论文基于微机型与电磁型220kV母联充电保护研究定稿.doc

220kV母联充电保护摘要：针对Fl前微机型保护装置取代电磁型保护装置这种发展趋势这篇文章 将以220kV时:联充电保护为载体，从运行应用的角度对微机型以及电磁型保护 装置进行分析比较关键词：母联充电保护 微机型 电磁型0引言220kV母联充电保护主要是为了在时:线充电过程中，能更可靠地切除被充 电母线上故障而配置的一套保护装置随着微机技术的日益成熟，微机型保护 装置取代电磁型保护已成为一种发展趋势在应用过程中，微机型保护与传统 的电磁型保护存在一定的差异现从运行应用的角度对两类保护装置进行分析 比较1母联充电保护1.1母联充电保护装置的组成电磁型母联充电保护装置-•般采用与•母差保护集中组屏的方式，母联充电 保护与母差保护各用一组独立的保护电源；微机型充电保护装置，一般由微机 型母线差动保护装置包含的母联“充电保护”和母联“过流保护”，以及独立 的母联开关电流保护共同组成微机型母线差动保护装置所属的母联充电保护 包含于母差保护装置中，作为微机型母差保护的一项功能实现，与母差保护共 用一组保护电源，因此，当微机型母差保护停用时，所属的充屯保护、过流保 护也就无法使用为解决•母差保护停用时，位线一次设备肉故检修后，用时联 开关对•母线充电时没有保护的问题，采取了在现场另加装一套独立的•母联开关 电流保护（一般由断路器保护装置实现）O1. 2微机型充电保护装置中使用次序的问题及解决方法由于微机型充屯保护由两套完整的•件联充屯保护共同组成，也就存在了- 个微机型母联短充电、长充电保护与母联开关电流保护优先起用的问题。

1.2.1母差保护起用时微机型母差保护所属的短充电保护具有短时闭锁母差的功能，而长充电保 护与母联开关电流保护不具有这一功能故此时必须起用母差保护所属的短充 电保护对空母线充电1.2.2当母差保护投信号时母差保护动作不会引起出I」跳闸，长充电保护与母联开关电流保护在保护 整定中相对短充电保护增加了一项季序过流定值，提高了保护的灵敏性此种 情况下，应优先起用母联开关的长充电保护（或母联开关的电流保护）对空母 线充电1.2.3当母差保护停用时•母差保护停用，所属的短充电保护与长充屯保护也随之停用，因此只有起 用母联开关电流保护对空母线充电C2母联充电保护应用中的几个问题2.1短充电保护的应用当双母线中一段母线停电检修后，通过母联开关对检修母线充电时，应起 用短充电保护，以恢复双母线运行充电过程中，当检修母线有故障，不经复 合电压闭锁，瞬时跳开母联开关，切除故障2.2短充电保护闭锁母差必要性的问题由于时线充电正常时，经以联开关流向空母线的一次电流很小，其反映到 母线差动保护二次回路中的电流量，不足以影响到母差保护的正常运行因此, 我们只需考虑充电时，空母线上存在故障的情况2.2.1电磁型保护的分析设一次接线方式为双母线联接，充电时的运方为：I母在运行状态，II母 检修结束，QF1、QF2在合位，QF3、QF4在分位、母联开关在分位。

