母线差动保护及其中变压器启失灵保护的整定计算方法

摘 要：母线差动保护在电力系统机电保护装置中发挥着关键性作用，对电力系统安全运行提供了一定的安全保证，是电力系统中十分重要的一种保护，它的工作好坏直接关系着电力系统整体运行的稳定性与安全性，基于母线差动保护这一作用力，文章对母线差动保护的原理及作用进行了分析，主要研究了母线差动保护及其变压器启失灵保护的整定计算方法。

关键词：母线差动保护；变压器启失灵保护；整定计算方法

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0109-02

随着我国电力事业的不断发展，我国各电力企业对电力系统也有了更高层次的要求，对电力系统有了一定的防护意识，母线差动保护及变压器失灵保护在电力系统中的广泛应用就是其重要体现，这两种保护在电力系统运行中起到了不可或缺的作用，对其进行准确整定，能够使电力系统处于一种安全可靠的运行状态。

1 母线差动保护工作原理

母线差动保护对电力系统进行判断及相关动作的工作原理依据是基尔霍夫电流定律，该定律主要阐述的含义是把母线看成一个节点，无论在哪个时间段，电力系统运行过程中流入母线中即该节点中的电流之和与从该节点流出的电流相等。加入母线差动保护中引导电流的互感器变比是相同的，那么母线差动保护在第二次动作中其两侧同极性端依然会连接在一起，在该接线正常工作运行状态下，或者知识母线外部出现故障，那么该接线流入电力系统继电器中的总电流为零，若是母线差动保护本身发生故障，那么其流过继电器的总电流为零将不成立。在电力系统运行中，要了解母线差动保护的动作状态，可以通过比较电流相位和电流是否平衡两种方式来判断母线差动保护的运行状况及动作，在此过程中一旦发现母线差动保护出现故障，相关工作人员应及时启动该保护的动作元件。

2 母线差动保护在电力系统中的作用

母线差动保护在电力系统运行中进行动作，主要与系统内部的主变压器、线路及母联等开关设置进行配合工作，但相对于其他设备而言，其功能性较强在电力系统中发挥着不可估量的作用，直接关系着电力系统是否能够正常及安全运行。电力系统整体运行的安全性与可靠性在一定程度上有赖于母线差动保护的动作运行状态，因此确保母线差动保护运行安全十分关键，在使用中一定要按照使用说明等相关规范，对其运行动作进行合理化控制。母线差值保护运行安全与电力系统整体安全运行有着互为连带的关系，两者在运行中相互影响相互制约，保证母线差动保护稳定运行是提高电力系统安全运行的重要举措，对电力系统整体运行性能具有一定的积极意义。

3 母线差动保护的整定计算

母线差动保护在电力系统中进行保护动作时，在此期间若出现故障，首先要计算出国电母线差动保护的最小电流，计算方式按照其灵敏度Km≥4整定，从而得出其故障时的电流大小。母线差动保护中的电流互感器在运行过程中存在一定的误差，并且如果是母线差动保护外部装置发生短路故障，那么该保护装置很有可能会出现一些不平衡电流，面对这一状况，要保证母线差动保护运行稳定性，母线差动保护的启动电流应在母线外部发生故障时及时避开最大程度上的不平衡电流，避免由于母线外部故障CT短线而导致母线差动保护出现误动。

母线差动保护进行动作时，要确保该保护运行动作的可靠性，可以以电流判断为主要依据，以低电压闭锁元件为辅，在两者相互配合的情况下提高母线差动保护整体安全性与可靠性。母线差动保护中复合电压闭锁元件主要是由母线三倍零序电压、母线线电压及母线负序电压等设备组成的，该元件的动作依据表达式为：

Uab Uset （1）

3U0 U0set （2）

U2 U2set （3）

若元件进行动作时，无论该元件满足三者哪一种判据，电力系统中该段母线差动保护内部电压闭锁元件动作时应开放差动保护，充分发挥母线差动保护的功能性，Uset该段母线若出现对称性短路，其灵敏度一般情况下较高，其整定值Km≥1.5，该范围内的灵敏度能够确保母线差动保护在最低电压运行下不实施动作，等其内部故障经过整修切除后再安全返回，就一般情况而言，U1=70 V/线；若是UOset该段母线出现不对称短路但却有足够的灵敏度进行整定计算时，其灵敏度可达到Km≥4，在这种情况下，它能够避免母线差动保护正常运行中所产生的最大不平衡电压中的零序分量，该情况下3UO=6 V；U2set该段母线差动保护动作中出现不对称性短路故障，并具体足够的灵敏度进行整定，其灵敏度与UOset相同，取值为Km≥4，两者不同的是，U2set能够避免母线差动保护运行中的最大不平衡电压中的负序分量，其取值为U2=4 V/相。

4 电力系统中变压器启失灵的整定计算方法

母线差动保护中断路器启失灵保护的主要作用是当母线差动保护与电力系统中某一元件进行连接时出现故障，该故障表现为该元件保护动作时拒绝与连接该元件的母线保护断路器共同动作，若硬将母线保护中的断路器与该元件连接在一起，其作为近后背的保护装置会向分段断路器、母联及连接在统一母线上的断路器同时发出跳闸信号，从而影响整个电力系统的正常运行，面对这一动作运行故障，相关工作人员应及时诊断并切除故障线路，以免该故障蔓延整个系统，从而加大电力系统的损坏率。

要充分发挥变压器保护的功能性，那么电力系统中母线差动保护进行工作时，若其内部的断路器出现失灵状况，应及时启动断路器失灵保护，以此来降低该故障对变压器进一步实施短路冲冲击，减小该故障对整个电力系统造成的影响。对于220 kV变压器侧相电流的元件判别，应遵循以下原则进行整定，整定时要在异常方式、检修方式等多种运行方式中选择最小运行方式下进行整定计算，母线差动保护中若是一台变压器进行动作运行，那么在低压侧两相短路的情况下其灵敏度为Km≥1.3，在此过程中要尽量躲避变压器所产生的最大电流负荷，其运行中所计算出的安全系数不能小于1.1倍。而对于母线差动保护中变压器失灵保护单元，在整定计算中一般不需要对其负序及零序电流进行判别。

考虑到主变压器低压侧及高压侧开关出现失灵故障时，其高压侧母线的电压闭锁若出现灵敏度不够的情况下，在及时启动变压器失灵保护时，应选择变压器在不经过电压闭锁的状态下进行支路跳闸失灵保护动作。当然变压器启失灵保护在进行保护动作时，对其保护时间也有一定的要求，其失灵保护时间定值应大于母线保护中断路器故障动作时间与保护返回时间之和。

5 结 语

综上所述，母线差动保护的精确整定及保护动作对于整个电力系统运行而言具有重要意义，它在一定程度上决定了电力系统整体运行的安全性与可靠性。影响母线差动保护运行动作的主要因素是电压及电流，在母线保护动作过程中一定要保证电压及电流的稳定性，使母线差动保护更加可靠。当变压器出现故障时，应及时启动变压器失灵保护，并结合故障实际情况，对其进行局部切除，提高母线差动保护及电力系统的安全性能。

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