20kV母线PT并列方式对母差保护的影响
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摘要：本文主要论述了500kV港城站220kv母线pt并列柜的接线采用不同的方式时，对220kV母差保护运行方式的影响，通过改变PT并列装置的二次接线，避免了母线故障时母差保护拒动或扩大跳闸范围，对保持电力系统稳定有重大意义。
关键词：并列母差保护闭锁拒动
1、前言
500kV港城变电站于2006年11月投产，站内220kV系统由于设计图中220kV母线电压并列装置的接线存在部分缺陷,这些缺陷在某些运行方式下会造成母差保护动作不正确，为了弥补这些缺陷，避免其对母差保护造成的不利影响,需要在PT二次电压并列期间母线保护采用一些特殊的运行方式，而这些运行方式在发生不同的母线故障情况下,会使母线保护出现不同的动作结果，对系统的安全稳定运行会造成重大影响，所以进行了更改接线的工作。
2、设备简介
500kV港城站的220kV部分电气主接线如图1所示，220kV采用双母四分段接线，共有1M、2M、5M、6M四段母线，设有两台母线分段开关2015、2026，1M、2M装设有母线联络开关2012，5M、6M母线没有装设母联开关，四条母线上分别各有一台电磁式电压互感器运行。220kV母线保护将1M、2M作为一个独立的单元，5M、6M作为一个独立的单元划分，两个独立单元各设置两套母差保护和一套失灵保护，分段开关装设有双CT，母差保护在分段开关处形成交叉配置。
母差和失灵保护都是采用深圳南瑞的BP-2B型母线保护装置，采用分相电流差动原理，整套保护由保护元件、闭锁元件和管理元件三个单元构成。差动元件动作出口经相应母线段的复合电压元件闭锁，即母差保护的出口需要差动元件CDJ和闭锁元件BSJ共同动作才能动作。
复合电压闭锁元件有三个独立的判据组成：①正序电压小于整定值；②负序电压大于整定值；③3倍零序电压大于整定值。以上这三个判据任何一个成立，则复合电压闭锁元件动作，闭锁接点接通。若某段母线没有电压输入母差保护装置，则装置报PT断线，同时自动开放该段母线的复压闭锁，闭锁接点也会开放。
母差保护装置采用的电压取自220kV PT并列柜，220kV母线PT二次共设置两面PT并列柜，可以实现的并列方式有1M-2M、1M-5M、2M-6M，没有设置5M和6M之间的二次电压并列。
图2是220kV母线PT并列柜原始设计接线图，图中KK为并列/解列操作把手，DL为待并列的两台PT所在母线的联络开关辅助接点，1G和2G分别为母线联络开关两侧隔离开关的辅助接点，1BLJ-4BLJ为四个并列继电器，都采用了双位置继电器，具有自保持能力。由图中可以看出，在进行PT并列操作前，DL及1G、2G的常开辅助接点必须在闭合位置，即母线联络开关及其两侧刀闸在合上位置，待并列的两台PT一次侧在并列状态，这时若进行并列操作将KK把手的1、2接点接通，则并列回路接通，1BLJ-4BLJ并列线圈励磁，从而实现PT的二次并列，这也符合相关规程的规定，即PT二次并列前一次侧必须先并列。
PT二次解列控制回路是由KK把手的3、4接点与母线联络开关及其两侧刀闸的常闭接点串联而成的，在图3所示的接线中，DL及1G/2G的常闭接点接通同时操作KK把手接通3、4接点，可以实现PT二次解列，即PT一次解列后，二次可以手动操作解列。
从图3可以看出，PT二次并列后即使并列回路由于某些原因断开（包括一次已经解列），只要PT并列装置中解列回路没有接通，并列的PT二次侧都会保持在并列状态。
3、存在问题及解决办法
当某一段母线的PT检修时，为避免该母线的所有间隔保护失去电压，这时需要将被检修PT的二次与正常运行的相关母线PT二次进行并列，当然前提是二次进行并列操作前两台PT所在的母线先要在并列状态，根据一次主接线形式，当时确定的二次并列方式有以下几种：
（1）1M PT与2M PT并列；
（2）1M PT与5M PT并列；
（3）2M PT与6M PT并列。
