1、母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要设施母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要设施,它的拒动和误动都将给电力系统带来严重危害.母线倒闸操作是电力系统最常见也是最典型的操作,因其连接元件多,操作工作量大,对运行人员的综合操作技能也提出了较高的要求.基于一次设备的客观实在性,运行人员对一次设备误操作所带来的危害都有一个直接的较全面的感性认识. 但对母线差动保护在倒闸操作过程中进行的一些切换、投退操作则往往认识模糊. 1 母线差动保护范围是否是确定的,保护对象是否是不变的？ 通常讲的差动保护包含了母线差动保护、变压器差动保护、发电机差动保护和线路差动保护.实现差动保护的基本原则是一致的,即各侧
2、或各元件的电流互感器,按差接法接线,正常运行以及保护范围以外故障时,差电流等于零,保护范围内故障时差电流等于故障电流,差动继电器的动作电流按躲开外部故障时产生的最大不平衡电流计算整定. 但也应该十分清楚,母线差动保护与变压器差动保护、发电机差动保护又有很大的不同:即母线的主结线方式会随母线的倒闸操作而改变运行方式,如双母线改为单母线运行,双母线并列运行改为双母线分段并列运行,母线元件(如线路、变压器、发电机等)可以从这一段母线倒换到另一段母线等等.换句话说,母线差动保护的范围会随母线倒闸操作的进行、母线运行方式的改变而变化(扩大或缩小),母线差动保护的对象也可以由于母线元件的倒换操作而改变(增
3、加或减少).忽视了这一点,在进行母线倒闸操作时,对母线差动保护的一些必要的切换投退操作肯定就认识模糊、甚至趋于盲目了. 2 母线倒闸操作时是否须将母线差动保护退出？ “在进行倒闸操作时须将母线差动保护退出”是错误的,之所以产生这种错误认识,是因为一些运行人员曾看到过,甚至在母线倒闸操作时发生过母线差动保护误动,但其根本原因是对母线差动保护缺乏正确认识.母线倒闸操作如严格按照规定进行,即并、解列时的等电位操作,尽量减少操作隔离开关时的电位差,严禁母线电压互感器二次侧反充电,充分考虑母线差动保护非选择性开关的拉、合及低电压闭锁母线差动保护压板的切换等等,是不会引起母线差动保护误动的.因此,在倒母线
4、的过程中,母线差动保护的工作原理如不遭到破坏,一般应投入运行.根据历年统计资料看,因误操作引起母线短路事故,几率还很高.尽管近几年为防止误操作在变电站、发电厂的一次、二次设备上安装了五防闭锁装置,但一些运行人员违规使用万能钥匙走错间隔、误合、误拉仍时有发生.这就使在母线倒闸操作时,保持母线差动保护投入有着极其重要的现实意义.投入母线差动保护倒母线,可以在万一发生误操作造成母线短路时,由保护装置动作,切除故障,从而避免事故的进一步扩大,防止设备严重损坏、系统失去稳定或发生人身伤亡事故. 事实上,与其说母线倒闸操作容易引起母线差动保护误动,倒不如说,母线倒闸操作常常会使母线差动保护失去选择性而误切
5、非故障母线. 3 母线倒闸操作后,是否要将母线差动保护的非选择性开关合入？ 实际工作中一些运行人员片面地认为,母线倒闸操作会使母线差动保护失去选择性,故在操作完成后,合入母线差动保护的非选择性开关.产生这一认识误区的根源在于他们不明白母线差动保护装置中设置这一非选择性开关的目的. 母线保护有多种类型,不同类型的母线保护其实现保护的工作原理是不一样的.某些类型的母线保护由于其工作原理本身存在缺陷, 在进行母线倒闸操作时会使装置失去对故障母线的选择性.因此,问题的关键是运行人员要弄清楚:哪种类型的母线保护在母线倒闸操作时会失去对故障母线的选择性以及怎样在适当的时候将装置的非选择性开关合入, 在什么
