母差保護技術(shù)規(guī)范

1、前    言 母線保護是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要保護。為適應河北南網(wǎng)微機型母線保護的應用需要, 結(jié)合河北南網(wǎng)運行管理實際，制定本標準。本標準規(guī)定了220kV母線的微機型母線保護裝置在功能設(shè)計及使用、組屏設(shè)計、運行整定等方面的技術(shù)原則。110kV及以下微機型母線保護裝置的運行和設(shè)計可參照執(zhí)行。本標準主要內(nèi)容包括：微機型母線保護功能使用原則：包括充電（過流）保護、母聯(lián)失靈保護、斷路器失靈保護、母聯(lián)非全相保護功能等。微機型母線保護的二次回路：包括刀閘輔助接點的引入、啟動失靈接點的引入、失靈回路的壓板設(shè)置、母差跳主變220kV側(cè)斷路器失靈等。微機型母線保護的運行規(guī)定：包

2、括充電時母差的投退、倒閘操作時的方式和負極性壓板的使用等。微機型母線保護的保護功能要求：包括母差保護、充電（過流）保護、母聯(lián)失靈保護、母聯(lián)死區(qū)保護、母聯(lián)非全相保護、斷路器失靈保護、TV、TA斷線判別等。微機型母線保護的組屏原則：包括刀閘操作模擬面板、母兼旁切換壓板等。裝置說明書應包含的內(nèi)容等。本標準由河北電力調(diào)度中心提出。本標準由河北電力調(diào)度中心解釋。本標準主要起草單位：河北電力調(diào)度中心繼電保護處。本標準主要起草人：蕭彥、周紀錄、張洪、曹樹江、常風然、趙春雷、孫利強、齊少娟。感謝在本標準起草過程中提出寶貴意見的各位同行！在執(zhí)行本標準中如有問題或意見，請及時告知河北電力調(diào)度中心。河北南網(wǎng)220k

3、V母線保護技術(shù)規(guī)范1 范圍1.1 本標準規(guī)定了河北南網(wǎng)220kV母線的微機型母線保護裝置（以下簡稱“裝置”）在功能設(shè)計及使用、組屏設(shè)計、運行整定等方面的原則。1.2 上述裝置在使用中除滿足DL/T670-1999 微機母線保護裝置通用技術(shù)條件以及國家、行業(yè)規(guī)定的各種相關(guān)技術(shù)條件、規(guī)程、反措等的要求外，還需滿足以下技術(shù)要求。2 術(shù)語和定義2.1 微機型母線保護指將母線差動保護、母聯(lián)充電（過流）保護、母聯(lián)非全相保護、斷路器失靈保護等多功能綜合為一體的微機型保護裝置。微機型母線保護中的各個功能共享數(shù)據(jù)信息和跳閘出口。2.2 母差保護指微機型

4、母線保護中的母線差動保護功能。2.3 旁路轉(zhuǎn)代壓板用于告知裝置母兼旁開關(guān)處于轉(zhuǎn)代狀態(tài)的壓板。2.4 母線互聯(lián)或單母方式壓板用于告知裝置各連接元件均接于同一母線的壓板。此壓板需在單母線運行方式、刀閘跨接方式或倒閘操作期間投入。2.5 負極性壓板某些裝置用于解決母兼旁TA在轉(zhuǎn)代時的實際極性端與裝置默認極性端（母線側(cè)）不一致問題的壓板，常見于早期的RCS系列裝置。設(shè)計中，通常以固定接線形式替代壓板。后期的RCS系列裝置中，由負極性控制字取代壓板或固定接線所實現(xiàn)的功能。2.6 無選擇方式指通過投入母線互聯(lián)或單母方式壓板，強制裝置的母差保護動作后，不選擇故障母線，