列举其中的一种情况，当1M PT检修时，其二次可以与2M PT并列，也可以与5M PT并列，我们拿1M PT与2M PT并列来举例。当1M PT与2M PT并列后，1M母线上所有与电压有关的保护就以2M母线的电压作为本母线上保护的电压，此时对1M母线上与电压有关的保护会有一定的影响。比如1M-2M母差保护，此时1M母线若出现故障，BP-2B母差保护正确动作，断开1M母线上的所有出线开关及母联分段开关，经电流差动接点及复压闭锁接点动作出口（图2），此时就可能出现问题，本站的BP-2B母差保护出口跳母联分段开关和跳出线开关的时限整定是相同的，但各开关及回路的固有动作时限(约30-40ms)可能存在差异，会造成各台开关的跳闸时间有差异，这个差异对人而言是很细微的，但保护装置会因为这很小的差异而出线不同的动作结果。若出口先跳开母联2012开关，出线开关还没有跳开，则2M母线就与1M母线的故障点实现了隔离，2M母线电压立即恢复到系统的正常电压，接入母差保护装置的1M母线的复压闭锁元件由于是经PT并列装置取的2M母线电压，所以1M复压闭锁判据不动作，复压闭锁接点断开，1M母线上除母联2012开关之外的其它开关不能跳开，需要经过一定的延时由线路保护的后备保护由对侧跳开，这样切除母线故障的时间就延长的很多，对于保持220kV系统的稳定性是非常不利的。
投产前对运行方式讨论时，针对母差保护可能出现的这种情况，特别是考虑到220kV母线在220kV电网中的重要地位，选择了投入220kV 1M-2M母差保护的1M-2M互联压板（即非选择性压板），即在上述母差保护不能及时跳开故障母线上的开关时，将与故障母线PT并列的PT所在的母线上所有开关也一并切除。这种方式保证了母线故障时母差保护能够及时的切除故障，对保持系统的动态稳定是有意义的，但是这种方式在切除故障母线的同时也切除了一条正常运行的母线，扩大了事故时的跳闸范围，母线跳闸后都会伴随多条线路跳闸，系统的运行方式将会改变，会引起系统潮流的很大改变，所以从另一方面来说，对系统的静态稳定是不利的。
以上母差保护不能动作出口的原因，是因为故障母线差动保护出口时，非故障母线先与故障点隔离，恢复正常运行，从而自身电压恢复到正常运行时的电压，而故障母线的母差电压闭锁采用的电压是非故障母线的电压，所以故障母线的复压闭锁不能开放出口，从而造成保护拒动，针对这个原因，从电压回路设计方面找原因，提出了更改PT并列装置接线的方法，母联或分段开关断开时两条母线的电压并列随之分离，即两条母线PT在一次侧解列时二次侧自动解列，就可以解决母线故障时因电压恢复母差保护不能出口的问题。
更改接线后的PT并列装置接线如图4所示，并列操作回路接线方式不变，解列回路将KK把手的解列手动操作接点与母线联络开关及其刀闸的常闭接点并联。假设1M PT在检修状态，其二次并列到2M PT的二次侧， 1BLJ-4BLJ在动作状态，若一次侧因1M母线故障而且母线联络开关先断开，则图中DL常开接点断开，并列回路断开失电，同时解列回路不待手动操作，DL常闭接点闭合，解列回路接通，从而双位置继电器1BLJ-4BLJ解列线圈励磁，1M PT的二次侧与2M PT的二次侧解列。这时1M母线的差动元件动作，CDJ接点在闭合状态，复压闭锁因1M没有电压输入而自动开放，BSJ接点闭合，从而实现了母差保护出口跳开1M母线上的所有开关，切除了故障。
4、结语
港城站220kV系统在投产验收前完成了这些接线改造，通过更改所有220kV母线PT并列装置的接线，简化了PT并列时的操作步骤，消除了母线故障时扩大跳闸范围的隐患，对保持湛江电网220kV系统的安全稳定运行有重大意义。
参考文献：
[1] 张全元,《变电运行现场技术问答》,中国电力出版社,2003.
[2] 国电南京自动化股份有限公司,《220kV PT并列柜接线图》,2006.
[3] 深圳南瑞继保有限公司,《BP-2B母线保护说明书》.
[4] 王莺,黄国武,《防止电压互感器二次回路并列运行的接线改进方法》.