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摘要:文章针对南瑞BP-2B型微机母线差动保护装置的运行特点、母联开关位置、母联开关开入量对母线保护的影响，以及运行过程中刀闸辅助接点位置的注意事项展开一定探讨。
关 键 词: 母差保护影响接点位置
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
引言:随着电网的快速发展，对电网的安全和系统稳定提出了更高的要求。特别是对于母线保护，是电力系统中非常重要的设备，当母线上发生故障时，如果母差保护不能正确动作，将直接影响到电力系统的安全与稳定运行，甚至会造成电力系统的瓦解等严重后果。BP-2B微机母线保护装置，是南瑞公司产品，适用于500kV及以下电压等级各种主接线方式的母线，实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联非全相以及断路器失灵保护等功能，目前已广泛应用于国内各电厂、变电站。
1、BP-2B裝置的特点
BP-2B保护具有如下特点：①具有快速、高灵敏度复式比率差动保护，整组动作时间小于15ms；②自适应全波饱和检测器，差动保护在区外饱和时有极强的抗饱和能力，又能快速切除转换性故障，适用于任何按技术要求正确选型的保护电流互感器；③允许TA型号、变比不同，TA变比可以现场设定；④母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误；
决定差动保护性能的关键因素是能否有效地克服区外故障时由于电流互感器(TA)误差产生的差动回路不平衡电流，特别是区外故障时，流过最大短路电流的TA发生饱和而产生的最大不平衡电流。传统带制动特性的差动继电器（比率差动继电器），由于采用一次穿越电流作为制动电流，因此在区外故障时，若有较大的不平衡电流，难免要失去选择性，而且在区内故障时若有电流流出母线，保护的灵敏度也会下降。
BP-2B装置采用分相瞬时值复式比率差动元件原理，在制动量的计算中引入了差动电流，将和电流与差电流的差值作为制动量，使得该继电器在区内故障时无制动，而在区外故障时则有极强的制动特性，因此能更明确地区分区内故障和区外故障，差动保护灵敏度和可靠性大为提高。
保护动作判据的依据是基尔霍夫第一定律，即：“任一时刻，流入任何一个节点的各支路电流之和为零”。 BP-2B型母线保护采用瞬时采样值的比率制动电流差动保护方案，其保护动作方程为：
其中：K——比率制动系数； Ij——第j个连接元件的电流瞬时值，j=1，2，…m； Icdzd——差动电流起动定值。
BP-2装置采样点电流计算满足上式，就判为母线内部故障，保护动作。
对于双母线接线方式，引入大差计算作为故障启动元件，大差电流计算范围定义为：“除母联开关外，母线上所有连接元件”。
BP-2B型母线保护计算动作值的方法是根据两条母线上所有连接元件（不含母联）的电流采样值的向量和，计算出大差的差流，将两条母线上所有连接元件（不含母联）的电流采样值的标量和，计算出大差的制动电流，用差流和制动电流减去了差动电流的比值作为差动元件动作值，使其在母线区外故障时有极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确地区分区外故障和区内故障。
2、母联开关位置对母线保护的影响
由上面的动作方程可以发现，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。也就是说，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。
目前，在母线保护中，母联开关的位置对比率差动元件的比率制动系数是采用高值还是低值都有着直接的影响。对BP-2B型母线保护来说，只要母联开关常开辅助接点开入为“0”，常闭辅助接点开入为“1”，比率差动元件的比率制动系数就采用低值。这样一来，当单母线方式运行时，母联开关已经断开，母线保护比率差动元件的比率制动系数自然也就转为了低值。从上面的判据可以看出，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，也就是说，这样就削弱了母线区外故障时保护的制动特性，这无疑增加了母线保护误动的几率。
由以上分析可以看出，现在我们运行的母差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，母线保护误动作的几率就增大了。
由于母联开关的位置对比率差动元件的比率制动系数是采用高值还是低值都有着直接的影响，因此当母线分列运行时，为防止检修母联开关而频繁分合开关，进而影响母差保护的正常运行，可以通过强制开入母联开关跳闸位置的方法避免以上不利情况的发生。BP-2B型母线保护因此别设计了起这个作用的压板，就是保护屏上的“母联分列”压板。运行人员在母线分列运行的过程中，需投入相应母线保护的强制开入母联开关跳闸位置的压板，不要遗漏对该压板的操作。
3、BP-2B母差保护母联开关开入量的问题