6、时候又该将装置的非选择性开关拉开,抑或是否应使该开关保持合入状态. 这里仅就固定连接的母线差动保护和母联电流相位比较原理差动保护以及电流相位比较式母线保护作一简单说明. (1) 固定连接的母线差动保护.这种母线差动保护要求母线上的电源元件,必须按照事先规定好的固定连接方式运行,母线故障时,母线差动保护的动作才有选择性.当母线保护采用此种类型时,进行电源元件的倒换,将使保护失去选择性.因此,倒换前合入母线差动保护非选择性开关,倒完后也不拉开.对负荷元件,则在倒换前合入非选择性开关,倒换后拉开非选择性开关,同时负荷元件的跳闸压板也作相应的切换. (2) 母联电流相位比较原理的母线差动保护.这种保护
7、无固定连接的要求.只要母差保护的跳闸压板位置与元件母线隔离开关所接母线位置相对应就可以了.因此,倒换操作前将非选择性开关合入,倒换后再拉开,并对母线差动保护跳闸压板及重合闸放电压板,切换到倒换后所对应的母线位置就可以了.这种保护存在的缺点是2组母线分列运行时,母线将失去选择故障母线组的能力. (3) 电流相位比较式母线差动保护.这种保护只反应电流间的相位,具有较高的灵敏度.倒闸过程中,需合入非选择性开关,倒闸后将被操作元件的跳闸压板及重合闸放电压板切换至与所接母线对应的比相出口回路就可以了. 如果片面地认为倒闸操作就使保护失去选择性,并没有适时地合入或拉开保护的非选择性开关,相反地会使母线差动
8、保护不能按设计的工作原理工作,从而真正失去选择性.更具体地讲,倒母线时,母线差动保护的非选择性开关合理的操作顺序是:双母线改为单母线运行前,先合入非选择性开关,后取母联断路器直流控制回路熔断器;单母线改为双母线运行后,先投入母联断路器直流控制回路熔断器,后拉母线差动保护非选择性开关.这样,就能保证在任何情况下,由母线差动保护装置动作切除故障. 4 母联断路器代路时,是否母线差动保护可不作任何切换操作？ 一些运行人员错误地认为母联断路器自然是母差保护的范围,母差保护动作母联断路器也该跳开.殊不知,母联断路器代路时,由母联断路器送电的备用母线,实际上已是线路的一部分.线路上发生故障理应由线路断路器
9、跳闸切除,而此时母联断路器代路实际上就只能起到线路断路器的作用.但如果此时母差保护不作任何切换,则备用母线故障母线保护也将动作.显然这种代路方式母线保护动作是不必要的,也是不合理的. 这时,正确的切换操作是把母联断路器所代线路及其母线划出母线差动保护范围之外.无论哪种原理的母线差动保护,均要操作母联断路器的母线差动保护电流试验盒(或连片),同时使被代线路本身的母线差动保护电流互感器TA从运行的母线差动保护电流回路上甩开,短接好.这样,才能保证母联断路器代路时,母线差动保护安全、合理运行. 5 做相关试验时,是否只要母线元件的隔离开关拉开了,就不会影响母线差动保护的正常工作？ 运行人员本应该非常
10、清楚,母线差动保护的动作与否取决于加入差动继电器的差电流大小,只要达到了动作值,母线差动保护就会动作切除母线元件.虽然停电母线元件的隔离开关拉开了,但因母线差动保护的所有电流互感器二次回路是并在一起的,即使一次设备已停电,其二次回路也要按运行设备对待,不得将母线差动电流回路随便接地、短路或误引入外接电源.运行人员要特别重视如下几个环节: (1) 运行中的母线差动保护的电流互感器二次电路被短接后,不管这种短接与母线差动保护的总差回路脱离或相连、均已破坏了母线差动保护的工作原理,在正常或发生穿越性故障时,均将引起二次差电流的不平衡,并可能产生误动. (2) 母线元件设备做一次回路短路试验,如电流互
11、感器TA的一次通电试验,工作前应将母线差动保护停用,或将与试验回路有关的母线差动保护的电流互感器TA从运行的母线差动保护电流回路上甩开,短接好. 应该指出,母线差动保护在母线倒闸操作过程中的切换、投退要与该母线采用的母线保护的类型,保护的技术特性、母线的结线方式及倒闸前后母线运行方式的变换,甚至要与电网的运行方式具体结合起来.运行人员在进行倒闸操作时,要十分明确:操作是否破坏了固定连接的要求、是否会使保护失去选择性;操作完毕后,母线方式是否改变、母线保护是否具有自适应性等等.只有这样,才能确保倒闸操作过程中及其操作完成后母线及其保护的安全合理运行.摘要：介绍RCS-915A型微机母线保护的主要
