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摘 要：针对母差保护CT二次电流回路设计要求进行了深入的探讨，并结合实践经验，给出了在工程实践中母联、分段CT二次电流回路设计的正确方法和注意事项。
关键词：母线保护 母联 电流回路 二次设计
1、前言
微机型母线保护的原理是根据基尔霍夫电流定律构成的。在双母线结线方式的母线保护中，一般设有大差保护和小差保护，大差是指除母联和分段开关以外的两条母线上所有支路电流所构成的差动保护，小差是指任一条母线上所有电流支路（包括母联和分段之路）构成的差动保护。因此，为了保证母线大差动保护和小差动保护正确动作，母联和分段CT二次电流回路的接线起到了关键性的作用。为此，本文结合深圳南瑞继保公司的BP-2B型微机母线保护的电流回路接线要求和特点进行深入的分析。
2、母联CT二次电流回路的极性要求
母联CT极性的指向需按母线微机保护中程序的设计而定。现以深圳南瑞的BP-2B型微机母线保护为例进行说明。在BP-2B型微机母线保护中双母线接线的差流计算公式为：
大差电流：
Id =I1+I2+……+In
I母小差电流：
Id1=I1*S11+…+In*S1n-I1k*S1k
II母小差电流：
Id2=I1*S21+…+In*S2n+I1k*S2k
其中以I1k表示母联电流数字量，以S11，S12，……，S1n 表示各元件I母刀闸位置，0表示刀闸分，1表示刀闸合，以S21，S22，……，S2n 表示各元件II母刀闸位置。（各段母线的小差电流计算则是根据各支路的分或合闸位置由母线运行方式自适应环节来自动实时进行组合）
从计算公式中我们可以发现，该母线保护是把母联作为II母设备来看待的，即当母线上各支路CT的极性端P1都在母线侧（即同名端都在母线侧），则母联CT的极性端P1也应该靠II母线侧（如图1）。如果极性指向错误（即其极性端指I母线侧），当I母线发生故障时，按差流公式的计算，很显然母线会判II母小差动有差流，而I母无差流，，从而误把非故障母线上的各支路开关和母联开关切除，造成母差保护误动作。
3、母联CT二次绕组的选取设计
为了更好地说明母联CT内部的二次绕组的选取，首先分析微机母线保护中的母联死区保护。所谓母联死区保护也就是母线并列运行，故障刚好發生在母联开关与母联CT之间。如果该处发生故障时，按照BP-2B的差流计算公式及其动作逻辑（假设母联CT装设在靠I母侧），母线保护动作先切除II母支路和母联开关，因故障电流仍然存在，进而保护判断母联是否有电流后封母联CT电流后，再切除I母支路开关。由以上整个动作过程我们可知，如果发生以上的死区故障时，装置会把两段母线上的支路都跳开，从而降低了电网的可靠性和安全稳定性。纵使这种故障发生的机率非常低，但仍然不能把该种故障置之不理。因此，当我们为母线保护选择母联CT内部绕组时，就要以减小死区的范围为原则。也就是说母线保护中所采用的母联CT绕组应尽可能挑选最靠近母联开关的那一组（如图1），以减小保护死区，降低故障影响范围。
图 1
4、GIS母联CT二次电流回路设计
随着现代化电网建设规模不断地增大，对电网的可靠性和稳定性要求也越来越高，因此如今对高电压等级设备的保护装置都进行了双重化配置。结合GIS设备中CT二次绕组一般分布在开关的两侧，母联CT中的两个分别用于母线保护I和母线保护II的二次绕组一般设计取用靠近母线侧的开关CT二次绕组。