5、直接跳開母線所有連接元件的出口方式。2.7 有選擇方式相對于無選擇方式，指不投入母線互聯(lián)或單母方式壓板，母差保護動作后按既定邏輯切除故障母線的出口方式。3 配置原則3.1 3/2接線變電站每條母線的保護按雙重化配置。3.2 對雙母線接線（含雙母單分、雙母雙分等形式），當無母差運行系統(tǒng)存在穩(wěn)定問題、繼電保護整定配合有困難以及供電可靠性要求較高時，其母線保護應按雙重化配置。3.3 雙母線接線的斷路器失靈保護按單套配置。使用微機型母線保護裝置時，由該裝置實現(xiàn)失靈保護功能，不單獨配置失靈保護。3.4 雙重化配置的母線保護裝置，應選用原理有別、

6、不同廠家制造的產(chǎn)品。3.5 雙母雙分接線，每套母線保護宜由兩臺同廠家的同型裝置實現(xiàn)。4 使用原則4.1 母聯(lián)充電（過流）保護功能不使用裝置中的母聯(lián)充電（過流）保護功能，采用獨立的外部充電（過流）保護裝置。【釋義】無論是在一、二次設(shè)備檢修后的恢復操作，還是在新設(shè)備的投運過程中，母聯(lián)充電（過流）保護的使用均很頻繁；且新設(shè)備投運時，母線保護一般需退出口?？紤]到操作的方便性及運行的安全性，以采用獨立的外部充電（過流）保護裝置為好。對于舊母差和充電（過流）保護原為同屏布置，且舊母差改造后，無充電（過流）保護屏位的情況，可暫時采用微機型母線保護裝置內(nèi)部的相關(guān)功能，待獨立的母聯(lián)

7、保護屏投運后再予調(diào)整?，F(xiàn)場進行空充母線等操作時應特別注意充電（過流）保護投入退出過程中的運行安全問題。4.2 母聯(lián)失靈保護功能4.2.1 兩套裝置中的母聯(lián)失靈保護功能均使用。4.2.2 外部啟動母聯(lián)失靈的保護僅為充電保護和過流保護。 4.2.3 外部充電（過流）保護可僅啟動帶有斷路器失靈保護功能的母線保護裝置?！踞屃x】外部充電（過流）保護裝置啟動母聯(lián)失靈時，應通過保護動作接點經(jīng)失靈啟動壓板啟動；充電（過流）保護退出時，其啟動母聯(lián)失靈的壓板也應同時退出。目前已投入運行的微機型母線保護裝置，若不具備由外部保護啟動母聯(lián)失靈保護的功能，暫不作要求。目前已投入運行

8、的微機型斷路器保護，若啟動母聯(lián)失靈的動作接點不能區(qū)分非全相保護出口還是充電（過流）保護出口，可暫采取僅在充電過程中投入啟動失靈壓板的辦法，以避免正常運行時非全相啟動母聯(lián)失靈。若斷路器保護裝置的充電和過流接點是獨立的，應注意將兩接點并聯(lián)啟動母聯(lián)失靈。4.3 斷路器失靈保護功能4.3.1 使用裝置中的斷路器失靈保護功能。 4.3.2 按雙套保護配置的雙母線接線變電站，可僅使用其中一套裝置的斷路器失靈保護功能?！踞屃x】傳統(tǒng)的模擬型失靈保護回路復雜，采用微機型母線保護內(nèi)部的失靈功能后，失靈保護可與母差保護共享數(shù)據(jù)信息和跳閘出口，省去了獨立的失靈保護屏，簡化了二次接線。母差

9、和失靈合一的缺點是在保護檢驗時，母差保護和失靈保護可能會同時停運。由于失靈保護為線路或主設(shè)備故障時保護動作而對應斷路器失靈的后備保護，因此母差保護和失靈保護的短時間同時停運與分別停運對系統(tǒng)的影響差別不大，故相比較而言，新建220kV站應采用微機型母線保護中的斷路器失靈保護功能。使用微機型母線保護內(nèi)部的失靈保護功能時，斷路器失靈保護應采用裝置帶電流檢測元件的方式。因為使用裝置內(nèi)部的電流檢測元件，可實現(xiàn)電流判別到失靈出口的“無觸點”連接，避免了因電流檢測元件接點粘連或被誤碰等原因引起的失靈保護誤啟動問題，有利于失靈保護的可靠運行。4.4 不使用裝置中的母聯(lián)非全相保護功能?！踞屃x】非全相保

