500KV母线保护

一起母差保护动作分析及检查处理针对一起500kV母线差动保护的动作情况，分析其动作原因、故障点位置及现场检查过程，供同行借鉴、参考。

标签：母线差动保护；开关间短引线保护；绝缘电阻1 概述某水电站500kV系统采用一台半断路器接线方式（主接线如图1所示），GIS 设备采用型号为ZF-550的成套设备。

500kV母线保护双重化配置，第一套采用RCS-915GD母差保护装置，第二套采用SGB-750系列母差保护装置。

T区开关间短引线保护双重化配置，均采用PSL608U短引线保护装置。

母差保护与开关间短引线保护交叉配置，无保护死区。

2012年4月19日6时23分，500kV #2M 母差保护、5032和5033开关间短引线保护动作跳闸，跳开5013、5023、5033、5032开关。

2 保护及自动装置数据分析保护动作情况发生后，保护人员到现场检查核对装置动作情况，查看装置动作报文及录波文件，首先排除了装置误动作的可能性，保护及自动装置数据简述如下：（1）500kV #2M母差保护A套动作报告显示：2010-04-19 06：23：00：362保护启动，经5ms后变化量差动动作，选相B，发5013、5023、5033开关跳闸令，经21ms后稳态量差动动作，选相B，装置检测最大差动电流为2.81A。

（2）500kV #2母差保护B套动作报告显示：2012年4月19日6时23分0秒保护启动，经12ms母差B相差动动作，装置检测B相差动电流为2.761A，制动电流为2.771A。

装置录波波形简图如图2所示。

（3）#4机保护A套（GIS侧）短引线保护动作报告显示：2012年4月19日6时23分0秒365毫秒保护启动，经5ms短引线差动保护动作并出口，检测到B相差流为0.891A，58ms后保护动作返回。

（4）#4機保护B套（GIS侧）短引线保护动作报告显示：2012年4月19日6时23分0秒365毫秒保护启动，经3ms短引线差动保护动作并出口，检测到B相差流为0.723A，57ms后保护动作返回。

500KV线路保护二次回路介绍以500KV石岗线为例。

石岗线的保护配置为：第一套保护为L90光纤差动保护，屏内包括L90差动保护装置、LPS后备保护装置、WGQ-871过压远跳装置；第二套保护为WXH-802A高频保护，屏内包括WXH-802A保护装置及WGQ-871过压远跳装置。

断路器保护配置为RCS-921A保护装置，短引线保护配置为RCS-922保护装置。

一、TA二次电流回路500KV系统一般为一个半断路器接线，接入线路保护的电流为边开关（5043）TA与中开关（5042）TA相应二次绕组的和电流，如图（一）所示，5043TA的第一组二次绕组与5042TA 的第一组二次绕组电流分别从各自TA端子箱引入到第一套保护屏，相同相别接入保护屏的同一端子，进行矢量和后提供给L90主保护、LPS后备保护、871过压远跳装置、5043断路器保护屏内的922A短引线保护、稳控A屏，路最在故障录波屏短接。

对第二套线路保护，交流电流回路为5043与5042TA的第二组二次绕组分别从各自TA端子箱引人到WXH-802A 保护屏，相同相别回路接入到保护屏的同一端子，进行矢量和后进入WXH-802A保护保护装置、5043保护屏内的第二套短引线保护装置，最后电流回路的末断在稳控B屏内短接。

1n WXH-802A20nWGQ-871 500KV石岗线交流电流WXH -8001nL902nLPS20nWGQ-871图（一）注意事项同220KVTA二次回路，特别注意其N回路唯一的接地点设在L90保护屏N回路和电流处。

二、TV二次电压回路在500KV 系统中，设置线路专用三相CVT ，不同于220KV 系统的母线上所有出线均共用母线CVT 二次电压的模式。

500KV 母线只设A 相CVT ，其二次电压回路主要用于测量及同期。

图（二）为石岗线第一套保护CVT 二次交流电压连接图，由图可知， CVT 二次回路连接情况为：线路TV 端子箱——保护屏，经交流快分开关4ZKK 、5ZKK 、6ZKK 后分别提供给L90、LPS 、WGQ-871保护装置。