介于以上所说的配置方式，让我们考虑一下一种比较极端的故障情况：当母线保护Ⅰ与母线保护Ⅱ的CT绕组之间发生故障，也就是说在两个母差用CT绕组与开关之间发生故障，那么母线保护将如何动作呢？当两个CT的一次极性的指向相同，即母联CT的一次极性都指向II母，二次都采用减极性标注法接线，那么按照保护装置的差流计算公式，必然导致两套母线保护判断的故障点所在母线刚好相反，即两套保护所判断的小差不同，导致故障母线与非故障母线分别在同一时间被母线保护Ⅰ和母线保护Ⅱ切除，造成事故范围扩大。
为了解决这个问题，本文尝试假设把母线保护的两个母联CT绕组的一次极性指向相反，二次都采用减极性标注法接线（或两个CT绕组的一次极性指向相同，而二次分别采用减极性标注法接线和加极性标注法接线），当同样的故障发生时，母线保护的动作情况可以保持一致，但却引发了另外一个缺陷，当两条母线中任意一条母线故障时也失去了其选择性，而且这样的故障机率比在母线保护Ⅰ与母线保护Ⅱ的母联CT绕组间发生故障的概率要高很多。
综上所述由于原装置公式设计的限制，我们不能通过简单地改变其二次的接线方式从而解决此极端故障发生时保护的动作情况。我们可以做的是尽可能地缩小用于两母线保护CT绕组间的距离，避免此类故障的发生。因此，在母线保护双重化配置的情况下，如果母联CT是分布在开关两侧且每一侧的CT中都有一个绕组用于母线保护时，则应设计母差保护取用最靠近母联开关的CT绕组（如图2），而母联CT绕组单边分布在开关一侧时，双母线保护中母联CT绕组应选取靠近开关的两个绕组（如图3）。
5、分段CT二次电流回路设计
对于双母双分段的接线方式，其分段既属于I、II母设备又属于V、VI母设备，且该分段为特殊设备，其只能固定连接于同一母差系统的一条母线上，如I、V分段，它就只能连接于I、II母中的I母线上和V、VI的V母线上。该间隔的电流在计算公式按普通支路的计算方法。那么在母差保护中分段间隔的CT绕组时怎样分配的呢？
正如上所说，母差保护涵盖了母线上所有支路的CT，为了达到母线系统电流的平衡，分段的CT同样必不可少。因此，同一分段CT中必然有属于I、II母差保护的绕组和属于V、VI母差保护的绕组。既然有属于不同母差保护的绕组，那么它们的极性又是怎样的呢？对于敞开式的设备来说，分段间隔CT的一次极性端一般都指向编码大的母线，如I、V分段，其P1指向V母线；II、VI分段，其P1则指向VI母线，但该CT都是装配在靠编码小的母线。正由于分段为两个不同母线系统的公共支路，同时其分段的一次极性已定，为了同使两个母线系统电流平衡，这就决定了分别属于两个系统母差保护的绕组的极性必然有异。如：把母差保护上支路CT一次极性端P1都指向母线（除上述的母联及分段有常规性安装方法外），二次按正极性接线，同时因分段CT的一次极性已确定，则对于I、V分段的CT来说，用于V、VI母差保护的分段CT绕组的二次接线方式按正极性接线，而用于I、II母差保护的分段CT绕组的二次接线方式按反极性接线。同时为了消除死区，要求两母差保护系统的保护范围要有交叉。同样如果当故障点发生在CT与开关间时，则对于V、VI母差保护为区内故障，但对I、II母差保护却为区外故障，因此，即使V、VI母差保护跳开分段开关后，故障点仍存在，为了减少这故障发生几率，用于I、II母差保护的分段CT绕组应尽可能选取靠近分段开关。如图4所示：
图 4
总之，无论CT采取哪种配置方式，都避免不了某些极端的故障，我们只能采取尽可能减少这些极端故障发生的设计方式，从而提高了系统运行的可靠性。
6、结束
母差保护对母联和分段的CT二次电流回路设计要求有着严格的要求，母联电流回路的极性必须按照厂家要求进行设计，不同的厂家有不同极性接线规定，我们必须按要求设计，否则将引起保护的不正确动作，同时要求母联CT不同保护的二次绕组之间应互相交叉，重叠保护范围，以消除保护死区。
