电力系统母线保护特殊情况的处理方法

张泰丽　黄友　张所军

摘 要：电力系统母线保护重要性显著，保护方法多样，该文结合母线保护的经验和实际对母线保护中的一些特殊情况给出了一定的分析和处理方法，为现场工作人员提供一定借鉴和帮助。

关键词：母线保护 特殊 处理方法

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0084-01

当前国内电力系统存在多种母线运行方式，一般来说都具有较高的稳定性和可靠性。除了母线保护的常规情况外，在此说明其他两种特殊情况。一是由于存在母线上电流互感器饱和现象，二是在运行方式较为复杂时，双母线上各种连接元件工作时存在切换的问题，所以对于电流互感器抗饱和、母线运行方式切换、保护的自适应性等母线保护的特殊情况值得引起现场工作人员的注意。

1 母线运行方式的判别及处理方法

在母线保护中，基于集成电路形式来判断母线运行方式的方法通常是采用引入隔离开关的辅助触点。有时母线保护采用引入一组隔离开关的常开、常闭触点，用两对触点组态来判别隔离开关状态是建立在防止隔离开关辅助触点接入产生错误的基础上，用两对触点组态来判别隔离开关状态。

保留隔离开关辅助触点，结合电流识别方法，以及自适应方法的强大计算、自检及逻辑处理能力，融合数字式母线保护等方法，通过充分利用这些方法的优势，达到更加有效的运行方式的自适应方法。

2 电流互感器饱和问题及其母线保护处理方法

电流互感器的饱和现象而引起极为不利的是对于大多以母线差动保护为主而讲的，它会增加母线差动保护误动作机会的可能性。因此为保证母线差动保护能实现快速正确的动作，母线保护必须要考虑和采取一定措施来防止TA 饱和诱发误动作，就是要在母线区外故障TA 饱和时以及在发生由区外故障向区内故障转化时可靠闭锁差动保护。

（1）中阻抗母线差动保护时抗TA饱和的情况：中阻抗母线差动保护是利用TA 饱和时励磁阻抗降低的特点来实现的，起到了防止差动保护带来误动作的效果。一般为几百欧的保护装置本身差动回路电流继电器的阻抗较好地起到了分流TA 饱和造成的不平衡电流的效果，使得流入差动回路的电流量很少，另外中阻抗母线差动保护的制动特性的作用，这些可以使外部故障引起TA饱和时不会产生误动保护现象。对于内部故障TA 饱和的情况，则利用差动保护的快速性在TA饱和前即动作于跳闸，不会出现拒动的现象。

（2）数字式母线差动保护抗TA饱和的措施：目前数字式母线差动保护主要为低阻抗母线差动保护，影响其动作正确性的关键就是TA饱和问题。数字式母线差动保护抗TA饱和的基本对策主要是基于以下几种原理：1）具有制动特性的母线差动保护：具有制动特性的母线差动保护在TA饱和不是非常严重时，比率制动特性可以保证母线差动保护不误动作。但当TA进入深度饱和时，此方法仍不能避免保护误动，需要采用其他专门的抗TA 饱和的方法。2）利用TA线性区进行母线差动保护：当TA达到饱和时，存在每个周波内的一次电流过零点附近的不饱和段这一特征。基于这一特征就建立了TA 线性区母线差动保护方法，此保护方法实质上是避开TA饱和区，以达到投入差动保护在TA每个周波退出饱和的线性区范围内的目的，故能对母线故障作出正确的判定分析。3）TA饱和的同步识别法：当母线区外故障时，与TA在故障的最初瞬间不会出现饱和现象，也与故障电流的大小无关，在饱和之前的差电流很小以至于不足使母线差动电流元件产生误动作。若以母线电压构成差动保护的启动元件，在故障发生时则可以瞬时动作，两者的动作有一段时间差。当母线区内故障时，产生差电流增大的同时母线电压降低的特征，这一特征就是TA饱和的同步识别法的基本原理依据。工程实际中要同时进行母线区内、区外故障的区分，在母线区外故障时TA饱和，则应投入闭锁母线差动保护的手段措施。TA 饱和的闭锁也呈现出周期性特点，则是由于存在系统区外转区内的母线转换性故障的可能性因素而导致。4）通过比较差动电流变化率来鉴别TA饱和：TA饱和后可利用差电流的特点实现对TA饱和情况的检测，第一种情况是当发生饱和时，在临近饱和点范围内的二次电流变化率骤增，出现二次侧电流波形缺损。当母线区内故障时各条支路电流汇入母线，差电流基本上呈正弦规律特征，区外故障TA饱和条件下的差电流突变情况将不会发生。第二种情况是虽然TA进入饱和需要时间，但在TA进入饱和时，往往有一个不饱和时段出现在每个周波临近一次电流过零点处，此时段内，差电流变化率较小，TA尚可不失真地转变一次电流。利用这一特点也可制成TA饱和的检测模块以便在短路初瞬间和TA饱和后每个周波内的不饱和时段，检测模块都能够有效而可靠地进行保护闭锁。5）利用波形对称原理：波形的对称性与否可以判定TA是否饱这是因为在TA 饱和后二次侧电流波形的一周波波形的对称性被破坏而出现严重畸变。判别对称性的方法有多种，最基本的一种方法是电流相隔半周波的导数的模值是否相等。6）利用谐波制动原理：谐波制动原理就是利用TA饱和时差电流波形失真的特点，建立起以差电流中谐波分量的波形特征来作为判据检测TA发生饱和与否。当发生区外故障TA饱和时，差电流的波形实际是饱和TA励磁支路的电流波形。一种情况是由于差电流中涌现出大量高次谐波，在TA发生一般性轻微饱和时，造成波形缺损这一现象将出现在故障支路的二次电流上。另外一种情况是随着TA饱和程度由轻微饱和转向重度饱和时，发生在二次电流波形上的缺损程度也逐步剧烈起来。但差电流的波形在内部故障时接近工频电流，谐波含量少。这种方法适用于由保护区外转区内故障时，故障电流中谐波分量减少这一特点为依据而迅速形成差动保护判据。

参考文献

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