母线保护的原理与配置

14.2.3.1　母线保护原理

1）采用基于暂态饱和全程测量的可变特性差动算法

为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时，由于CT严重饱和出现差电流的情况下误动作，保护装置根据CT饱和发生的机理，以及CT饱和后二次电流波形的特点设置了CT饱和检测元件，用来判别是否由区外故障CT饱和引起差电流的产生，该算法称之为基于暂态饱和全程测量的可变特性差动算法。在母线区内故障情况下和母线区外故障CT饱和情况下ΔId元件与ΔIr元件的动作时序截然不同，并且CT饱和时虽然差电流波形畸变但每周波都存在线性传变区，且暂态饱和波形中存在丰富的谐波分量，可以准确检测出CT饱和发生时刻，并实时调整差动相关算法，具有极强的抗CT饱和能力。

2）快速、高灵敏复式比率差动保护

保护装置采用快速、高灵敏复式比率差动保护，动作方程如式（14-14）。

式中，Idset为差动保护启动电流定值；Kr为复式比率系数（制动系数）定值。复式比率差动判据相对于传统的比率制动判据，由于在制动量的计算中引入了差电流，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，制动系数选取范围更广，因此能更明确地区分区外故障和区内故障，动作更加准确。

3）高频及非周期分量影响

保护装置采用各种算法相结合，可有效消除直流分量及高频谐波对保护造成的影响，区内故障时保护快速可靠动作，区外故障时可靠闭锁。

4）特高压主变110kV侧母差保护特点

从提高电网运行的可靠性和灵活性角度出发，特高压主变110kV侧每个分支更宜配置双套母差保护。

考虑到低抗和电容器间隔有断路器和负荷开关两种配置，110kV母差保护有以下特点。(www.xing528.com)

（1）新增按间隔设计的大电流闭锁保护功能，保护动作时根据故障电流的大小自动选择跳本间隔出口或者直接跳开主变低压侧断路器。

（2）独特的断路器双重失灵保护功能，主变低压侧电容器、电抗器等无功补偿设备故障时若本间隔断路器失灵，由母线失灵保护直接跳开主变低压侧断路器，考虑主变低压侧断路器同时失灵时，需要母线失灵保护联跳主变其他侧断路器切除故障。

14.2.3.2　母线保护配置

特高压站的每条1000kV母线均配置两套1000kV母线保护。例如第一套母线保护采用许继电气生产的WMH-800A型微机母线保护装置；第二套母线保护采用长园深瑞生产的BP-2CS-H型微机母线保护装置。每套母差单独主屏，一个站1000kV母差共四面保护屏。

WMH-800A系列微机母线保护装置配有专门的CT饱和检测元件，其利用的是监测谐波含量的方法。整套装置的具体配置如表14-7所示。第二套保护BP-2CS-H型微机母线保护装置适用于1000kV及以下各种电压等级、各种主接线方式的母线，专用于特高压及超高压电压等级的一个半断路器接线方式。可实现母线差动保护、断路器失灵经母差跳闸、CT断线闭锁及CT断线告警功能，其中差动保护与断路器失灵保护经母差跳闸可分别选择投退，具体配置同表14-7。

表14-7　1000kV特高压系统母线第一套保护配置

一条母线的两套母线保护装置均具备母线差动保护功能和失灵保护功能，并作用于断路器的不同跳闸线圈。断路器失灵联跳其他断路器出口应与母线保护共用出口。母线保护设有灵敏的、不需整定的失灵开放电流元件并带50ms的固定延时，防止由于失灵保护开入异常等原因造成失灵联跳误动。

14.2.3.3　母线保护整定

（1）母线保护差电流起动元件应保证最小方式下母线故障有足够灵敏度，灵敏度系数不小于1.5。

（2）按可靠躲过区外故障最大不平衡电流和尽可能躲过任一元件电流回路断线时由于最大负荷电流引起的差电流整定。

（3）CT断线应可靠闭锁母差保护。CT断线低定值一般整定一次定值不大于300A，仅发告警信号；高定值一般整定为低定值的1.5倍，告警并闭锁母差保护。