電試驗(yàn),工作前應(yīng)將母線差動(dòng)保護(hù)停用,或?qū)⑴c試驗(yàn)回路有關(guān)的母線差動(dòng)保護(hù)的電流互感器TA從運(yùn)行的母線差動(dòng)保護(hù)電流回路上甩開,短接好. 應(yīng)該指出,母線差動(dòng)保護(hù)在母線倒閘操作過程中的切換、投退要與該母線采用的母線保護(hù)的類型