参考文献
[1]深圳南瑞母差保护BP-2B技术说明书
关键词：母线保护 母联 电流回路 二次设计
1、前言
微机型母线保护的原理是根据基尔霍夫电流定律构成的。在双母线结线方式的母线保护中，一般设有大差保护和小差保护，大差是指除母联和分段开关以外的两条母线上所有支路电流所构成的差动保护，小差是指任一条母线上所有电流支路（包括母联和分段之路）构成的差动保护。因此，为了保证母线大差动保护和小差动保护正确动作，母联和分段CT二次电流回路的接线起到了关键性的作用。为此，本文结合深圳南瑞继保公司的BP-2B型微机母线保护的电流回路接线要求和特点进行深入的分析。
2、母联CT二次电流回路的极性要求
母联CT极性的指向需按母线微机保护中程序的设计而定。现以深圳南瑞的BP-2B型微机母线保护为例进行说明。在BP-2B型微机母线保护中双母线接线的差流计算公式为：
大差电流：
Id =I1+I2+……+In
I母小差电流：
Id1=I1*S11+…+In*S1n-I1k*S1k
II母小差电流：
Id2=I1*S21+…+In*S2n+I1k*S2k
其中以I1k表示母联电流数字量，以S11，S12，……，S1n 表示各元件I母刀闸位置，0表示刀闸分，1表示刀闸合，以S21，S22，……，S2n 表示各元件II母刀闸位置。（各段母线的小差电流计算则是根据各支路的分或合闸位置由母线运行方式自适应环节来自动实时进行组合）
从计算公式中我们可以发现，该母线保护是把母联作为II母设备来看待的，即当母线上各支路CT的极性端P1都在母线侧（即同名端都在母线侧），则母联CT的极性端P1也应该靠II母线侧（如图1）。如果极性指向错误（即其极性端指I母线侧），当I母线发生故障时，按差流公式的计算，很显然母线会判II母小差动有差流，而I母无差流，，从而误把非故障母线上的各支路开关和母联开关切除，造成母差保护误动作。
3、母联CT二次绕组的选取设计
为了更好地说明母联CT内部的二次绕组的选取，首先分析微机母线保护中的母联死区保护。所谓母联死区保护也就是母线并列运行，故障刚好發生在母联开关与母联CT之间。如果该处发生故障时，按照BP-2B的差流计算公式及其动作逻辑（假设母联CT装设在靠I母侧），母线保护动作先切除II母支路和母联开关，因故障电流仍然存在，进而保护判断母联是否有电流后封母联CT电流后，再切除I母支路开关。由以上整个动作过程我们可知，如果发生以上的死区故障时，装置会把两段母线上的支路都跳开，从而降低了电网的可靠性和安全稳定性。纵使这种故障发生的机率非常低，但仍然不能把该种故障置之不理。因此，当我们为母线保护选择母联CT内部绕组时，就要以减小死区的范围为原则。也就是说母线保护中所采用的母联CT绕组应尽可能挑选最靠近母联开关的那一组（如图1），以减小保护死区，降低故障影响范围。
图 1
4、GIS母联CT二次电流回路设计
随着现代化电网建设规模不断地增大，对电网的可靠性和稳定性要求也越来越高，因此如今对高电压等级设备的保护装置都进行了双重化配置。结合GIS设备中CT二次绕组一般分布在开关的两侧，母联CT中的两个分别用于母线保护I和母线保护II的二次绕组一般设计取用靠近母线侧的开关CT二次绕组。
介于以上所说的配置方式，让我们考虑一下一种比较极端的故障情况：当母线保护Ⅰ与母线保护Ⅱ的CT绕组之间发生故障，也就是说在两个母差用CT绕组与开关之间发生故障，那么母线保护将如何动作呢？当两个CT的一次极性的指向相同，即母联CT的一次极性都指向II母，二次都采用减极性标注法接线，那么按照保护装置的差流计算公式，必然导致两套母线保护判断的故障点所在母线刚好相反，即两套保护所判断的小差不同，导致故障母线与非故障母线分别在同一时间被母线保护Ⅰ和母线保护Ⅱ切除，造成事故范围扩大。
