高阻抗型母線差動保護(hù)

在母線發(fā)生外部短路時，一般情況下，非故障支路電流不是很大，它們的電流互感器不易飽和；但是故障支路電流是各電源支路電流之和，可能非常大，它的電流互感器就可能極度飽和。此時故障支路的一次側(cè)電流幾乎全部流入其勵磁支路，使得二次電流近似為零。這時差動繼電器中將流過很大的不平衡電流，完全電流差動保護(hù)將誤動作。為避免上述情況下母線保護(hù)的誤動，電流差動繼電器可以改用內(nèi)阻很高的電壓繼電器，其阻抗值很大，一般為2.5—7.5kΩ。在外部故障時，各條非故障支路的二次電流之和不為零，該不平衡電流被迫流入故障支路電流互感器的二次側(cè)繞組，使得差動回路的不平衡電流大大減小，幾乎為零,電壓繼電器不動作；在內(nèi)部短路時，所有支路的二次電流都流向電壓繼電器，電流較大，由于其內(nèi)阻很高，電壓繼電器兩端出現(xiàn)高電壓，于是電壓繼電器動作。

母線差動保護(hù)的分類，就其作用原理而言，所有母線差動保護(hù)均是反映母線上各連接單元二次電流的向量和的。當(dāng)母線上發(fā)生故障時，各連接單元的電流均流向母線；而在母線之外（線路上或變壓器內(nèi)部發(fā)生故障），各連接單元的電流有流向母線的，有流出母線的。母線上故障母差保護(hù)應(yīng)動作，而母線外故障母差保護(hù)可能不動作。

按按照母線差動保護(hù)裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為低阻抗型母線差動保護(hù)護(hù)（一般為幾歐）、中阻抗型母線差動保護(hù)（一般為兒百歐）和高阻抗型母線差動保護(hù)（一般為幾千歐）。低阻抗母差保護(hù)通常叫做電流型母線差動保護(hù)。根據(jù)動作條件分類，電流型母線差動保護(hù)又可分為電流差動式母差保護(hù)、母聯(lián)電流比相式母差保護(hù)及電流相位比較式母差保護(hù)。2100433B

高阻抗型母線差動保護(hù)是在差流回路中接入很大的阻抗（可達(dá)到數(shù)千歐姆），以阻止由于電流互感器飽和引起的不平衡電流流入繼電器 。

中阻抗母線差動保護(hù)裝置采用電流瞬時值測量、比較為基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)故障時差動元件、啟動元件搶先于電流互感器飽和前動作，故障測量時間短，其核心是帶比率制動特性的中阻抗型電流差動繼電器。整組動作時間都很短，保護(hù)整組動作時間小于10 ms，有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

下面對中阻抗母線差動原理進(jìn)行簡介，中阻抗母線差動保護(hù)原理基于以下準(zhǔn)則：

1)在電流互感器不發(fā)生飽和現(xiàn)象時，測量回路測量到的各單元電流之和在正常運行及母線外部發(fā)生故障時為零；在母線內(nèi)部發(fā)生故障時為各短路電流之和。

2)電流互感器因暫態(tài)分量中的直流分量或很大的短路電流造成飽和時，其二次回路阻抗將下降；

全飽和時二次輸出電流為零，此時，電流互感器二次回路的總阻抗可以用一個總的直流電阻來代替（主要為主變流器二次繞組電阻及電纜電阻）。

3)對母線內(nèi)部故障而言，空載線路的電流互感器二次回路阻抗可以用相當(dāng)大的勵磁電抗來代替。

4)無論一次流過多大電流，線路電流互感器在故障的最初瞬間不會發(fā)生飽和，在1/4-1/2周波內(nèi)能正確傳變一次電流 。

中阻抗母線差動保護(hù)在上世紀(jì)八十年代中期通過國家部級鑒定，在當(dāng)時的歷史條件下，其技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際水平。該套保護(hù)在原理及使用方面有其先進(jìn)性，在國內(nèi)的使用數(shù)量也較多。

供電公司從1995年開始使用中阻抗母線差動保護(hù)，該保護(hù)在原理及使用方面比比相式母線差動保護(hù)均有較大提高。公司現(xiàn)有的3套中阻抗母線差動保護(hù)累計經(jīng)受了數(shù)十次區(qū)外故障，二次區(qū)內(nèi)故障考驗，正確動作率為100%。在廣東省某變電站的110 kV線路發(fā)生短路故障，導(dǎo)致該站中阻抗母線差動保護(hù)誤動，從事故調(diào)查的報告來看，主要原因是整流回路中的大功率二極管被反向擊穿造成的，省中調(diào)針對這個事故開展了中阻抗母線差動保護(hù)中的整流二極管進(jìn)行測試及更換的反措。在這里，結(jié)合保護(hù)原理定性地分析這次反措的必要性 。