10、護由開關(guān)本體或獨立的斷路器保護實現(xiàn)。5  二次回路5.1 雙母線接線裝置刀閘輔助接點的開入宜通過強電回路直接取自開關(guān)場?！踞屃x】一方面保證了兩套保護回路的獨立性，另一方面避免了取自各間隔電壓切換繼電器接點時受該間隔保護檢修等的影響。5.2 每套母線保護應接入獨立的電流互感器二次線圈，出口同時作用于斷路器的兩組跳閘線圈。5.3 220kV母差保護動作，主變斷路器（或旁代主變的斷路器）失靈時（發(fā)電廠主變和起備變除外）：（1）雙套裝置配置的，每套裝置的母差保護提供各自的動作接點，啟動失靈保護的主變單元。（2）主變220kV側(cè)斷路器失靈，失靈保護出口除應跳開其所

11、在母線的所有斷路器外，還應跳開該主變其他側(cè)的斷路器?！踞屃x】系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)內(nèi)的220kV變電站發(fā)生母線故障，母差動作跳主變220kV側(cè)斷路器失靈時，系統(tǒng)通過主變另兩側(cè)傳送故障電流，可能會導致多臺主變后備保護動作，從而擴大事故損失。為此，考慮增加失靈保護出口跳該主變?nèi)齻?cè)斷路器的回路，以縮小故障影響的范圍。具體實施：母差提供其動作接點，和其他需啟動該斷路器失靈的保護接點并聯(lián)，作為失靈保護中主變單元的開入。配置雙套裝置時，兩套母差均啟動失靈保護的主變單元。3/2接線母線保護中的失靈功能，主要用以輔助斷路器失靈保護實現(xiàn)出口直跳，不是完整的失靈邏輯，因此主變斷路器宜設(shè)置獨立的失靈保護裝置，母差向其提供動作接點

12、，由主變的失靈保護跳主變?nèi)齻?cè)。5.4 啟動失靈保護（含母聯(lián)失靈保護）的接點應直接引自各保護裝置?！踞屃x】失靈啟動開入引自保護裝置，回路明晰，中間環(huán)節(jié)少，且可避免斷路器的非全相保護、變壓器的非電量保護等通過操作箱啟動失靈。具體實施中：l 有三跳或永跳啟動失靈開出的線路保護裝置，應接至失靈保護的相應位置；對于無三跳開出的線路保護裝置，失靈保護可僅接入其分相跳閘開入。l 遠跳等啟動失靈，宜按保護裝置對待，即由其提供動作接點接至失靈保護。l 3/2接線母差啟動母線斷路器失靈保護的回路，一般由母線保護裝置向各斷路器的失靈保護提供動作接點。但3/2接線按串設(shè)置小室的

13、變電站和3/2接線電廠升壓站，也可通過各斷路器操作箱中的三跳/永跳接點來啟動失靈。其中變壓器操作箱的三跳/永跳接點和非電量接點應分開。5.5 各保護啟動失靈回路的壓板應分相設(shè)置于保護動作接點之后?！踞屃x】為防止保護裝置有工作時誤啟動失靈保護，啟動失靈的壓板不宜僅加在該間隔的正電源側(cè)，保護的各出口接點至失靈保護間均應設(shè)置壓板。某保護退出運行時，應同時退其出口啟動失靈的壓板。5.6 斷路器三相不一致保護、非電量保護不啟動斷路器失靈保護。但單斷路器接線及單斷路器運行的發(fā)變組保護中的非全相保護啟動失靈保護。5.7 3/2接線，失靈保護經(jīng)母線保護直跳時，應采用獨立雙接點開入