12、功能、保护配置、工作原理，通过分析母联开关位置量在RCS-915A型保护中所起的作用、MNP-1型模拟盘原理、母线电压的切换选择。结合玉林电网的具体情况，提出了RCS-915A型微机保护在各变电站的现场应用中的有关注意事项。 关键词：微机保护；保护配置；注意事项 随着科学技术的发展，我国电网的自动化水平不断提高，微机保护作为综合自动化的一个重要组成部分，它采用了现代计算机技术和通信技术，一方面可改变传统的二次设备模式、简化系统、信息共享、减少电缆、减少占地面积、降低造价；另一方面较好地适应无人值班站的发展，达到减人增效、提高运行可靠性的目的，采用微机保护已成为电网运行管理现代化的趋势。 1RC
13、S-915A型微机母线保护装置介绍 1.1保护适用范围 适用于各种电压等级的单母线、双母线、双母线带旁路等各种主接线方式，母线上允许所接的线路与元件数最多为21个(包括母联)。 1.2保护配置 保护装置设有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护、母联非全相保护、断路器失灵保护等功能。 1.3硬件配置 保护装置的核心部分采用MORTOROLA公司的32位单片微处理器MC68332，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，保护运算采用A/D公司的高速数字信号处理（DSP）芯片，使保护装置的数据处理能力大大增强。装置采样率为每周波24点，在故障全过程对所有保护算法进行并行实时
14、计算，使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。 输入电流、电压首先经隔离互感器传变到二次侧，变换为弱电压信号后，分别进入CPU板和管理板。CPU板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通讯及与面板CPU的通讯；管理板内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，另外管理板还具有完整的故障录波功能。 2RCS-915A型微机母线保护在现场所取母联开关位置量时应注意的问题 2.1母联开关位置量在RCS-915A型微机母线保护中所起的作用 2.1.1确定比率差动的比率制动系数的高、低两个定值 母差保护由比率差动元件构成，差动回路包括母线大差回路和各段母线的小差回路。母
15、线大差是指除母联外所有支路电流所构成的差动回路。某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联）电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内外故障，小差比率差动用于区内故障母线的选择。 为防止在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够，大差比率差动元件的比率制动系数有高低两个定值。当母联开关处于合位时即TWJ=“0”时大差比率差动元件采用比率制动系数高值，当母联开关处于分位时即TWJ=“1”时大差比率差动元件自动取比率制动系数低值。 2.1.2确定充电保护的动作 当利用母联断路器对其中一段母线进行充电试验时，母线保护将对母联开关位置量进行判断，
16、即TWJ位置开入由“1”变为“0”，或TWJ=“1”时母联由无电流变为有电流则母联充电保护开放300mS。逻辑框图如下：(母联TWJ为三相常开接点串联) 2.1.3母联死区保护逻辑判断 母联电流互感器至母联开关之间的范围为母联死区。母联开关位置量在RCS-915A母联死区保护中相当重要。若母线分列运行，母联开关在跳位时，发生死区故障，如母联开关位置量开入出错，即母线保护判断为母联合位，可能导致保护将母线全切除。 2.2现场对母联开关位置量引入问题的考虑 通过对母联开关位置量在RCS-915A型母线保护中所起作用的分析可看出，母联开关位置量开入的正确与否直接影响到母线保护的动作逻辑。在我局长望变
