摘要：变电站内的母线是连接电气回路的低阻抗导体，起着汇集、分配和传送电能的作用。随着电网系统的不断发展，母线上电气元件数量越来越多，短路电流也在逐渐增加。母线有别于线路、主变等单元设备，在实际运行中会出现多种运行方式。因此，母线差动保护必须能适应各种运行方式的需要，快速、准确、可靠的切除故障设备，保障电网系统的安全、稳定运行。
关键词：变电站；电网系统；继电保护；母线差动保护
一、概述
母线差动保护是最常用的一种母线保护，其主要原理依据是基尔霍夫电流定律。当母线正常运行或外部发生故障时，母线上的电流和为零，即母线差动保护的差动电流，母线保护不动作。当母线发生故障时，母线上的电流和等于流入故障点的电流，如果大于母线差动保护所设定的动作电流时，母线保护将会动作。
基于微电子技术的微机型母线保护装置由于其可靠性高、性能容易通过软件更新提高，在电网中得到了广泛的应用。由于在软硬件设计制造上存在一些缺陷或在运行操作中遇到特殊情况，需要在实际运行中不断完善其使用功能。以下，针对常见的母线差动保护装置在现场运行中发现的问题进行简单分析，并提出相应的措施。
二、母联或分段开关位置对母线差动保护的影响
当母线分列运行时，母线发生故障，非故障母线流过穿越电流，该电流不计入差流，但参与制动，于是为防止在母联开关断开的情况下发生区内故障，非故障母线段有电流流出母线，导致比率差动元件的灵敏度不够。因此比率差动元件的比率制动系数K有高低两个定值，可自行整定，例如高值整定为0.5，低值整定为0.3。当母联开关处于合闸位置时，比率差动元件采用比率制动系数高值，而当母联开关处于分闸位置，即母线分列运行时，比率差动元件自动转用比率制动系数低值。
因此，母联开关断开，单母线方式运行时，母线保护比率差动元件的比率制动系数转为了低值。尽管所有线路都在一条母线运行，但是运行线路的数目却没有改变，因此区外故障时电流互感器误差产生的差动不平衡电流就与两母线并列运行时是一样的，而制动量却因比率制动系数转为低值而降低了，从而使动作区增大了，削弱了母线区外故障时保护的制动特性，增加了母线保护误动的几率。由以上分析可以看出，母线差动保护在一条母线停电，另一条母线运行的情况下，将大差比率制动系数由原0.5降至0.3，增大了动作区，使大差的灵敏度增加了，如果此时电压闭锁解除，保护误动作的几率就增大了。
母线差动保护装置有自动和手动两种方式判别母线运行方式。自动方式通过母联开关辅助触点进行自动切换（若母联开关常开、常闭接点不对应，装置默认为母联开关合，同时发开入异常告警信号）。手动方式是在母联开关断开后投“分列运行运行”保护压板，在合母联开关前退出该压板。两种方式手动方式优先级最高。当母线分列运行时，发生死区故障，装置直接封母联CT，母联电流不计入小差回路，此时差动保护动作跳母联CT侧母线所带支路。运行人员在母线分列运行的过程中，母联或分段开关断开后，必须投入“分列运行压板”，母联或分段开关合闸前，必须退出“分列运行压板”，不能遗漏对该压板的操作。
三、隔离刀闸辅助接点位置对母差保护的影响
当双母线运行时，各电气元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，母差保护需要正确跟随母线运行方式的变化，才能保证保护装置的正确动作，也就是说正确识别母线运行方式直接影响到母线保护动作的正确性，母线差动保护装置均利用隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，因此隔离刀闸辅助触点的可靠性就直接影响到保护的安全运行情况。
因此，母线差动保护装置需对刀闸辅助触点进行自检，并具有刀闸变位修正功能，当某条支路有电流而无刀闸位置时，装置能够记忆原来的刀闸位置，并根据当前系统的电流分布情况校验该支路刀闸位置的正确性，或因刀闸位置错误产生小差电流时，装置会根据当前系统的电流分布情况计算出该支路的正确刀闸位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
