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摘要：介绍了220kV空母线充电、充电保护、过流保护、母线保护功能的相同和不同之处，对母联和CT之间死区故障，母联CT无故障电流进行了分析。
关键词：母线保护；充电保护；过流保护；母联CT；220kV母线
作者简介：罗虎（1974-），男，河南南阳人，南阳供电公司，工程师；黄志博（1980-），男，河南南阳人，南阳供电公司，工程师。（河南 南阳
473000）
中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）09-0105-02
微机型充电保护装置一般由微机型母线差动保护装置包含的母联充电保护和母联“过流保护”，以及独立的母联开关电流保护共同组成。母联充电保护与母差保护共用一组保护电源，因此，当微机型母差保护停用时，所属的充电保护、过流保护也就无法使用。为解决这一问题，采取了在现场加装一套独立的母联开关电流保护（一般由断路器保护装置实现）的措施。所谓空母线，就是检修后的停电母线，故障后的母线应优先考虑用外来电源试充电。
一、疑问及规程内容
（1）对220kV母线充电用哪套保护充电？大家意见不一致。经询问多个500kV变电站和220kV变电站，对220kV母线充电时通过投母线充电、母联过流或者母线保护来实现的都有。由于缺少统一标准的规定，造成现场工作中诸多不便。
（2）2009年8月河南中调规程明确规定，对220kV母线充电要用母联开关充电过流保护，母差方式要做相应改变。2008年网调规程明确规定：用母联开关向母线充电时，运行值班人员在充电前应投入母联开关充电保护，充电正常后退出充电保护。2008年网调继电保护和安全自动装置规程明确规定：母联断路器充电保护只在母线充电时投入，充电正常后应退出。2009年8月中调规程中又规定变电站既有单独设置的母联充电保护，又有母线保护中包含的充电保护时，使用时可只投单独设置的母联充电保护。
二、群英变母线保护、母线充电保护及单独设置的母联充电过流保护配置及原理说明
（1）220kV母线配置2套四方CSC-150母线保护，2套母线保护定值相同，2套母线保护完全独立。母线充电保护投入时只闭锁本装置母线保护。
（2）220kV母联和分段开关配置许继WCH-851断路器保护。单独设置的母联开关充电保护闭锁母线保护，单独设置的过流保护不闭锁母线保护。
（3）以四方CSC-150母线保护和许继WCH-851断路器保护为例，保护回路如下图1～图4所示。可以看出，母线充电保护投入展宽300ms，只对本装置母线保护起闭锁作用，不开出至第二套母线保护。两套母线保护之间完全独立。
三、群英变CSC-150微机母线保护运行方式
群英变220kV母线接线方式（见图5）为双母线单分段。群东220CT靠近I母侧，群西220CT在II母侧，群南220CT在II母侧。
1.I、II母运行，III母检修，用群西220充III母
（1）220kV母线充电保护投入（一般常用第一套母线保护中的充电保护，只闭锁本装置母线保护）。群西220充电保护、过流保护退出，母线保护投入。220kV III母线故障d1点，第一套母线充电保护动作，闭锁本装置母线300ms，但由于2套母线保护完全独立，无相互闭锁，此时第二套母线保护也动作；群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，第一套母线保护充电保护动作，闭锁本装置母线300ms，跳开群西220；然后启动群西220死区保护。第二套母差保护母联死区保护动作。
（2）220kV母差保护（第一、二套母线保护）投入，母线充电保护退出，群西220充电保护、过流保护退出。220kV III母线故障d1点，III母母差保护动作，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，III母母差保护动作，跳开群西220；然后启动群西220死区。
（3）群西220过流保护投入，220kV双套母线保护退出，母线充电保护退出，群西220充电保护退出。220kVIII母线故障d1点，群西220过流保护动作，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，过流保护动作，跳开群西220；然后启动群西220死区保护。
