母线差动保护复压闭锁条件校验方法及理论分析

胡泽 金麒麟 杨刚 华丽

摘 要： 母线保护作为母线的主保护，其重要性不言而喻。母线保护调试作为保护更换中的核心环节，负责完成保护装置核心功能的可靠性校验。本文以北京四方CSC-150AL-G型母线保护装置为例，介绍了差动保护复压闭锁条件的校验方法，以及常规零序电压闭锁和负序电压闭锁条件校验中存在的问题，并从理论计算角度解释了不对称分量负序电压闭锁条件校验方法的可行性和优势。

关键词： 母线保护；复压闭锁；不对称分量

1.电压闭锁条件

CSC-150AL-G型母线保护装置采用复合电压闭锁方式，由低电压闭锁、零序电压闭锁和负序电压闭锁组成，其中任一判据满足即开放该段母线的电压闭锁条件。原则上，母线PT断线时开放对应母线段的电压闭锁元件，但双母线接线在通过母联断路器或其他支路刀闸双跨互联运行时，若某段母线PT断线，电压闭锁元件自动切换使用正常母线段电压决定是否开放电压闭锁。北京四方CSC-150AL-G型母线保护应用于大接地系统时，差动元件的电压闭锁定值为低电压40V，负序电压4V，零序电压6V。

2.复合电压闭锁校验方法

在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中低电压、负序电压和零序电压定值，误差应在±5%以内。为分别校验复合电压闭锁条件中低电压、负序电压和零序电压定值，需在满足单一条件下设置电压值。

对于低电压，若采取改变单项或两相电压的方法则负序和零序电压条件会先满足。因此，通常采用在I（II）母电压输入端子上加三相对称正序电压57V，逐步降三相电压值（步长设定为0.1V）的方式，当电压下降为低电压整定值，保护动作。

其中旋转因子a=e-j120。当均设置正序电压时，零序电压和负序电压均为0。增加或减小单项电压时，由于零序电压闭锁定值3U0为6V，负序电压闭锁定值U2为4V，则先满足零序电压闭锁条件。此时，可在I（II）母电压输入端子上加三相正序电压57V，降单相电压，下降值为零序电压整定值，保护动作。

对于负序电压校验，理论上可以直接设置负序电压值，但此时会满足低电压条件。或者设置正序电压值，同时改变单相电压，但此时零序电压闭锁条件会先满足，因此也无法校验负序电压定值。为此，需采取设置不对称分量的方法，在满足负序电压条件的同时，保证零序分量能尽可能的小。一般情况下，根据实际经验，通常采取在I（II）母电压输入端子上加[50∠-3°，50∠-117°，50∠-120°]T三相电压，以C相电压为变量，逐步升高电压值（步长设定为0.1V），上升值为负序电压整定值，保护动作。

3.不对称分量法的理论边界

由上文分析可知：当复合电压闭锁条件同时存在零序和负序电压闭锁时，采用正序电压校验的方法有其明显的局限性。此时需采用不对称分量，在保证零序电压不满足（尽可能小）的条件下，校验负序电压值。根据校验条件可知，在初始状态和在负序电压开放的临界条件下，对零序和负序电压分量有以下要求：

（1）初始状态下，零序电压和负序电压均小于闭锁开放定值；

（2）负序电压开放的临界条件下，零序电压尽可能小（约等于0）。

代入零序和负序电压闭锁定值，并定义初始三相电压幅值为50，可计算偏移角的范围：0≤φ≤4 。可见，当偏移角大于4度时，初始态下零序电压闭锁开放条件就会满足，因此偏移角并不能随意选取。在上述范围内选取一个偏移角，同时按照式4的模糊条件可以确定C相电压的动作值。计算可知，本文约定条件下的△U0为7.4V。同時，理论分析的结果也验证了实际值，可见实际调试中选取的3度偏移角满足边界条件。

4、结论

本文介绍了差动保护复压闭锁条件的校验方法，以及常规零序电压闭锁和负序电压闭锁条件校验中存在的问题，并从理论计算角度解释了不对称分量负序电压闭锁条件校验方法的可行性和优势。推导了不对称分量法的偏移角边界，实践调试结果也验证了该结论。依据本文的分析结果，可以有效避免实际调试过程中依据经验设置偏移角的问题，此外，本文的分析结果不仅可用于母线差动保护复压闭锁校验，在其他保护调试中同样适用。

参考文献

[1]柳焕章.中阻抗母线差动保护不正确动作事故分析[J].电力系统自动化，2006，（24）：91-93，121.