14、，并在母線保護側(cè)經(jīng)兩個強電中間繼電器進行轉(zhuǎn)接。5.8 失靈啟動回路的二次電纜跨保護小室連接時（分小室布置變電站的保護小室之間，發(fā)電廠升壓站網(wǎng)控室和機組主控室之間），應在失靈保護側(cè)經(jīng)強電中間繼電器轉(zhuǎn)接。5.9 單斷路器主接線的變壓器和發(fā)變組保護啟動失靈保護時，應提供解除失靈電壓閉鎖的邏輯回路。6 運行規(guī)定6.1 本條如下各款均應在現(xiàn)場運行規(guī)程中予以明確。6.2 由母聯(lián)或已運行線路向空母線充電時，一般不閉鎖微機型母線保護中的母差保護功能，同時母差應投“有選擇”方式。【釋義】由母聯(lián)或已運行線路空充母線時充電保護不閉鎖母差（母差投有選擇方式）的理由：由

15、母聯(lián)向空母線充電時（母聯(lián)TA位于被充母線側(cè)），當母聯(lián)斷路器和TA之間的死區(qū)發(fā)生故障，若不投入母差保護，母差自然不會動作；充電（過流）保護也將因TA中無電流而不能動作，從而使得母聯(lián)失靈（靠母差或充電（過流）保護啟動）不能被啟動，死區(qū)保護也不會動作。這必將延遲故障切除時間，并可能擴大事故停電范圍，甚至破壞系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。由母聯(lián)向空母線充電，或由已運行線路向空母線充電時，若被充母線有故障，母差在“有選擇”方式下，運行母線的小差不會動作，所以不會被誤切。但母差若投“非選擇”跳閘方式，由于大差將動作，復壓閉鎖也可能開放，運行母線將會被誤切除。下列情況根據(jù)工作需要，適時退出母差：l 母聯(lián)（母兼

16、旁）斷路器串帶充新線路（TA）或由新線路空充母線時l 運行線路充新母聯(lián)開關(guān)或母聯(lián)TA，且母聯(lián)TA位于被充母線側(cè)時l 其他影響母差正確動作或?qū)ο到y(tǒng)運行不利的情況。6.3 下列情況母差保護應投“無選擇”方式：（1）單母線運行時；（2）母線進行倒閘作業(yè)期間；（3）采用刀閘跨接兩排母線運行時；（4）母聯(lián)兼旁路開關(guān)代路時；（5）其它需要投入“非選擇”方式的情況。6.4 單母線運行方式、母兼旁轉(zhuǎn)代方式、轉(zhuǎn)代主變方式、母聯(lián)檢修方式等方式壓板，其投退應與相應的一次運行方式相適應。【釋義】運行經(jīng)驗表明，壓板比刀閘輔助接點更可靠。因此，雖然微機型母線保護具備根據(jù)刀閘位置自動

17、識別運行方式的能力，為提高可靠性，仍規(guī)定投入相應的方式壓板。6.5 母兼旁接線，在裝置新投運或相關(guān)部分的程序變動后，應在正常方式和旁路轉(zhuǎn)代方式下分別確認負極性壓板投退、固定接線設(shè)置或控制字設(shè)定的正確性。負極性壓板的投退原則應在現(xiàn)場運行規(guī)程中予以明確。6.6 對裝置發(fā)出的任何呼喚、告警信息，應進行認真查實，并及時報告專業(yè)人員。一般除刀閘位置出錯信號可先強制后復歸信號外，其它告警信號在專業(yè)人員到達前，不可復歸。7 裝置功能要求7.1 母差保護 7.1.1 母差保護主要由分相式比率差動元件構(gòu)成。對雙母線接線的各種主接線形式，母差保護應設(shè)有大差元件和小