（4）群西220充电保护，母线充电保护退出，群西220过流保护退出，母线保护投入。220kV III母线故障d1点，群西220充电保护动作，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，充电保护动作，闭锁本装置母线保护300ms，跳开群西220；然后启动群西220死区保护。
2.I、III母运行，II母检修，用群西220充II母
（1）220kV母线充电保护（一般常用第一套母线保护中的充电保护，只闭锁本装置母线保护）。群西220充电保护、过流保护退出。220kVII母线故障d3点，第一套母线充电保护动作，第二套母线保护动作，群西220跳开，III母正常运行。群西220死区故障d2点，群西220CT无电流，充电保护不会动作，且300ms延时后开放母差保护。但是第二套母线保护动作，启动母联死区保护。
（2）220kV母差保护（第一、二套母线保护）投入，母线充电保护退出，群西220充电保护、过流保护退出。220kVII母线故障d3点，II母母差保护动作，群西220跳开，III母正常运行。群西220死区故障d2点，III母母差保护动作，跳开群西220及III母各分路开关。
（3）群西220过流保护投入，220kV双套母线保护退出，母线充电保护退出，群西220充电保护退出。220kVII母线故障d3点，群西220过流保护动作，群西220跳开，III母正常运行。群西220死区故障d2点，群西220CT无电流，过流保护不会动作。如果不投入220kV母线保护，只有依靠主变中压侧后备保护动作切除故障（一般T=500ms）。
（4）群西220充电保护，母线充电保护退出，群西220过流保护退出。母线保护正常投入。220kV II母线故障d3点，群西220充电保护动作，闭锁母线保护300ms，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，群西220CT无电流，充电保护不会动作，只有延时300ms后母差保护动作。
3.对以上故障类型和保护动作过程的总结
（1）因为220kV母线母联及分段开关都是配置单侧CT，所以在对母线充电过程中，母联（分段）过流保护及母联开关充电保护，对于母联开关与CT之间的死区故障，不会动作。对于其他类型的故障，双套母线保护都能够正确动作。
（2）因为220kV母线两套母线保护的完全独立性，任一套母线保护中的充电保护只能闭锁本母线装置的母差出口（300ms），另一套母线保护仍正常动作。
（3）双套母线保护在任一点故障都能够正确动作。
四、用母差保护对母线充电会误跳运行母线的情况
1.母差保护非选择动作未被闭锁
（1）较早的非微机母线保护（如：相位比较式），需要改非选择方式。这个问题对于微机型母差保护来说不存在。
（2）“双母线互联”压板投入微机型母线差动保护中，双母线互联时，小差自动退出，母线大差动作后则将所有元件跳开。
母线互联硬压板只在倒母线时由运行人员投运，倒完母线后退出。而在母线侧双刀闸并列时，微机母差软互联会自动投运，同时在后台监控报“切换继电器同时切换”等信号，所以说只要检查仔细，可以避免失误。
2.母联辅助接点滞后打开
在母差保护中，当母联开关断开时，辅助接点自动将母联开关差电流不计入差回路；合母联开关时，其辅助接点有可能滞后打开，这就是中阻抗母差保护对母线充电要退出运行母差保护的原因。母联开关的主触头和母联开关的位置在合开关的瞬间有可能不同步，而不同步会影响到母差保护中电流的分配（从母差保护的原理上说），可能会造成母差保护的误动。对于常规母线保护，位置不同步的原因是：主触头打开，二次接点要经过辅助开关、中间继电器、切换继电器等才可以将电流切入CT回路，导致二次滞后于一次产生时间差。对于微机母线保护，由于常规电磁式继电器不存在，且使用逻辑电路判定切换，时间大大减少，另外，开关的辅助接点尽量提前于主触头闭合，经实测，辅助接点的闭合将近20ms后，主触头闭合，这样就消除了不同步的影响。
3.对220kV空母线充电时，被充母线发生故障，母联开关CT如果过饱和，就可能造成母差误动
深圳南瑞的BP-2B微机母差保护中采用了“同步识别法”来抗CT饱和；可以选用暂态性能好的CT，比如带有小气隙的CT。
五、结论
综上所述，对于变电站220kV母线配置双套微机型母线保护，对220kV空母线充电使用微机型母差保护可以避免母联死区故障时，母联CT无故障电流造成充电或者过流保护拒动，并且保护压板不进行变更。不但减少操作，而且避免漏退充电保护或者过流保护压板而造成母联开关误跳，有利于变电站安全运行。
