（国网山西省电力公司检修分公司 山西太原 030032）
摘要：为了适应500kV朔州变电站220kV系统对三个风电间隔的接入，对500kV朔州变电站220kV系统母线进行双母双分段改造，以满足忻朔电网对系统稳定性的要求。探讨了变电站双母双分段接线母线故障时电流流出特殊性、影响及对策，重点分析了分段断路器失灵、分段断路器死区故障的对策及处理方法。
关键词：双母双分段 ；分段开关失灵； 死区
Abstract：In order to adapt to the 500kV system of 220kV shuo zhou substation, the access of three wind power systems, Transformation of double busbar and double segmen of 220kV system bus in 500kV shuo zhou substation, to meet the requirements of Xin Shuo grid on the stability of the system.The particularity,influence and countermeasures of the current outflow in the fault of double busbar and double segmen fault of the substation are discussed. Analyzed the subsection switch malfunction and the countermeasures and the fault of the treatment method of the dead zone.
Key words: double busbar and double segmen ; subsection switch malfunction ; dead zone
引言
为了适应500kV朔州变电站220kV系统对三个风电间隔的接入，对500kV朔州变电站220kV系统母线进行双母双分段改造，以满足忻朔电网对系统稳定性的要求。双母双分段母线运行方式拥有诸多的优点：运行调度灵活，对于母线上的任一线路，可以选择由该条母线上的电源供电，也可以通过母联单元或分段单元由其它母线单元电源供电。当双母双分段中一段母线停电检修时，可将检修母线上的线路单元切换至另一条母线运行，双母双分段接线方式需要切换的线路单元减少约一半，可以降低了运行人员的工作量和误操作风险，运行更加可靠。当母线发生故障时，母差保护动作跳开其中一条母线，故障影响的回路也减少了约一半，增强了电网的可靠性和稳定性。
1 双母双分段母线接线方式的特殊性
图1 双母双分段母线系统
Figure 1 The system of double busbar and double segmen
如图1所示,CD母母差保护屏所保护的范围其实就是一个双母线系统,但它与一般的双母线系统还有所不同。首先,它有两个特殊的连接元件即图1中所示的2030、2040分段断路器，对整个双母双分段母线系统来说,它们是分段开关, 具有母联的全部特点, 母联2020可能发生的故障分段开关2030、2040也都有可能发生。CD母母差保护来说,它们又与两条出线很相似,所以处理其故障时又不能完全像母联一样处理。另外,在该系统中当母线发生短路时,由于整个母线系统形成了环路,故障电流有可能迂回,从而产生了电流流出,如图2所示。流出电流将会对保护灵敏度产生不利影响。
2 母线故障时电流流出的影响及对策
以图2所示系统为例D母故障时,连接在该段母线上的平朔I线（平朔电厂）提供的电流I，假设有 kI 的电流通过母线A、B和C迂回到故障点,即 D母有 kI 的流出电流。
图2 母线故障电流示意图
Figure 2 Schematic diagram of bus fault current
电流流出的比例k（比率制动系数）小于1，所以制动系数Zd的极限是0.33，即如果故障时电流完全迂回，若Zd整定的大于0.33，保护将会拒动。所以双母双分段母线保护整定计算中选取制动系数Zd时,母线故障时电流流出的比例将是一个重要的考虑因素。电流流出比例是与电源到故障点的环路各段阻抗有关的,从图2的系统示意中可以看出,一般情况下电源直接到故障点 K 的母线阻抗是不大于迂回路线的母线阻抗的，所以一般情况下电流流出比例 k 应不大于0.5， Zd整定值小于0.5就能满足实际运行的需要。如果制动系数Zd固定为0.3，则保护一定不会因为故障时电流流出的影响而拒动,但在最大运行方式下有元件CT断线时或者母线出口故障CT严重饱和时以及CT累计误差太大时保护将有误动的危险。为解决这个问题,一方面提高大差灵敏度,大差所用制动系数选一个较低的值,可以固定为0.3，小差所用制动系数 Zd根据系统具体情况整定一个较高且合适的值；另一方面,因为所用制动系数不同造成大差比小差灵敏度高,在特定工况下母线故障时有可能出现大差动作条件满足而小差动作条件不满足的情况,为解决这个问题,可以考虑在大差动作而小差不动作的情况下有选择性地跳开母联,将母线解环,从而使小差动作,有选择性地切除故障母线。
3分段断路器失灵的对策
双母双分段工程改造完成后，对于四段母线配置四套母线差动保护，仅采用了RCS-915AS，RCS-915GB中的失灵保护。对于AB母母差保护如图1所示,假设A母故障,当AB母线保护动作跳A母时,应把2030分段断路器跳开,如果它失灵,则应跳开相连的母线C母。保护的处理逻辑是当AB母线保护动作跳A母上所带出线，母联2010断路器及2030分段断路器，母差保护动作不返回，同时AB母母差保护RCS-915GB发给CD母差保护RCS-915AS一个该分段断路器跳闸的信号,即去启动CD母分段失灵保护， CD母差接收到该信号后,经过延时(可整定,躲分段断路器跳闸时间、熄弧时间并考虑一定裕度),若 2030分段电流越限(可整定,按最小运行方式下母线故障时流过分段断路器的短路电流整定,并考虑一定的灵敏度,尽可能躲过最大运行方式下流过分段断路器的负荷电流),则判定为2030分段断路器失灵，CD 母线保护将跳开2030分段断路器连接的另一条母线C母上所有连接元件，最终切除故障。
4 分段断路器死区故障的处理方法
分段断路器死区与母联死区保护是一样的，当分段开关和分段CT之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于CT侧母线小差的死区，原理上通过分段断路器失灵保护可以CT母线切除，但为了提高保护动作速度，专设了分段死区保护，母线保护装置的母联死区保护在差动保护发分段跳令后，分段开关已经跳开而分段CT仍有电流，且大差比率差动元件不返回的情况下，经死区动作延时将母联电流退出小差，即所谓的“封CT”，CT侧母线电流不平衡，产生差流，小差动作跳开CT侧母线上所有元件，故障切除。如果分段断路器两侧装设CT, 交叉接线消除了分段断路器的保护死区,在死区发生故障时两套保护都会瞬时动作。这也是保护设备配套者建议的一次设计方式。
5 结束语
随着电网的快速发展，电网的运行方式要求更加灵活，双母双分段改造以后能更好适应电网调度要求方式，在保障电网安全稳定运行的情况下，双母双分段由于接线特殊性，必须有更加可靠的处理措施，本文中探讨的分段失灵及死区的处理方法，能有效的满足保证电网系统稳定运行。
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作者简介
谢朋海，1982年生，男，汉，山西朔州，工程师，硕士研究生，2009年就职于国网山西省电力公司检修分公司从事电力系统继电保护方向。
论文作者:谢朋海
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/2
标签：母线论文; 死区论文; 故障论文; 断路器论文; 电流论文; 朔州论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第4期论文;