18、差元件。大差用于判別母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，小差用于故障母線的選擇。大差的返回門坎應考慮故障母線任一開關(guān)失靈時，母差可靠不返回，以啟動失靈保護。【釋義】大差的返回門坎可設(shè)為定值項由用戶整定，也可由軟件固定一個門坎。門坎固定時應保證某些情況下母差可靠不返回的問題。如雙母線接線母線故障，主變開關(guān)失靈時，非故障母線會經(jīng)由其它主變與之并列的中壓側(cè)繼續(xù)向故障點提供故障電流，此時為可靠啟動失靈，母差動作接點不能返回。7.1.2 大差、小差比率制動系數(shù)的設(shè)置應考慮母聯(lián)（分段）斷路器在合位或斷位及母線成環(huán)運行等情況下，均不因流出電流等原因?qū)е虏顒釉`敏度不夠，造成母差拒動；也不因區(qū)外故障TA飽和造成母

19、差誤動。7.1.3 主接線形式為雙母線接線的，其母線差動保護出口跳故障母線各斷路器（含母聯(lián)和分段）時需經(jīng)相應的母線電壓閉鎖元件閉鎖；主接線形式為3/2接線的，母差出口可不經(jīng)電壓閉鎖。7.1.4 以母聯(lián)向空母線充電時，應保證母聯(lián)電流及時計入小差。【釋義】由于河北南網(wǎng)運行中采用獨立于母線保護裝置的充電保護，且空充母線時不閉鎖母差，對于母聯(lián)斷開即封母聯(lián)電流的裝置，為防止被充母線故障時，運行母線的母差誤動，裝置需采取可靠措施，確保在上述運行原則下且認為母聯(lián)位置接點不可靠時，母聯(lián)電流能夠及時計入小差。7.1.5 母線差動保護應有獨立的功能投退壓板。7.2 母聯(lián)充電

20、保護、母聯(lián)過流保護1) 母聯(lián)充電保護應自動識別母聯(lián)向母線充電的狀態(tài)；2) 母聯(lián)過流保護設(shè)置兩段相過流保護和兩段零序電流保護，并可長時投入；3) 充電保護和過流保護有獨立的投退控制字和壓板；4) 可不閉鎖母差；5) 啟動母聯(lián)失靈；6) 出口跳母聯(lián)不經(jīng)復合電壓閉鎖。7.3 母聯(lián)失靈保護、母聯(lián)死區(qū)保護、母聯(lián)非全相保護7.3.1 母聯(lián)失靈保護和母聯(lián)死區(qū)保護功能宜獨立于母線差動保護功能，并設(shè)置投退控制字。7.3.2 啟動母聯(lián)失靈的保護為母差保護、母聯(lián)充電保護、母聯(lián)過流保護及外部充電（過流）保護。7.3.3 

21、;母聯(lián)失靈和死區(qū)保護動作出口均經(jīng)復合電壓閉鎖。7.3.4 母聯(lián)死區(qū)保護確認母聯(lián)斷位的延時不宜小于100ms或可整定。7.3.5 母聯(lián)非全相保護應設(shè)置投退控制字。7.4 斷路器失靈保護7.4.1 雙母線接線的斷路器失靈保護采用保護跳閘接點啟動的方式。由裝置自身邏輯完成對各單元相電流、零序電流或負序電流的判別。【釋義】線路單元和母兼旁單元應具備分相跳閘和三相跳閘接點開入位置，主變單元應具備三相跳閘接點開入位置。各電流判據(jù)取“或”關(guān)系，并可經(jīng)控制字選擇是否使用零序或負序電流判據(jù)。7.4.2 雙母線接線斷路器失靈保護出口跳各斷路器（含母聯(lián)和分段）均經(jīng)復

