摘要：作为电力系统中的重要传输元件，变电站中的母线是确保电力系统电能传输的重要装置，其运行可靠性以及安全性能够直接影响到整个电力系统的稳定性，而一旦母线产生拒动以及误动都会给电力系统带来较大的危害。因此，必须要保证变电站母线差动保护运行的可靠性｡鉴于此，本文就变电站母线差动保护异常原因分析及处理措施展开探讨，以期为相关工作起到参考作用｡
关键词：母线差动保护；电力系统；电力元件；电能
1.母线差动保护工作原理
根据基尔霍夫电流定律：所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和｡用通俗的比喻，母线差动保护就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的｡因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等｡如果母线发生故障，这一平衡就会破坏｡一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器｡如果是双母线并列运行，保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围｡母线差动保护设置大差及各段母线小差，大差作为小差的起动元件，用以区分母线区内外故障，小差为故障母线的选择元件｡
2.异常现象检查分析
2.1现象描述与装置检查
对220kV某变电站220kVCSC150母线差动保护进行专业巡视时，发现保护装置发出告警信号，告警报文提示B相差动保护启动｡随即检查各间隔电流实时数据，电流、电压的有效值、相序正确，大差、小差均为0，检查外部开入正确，保护定值校核正确，装置无异常的保护自检信息，唯有不同的是投入了互联压板，当时母线已倒向单母运行｡为了防止保护误动发生，当即申请退出保护出口压板，测试互联压板投入退出，保护装置开入反映正确｡投入互联压板保护启动，退出互联压板启动返回，但是两种状态下保护装置显示各通道采样的有效值是一致的｡单从现象看差动保护启动与互联压板有关，在经过与设备开发组沟通后，认为互联压板只是保护启动的一个诱因，不是根本原因｡
2.2采样点值与录波图分析
打印采样点值逐个通道检查，发现第三个间隔电流通道B相采样异常｡CPU3为差动启动处理器，Ib3=29.06A；CPU4为差动出口处理器，Ib3=0.3769A｡由于第三个间隔为备用间隔，外部无电流接入回路，正常情况只有一点零漂值，区间（-0.001，0.001）｡不难看出，采样点值反映为一直流分量，检测未发现外部回路存在直流量输入｡采样点值异常，而没有差流，是因为装置各通道输入为交流量，交流采样计算将直流分量绝大部分被滤除掉了，所以Ib3通道计算得到的有效值近似为0，因此，差流仍为0.差动保护启动故障录波如图1所示｡模拟量电流通道Ib3有一个正向直流分量，量程已满格29.06A，开关量1——保护启动已发生变位｡保护装置软件逻辑已满足B相差动保护条件，原因是通道Ib3存在一个异常的直流分量｡作为备用通道，这个直流分量可以认为通道零漂，说明当时通道Ib3零漂已出现了问题｡
图1差动保护启动录波图
图1中，模拟量：1—Ua1；2—Ub1；3—Uc1；4—Ua2；5—Ub2；6—Uc2；7—Ib1；8—Ib2；9—Ib3.图1中，开关量：1—保护启动；2—I母线差动保护启动；3—II母线差动保护启动；4—I母电压开放；5—II母电压开放；6—母联跳位；7—差动母联失灵动作｡
3.结合实例的母线差动保护分析
3.1母线差动保护案例分析
在某个常规类型220kV变电站里，在变电站全部的运行过程中110kV正母线和110kV副母线运用分列运行的模式，此时母联710开关正在热备用的形势下，除此之外，在正母线上的782开关、785开关、788开关、775开关、78F开关、701开关也都处于正常运行的状态下，而720部件则正在为110kv的正母线进行充电；与此同时，副母线上的781开关、786开关、780开关、702开关也同时处于正常运行的状态｡这个系统在运行过程中，在110kV出线上的788开关因为A相出现问题而产生了跳闸的现象，而且后期也没有重合成功，因此又加速跳开三项｡与此同时，在这个过程中，此发电站的110kV母线上出现保护动作，母线部件上的782开关、785开关、701开关、720开关、775开关、78F开关全部跳开，进而造成了1段的母线没有了电力传输，甚至出现了大量110kV的主变电设备失去电力传输的状况｡
3.2有效的事故处理以及分析方式
在本案例中全部的110kV的开关在外形上都没有问题，而且在110kV母线差动保护机制能够起作用的范围以内也没有发现特殊的状况，而且通过对现场的检查，尤其是对开关，流变等部件的检查都没有发现特殊的状况｡并且根据母线差动保护机制的录像截取的图片中可以发现母线差动保护的起效是在确保母线差动保护启动机制和起效标准的前提下开展工作的｡通过综上所述也可以看出，这种母线差动保护行为是最具有代表性的，是由于输电路出现问题进而出现母线差动保护动作的现象｡
3.3母线差动保护的改进措施
母线差动保护通常采用两种判断依据：一种是快动判据，就是根据判断ΔIr与ΔId的发生是不是同步进而判断快动判据是不是需要移用；另一种判断依据则是全波判据，根据一个周波的数据来判断是否需要进行母线差动保护，进而在保护开始的期间进行投放｡以上的再发生问题时采用都是快动判据的母线差动保护方法，母线差动在线路与发生的故障出现重合时通过电流的畸变产生快速动作｡如果在线路出现故障时采用全波判据的母线差动保护方法，根据一个周波的数据来判断是否要进行差动保护，就不会产生母线差动保护动作｡工作人员利用仿真系统来多次模拟故障现象，母线差动保护线路在与故障发生重合的时候都没有动作｡
结语
综上所述，母线差动保护的应用是电力系统运行的需求，防止母线差动保护不正确动作的发生是当前继电保护工作的重中之重｡为了提高变电站母线差动保护运行的可靠性，防止母线差动保护不正确动作的发生，技术人员应对一些常见故障问题进行分析总结，并制订有针对性的改进措施，将设备隐患消灭在萌芽状态，以保证整个电力系统始终处于安全、稳定以及可靠的运行状态中｡
参考文献：
[1]陈雷.智能变电站自同步母线差动保护研究[D].山东大学，2018.
[2]凌冲.220kV母线差动保护异常启动原因探究[J].湖南电力，2017，37（06）：39-40+46.
论文作者:吕钰杰,刘学勤
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：母线论文; 差动论文; 压板论文; 电流论文; 变电站论文; 判据论文; 通道论文; 《电力设备》2018年第34期论文;