起用充电 保护对H母进行充电.1母II母图1图1为充电时II •母上发生故障时，差动回路差流流向示意图，从图中可得: 差动电流流经差动总出口继电器KA与II母差动继电器KA2此时，若差动保 护起用且没有被闭锁的情况下，因复压闭锁条件解除，断路器的动作情况将根 据变电所是否有不可倒元件而存在两种可能：2. 2. 1. 1母差级电流端子中有不可倒元件：根据倒闸操作原则规定，当一次接 线与母差流变二次回路不对应时、母联开关在非自动状态（如倒排过程中）、 单母线运行时，母差屏CK升关置破坏“固定连接”位置，此时KA与KA2继电 器的动作将零时限作用于母联开关及运行中的I母上的断路器QF1、QF2全部 跳闸2. 2. 1. 2母差级电流端子全部为可倒元件：此时KA与KA2继电器的动作将零 时限作用于母联开关跳闸2.2.2微机型保护的分析以南自厂BP-2B微机母线保护为例，一次接线方式为双母线联接差流的计算公式为：总差流：Id= Ii + 12 +・・・;I 母分差电流：L1= 11 * Su + L * S12 +・••* Sln - I LK * S1.K；II 母分差电流：Id2= Il * S21 +【2 * S22 + …In * San 一 I LK * S1J（ o其中：L、1八…、In表示各元件电流的数字量；》表示母联电流的数字 量；Su、S心…、Sln表示各元件I母刀闸位置的数字量；&、S”、…、Sh表 示各元件II母刀闸位置的数字量；Slk表示母线并列运行状态的数字量（0表示 分列运行，1表示并列运行）O出曰逻辑计算公式为：Tn= Fl * Sin + F2 * S2nTLk= f1 + f2其中：Tn表示差动动作于各元件逻辑（0表示不跳闸，1表示跳闸）；F, 表示「母故障、F2表示II母故障（0表示无故障，1表示故障）；％表示差动 动作于母联逻辑。

注：各元件的CT极性端在母线侧，母联CT极性端在II母侧.设充电时运方与上述电磁保护- •例中相同，以差保护起用而未被闭锁:2. 2. 2. 1 II母存在故障时QF ■ *fI2g什【3图2电流流向如图二中所示，L=L+L ；代入差流计算公式:Id=11 +【2=【3 ； Idl= 11 +【2-13=0； Id2=【3 ；通过出曰逻辑公式计算可得：TlO、T2=0.金二1；II母故障时，大差电流为L； I母小差为0； II母小差为L；复压闭锁解 除，差动保护应动作于母联开关跳闸2.2.2.2存在母联辅助接点滞后打开情况由于微机型差动保护中，母联开关断开时，辅助接点自动将母联开关差叫 路不计入差M路，当母联开关合上时辅助接点有可能滞后打开，此时的一次电 流为：Il 12 + L；二次回路中因辅助接点滞后打开，母联CT二次电流未计 入差回路，进入程序计算的13=0,此时的母差回路的差流计算结果乂为：Id= 11 +L=【3； Idl= 11 +I2— L = L； Id2= I3 ；通过出口逻辑公式计算可得:Ti=l> T2=l> Ml；此时，大差电流为L； I母小差为L； II•母小差为L；复压闭锁解除，差 动保护应动作于QF1、QF2及母联开关跳闸。

2. 2. 2. 3 “双母线互联”压板投入的情况下微机型•仔线差动保护中“双•仔线-互联”时，两段•母线经隔离刀闸实际联为 单母线运行，小差动自动退出，以线总差动作后则将所有元件跳开结合以上 （1）、（2）种情况推论，可知此时母线保护总差动作，应把所有运行的开关 全部跳开2. 2.3短充电保护闭锁母差的必要性综合以上分析可知：在充电过程中，若母差保护起用旦未被闭锁，当空母 线上存在故障、复压闭锁条件解除时，母差保护或动作于母联开关跳闸（若短 充电保护起用，将与母差保护同时向母联升关发出跳闸命令），或因“非固定 联接”、辅助接点滞后打开、“双母线互联压板”投入等原因，将运行母线上 的断路器及仔联开关全部跳闸因此，充电过程中，若差动保护起用，此时专为母线充电而设的短充电保 护必须具有闭锁母差的功能，待充电结束后及时开放母差出曰2.3母线充电操作中的注意事项保护为保证对充电母线过程中，短充电保护能闭锁母差保护，在充电合闸回路中增加了一只SHJ,其具体功能实现见下图:♦ KM图3中，短充电合闸M路中，3AN与SHJ串联，两付延时打开常开接点分 别接入母联开关合闸回路和跳闸回路，图4中，SIIJ的两付延时闭合的常闭接 点分别串联在I时差动出曰、II母差动出曰1叫路中。

