3、大差和小差
接入大差元件的电流为I母、II母所有支路(母联除外)的电流,目的是为了判断故障是否为母线区内故障;接入小差元件的电流为接入该段母线的所有支路的电流,目的是为了判断故障具体发生在哪一条母线上。
以双母接线图为例,规定母联CT正极性段在I母侧。大差小差的差动电流和制动电流如下:
大差:
I母小差:
II母小差:
当I母发生故障时,可以看出对于大差元件Id=Ir,因此大差元件动作,确定母线发生区内故障;其次,II母小差元件Id=0,I母小差元件Id=Ir,因此判断故障发生在I母。大差、小差元件同时动作,母差保护差动继电器才动作。
4、比率制动系数的高值和低值
(1)母联开关的分合对大差元件的影响
当母联开关合上,母线并列运行时,大差元件和小差元件动作情况同上的分析。
当母联开关断开,母线分列运行时,如图:
对于I母而言,大差小差元件的差动电流和制动电流分别为:
大差:
I母小差:
II母小差:
可以看出,I母小差Id=Ir不变,而大差Id<Ir,显然大差灵敏度大大下降。尤其当I母连接小系统,短路电流较小,II母连接大系统,负荷电流较大的时候,Id有可能比Ir小很多,以至于大差元件落在不动作区。这样虽然I母小差元件正常动作,但是大差元件不动作,差动继电器拒动。
(2)高值和低值
为了保证母线分列运行时,母差保护的动作灵敏性,可以采取以下措施:
a.解除大差元件
当母联开关退出运行时,通过辅助接点解除大差元件,只要小差元件就可以出发差动继电器动作。但是这样的缺点是降低了母差保护的可靠性。
b.设置高值低值
大差元件的比率制动系数设置一个高值和一个低值。当母线并列运行时,大差元件的比率制动系数使用高值;当母线分列运行时,自动降低大差元件的比率制动系数,采用低值,避免大差元件拒动。目前通常采用的也是这种措施,高值一般设为0.5~0.6,低值为0.3。
5、复压闭锁元件
如我们之前所说,母差保护极其重要,母差保护误动后,会误跳大量线路,造成灾难性的后果。所以为了防止保护出口继电器由于振动或人员误碰等原因误动作,通常采用复压闭锁元件。复压闭锁元件开放条件为:
复合电压闭锁元件的接点串点接于差动继电器的出口回路中。现在微机型母线保护通常采用软件闭锁方式。差动继电器动作后,复压闭锁元件也动作,母差保护才能出口跳相应开关。逻辑框图如:
一般在母线保护中,母线差动保护、断路器失灵保护、母联死去保护、母联失灵保护都要经过复合电压闭锁。但母联充电保护和母联过流保护不经复合电压闭锁。
6、CT断线闭锁
为了防止母差保护误动,母线保护中应设置有CT断线闭锁元件。当母差用CT断线时,立即将母差保护闭锁。对CT断线闭锁元件的要求如下:
(1)延时发出警报信号。对于母差保护,母线连接支路众多,制动电流为所有支路电流绝对值之和。所以某一支路的一相CT二次回路断线,一般不会导致保护误动作。因此应经一定延时发出报警信号,并将母差保护闭锁。
(2)分相设置闭锁元件。一相CT断线就去闭锁该相差动保护,以减少母线上又发生故障时差动保护误动的几率。
(3)母联/分段断路器CT断线,不应闭锁母差保护。但此时应切换到单母线方式,发生区内故障时不再进行母线选择。
7、运行方式识别
双母线上各连接元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换,因此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。
保护装置引入隔离开关辅助触点判断母线运行方式,同时对隔离开关辅助触点进行自检,作为小差电流计算及出口跳闸的依据。当某支路有电流而无隔离开关位置信号时,发出报警信号。
有的装置设有母线模拟盘。当隔离开关位置发生异常时保护发出报警信号,通知运行人员检修。在运行人员检修期间,可以通过模拟盘用强制开关指定相应的隔离开关位置状态,保证母差保护在此期间的正常运行。