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1、关于带负荷测试母线差动保护的探讨 母线是电力系统变电站的重要电气设备之一。在运行中某一电压等级的母线发生短路故障可能会引起全站停电的事故，甚至扩大为电力系统的事故；同时，由于故障电流大，也会造成有关设备严重损坏。为了使母线发生短路故障时影响范围最小，故障时间最短，就必须配置可靠、快速、选择性好的母线保护，以便能及时切除短路故障点。母线差动保护是承担这个重任的比较理想的保护装置，它具有原理简单、采用电气量少、动作无延时以及保护范围准确等特点，能够快速有效地切除故障母线，对电网的安全稳定运行起着十分重要的作用。1 带负荷测试母线差动保护的必要性 虽然母线差动保护的原理简单，但保护装置的正确动作却受
2、多方面因素的影响：一是变电站的母线上一般都连接有多条输出线路，各条线路配置的保护用的电流互感器(以下简称 CT)变比和极性必须正确；二是各线路 CT 二次输出的电流误差值应符合规定的范围；三是母联断路器、母联兼旁路断路器或分段用的断路器配置的 CT 变比和极性正确，要符合一次系统运行方式。总之，二次回路的组合要满足母线差动保护原理的要求。而这些因素在回路没有电流的情况下鉴定工作量大，且容易出现错误。为了对这些因素作出准确的分析判断，就需要对母线差动保护进行带负荷电流测试工作，以验证差动保护在运行中各方面因素的正确性。2 应测试的主要数据 怎样知道母线差动保护的配置在安装、调试、整定等环节是否有
3、疏漏，如 CT 的极性是否接反，回路是否接错，整定时平衡系数是否算错等，可以在带负荷的情况下测试以下有关数据，为下一步分析判断做准备。2.1 差流或差压 目前，多数变电站配置的母线差动保护主要有电磁型(如 BCH-1 型、PMH 型)和微机型(如RCS-915 型)2 种。电磁型母差保护采用磁平衡补偿的差动继电器和中阻抗母线差动继电器，需用高阻抗输入的 0.5 级交流电压表依次测出A，B，C 相差压。微机型母差保护采用电流平衡补偿的差动继电器，用钳形相位表或通过微机保护的液晶显示屏依次测出 A，B，C 相差流。2.2 各侧电流的幅值和相位 仅仅通过差流来判断母线差动保护的正确与否是不充分的，因
4、为有些接线或变比的小错误产生的差流并不明显，而且差流与负荷电流的变化成正比，负荷变小，差流也跟着变小。所以除需测试差流外，还要用钳形相位表从保护屏的端子排上依次测出各侧 A，B，C 相的幅值和相位(相位以某相 PT 二次电压为基准)，并记录。这里不建议通过微机保护装置的液晶显示屏记录电流的幅值和相位。2.3 母线的潮流值 通过后台显示器或控制屏以及调度端，遥测记录母线上各路电流、有功功率、无功功率的大小和流向，为下一步分析 CT 的变比和极性奠定基础。因差流是随负荷电流成正比变化的，因此测试时负荷电流应当越大越好。负荷电流越大，各种错误在差流中体现得就越明显，就越容易判断。但在实际运行中，母线
5、受网络各方面的限制，其负荷电流不会很大，不过至少应满足所用测试仪器精度的需要，同时也要满足差流和负荷电流的可比性。如果轻负荷时差流与负荷电流的数值相差不大，那么判断母差保护的正确性就会很困难。3 对所测得的数据进行分析 对以上测试所得的各项数据进行正确的分析和判断，是判断保护装置能否正确动作的关键环节。对所测得的数据进行分析判断的方法如下。3.1 分析电流的相序 当二次接线正确时，各条线路的电流都应是正序排列，即 A 相超前于 B 相，B 相超前于 C 相，C 相超前于 A 相。如果不是正序，则可能是因为以下错误原因造成的：(1)一次设备引到端子箱的二次电流回路相别，与一次设备相别不对应，如从
6、 A 相 CT 上引到端子箱的电缆芯，接在了定义为 B 相的电流回路上，这种情况可能在一次设备倒换相别时发生；(2)从端子箱到保护屏的电缆芯接错了，如一根电缆芯的一端接在端子箱的 C 相电流回路，而另一端接在了保护屏的 B 相电流输入端，这种情况可能是由于保护人员查错了线或是配错了线而造成的。3.2 分析电流的对称性 3.2.1 造成某相电流幅值偏差大于 10%的原因 在正确接线下，A，B，C 三相电流的幅值应该基本相等，且相位互差 120。，即 A 相电流超前 B 相 120。，B相电流超前 C 相 120。，C 相电流超前 A 相 120。若某相电流幅值偏差大于 10%，可能是以下原因造成
7、的：(1)该条线路的某相 CT 二次绕组抽头接错，造成变比不同；(2)该条线路的负荷三相对称，但负荷波动较大，造成测量三相电流幅值时所带的负荷相差大，所以幅值差别大；(3)某相电缆绝缘不好，对电缆屏蔽层形成分流，使流入保护屏的实际电流减小；(4)某一相在接线过程中存在寄生回路。3.2.2 造成相位差大于 120。(10.1)的原因 若某两相间的相位差大于120。(10.1)，原因可能有：(1)该两相中的某一相电流回路存在寄生回路，造成该相电流相位偏移；(2)该两相中的某一相绝缘不好，致使电流分流，相位偏移；(3)该条线路的功率因素波动大。功率因素大时测得的一相电流相位与功率因素小时测得的另一相
8、电流相位偏移大。3.3 核对 CT 变比 用某条线路的一次电流除以二次电流，可以得出实际的 CT 变比，该变比应与整定变比基本一致。若偏差大于 10%，则原因可能有：CT 的一次侧未按照定值变比进行串联或并联连接；CT 的二次侧未按照定值变比接在相应的抽头上。这 2 种情况都可能是安装人员失误所致。3.4 CT 极性分析 母线上一般连有多条线路，可通过分析各条线路同名相电流相位，来检查差动保护的电流回路 CT 极性的正确性。以各线路负荷潮流方向为准，线路 CT 的二次电流、电压夹角应与该线路有、无功负荷决定的一次电流、电压夹角相同或相差 180。如以各线路负荷潮流方向为准，母线向线路送出有功
9、90 MW，无功 70 MVar，则一次电流电压夹角=Arctg(70/90)=38。，若从线路流向母线有功 90 MW，无功 70 MVar，则=-Arctg(70/90)=-38。如果一条线路一二次电流、电压夹角差与其他线路的夹角差偏差大，则可能是该条线路 CT 的二次绕组的极性接反了(注：母联或分段断路器也当作挂在母线上的一条线路来考虑)。3.5 分析差流或差压大小，判断整定的正确性 当母线上某条线路的CT 变比与其他的不一致时，需要补偿。对于微机母差保护采用平衡系数来补偿，要求差流不大于 60 mA；电磁型母差保护采用磁平衡补偿的差动继电器，用变流器或平衡线圈来补偿，规定差压不大于 150 mV；中阻抗母线差动继电器用变流器来补偿，要求差压接近于 0。若不能满足要求，可能原因有：(1)平衡系数、平衡线圈匝数算错或变流器变比不对；(2)从 3.13.4 所列举的情况，都可能导致差流或差压不满足要求。
关于带负荷测试母线差动保护的探讨
