母差保护比率差动调试方法探讨

杨鹏杰

【摘 要】差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时,一直用于母线做主保护.另外差动保护还有线路差动保护、主变差动保护等.在母差保护日常调试中因调试方法的问题,常常存在调试不准的情况.因此,探讨母差比率差动的调试方法值得关注.

【期刊名称】《云南科技管理》 【年(卷),期】2016(029)003 【总页数】3页(P-66)

【关键词】差动;母差;调试;动作方程 【作 者】杨鹏杰

【作者单位】云南电网公司昆明供电局,云南 昆明650000 【正文语种】中 文 【中图分类】TM772

差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，上位机报警保护出口动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。 差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当被保护元件正常工作或区外故障时，则流入被保护元件的电流和流出电流相等，差动继电器不动作。当被保护元件内部

故障时，向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流的和正比于故障点电流，差动继电器动作。

差动保护原理简单，使用电气量单纯，保护范围明确，动作不需延时，一直用于母线做主保护。另外差动保护还有线路差动保护、主变差动保护等。

由于差动保护动作可靠快速，因此现在差动保护成为主流。我们调试时接触到差动保护也越来越多。下面就以母线的差动保护为例讨论一下差动保护的调试方法。 母线是电力系统中的重要的一次设备，母线的作用是集中和分配电能。母线上接有高压线路、变压器、发电机、分段和母线联络断路器等设备。若母线发生故障，将使接于母线上的所有设备断路器动作，使其上的全部设备被迫电，造成大面积电，危及设备安全，甚至使电力系统稳定性遭到破坏，导致电力系统崩溃瓦解。母线差动保护的重要性尤为突出。以目前我局使用最多的长园深瑞的BP-2B 和RCS-915为例介绍一下母差保护比例差动的调试方法。 1.1 BP-2B母差保护调试方法 BP-2B和电流和差电流的定如下 差动动作方程如下：

通常我们的方法是选2个间隔通过加入方向相反的两路电流，然后变换其中的一路电流，保护由不动到动作，然后记录下动作时的两个电流值，计出此时的差流和制动电流，就认为做出的这个点是在制动曲线边界上的点。

这样的试验方法可以大概的做出比例制动曲线，但是这种方法下做出的曲线是不精确的。在日常工作中已经发现，一些情况下按这种方法做出的比率制动系数偏差较大。由差动的动作方程我们可以看出，按照上述加量的情况下，差动电流和制动电流都会发生改变，因此故障量在接近制动曲线时不是线性的而是离散的，动作时的点不一定是在曲线上的边界点，很可能已经到动作区域以内了，尤其是在变量步长较大的情况下。因此这种实验方法下做出的值不够精确。

下面介绍一种比例差动的调试方法。

如图2所示在两段母线上一段母线上选择两个变比相同的间隔通入大小相等方向相反的两个电流，在另一段母线上选择任意一个间隔。母联开关的位置开入，可以通过分合的改变，分别进行大差高低值的校验。

由和电流差电流公式可知，加入的电流经变比补偿后分别为I1、I2。

在这样的试验接线方式下差动保护的制动电流就固定为有两支路的母线上一条支路电流的两倍；差流为只有一条支路这段母线上的支路电流。如果我们改变I2的大小，就相当于改变了制动电流的大小；改变I1的大小，就相当于改变了差流的大小。固定I2，改变I1的大小，我们就可以找到比率差动的动作边界值，边界上的I1、I2满足下列关系：I1=2K rI2。

通过这种方法我们可以准确的找到比率差动的边界值，准确计出比率制动的斜率，验证差动的动作区和拐点。

同时用这种方法我们还可以校核某一制动电流下差动的动作电流大小。这个也是在继电保护技能竞赛中常常遇到的考题。如要求验证制动电流为 时的动作电流。通过上面验证的结果公式，我们可以计出差动电流的理论值，然后通过0.95倍不动，1.05倍动作，来验证该动作值。 1.2 RCS-915母差保护调试方法

RCS-915母差保护与BP-2B保护在差流与制动电流的定上有一点区别

因此无法使用BP-2B的调试方法进行试验。针对RCS-915的差动动作方程我们提出了另一种调试方法。

选取两个变比相同的间隔通入方向相反的两个电流I1、I2。 由差动方程可知

我们在调试装置上给I1、I2设置同样的变化步长，同时对I1、I2电流量进行增减。变化过程中，通过方程就可以发现：

在I1、I2电流量同时增减的过程中差流Id保持不变，制动电流按两倍的步长进行增减。这样我们就能通过I1、I2同步长同时改变找到固定差流下，制动电流的边界值，同样能够准确的验证比率制动曲线的边界。

该方法存在的问题是，在同时减小I1、I2的过程中，较小的一个电流值可能会减为0，而调试装置在电流变为0后就不能再减小。出现上述情况下，继续按步长减小电流就会造成已为0的支路电流不再减小，不为0的支路电流继续减小，使得差流不再固定，无法做出制动曲线的边界值。因此使用这种方法调试时需要对差流和制动电流有预估，合理设置I1、I2大小和电流变化步长，同时在减小电流的过程中注意支路电流情况，防止出现某条支路电流减为0。 1.3 方程求解计算

在第一种和第二种调试方法都存在一个不足。

母差保护由于存在接在同一母线上的间隔CT变比不同的情况，需要对二次电流进行补偿，及差流计的每个支路电流均按同一基准变比进行换后，再进行差流计。 第一种试验方法的不足是，同母线的两条支路需要变比向同，若变比不同，则在通入大小相等方向相反的电流时，由于有电流补偿，两支路电流和不为零。因此边界上的I1、I2不再满足下列关系：Id=2KrI2，无法用固定I2，改变I1的大小的方式找到边界值。

第二种试验方法同样要求所选择的两条支路变比相同。若变比不同，在相同的变化步长的情况下，由于不同变比电流的补偿系数不同，使得补偿后的两个电流变化步长不再相同，差流和制动电流会同时发生改变，无法准确找到制动曲线的边界点。 同时两种方法针对两套不同的保护，不通用。

针对这种情况我们第三种调试方法就是使用两条支路，加入方向相反的两个电流I1、I2，通过解差动动作方程来求出边界上某一差流Id，需要加的I1、I2电流值。并通过1.05倍、0.95倍 来求出对应的 、进行验证边界上 的定值。

以RCS-915为例，假设需要验证 =4A时差动动作的边界值。通过出 =4A时边界上差动动作值的 。分别取1.05倍、0.95倍 来计。 通过方程解出 I2=2.95AI1=1.05A

这样就解出了1.05倍、0.95倍Id下两条支路的补偿后电流，在经过平衡系数的计就可以求出每个支路需要加入的实际电流。分别将两组电流输入装置进行试验，就可以校验Ir=4A的边界上的差动动作定值。

第三种试验方法可以选取任意的两条支路进行调试，可以准确的校验动作曲线上边界点的动作定值，不同的保护只需要带入不同的动作方程就可以解出相应的试验加量，即使是主变差动保护也可以用类似的方法进行调试，有更广的适用性。但是这种方法需要大量的计，容易影响现场调试效率，并且容易出现计错误。

这些调试方法是在保护调试技术以及装置动作原理上总结起来的，新方法能够提升调试效率，提升保护调试的正确性，保证了系统的顺利运行，但是不同厂家间的保护原理有差别，因此需要根据保护设备和现场情况合理的选择调试方法，保障保护的可靠运行。