17、220kV母线保护更改工程设计时，按装置要求，母联开关位置量的引入可采用取母联开关位置辅助接点或母联开关位置继电器的接点。取母联开关位置辅助接点可直接反映开关的实际位置，但此回路发生异常时，值班人员不易发现；取母联开关位置继电器的接点虽然是间接反映母联开关的位置，但优点在于回路有异常时可通过母联开关的信号回路较为直观地发现。通过以上的分析及现场接线的方便，设计人员采用了取母联开关跳闸位置继电器的常开接点作为母线保护中母联开关位置量的开入，如图三： 为使母线保护母联开关位置量开入符合现场实际，并且在母联开关检修时不造成保护的误动或拒动，我局继电保护人员在长望变、平坡变母线保护屏上增加了“母联检修
18、投入”压板。此压板的功能在于：当其投入时强制对母线保护进行母联开关位置量的开入，即TWJ反应始终为“1”。此压板的作用主要是：母联开关检修或对其传动试验时，不会影响微机母线保护的运行。因为当母联开关检修或对其传动试验时母联开关可能进行分合，其位置反映并不代表它在运行状态，此时母线保护并未退出运行，所采集的母联开关的位置量可能会造成错误的逻辑判断，一旦发生母线故障，母线保护就有误动或拒动的可能，所以增加此压板。要求运行人员：只要母联开关在断开位置(包括母联在检修状态)，应投入此压板，母联开关恢复运行前应退出此压板。 3在操作刀闸位置模拟盘时应注意的问题 3.1母线运行方式的识别 双母线上各连接元
19、件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，相应的母差保护必须切换其差流回路和出口回路，使其与运行方式保持一致。为减少人工干预，母差保护装置都是通过引入刀闸辅助触点，来判别母线运行方式、切换内部回路。要保证母线保护动作的正确性，就必须保证母差保护识别母线运行方式的正确。但是，现有的刀闸辅助触点和其引入环节并非十分可靠。 RCS-915A型装置是在引入隔离刀闸辅助触点判别运行方式的同时，对刀闸辅助触点进行自检，当发现与现场不符，可通过对与母线保护装置配套的刀闸辅助触点的模拟盘的操作，来减少刀闸辅助触点的不可靠性对保护的影响。目前厂家提供有两种型号：MNP-1型、MNP-2型，玉林供电局的长望变等变电
20、站均采用MNP-1型模拟盘。 3.2MNP-1型模拟盘的原理 MNP-1型模拟盘原理图如下： 图四中，LED指示目前的各元件刀闸位置状态，S1、S2为强制开关的辅助触点。强制开关有三种位置状态：自动、强制接通、强制断开。 （1）自动：S1打开，S2闭合，开入取决于刀闸辅助触点； （2）强制接通：S1闭合，开入状态被强制为导通状态； （3）强制断开：S1、S2均打开，开入状态被强制为断开状态。 母线保护装置不断地对刀闸辅助触点进行自检，当发现与实际不符（如某条支路有电流而无刀闸位置）则装置发出“刀闸位置报警”信号，通知运行人员，此时装置仍能记忆原正常运行时的刀闸位置。此时，无论哪段母线发生故障，
21、为防止无刀闸位置的支路拒动，装置都将切除无刀闸位置的支路。假如运行人员在刀闸位置没有恢复时便对该信号进行确认，确认后装置不能记忆原正常运行时的刀闸位置，如发生母线故障，此支路将可能会被误切除。 3.3MNP-1型模拟盘的运行要求 （1）在正常运行情况下，模拟盘全部强制开关应打在“自动”位置。（2）当装置发“刀闸位置报警”信息时，运行人员应该先认真核对报警支路的实际运行方式，再将模拟盘上对应支路的强制开关强制打到正确位置，然后按屏上“刀闸位置确认”按钮通知母线保护装置读取正确的刀闸位置（此时的刀闸位置为模拟状态），保证母线保护在此期间的正常运行。母线保护不必退出。 （3）当检修人员对刀闸位置触点