微机母线差动保护装置对刀闸位置的校验或修正都是在判别支路有电流的情况下进行的，如果某支路负荷较轻或者空载运行，那么即使该支路的刀闸辅助触点无法正确反映刀闸位置，微机母线差动保护装置也会因为二次电流分布近乎平衡，大差、小差电流都几乎为0，而无法修正该支路刀闸位置，甚至都不会发出报警信号，这样一来如果此时发生区外故障，母差保护将极有可能误动。
母线差动保护装置在线路轻负荷的情况下，刀闸位置节点接触不良，由于负荷近似于空载，母差保护未发出任何差流告警信息，而运行人员没有注意到刀闸变位信息。此时如发生区外故障母差极也及有可能发生误动。故当刀闸辅助接点变位时母线差动保护装置能发出“刀闸位置报警”信号。由于这种情况下线路轻载，保护缺少重要判别量电流，保护装置无太好的解决办法，只能在加强该回路的维护工作，就是需要运行人员在操作过程中关注母差保护上显示的刀闸位置情况是否与一次系统对应，不要轻易复归刀闸变位信息，在确认由操作引起刀闸变位后再复归，如果发现并确认刀闸位置与一次不符，可以通过设在保护屏上强制开关指定正确的刀闸位置。
四、倒母线操作对母差保护的影响
1、倒母线操作前，应先将母差保护屏投互联功能压板投入
因为母差保护屏当两组母线隔离开关同时合上时，装置会自动判别为单母运行方式，但为了保证在整个母线倒闸操作过程中，母线有故障不经选择元件，直接跳两条母线，确保人身设备安全，应采用强制方式。两组母线隔离开关同时合上时，母差的两个分差回路电流都不平衡，无法正常工作，不能准确的判断故障母线，但两条母线的总差电流是平衡的，因此母差保护必须投入“投互联功能压板”改单母运行方式，利用总差保护，在单母运行方式，任一母线发生故障，双母线都跳闸，若不改单母运行方式，而母联开关操作电源拉开的情况下，任一母线故障后都要启动母差失灵，跳开非故障母线，切除时间较长，对系统安全不利。因此，倒母线操作前，应将母差保护屏投互联功能压板投入。
2、倒母线操作前，将母差保护屏投互联功能压板投入后，再拉开母联断路器控制电源
如果倒母线操作过程中，由于特殊原因使母联断路器分闸，此时母线隔离开关的拉、合操作实质上是对两组母线进行带负荷解列、并列操作（即带负荷拉、合母线隔离开关），因隔离开关无灭弧装置，会造成三相弧光短路。因此，母联断路器在合闸位置拉开其操作电源，使其不能跳闸，保证母线倒闸操作过程中，母线隔离开关始终保持等电位操作，避免母线隔离开关带负荷拉、合闸引起弧光短路事故。
3、倒母线操作前，必须先投入母差保护“投互联功能压板”，再拉开母联断路器的操作电源
拉开母联开关操作电源时，如果未投入母差保护“投互联功能压板”，此时任一条母线故障，都将是母联失灵启动跳开另一条母线，延误了母线故障切除时间，有可能造成系统稳定破坏。
4、倒母线操作结束后，先合上母联断路器的操作电源，再退出母差保护屏上的“投互联功能压板”
因为在退出“投互联功能压板”后，未合上母联开关控制电源空气开关时，一条母线故障，母联失灵会跳开另一条母线，也会延误了母线故障切除时间，有可能造成系统稳定破坏。
五、结束语
继电保护工作人员和运行管理人员应加强学习，对微机型母线保护装置的设计缺陷、制造缺陷问题及操作过程中的特殊情况予以重视，确保保护装置能快速、准确、可靠的切除故障设备，保障电网系统的安全、稳定运行。
参考文献：
[1]焦彦军，《电力系统继电保护原理》，中国电力出版社，2015.02
[2]江智伟，《变电站自动化及其新技术》，中国电力出版社，2006.01
[3]戴志辉，《继电保护可靠性及其风险评估研究》，华北电力大学，2012.06
论文作者:巩磊,单祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：母线论文; 电流论文; 压板论文; 故障论文; 差动论文; 操作论文; 位置论文; 《基层建设》2019年第27期论文;