母联开关开入量的正确与否直接影响到母线保护的动作逻辑。如发生死区故障，在母线分列运行时，故障点位于母联开关与电流互感器之间，如果两母线的复合电压闭锁均开放，则会造成母线完全退出运行；如果故障时I母复合电压闭锁不开放(故障点在I母)，II母复合电压闭锁开放，会造成母差保护拒动，因此，为避免保护的误动或拒动，BP-2B装置将母联开关的常开HWJ和常闭TWJ接点(三相常开接点并联，三相常闭接点串联)作为母联开关位置量同时引入装置。在母联开关分位时，延时50ms，装置封母联电流互感器，使保护在故障时直接跳故障母线，避免了故障切除范围的扩大，并提高了切除死区故障的动作速度。取母联开关位置接点的优点还在于可直接反映开关的实际位置，在回路发生异常时，运行人员可通过开入异常的告警信号发现。
此外，BP-2B装置增加了“母线分列压板”，在母联开关接点回路发生异常(且母联开关在分位)或母线分列运行时，投入“母线分列压板”，可避免因开关位置量引入错误导致保护误动或拒动。投退方式为：在母联开关断开后，投“母线分列压板”，在合母联开关前，退出该压板。
4、隔离刀闸辅助接点位置对母差保护的重要性
双母线运行时，各连接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，才能保证母线保护的正确动作，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，BP-2B母线差动保护装置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。正常运行时，母线的运行方式由刀闸位置接点输入，实现运行方式的自适应，若现场刀闸接点接触不良或无法输入至本装置，即发出“开入异常”告警信号，在状态确定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两段母线经两把刀闸双跨（母线互联）。BP-2B母线差动保护装置还具有刀闸变位修正功能，即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。
由上述可见，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，在以往的实际运行中曾经发现过两次运行的母差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有可能发生误动。还有所以我们运行人员在每次母线刀闸操作完成后要及时检查母差保护液晶显示的接线图上刀闸位置是否与现场一致，有没有“开入异常”告警信号，并要及时复归“开入变位”信号。当母线模拟图上的闸刀辅助接点与一次系统不对应时，应将对应元件的闸刀辅助接点切换开关切至“强制通”或“强制断”位置来恢复保护与系统的对应关系，同时应汇报调度并通知工区安排处理。若刀闸位置与现场一不致极容易造成母差保护拒动。
参考文献
[1] 吴怀诚 王巍. 变电站运行方式对母差保护的影响
[2] 杨通晓深圳南瑞BP-2B微机母线差动保护现场运行规程的探讨
[3] 于子重 张俊山 赵世斌微机母线保护运行方式自适应方案分析
[4] BP-2B微机母线保护装置说明书.深圳南瑞继保电气有限公司
关 键 词: 母差保护影响接点位置
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
引言:随着电网的快速发展，对电网的安全和系统稳定提出了更高的要求。特别是对于母线保护，是电力系统中非常重要的设备，当母线上发生故障时，如果母差保护不能正确动作，将直接影响到电力系统的安全与稳定运行，甚至会造成电力系统的瓦解等严重后果。BP-2B微机母线保护装置，是南瑞公司产品，适用于500kV及以下电压等级各种主接线方式的母线，实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联非全相以及断路器失灵保护等功能，目前已广泛应用于国内各电厂、变电站。
1、BP-2B裝置的特点
BP-2B保护具有如下特点：①具有快速、高灵敏度复式比率差动保护，整组动作时间小于15ms；②自适应全波饱和检测器，差动保护在区外饱和时有极强的抗饱和能力，又能快速切除转换性故障，适用于任何按技术要求正确选型的保护电流互感器；③允许TA型号、变比不同，TA变比可以现场设定；④母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误；
决定差动保护性能的关键因素是能否有效地克服区外故障时由于电流互感器(TA)误差产生的差动回路不平衡电流，特别是区外故障时，流过最大短路电流的TA发生饱和而产生的最大不平衡电流。传统带制动特性的差动继电器（比率差动继电器），由于采用一次穿越电流作为制动电流，因此在区外故障时，若有较大的不平衡电流，难免要失去选择性，而且在区内故障时若有电流流出母线，保护的灵敏度也会下降。
BP-2B装置采用分相瞬时值复式比率差动元件原理，在制动量的计算中引入了差动电流，将和电流与差电流的差值作为制动量，使得该继电器在区内故障时无制动，而在区外故障时则有极强的制动特性，因此能更明确地区分区内故障和区外故障，差动保护灵敏度和可靠性大为提高。
保护动作判据的依据是基尔霍夫第一定律，即：“任一时刻，流入任何一个节点的各支路电流之和为零”。 BP-2B型母线保护采用瞬时采样值的比率制动电流差动保护方案，其保护动作方程为：
其中：K——比率制动系数； Ij——第j个连接元件的电流瞬时值，j=1，2，…m； Icdzd——差动电流起动定值。
BP-2装置采样点电流计算满足上式，就判为母线内部故障，保护动作。
对于双母线接线方式，引入大差计算作为故障启动元件，大差电流计算范围定义为：“除母联开关外，母线上所有连接元件”。