（责任编辑：刘辉）
关键词：母线保护；充电保护；过流保护；母联CT；220kV母线
作者简介：罗虎（1974-），男，河南南阳人，南阳供电公司，工程师；黄志博（1980-），男，河南南阳人，南阳供电公司，工程师。（河南 南阳
473000）
中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）09-0105-02
微机型充电保护装置一般由微机型母线差动保护装置包含的母联充电保护和母联“过流保护”，以及独立的母联开关电流保护共同组成。母联充电保护与母差保护共用一组保护电源，因此，当微机型母差保护停用时，所属的充电保护、过流保护也就无法使用。为解决这一问题，采取了在现场加装一套独立的母联开关电流保护（一般由断路器保护装置实现）的措施。所谓空母线，就是检修后的停电母线，故障后的母线应优先考虑用外来电源试充电。
一、疑问及规程内容
（1）对220kV母线充电用哪套保护充电？大家意见不一致。经询问多个500kV变电站和220kV变电站，对220kV母线充电时通过投母线充电、母联过流或者母线保护来实现的都有。由于缺少统一标准的规定，造成现场工作中诸多不便。
（2）2009年8月河南中调规程明确规定，对220kV母线充电要用母联开关充电过流保护，母差方式要做相应改变。2008年网调规程明确规定：用母联开关向母线充电时，运行值班人员在充电前应投入母联开关充电保护，充电正常后退出充电保护。2008年网调继电保护和安全自动装置规程明确规定：母联断路器充电保护只在母线充电时投入，充电正常后应退出。2009年8月中调规程中又规定变电站既有单独设置的母联充电保护，又有母线保护中包含的充电保护时，使用时可只投单独设置的母联充电保护。
二、群英变母线保护、母线充电保护及单独设置的母联充电过流保护配置及原理说明
（1）220kV母线配置2套四方CSC-150母线保护，2套母线保护定值相同，2套母线保护完全独立。母线充电保护投入时只闭锁本装置母线保护。
（2）220kV母联和分段开关配置许继WCH-851断路器保护。单独设置的母联开关充电保护闭锁母线保护，单独设置的过流保护不闭锁母线保护。
（3）以四方CSC-150母线保护和许继WCH-851断路器保护为例，保护回路如下图1～图4所示。可以看出，母线充电保护投入展宽300ms，只对本装置母线保护起闭锁作用，不开出至第二套母线保护。两套母线保护之间完全独立。
三、群英变CSC-150微机母线保护运行方式
群英变220kV母线接线方式（见图5）为双母线单分段。群东220CT靠近I母侧，群西220CT在II母侧，群南220CT在II母侧。
1.I、II母运行，III母检修，用群西220充III母
（1）220kV母线充电保护投入（一般常用第一套母线保护中的充电保护，只闭锁本装置母线保护）。群西220充电保护、过流保护退出，母线保护投入。220kV III母线故障d1点，第一套母线充电保护动作，闭锁本装置母线300ms，但由于2套母线保护完全独立，无相互闭锁，此时第二套母线保护也动作；群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，第一套母线保护充电保护动作，闭锁本装置母线300ms，跳开群西220；然后启动群西220死区保护。第二套母差保护母联死区保护动作。
（2）220kV母差保护（第一、二套母线保护）投入，母线充电保护退出，群西220充电保护、过流保护退出。220kV III母线故障d1点，III母母差保护动作，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，III母母差保护动作，跳开群西220；然后启动群西220死区。
（3）群西220过流保护投入，220kV双套母线保护退出，母线充电保护退出，群西220充电保护退出。220kVIII母线故障d1点，群西220过流保护动作，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，过流保护动作，跳开群西220；然后启动群西220死区保护。