当短充电保护起用时，充 电保护压板投“短充”位，通过3AN按钮将SHJ继电器接通，向母联合闸回路 发出合闸命令，后经一个时间继电器（图3中未画出）延时断开母联合闸回路 和跳闸回路，将充电保护退出；在母联升关合闸的同时闭锁母差出口，充电保 护退出后开放母差出曰中间短充电保护投入期间，若充电保护动作，保护出 口 1BCJ闭合，接通母联开关跳闸回路皿5出口*出口 "啊2. 3.2电磁型短充保护使用的注意事项 2. 3. 2. 1针对电磁型充电保护的长充与短充功能由一块压板切换的特点，运行 人员在起用电磁型充电保护时应认真核对压板投切位置，确保压板位置正确2. 3. 2. 2短充电保护起用，对空母线进行充电时，必须使用充电保护屏上的充 电按钮进行操作，禁止使用控制把手操作2. 3.3微机型短充电保护动作逻辑2. 3. 3.1微机型母联短充电保护的起用需同时满足三个条件：（1） 母联充电保护压板（或控制字）投入；（2） 其中一段母线己失压，旦母联开关己断开；（3） 母联开关跳位继电器由“1”变为“0”，母联电流从无到有充电保护投入、“充电闭锁母差控制字”投入时闭锁母差，充电保护投 入后自动展宽一定时限后退出，母差恢复。

在充电保护开放期间，若母联电流 大于充电保护整定电流，则将母联开关切除2. 3. 3. 2微机型母联开关电流保护装置中，为保证所属的充电保护路重合 闸时可靠不投入，引入了电磁型保护中的“手合”概念，保护装置中不需要接 入“手合”信号，“手合”状态由保护通过开关位置接点来判断母联开关电 流保护所属的充电保护满足“手合”条件时自动投入2. 3.4微机型充电保护使用的注意事项2.3.4.1各厂家在保护的控制字和硬压板设置上各有不同如：深圳南瑞的 BP-2B微机母线保护装置中“充电保护”与“过流保护”只通过硬压板进行控 制；母联开关电流保护中，南自厂PSL631断路器保护中设有“充电保护”控 制字，过流保护通过硬压板进行控制所以，运行人员应根据现场所用厂家的 保护装置，对照继保定值单，仔细核对控制字和压板的具体配置及投退要求， 才能保证倒闸操作的正确无误2. 3. 4. 2针对微机型母差保护中“双母线互联”时保护动作的特征，运行人员 在倒闸操作中对“双母线互联压板”的投退必须严格执行“倒排操作时将互联压板’投入，倒排操作结束后断开互联压板’”的规定，以防以线充 电过程中增加母差误动的可能性2.4长充电保护的应用•母联长充电保护可以作为仔线解列保护，也可以作为线路（变压器）的临 时应急保护。

时联过流保护起用后，当保护范围内发生故障时，不经复合电压 闭锁，经可整定延时跳开母联开关，切除故障2.5长充电保护应用中的注意事项2.5.1当母联代替新线路保护，实现串供方式对新投运线路进行充电时，应考 虑新线路流变接入母差回路完善性与正确性，所以应先将母差保护投信号位后 再进行充电；2. 5.2长充电保护可用于对主变进行冲击时的一级保护，定值考虑躲过励磁涌 流加一定延时，但长充屯保护对主变的一些轻微故障灵敏度不够，所以冲击时 应启用主变纵差保护，冲击结束带负荷试验前再退出2. 5.3当利用母联充电保护作为线路（主变）的临时保护时，一般应启用母线 差动保护，具体情况由调度根据运方实际情况决定3结论微机型保护相对于电磁型保护来说，引出了控制字的概念，使动作逻辑更 加清晰利用芯片取代了继电器，使保护功能更加强大，也使保护装置本身更 加安全、稳定。