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變電站母線保護(hù)
（作者未知） 2011/1/10
摘要：文章對(duì)變電站主變電壓側(cè)母線保護(hù)的現(xiàn)狀和存在問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究，討論了裝設(shè)快速母線保護(hù)的必要性和可行性，并提出了兩種實(shí)現(xiàn)母線快速保護(hù)的新方案。
關(guān)鍵詞：變電站 主變母線 保護(hù)
0 引言
在電力系統(tǒng)中，35kV及以下電壓等級(jí)的母線由于沒(méi)有穩(wěn)定問(wèn)題，一般不要求裝設(shè)專(zhuān)用母線保護(hù)。但由于高壓變電站的10kV系統(tǒng)出線多、操作頻繁、容易受小動(dòng)物危害、設(shè)備絕緣老化和機(jī)械磨損等原因，10kV開(kāi)關(guān)柜故障時(shí)有發(fā)生。經(jīng)運(yùn)行實(shí)踐表明，雖然近年來(lái)高壓開(kāi)關(guān)柜的制造技術(shù)進(jìn)步很快，10kV母線發(fā)生故障的機(jī)率大為減少，但仍然有因個(gè)別開(kāi)關(guān)柜故障引發(fā)整段開(kāi)關(guān)柜“火燒聯(lián)營(yíng)”的事故發(fā)生，甚至波及到變壓器，造成變壓器的燒毀。雖然造成此類(lèi)事故的原因是多方面的，但是在發(fā)生主變低壓側(cè)母線短路故障時(shí)沒(méi)有配備快速
母線保護(hù)也是重要原因之一。
變電站的低壓母線一般不配置專(zhuān)用的快速母線保護(hù)是目前典型的設(shè)計(jì)做法，是符合國(guó)標(biāo)及現(xiàn)行的電力行業(yè)規(guī)程規(guī)范要求的。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)低壓側(cè)母線保護(hù)一直不夠重視。但是，系統(tǒng)內(nèi)慘痛的事故教訓(xùn)已經(jīng)引起電力企業(yè)的廣泛關(guān)注，在技術(shù)上尋求新的繼電保護(hù)方案也是廣大繼電保護(hù)工作者的共同愿望。
1 低壓側(cè)母線保護(hù)現(xiàn)狀
1.1 低壓側(cè)母線保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 根據(jù)國(guó)標(biāo)《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50062－92)：對(duì)于發(fā)電廠和主要變電所的3～10kV母線及并列運(yùn)行的雙母線，只有在下列情況下才裝設(shè)專(zhuān)用的母線保護(hù)：①需快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障，才能保證發(fā)電廠及電力網(wǎng)安全運(yùn)行和重要負(fù)荷的可靠供電時(shí)；②當(dāng)線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí)。
有相當(dāng)一部分變壓器差動(dòng)的保護(hù)范圍不包括低壓側(cè)斷路器，其使用的電流互感器位于變壓器和低壓斷路器之間。在變電站的設(shè)計(jì)中，低壓側(cè)母線故障要靠主變壓器低壓側(cè)的后備保護(hù)來(lái)切除。
常見(jiàn)的220kV(110kV)變電站低壓母線的某一段接線情況。在主變低壓側(cè)母線或斷路器發(fā)生故障時(shí)，要靠變壓器低壓側(cè)的過(guò)流保護(hù)跳開(kāi)DL1斷路器來(lái)切除故障。同樣的問(wèn)題也存在于發(fā)電廠的6kV(10kV)廠用電系統(tǒng)，當(dāng)中壓廠用電系統(tǒng)發(fā)生母線故障時(shí)，要靠廠用變壓器或啟動(dòng)／備用變壓器低壓側(cè)的過(guò)流后備保護(hù)來(lái)切除。種設(shè)計(jì)方案的弊端是一旦發(fā)生母線短路故障時(shí)，故障不能被快速切除，而只能等到過(guò)流后備保護(hù)動(dòng)作。因主變低后備過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般整定為1．2～2．0s，所以在切除故障時(shí)將會(huì)有較長(zhǎng)的延時(shí)，加大設(shè)備損壞的可能，甚至引發(fā)相鄰設(shè)備的大面積燒毀。
1.2 對(duì)低壓側(cè)母線保護(hù)的技術(shù)要求 對(duì)低壓側(cè)母線保護(hù)的要求，主要包括以下幾個(gè)方面：
1.2.1 保護(hù)可靠性要求高，不允許拒動(dòng)和誤動(dòng)。特別是對(duì)防止誤動(dòng)的要求更高，因?yàn)榫軇?dòng)的結(jié)果是故障還可以靠進(jìn)線(或分段)的后備過(guò)流切除，與目前不配置專(zhuān)用母線快速保護(hù)的結(jié)果是一樣的，但是如果是發(fā)生誤動(dòng)，后果很?chē)?yán)重，直接影響到用戶的供電可靠性，甚至造成不良的社會(huì)影響。
1.2.2 保護(hù)的構(gòu)成盡可能簡(jiǎn)單。不大量增加一次設(shè)備(如電流互感器)和外部電纜，而且施工和改造工作簡(jiǎn)單易行。
1.2.3 保護(hù)不受運(yùn)行方式的影響，可以自動(dòng)適應(yīng)母線上連接元件的改變，如從電源進(jìn)線切換到分段斷路器運(yùn)行，個(gè)別或部分元件的投入及退出運(yùn)行，綜合微機(jī)保護(hù)的調(diào)試和維護(hù)修理等情況。 轉(zhuǎn)
1.2.4 保護(hù)既可獨(dú)立安裝，也可以適應(yīng)安裝在開(kāi)關(guān)柜上的運(yùn)行條件。
2 低壓側(cè)母線的保護(hù)
2.1 采用電流互感器第三個(gè)二次線圈構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的方案 為了解決在35kV、10kV系統(tǒng)發(fā)生母線故障時(shí)沒(méi)有快速保護(hù)的問(wèn)題，最直接的方案就是配置常規(guī)的微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)，把所有母線段上各回路的電流量引入差動(dòng)保護(hù)裝置。該方案保護(hù)可以集中組屏布置在繼電器室內(nèi)，也可以將保護(hù)布置在進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜上。
近幾年，具備三個(gè)二次線圈的電流互感器開(kāi)始出現(xiàn)和應(yīng)用，這為實(shí)現(xiàn)低壓母線短路故障的快速保護(hù)創(chuàng)造了有利條件�？梢岳酶髟娏骰ジ衅鞯牡谌齻�(gè)二次線圈專(zhuān)用于母線差動(dòng)保護(hù)。為提高可靠性，保護(hù)可以經(jīng)電壓元件閉鎖，只有在出現(xiàn)差電流和系統(tǒng)電壓條件滿足的條件下，保護(hù)才能出口。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后跳開(kāi)電源進(jìn)線斷路器(或分段斷路器)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)成簡(jiǎn)單，利用了目前電流互感器制造方面的新特點(diǎn)，開(kāi)關(guān)柜投資增加不多。
但是在實(shí)施這一方案時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)條件的限制。例如，在一些老式變電站（未完，下一頁(yè)）
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