22、的检修结束后，运行人员必须及时将强制开关恢复到“自动”位置。 4在各种运行方式下保护装置电压切换开关和投单母压板的操作 4.1母线电压切换时开入情况 当有一组PT检修或故障时，可利用保护屏上的电压切换开关1QK进行切换。开关的位置有“双母”、“母”、“母”三个位置。当1QK置在“双母”位置，引入装置的电压分别为母、母电压互感器来的电压，当置在“母”位置，引入装置的电压皆为母电压互感器来的电压，即UA2UA1，UB2UB1，UC2UC1；当置在“母”位置，引入装置的电压皆为母电压互感器来的电压，即UA1UA2，UB1UB2，UC1UC2。 4.2投单母压板介绍 保护屏上还设置有投单母压板1LP2
23、，投入此压板后保护将不进行故障母线的选择，当母线发生故障时将所有母线同时切除。（单母线运行方式下投入此压板）。 4.3保护装置1QK和1LP2的操作因双母线的运行方式较复杂，运行人员易混淆投单母压板1LP2和电压切换开关1QK的操作，故制订出在长望变、平坡变的1LP2和1QK的具体操作如下： （1）不论电源元件是否集中在一段母线上，只要母联开关在合闸位置，双母线并列运行时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”退出； （2）双母线分开运行（即母联开关在断开位置）时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”退出； （3）如果母联开关断开，双母线是用母线上任一线路或主变的线线侧刀闸硬
24、连接成单母线运行时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”必须投入； （4）当进行倒母线操作前1QK投向“双母”位置，并且必须先将1LP2“投单母压板”投入。倒母线操作结束后，如为单母运行时1LP2“投单母压板”投入（同时某一段PT检修，1QK投向运行段母线位置），如为双母线运行时1LP2“投单母压板”退出； （5）当一段母线故障切除后，另一段母线仍在运行时，应将1QK投向相应运行母线位置，1LP2“投单母压板”必须投入； （6）当母电压互感器处于检修或故障状态，使用母电压互感器，应将1QK投向“母”位置，当母电压互感器处于检修或故障状态，使用母电压互感器时，应该将1QK投向“母”位置
25、，1LP2“投单母压板”应退出。 5结束语 RCS-915A型微机母线保护从保护性能（特别是抗CT饱和性能）到人机界面，以及现场调试、运行和维护等方面，都有其独到之处，在应用上有不少的优越性。但在实际应用过程中，仍须注意所引入的母联开关位置量的问题，以及运行中保护屏上刀闸位置模拟盘、单母投入压板的使用问题，对这些问题有了充分的认识，才能保证这一先进技术可靠应用于现场，发挥其优越性，并确保其动作的正确性。 经过这几年的应用，RCS-915A型微机母线保护在玉林供电局的运行比较稳定的，尤其在长望变这座设备陈旧、倒闸操作较多的变电站，曾多次出现隔离刀闸辅助触点出错的情况，通过MNP-1模拟盘的操作，
26、使母差保护得到正常运行。我们要继续积累运行经验，要不断完善运行和管理制度，使新技术在实际应用中产生更大的效益，从而进一步提高电网的安全运行水平。0 引言线路的断路器失灵保护是在线路发生故障，故障元件的保护动作发出跳闸脉冲而断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过线路的保护作用于相邻断路器跳闸，或利用相应通道，使远端有关断路器同时跳闸的保护。它是在断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除其它相关断路器，使停电范围限制为最小的一种后备保护，在电力系统中具有很重要的作用。在实际的工程应用中，失灵保护设备包含失灵启动、失灵保护两个概念的产品。同时失灵保护的设计涉及到系统保护、元件保护等两个专业范畴。因此，一套失灵