BP-2B型母线保护计算动作值的方法是根据两条母线上所有连接元件（不含母联）的电流采样值的向量和，计算出大差的差流，将两条母线上所有连接元件（不含母联）的电流采样值的标量和，计算出大差的制动电流，用差流和制动电流减去了差动电流的比值作为差动元件动作值，使其在母线区外故障时有极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确地区分区外故障和区内故障。
2、母联开关位置对母线保护的影响
由上面的动作方程可以发现，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。也就是说，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。
目前，在母线保护中，母联开关的位置对比率差动元件的比率制动系数是采用高值还是低值都有着直接的影响。对BP-2B型母线保护来说，只要母联开关常开辅助接点开入为“0”，常闭辅助接点开入为“1”，比率差动元件的比率制动系数就采用低值。这样一来，当单母线方式运行时，母联开关已经断开，母线保护比率差动元件的比率制动系数自然也就转为了低值。从上面的判据可以看出，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，也就是说，这样就削弱了母线区外故障时保护的制动特性，这无疑增加了母线保护误动的几率。
由以上分析可以看出，现在我们运行的母差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，母线保护误动作的几率就增大了。
由于母联开关的位置对比率差动元件的比率制动系数是采用高值还是低值都有着直接的影响，因此当母线分列运行时，为防止检修母联开关而频繁分合开关，进而影响母差保护的正常运行，可以通过强制开入母联开关跳闸位置的方法避免以上不利情况的发生。BP-2B型母线保护因此别设计了起这个作用的压板，就是保护屏上的“母联分列”压板。运行人员在母线分列运行的过程中，需投入相应母线保护的强制开入母联开关跳闸位置的压板，不要遗漏对该压板的操作。
3、BP-2B母差保护母联开关开入量的问题
母联开关开入量的正确与否直接影响到母线保护的动作逻辑。如发生死区故障，在母线分列运行时，故障点位于母联开关与电流互感器之间，如果两母线的复合电压闭锁均开放，则会造成母线完全退出运行；如果故障时I母复合电压闭锁不开放(故障点在I母)，II母复合电压闭锁开放，会造成母差保护拒动，因此，为避免保护的误动或拒动，BP-2B装置将母联开关的常开HWJ和常闭TWJ接点(三相常开接点并联，三相常闭接点串联)作为母联开关位置量同时引入装置。在母联开关分位时，延时50ms，装置封母联电流互感器，使保护在故障时直接跳故障母线，避免了故障切除范围的扩大，并提高了切除死区故障的动作速度。取母联开关位置接点的优点还在于可直接反映开关的实际位置，在回路发生异常时，运行人员可通过开入异常的告警信号发现。
此外，BP-2B装置增加了“母线分列压板”，在母联开关接点回路发生异常(且母联开关在分位)或母线分列运行时，投入“母线分列压板”，可避免因开关位置量引入错误导致保护误动或拒动。投退方式为：在母联开关断开后，投“母线分列压板”，在合母联开关前，退出该压板。
4、隔离刀闸辅助接点位置对母差保护的重要性
双母线运行时，各连接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，才能保证母线保护的正确动作，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，BP-2B母线差动保护装置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。正常运行时，母线的运行方式由刀闸位置接点输入，实现运行方式的自适应，若现场刀闸接点接触不良或无法输入至本装置，即发出“开入异常”告警信号，在状态确定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两段母线经两把刀闸双跨（母线互联）。BP-2B母线差动保护装置还具有刀闸变位修正功能，即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。
由上述可见，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，在以往的实际运行中曾经发现过两次运行的母差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有可能发生误动。还有所以我们运行人员在每次母线刀闸操作完成后要及时检查母差保护液晶显示的接线图上刀闸位置是否与现场一致，有没有“开入异常”告警信号，并要及时复归“开入变位”信号。当母线模拟图上的闸刀辅助接点与一次系统不对应时，应将对应元件的闸刀辅助接点切换开关切至“强制通”或“强制断”位置来恢复保护与系统的对应关系，同时应汇报调度并通知工区安排处理。若刀闸位置与现场一不致极容易造成母差保护拒动。
参考文献
[1] 吴怀诚 王巍. 变电站运行方式对母差保护的影响
[2] 杨通晓深圳南瑞BP-2B微机母线差动保护现场运行规程的探讨
[3] 于子重 张俊山 赵世斌微机母线保护运行方式自适应方案分析
[4] BP-2B微机母线保护装置说明书.深圳南瑞继保电气有限公司