为了解决这个问题，本文尝试假设把母线保护的两个母联CT绕组的一次极性指向相反，二次都采用减极性标注法接线（或两个CT绕组的一次极性指向相同，而二次分别采用减极性标注法接线和加极性标注法接线），当同样的故障发生时，母线保护的动作情况可以保持一致，但却引发了另外一个缺陷，当两条母线中任意一条母线故障时也失去了其选择性，而且这样的故障机率比在母线保护Ⅰ与母线保护Ⅱ的母联CT绕组间发生故障的概率要高很多。
综上所述由于原装置公式设计的限制，我们不能通过简单地改变其二次的接线方式从而解决此极端故障发生时保护的动作情况。我们可以做的是尽可能地缩小用于两母线保护CT绕组间的距离，避免此类故障的发生。因此，在母线保护双重化配置的情况下，如果母联CT是分布在开关两侧且每一侧的CT中都有一个绕组用于母线保护时，则应设计母差保护取用最靠近母联开关的CT绕组（如图2），而母联CT绕组单边分布在开关一侧时，双母线保护中母联CT绕组应选取靠近开关的两个绕组（如图3）。
5、分段CT二次电流回路设计
对于双母双分段的接线方式，其分段既属于I、II母设备又属于V、VI母设备，且该分段为特殊设备，其只能固定连接于同一母差系统的一条母线上，如I、V分段，它就只能连接于I、II母中的I母线上和V、VI的V母线上。该间隔的电流在计算公式按普通支路的计算方法。那么在母差保护中分段间隔的CT绕组时怎样分配的呢？
正如上所说，母差保护涵盖了母线上所有支路的CT，为了达到母线系统电流的平衡，分段的CT同样必不可少。因此，同一分段CT中必然有属于I、II母差保护的绕组和属于V、VI母差保护的绕组。既然有属于不同母差保护的绕组，那么它们的极性又是怎样的呢？对于敞开式的设备来说，分段间隔CT的一次极性端一般都指向编码大的母线，如I、V分段，其P1指向V母线；II、VI分段，其P1则指向VI母线，但该CT都是装配在靠编码小的母线。正由于分段为两个不同母线系统的公共支路，同时其分段的一次极性已定，为了同使两个母线系统电流平衡，这就决定了分别属于两个系统母差保护的绕组的极性必然有异。如：把母差保护上支路CT一次极性端P1都指向母线（除上述的母联及分段有常规性安装方法外），二次按正极性接线，同时因分段CT的一次极性已确定，则对于I、V分段的CT来说，用于V、VI母差保护的分段CT绕组的二次接线方式按正极性接线，而用于I、II母差保护的分段CT绕组的二次接线方式按反极性接线。同时为了消除死区，要求两母差保护系统的保护范围要有交叉。同样如果当故障点发生在CT与开关间时，则对于V、VI母差保护为区内故障，但对I、II母差保护却为区外故障，因此，即使V、VI母差保护跳开分段开关后，故障点仍存在，为了减少这故障发生几率，用于I、II母差保护的分段CT绕组应尽可能选取靠近分段开关。如图4所示：
图 4
总之，无论CT采取哪种配置方式，都避免不了某些极端的故障，我们只能采取尽可能减少这些极端故障发生的设计方式，从而提高了系统运行的可靠性。
6、结束
母差保护对母联和分段的CT二次电流回路设计要求有着严格的要求，母联电流回路的极性必须按照厂家要求进行设计，不同的厂家有不同极性接线规定，我们必须按要求设计，否则将引起保护的不正确动作，同时要求母联CT不同保护的二次绕组之间应互相交叉，重叠保护范围，以消除保护死区。
参考文献
[1]深圳南瑞母差保护BP-2B技术说明书