（4）群西220充电保护，母线充电保护退出，群西220过流保护退出，母线保护投入。220kV III母线故障d1点，群西220充电保护动作，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，充电保护动作，闭锁本装置母线保护300ms，跳开群西220；然后启动群西220死区保护。
2.I、III母运行，II母检修，用群西220充II母
（1）220kV母线充电保护（一般常用第一套母线保护中的充电保护，只闭锁本装置母线保护）。群西220充电保护、过流保护退出。220kVII母线故障d3点，第一套母线充电保护动作，第二套母线保护动作，群西220跳开，III母正常运行。群西220死区故障d2点，群西220CT无电流，充电保护不会动作，且300ms延时后开放母差保护。但是第二套母线保护动作，启动母联死区保护。
（2）220kV母差保护（第一、二套母线保护）投入，母线充电保护退出，群西220充电保护、过流保护退出。220kVII母线故障d3点，II母母差保护动作，群西220跳开，III母正常运行。群西220死区故障d2点，III母母差保护动作，跳开群西220及III母各分路开关。
（3）群西220过流保护投入，220kV双套母线保护退出，母线充电保护退出，群西220充电保护退出。220kVII母线故障d3点，群西220过流保护动作，群西220跳开，III母正常运行。群西220死区故障d2点，群西220CT无电流，过流保护不会动作。如果不投入220kV母线保护，只有依靠主变中压侧后备保护动作切除故障（一般T=500ms）。
（4）群西220充电保护，母线充电保护退出，群西220过流保护退出。母线保护正常投入。220kV II母线故障d3点，群西220充电保护动作，闭锁母线保护300ms，群西220跳开，II母正常运行。群西220死区故障d2点，群西220CT无电流，充电保护不会动作，只有延时300ms后母差保护动作。
3.对以上故障类型和保护动作过程的总结
（1）因为220kV母线母联及分段开关都是配置单侧CT，所以在对母线充电过程中，母联（分段）过流保护及母联开关充电保护，对于母联开关与CT之间的死区故障，不会动作。对于其他类型的故障，双套母线保护都能够正确动作。
（2）因为220kV母线两套母线保护的完全独立性，任一套母线保护中的充电保护只能闭锁本母线装置的母差出口（300ms），另一套母线保护仍正常动作。
（3）双套母线保护在任一点故障都能够正确动作。
四、用母差保护对母线充电会误跳运行母线的情况
1.母差保护非选择动作未被闭锁
（1）较早的非微机母线保护（如：相位比较式），需要改非选择方式。这个问题对于微机型母差保护来说不存在。
（2）“双母线互联”压板投入微机型母线差动保护中，双母线互联时，小差自动退出，母线大差动作后则将所有元件跳开。
母线互联硬压板只在倒母线时由运行人员投运，倒完母线后退出。而在母线侧双刀闸并列时，微机母差软互联会自动投运，同时在后台监控报“切换继电器同时切换”等信号，所以说只要检查仔细，可以避免失误。
2.母联辅助接点滞后打开
在母差保护中，当母联开关断开时，辅助接点自动将母联开关差电流不计入差回路；合母联开关时，其辅助接点有可能滞后打开，这就是中阻抗母差保护对母线充电要退出运行母差保护的原因。母联开关的主触头和母联开关的位置在合开关的瞬间有可能不同步，而不同步会影响到母差保护中电流的分配（从母差保护的原理上说），可能会造成母差保护的误动。对于常规母线保护，位置不同步的原因是：主触头打开，二次接点要经过辅助开关、中间继电器、切换继电器等才可以将电流切入CT回路，导致二次滞后于一次产生时间差。对于微机母线保护，由于常规电磁式继电器不存在，且使用逻辑电路判定切换，时间大大减少，另外，开关的辅助接点尽量提前于主触头闭合，经实测，辅助接点的闭合将近20ms后，主触头闭合，这样就消除了不同步的影响。
3.对220kV空母线充电时，被充母线发生故障，母联开关CT如果过饱和，就可能造成母差误动
深圳南瑞的BP-2B微机母差保护中采用了“同步识别法”来抗CT饱和；可以选用暂态性能好的CT，比如带有小气隙的CT。
五、结论
综上所述，对于变电站220kV母线配置双套微机型母线保护，对220kV空母线充电使用微机型母差保护可以避免母联死区故障时，母联CT无故障电流造成充电或者过流保护拒动，并且保护压板不进行变更。不但减少操作，而且避免漏退充电保护或者过流保护压板而造成母联开关误跳，有利于变电站安全运行。
（责任编辑：刘辉）