27、保护系统的设计往往涉及到多种保护的设备。而且失灵启动装置、失灵保护装置这两种设备紧密联系，缺一不可。在综合自动化系统变电站中，由于采用了微机型失灵保护，解决了常规保护中常见的问题。这种保护由于采用高性能、高可靠、大资源的硬件系统，软硬件集成度高，使设计接线大大简化，回路接线越来越简单，使保护的安全性、可靠性都大大地得到了提高。1 概念所谓断路器失灵保护，就是当系统发生故障时，故障元件的保护动作，因其断路器操作机构失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护，作用于同一变电所相邻元件的断路器使之跳闸的保护方式。在220kV 及以上电力网中，以及110kV 电力网的个别重要部分，由于输电线路一般输送的功率大
28、，输送距离远，当线路发生故障而断路器又拒动时，将给电网带来很大威胁，故普遍装设了断路器失灵保护，有选择地将失灵拒动的断路器所连接母线上的其余运行中的断路器断开，以减小设备损坏，缩小停电范围，提高系统的安全稳定性。2 断路器失灵保护的应用与要求由于断路器失灵保护要动作于跳开一组母线上的所有断路器，而且在保护的接线上将所有断路器的操作回路都连接在一起，因此，应注意提高失灵保护动作的可靠性，以防止误动而造成严重的事故。为此，对失灵保护的设计应提出如下要求：2.1 对双母线接线方式或单母带分段断路器的接线方式（1）对带有母联断路器和分段断路器的母线要求断路器失灵保护应首先动作于断开母联断路器或分段断路
29、器，然后动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有电源支路的断路器，同时还应考虑运行方式来选定跳闸方式。（2）断路器失灵保护由故障元件的继电保护启动，手动跳开断路器时不可启动失灵保护。（3）在启动失灵保护的回路上，除故障元件保护的触点外还应包括断路器失灵判别元件的触点，利用失灵分相判别元件来检测断路器失灵故障的存在。（4）为从时间上判别断路器失灵故障的存在，失灵保护的动作时间应大于故障元件断路器跳闸时间和继电保护返回时间之和。（5）为防止失灵保护的误动作，失灵保护回路中任一对触点闭合时，应使失灵保护不被误启动或引起误跳闸。（6）断路器失灵保护应有负序、零序和低电压闭锁元件，对于变压器、发电机
30、变压器组采用分相操作的断路器，允许只考虑单相拒动，应用零序电流代替相电流判别元件和电压闭锁元件。（7）当变压器发生故障或不采用母线重合闸时，失灵保护动作后应闭锁各连接元件的重合闸回路，以防止对故障元件进行重合。（8）当以旁路断路器代替某一连接元件的断路器时，失灵保护的启动回路可作相应的切换。（9）当某一连接元件退出运行时，它的启动失灵保护的回路应同时退出工作，以防止试验时引起失灵保护的误动作。（10）失灵保护动作应有专用信号表示。2.2 断路器采用一个半接线方式或多角形接线方式时（1）元件采用反应断路器位置状态的相电流元件，应分别检查每台断路器的电流，以判别哪台断路器拒动。（2）当一个半断路器
31、接线方式的一串中的中间断路器拒动，或多角形接线方式相邻两台断路器中的一台断路器拒动时，应采取远方跳闸装置，使线路对端断路器跳闸并闭锁其重合闸的措施。（3）断路器失灵保护按断路器设置。3 断路器失灵保护现场应用中的几点改进建议针对失灵保护运行中出现过的一些问题，提出如下几点改进措施：（1）断路器失灵保护按一套配置。断路器失灵保护二次回路牵涉面广、依赖性高。投运后很难有机会利用整组试验的方法进行全面检验。因此，对断路器失灵保护在设计、安装、调试和运行各个阶段都应加强质量管理和技术监督，保证断路器失灵保护不留隐患地投入运行。（2）由于线路断路器失灵保护的电流判别元件对于长线路在按线路末端故障有灵敏度整定后，一般都躲不过正常运行时的负荷电流。也就是说正常运行时电流元件处于动作状态，作为断路器的相电流判别元件不能起到明确的判据作用，若保护跳闸出口去启动失灵的触点卡住不返回，且无法监视，当在区外又发生故障时，母线电压闭锁元件有可能动作，很容易造成失灵保护误动作的严重后果。实际也发生过此类事故。因此断路器失灵保护的相电流元件必须起到明确的判据作用。长期的运行经验证实，对于分相操作的断路器，只需要考虑一相及
