母线差动保护及其应用领域分析

母线差动保护需要对所有接于该母线的回路电流进行计算，正常运行时，流入、流出母线的电流和为零，当母线出现故障后，将会出现差流起到保护作用。图87为母线差动保护逻辑图。

图87　母线差动保护逻辑图

I01、I02—该母线上的不同回路中的同相电流；TAP01、TAP02—对应回路的调整系数

1.母线差动保护的分类

（1）比率制动的差动保护。

所有连接到同一母线的回路电流经过对应回路的调整系数后，进入故障检测逻辑来判断是区内故障还是区外故障，同时经过数字滤波后进行比率制动的差动计算，并且各回路的方向元件进行方向判断来对区内故障进行补充判断，结合区内、区外故障判别元件来开放母差保护逻辑，只有在区内故障、差流大于启动值和比率制动的差动元件动作后，目无CT断线的情况下母差保护元件才动作。

（2）自适应运行方式的变化。

在提供独立的大差检测元件外，SEL487B还包含6个小差保护区，可以通过对隔离开关状态的实时监测，来动态分配保护区。任一回路的双侧开关全部处于合闸状态时即将合并保护区。对于分段将固定于某一区域，而对于母联将根据其母线二侧开关和断路器状态来决定对于双母线区域进行合并，合并后母联回路将作为整个母线的一部分，自动退出母线差动保护计算。

鉴于隔离开关的状态是动态调整各回路运行的差动保护区，则隔离开关实际的运行状态判断必须正确。SEL487B充分考虑刀闸在分合闸操作过程中将出现闪弧的状态，采用隔离刀闸双辅助接点来判断器运行的实际状态。图88示意了隔离开关主触头和辅助接点的整个动作过程的状况。

图88　隔离刀状态切换过程

1—隔离开关进入闭合过程；2—隔离开关进入打开过程；89a—隔离开关的辅助常开接点；89b—隔离开关的辅助常闭接点

根据上面隔离刀闸主触头和辅助接点的整个动作过程，充分考虑了在闪弧按照以下状态处理系统的运行方式，表81列出了处理状态。

表81　开关动作信息

通过表81可以看出，除了89a为分状态及89b为和状态而主触头判断为分闸状态外，其他的中间和操作过程都认为是主触头是合闸状态，参与到母差保护的逻辑运算中去。

（3）母线断路器失灵保护。

这里主要是由各配出回路来启动失灵保护，并对启动回路的电流进行判断，在启动断路器失灵保护跳闸前，先行对启动回路进行重跳，若仍未跳开，在失灵保护延时到达后，跳开同处于同一母线上的所有回路。(www.xing528.com)

2.母线差动保护技术特征

（1）低阻抗比率制动的差动元件，母线差动保护动作小于一周波，跳开该保护区的所有回路。

（2）差动元件经复合电压闭锁，提高母差保护的可靠性。

（3）设置大差动元件和各保护区段的小差动保护，大差动用于判断母线故障，防止刀闸辅助接点不可靠误动，小差动用于选择故障母线。

（4）差动保护对于CT严重饱和情况下的外部故障不误动。

（5）对于区外转区内的发展性故障能够可靠动作，可在2ms内检测出外部故障。

（6）自适应母线的运行方式，动态调整小差的保护范围，自动调整保护出口。

（7）允许各回路电流变比不一致，不需要辅助TA，内部自动调整各回路的电流。最大TA变比不一致为10∶1。

（8）灵敏的差动元件监视电流互感器二次断线，并发出告警信号和闭锁母线差动保护。

（9）母联、分段死区保护，在母联、分段与电流互感器之间故障时，母线差动能可靠、快速切除故障。

（10）具有母联、分段充电保护。

（11）完整的失灵保护，重动和故障仍然存在，则跳开所有该保护区母线上的断路器。

（12）每条回路都有独立的跳闸出口和压板。

（13）提供完整的顺序事件记录和完整的故障录波。