旁路兼母联接线方式下母差保护死区的解决方案

方宾义　林海源　陈冉

摘 要 旁路兼母联接线方式应用不多，但由于其特殊的接线方式给保护的配合带来很多新问题，特别是旁带过程中出现的死区问题，常规的母差保护根本无法解决。针对这种情况，本文分析了旁路兼母联接线方式下各种运行方式的死区情况，提出了针对性的解决方案。

关键词 旁路兼母联；母差保护；死区

中图分类号 TM7 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）17-0187-01

母线故障，对电网的影响十分重大，不但容易损坏母线上的一次设备，而且对电网的安全稳定和供电质量影响巨大。因此目前220kV母线及110kV母线大多配置有母差保护，母差保护作为母线故障的主保护，不但要求其动作可靠、快速，其动作范围更应该包括母线上任何位置的故障，不允许有死区存在。但对旁路兼母联这种接线方式，目前常规的母差保护无法适用，本文分析这种特殊接线方式下，各种运行方式的母差保护动作情况，并提出死区的解决方案。

1 旁路兼母联接线方式

图1为旁路兼母联的特殊接线方式，虽然此种接线方式应用不多，但在各个供电公司都或多或少存在，如福州供电公司就有220kV东郊变、110kV鳌峰州变采用旁路兼母联的接线方式，接线方式的特殊，也使得常规的保护和逻辑无法适用，如果采用常规保护可能出现死区等安全隐患，下面主要分析旁路兼母联的特殊接线方式下母差保护存在的问题及解决方案。

2 存在的问题

2.1 常规母差保护对死区的处理方法

对于双母线或单母线分段，在母联（分段）单元上只安装一组CT情况下，母联（分段）CT与母联（分段）断路器之间的故障，差动保护存在死区。如图1所示的故障点，属Ⅱ母小差保护的区内，不属Ⅰ母小差保护范围，Ⅱ母保护动作并跳开该段母线上所有连接单元（包括母联（分段）单元）的断路器，而Ⅰ母保护不动作。母联（分段）断路器跳闸后，故障点继续由Ⅰ母各连接单元提供短路电流而无法切除，形成母差和充电保护的死区。

当母线并列运行发生死区故障时，母线差动动作切除一段母线及母联（此时母联跳闸且TWJ=1，HWJ=0），延时150ms封母联CT电流。由于母联不计入小差，此时另一段母线差动动作，可提高切除死区动作速度。而当母线分列运行时（TWJ=1，HWJ=0），由于母联电流已不计入小差，此时发生故障，保护直接跳故障母线，避免事故范围扩大。

2.2 旁路兼母联时各种运行方式下的死区分析

以图1所示的接线方式为例，我们来分析各种不同运行方式下，采用常规母差保护逻辑的动作情况。从图中可见旁路兼母联170的CT装设在靠Ⅰ段母线侧，即在1701刀闸与170开关之间。

1）170开关作母联开关。当母联兼旁路开关170做母联开关使用时，即如图1所示的一次接线图上，合上1701、1702刀闸，合上170开关的运行方式。若故障点在母联170开关与母联CT之间，此时对母差保护来说，Ⅰ母上的差流是平衡的，即Ⅰ母小差为0，而对Ⅱ母来说，由于故障电流未经过母联CT，故故障电流未计入Ⅱ母的差流，造成Ⅱ母上有差流，保护装置判断110kV Ⅱ母区内故障，110kV母差保护动作跳110kV Ⅱ段母线上所有开关（包括母联170开关），此时故障未消除，母差保护延时封170开关CT电流，然后110kV Ⅰ段母线出现差流，110kV母差保护动作跳110kV Ⅰ段母线上所有开关。这种运行方式，常规母差保护可以实现正确动作。

2）110kV Ⅱ段母线旁带Ⅰ段旁母。如图1所示如果运行方式为旁路开关170及刀闸1702、1703在合位，则此时170开关做为旁路开关使用，为110kV Ⅱ段母线旁带Ⅰ段旁母运行。若在旁路170开关与CT之间故障，母差保护判110kV Ⅱ母故障跳开旁路开关170及110kV Ⅱ母上其他开关，跳开170开关后，Ⅰ段旁母失压，故障点隔离，即常规母差保护能够满足正确动作要求。

3）110kV Ⅰ段母线旁带Ⅱ段旁母。如图1所示，如果运行方式为旁路开关170及刀闸1701、1704在合位，则此时170开关做为旁路开关使用，为110kV Ⅰ段母线旁带Ⅱ段旁母运行。若在旁路170开关与CT之间发生故障，对110kV母差保护来说，由于CT靠近110kV Ⅰ母侧，故障时110kV Ⅰ段母线的电流仍然平衡，属区外故障，110kV母差保护无法动作跳闸。而旁路保护即使动作跳开170开关，但故障点未隔离，因此故障未切除。即此时170旁路保护及110kV母差保护均无法切除该故障。

3 解决方案

针对110kV Ⅰ段母线旁带Ⅱ段旁母时，母差保护无法正确动作的情况提出如下解决思路。

当110kV Ⅰ段母线旁带Ⅱ段旁母，Ⅱ段旁母带线路运行时，此时旁路保护感受到故障电流会动作跳开旁路开关170，如果将旁路保护跳闸动作的接点开入给母差保护，由母差保护封母联CT从而使母差保护动作跳开相应开关，则可以有效切除故障。

当110kV Ⅰ段母线旁带Ⅱ段旁母，Ⅱ段旁母带#2主变110kV侧运行时，此时在CT与170开关间发生故障，故障点在#2主变保护的差动范围内，#2主变差动保护跳开170开关，如果将#2主变差动保护跳闸动作的接点开入给母差保护，由母差保护封母联CT从而使母差保护动作跳开相应开关，则可以有效切除故障。

根据以上分析，增加旁路保护与#2主变差动保护跳闸出口接点作为开入量。在母差保护屏上增加两块压板，分别对应旁路保护跳闸开入与#2主变差动保护跳闸开入。同时，在#2主变保护屏及170旁路保护屏上增加相应的跳闸出口启动压板。

在110kV Ⅰ段母线旁带Ⅱ段旁母时，当外部闭锁开入（旁路保护动作或#2主变差动保护动作）时，母差保护延时150ms之后封母联电流，其展宽500ms，500ms后随外部节点返回而返回，当外部闭锁开入（旁路保护动作或#2主变差动保护动作）长期开入时，不封母联电流进行开入异常告警。

4 结论

母联兼旁路的接线方式比较复杂，在一些特殊的运行方式，常规的母差保护会出现死区的情况，因此，需要针对这些特殊的情况给出解决方案，本文提出的解决方案，现场施工比较简单，目前已应用到现场。

参考文献

[1]江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]南京南瑞繼保电气有限公司.RCS-915AB型微机母线保护装置技术和使用说明书.

[3]深圳南瑞科技有限公司.BP-2CS微机母线保护装置技术说

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