22、合電壓閉鎖，出口計時應在所有條件均滿足后開始。7.4.3 當3/2接線母線斷路器失靈保護經(jīng)本裝置出口時，本裝置應設(shè)置雙開入、與邏輯，并增加兩個強電中間繼電器對雙開入進行轉(zhuǎn)接。當發(fā)變組、起備變等跨小室的長電纜啟動失靈時，本裝置側(cè)也應增加強電中間繼電器進行轉(zhuǎn)接?！踞屃x】主要為防止光耦誤導通。一般要求強電中間繼電器動作電壓大于55%，小于70%額定直流電源電壓（設(shè)計額定功率為5W）。7.4.4 失靈保護長期啟動時應告警。7.4.5 失靈保護應設(shè)置獨立的投退壓板。7.4.6 母差提供其動作接點，作為外部開入接至主變單元啟動失靈。7.4.7 主變220k

23、V側(cè)斷路器失靈時，失靈保護出口除應跳開其所在母線的所有220kV斷路器外，還應跳開該主變其他側(cè)的斷路器。7.4.8 主變單元（含轉(zhuǎn)代單元）具備外部解除失靈保護復合電壓閉鎖的功能及投退此功能的控制字。“解除復合電壓閉鎖”開入長期存在時應告警。7.5 TV斷線判別對TV單相斷線、三相斷線等各種異常情況均應能正確識別，并發(fā)出告警信號。7.6 TA斷線判別7.6.1 設(shè)置TA斷線靈敏段，判越限，發(fā)“TA異?！备婢盘?，不閉鎖母差保護。7.6.2 設(shè)置TA斷線告警段，判越限，發(fā)“TA斷線”告警信號，閉鎖母差保護。7.6.3 母聯(lián)TA斷線時不閉鎖

24、母差保護，自動切換為單母方式，并發(fā)“母聯(lián)TA斷線”告警信號。7.6.4 當設(shè)置“各支路三相電流不平衡”判據(jù)，且判據(jù)滿足時，僅告警不閉鎖母差。7.7 對運行方式適應性的要求7.7.1 通過隔離刀閘判別母線運行方式時，應對刀閘輔助接點進行自檢。當發(fā)現(xiàn)與實際不符時，發(fā)“刀閘位置”告警信號。運行人員修正刀閘位置時，應不需進入菜單即可完成。7.7.2 對母兼旁接線方式，裝置應能自動識別帶路時母聯(lián)TA的極性，無需外投極性壓板。7.8 保護出口7.8.1 對應每個單元，裝置至少應提供兩組獨立出口接點，分別動作于斷路器的兩個跳閘線圈。7.8.2

25、60;對應雙母接線的主變（含轉(zhuǎn)代）單元，裝置應提供啟動失靈的動作接點和聯(lián)跳主變其他側(cè)開關(guān)的接點。7.8.3 對應3/2接線的各母線斷路器單元，裝置除具備跳斷路器的雙接點外，還應提供啟動失靈的接點。7.8.4 出口保持時間應保證故障母線所連接的所有斷路器均能可靠跳閘，但不宜大于80ms。7.9 定值7.9.1 為滿足現(xiàn)場整定的需要，定值整定下限應在裝置精度允許的前提下盡量降低，TA斷線等定值的精度宜精確到兩位小數(shù)。7.9.2 基準變比的選擇宜由用戶自行確定。若裝置自動確定基準變比，需保證其選自現(xiàn)場接入的實際變比。7.9.3 母線保護裝置內(nèi)所有保護功能（含母差、失靈等）定值宜采用統(tǒng)一的基準變比。7.10 信號、錄波和人機界面7.10.1 開入量變位（如投退保護功能壓板）時，應有相應的報文和記錄，并提供告警接點。7.10.2 面板顯示應與現(xiàn)場主接線相對應。7.10.3 人機界面的數(shù)據(jù)顯示精度應至少保證小數(shù)點后兩位。7.10.4 不同的保護功能動作時，如死區(qū)保護、大差動作等，均應有對應的報文和記錄，并提供告警接點。7.10.5 能查詢諸如改定值、強制修正刀