500KV变电站继电保护的配置一、500KV变电站的特点：1）容量大、一般装750MVA主变1-2台，容量为220KV变电站5-8倍。

2）出线回路数多一般500KV出线4-10回220KV出线6-14回3）低压侧装大容量的无功补偿装置（2×120MAR）4）在电力系统中一般都是电力输送的枢纽变电站。

其地位重要，变电站的事故或故障将直接影响主网的安全稳定运行。

5）500KV系统容量大，一次系统时常数增大（50-200ms）。

保护必须工作在暂态过程中，需用暂态CT。

6）500KV变电站，电压高、电磁场强、电磁干扰严重，包括对一些仪器仪表工作的干扰。

二、500KV变电站主设备继电保护的要求1）500KV主变、线路、220KV线路，500KV‘220KV母线均采用双重化配置。

2）近后备原则3) 复用通道（包用复用截波通道，微波通道，光纤通道）。

三、500KV线路保护的配置1、500KV线路的特点a)长距离200-300km ，重负荷可达100万千瓦。

使短路电流接近负荷电流，甚至可能小于负荷电流例：平式初期：姚双线在双河侧做人工短路试验。

姚侧故障相电流仅1200多A。

送100万瓦千负荷电流=1300Ab)500KV线路有许多同杆并架双回线，因其输送容易大，发生区内异名相跨线故障时，不允许将两回线同时切除。

否则将影响系统的安全运行,线路末端跨线故障时，首端距离保护，会看成相间故障。

c)500KV一般采用1个半开关接线，线路停电时，开关要合环，需加短线保护。

d)线路输送功率大，稳定储备系数小，要保证系统稳定，要求保护动作速度快，整个故障切除时间小于100ms。

保护动作时间一般要≤50ms。

（全线故障）e)线路分布电容大500KV线路、相间距离为13m、线分裂距离45cm、正四角分裂、相对地距离12m。

线路空投时，未端电压高。

要加并联电抗器,并联电抗器保护需跳对侧开关,需加远方跳闸保护。

f)500KV线路一般采用单相重合闸，为限制潜供电流，中性点要加小电抗器2、配置原则：1）500KV线路保护配置原则：设置两套完整、独立的全线速动保护，其功能满足：每一套保护对全线路内部发生的各种故障（单相接地、相间短路，两相接地、三相短路、非全相再故障及转移故障）应能正确反映每套保护具有独立的选相相功能，实现分相和三相跳闸，当一套停用时，不影响另一套运行。

05年继电保护岗位培训讲义－母差保护部分1概述 1．1概述母线保护的基本原理：母线正常运行时：01=∑=mj j I母线发生故障时：I I OP m j j ≥∑=1母线保护的要求● 区外故障绝对不允许误动 ● 区内故障必须快速动作 1．2母差保护现中阻抗母差保护● 优点：1、动作速度快2、抗TA 饱和能力强 ● 缺点：1、需辅助变流器 2、调试、维护复杂3、不适应综合自动化的要求 微机母差保护目前普遍采用的是比率差动继电器制动系数K 直接影响到其抗TA 饱和能力。

为提高抗饱和能力必须提高K 值，而提高K 值势必降低保护在区内故障时的灵敏度，尤其在重负荷下故障或经过渡电阻故障时矛盾更为突出。

1．3母差保护的难点母差保护的难点在于如何兼顾区外故障时的安全性与区内故障时的灵敏度问题。

因此有必要研制一种全新的、不完全依赖于制动系数的抗TA 饱和判据，以根本上解决了安全性与灵敏度矛盾的问题。

1．4电流互感器饱和的研究 1．4．1电流互感器饱和的研究 结论１由于电流互感器存在角差，因此即使一、二次电流有效值的差不大于10％，它所引起的差流也往往会大于一次电流的10％。

结论２一次电流越大，其饱和时波形畸变得越厉害，因而在差动保护中所引起的差电流越大；但即使一次电流达到100多倍额定电流，其二次 电流也不会为零。

结论３当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，即使稳态电流倍数满足10％误差曲线，但在暂态过程中，尤其是在起始的2～3个周波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的差电流。

结论4故障起始电流互感器总有一段正确传变时间，一般情况下大于2ms。

图1.4.1为动模实验室实录的母线区内、外故障波形。

图1.4.2为区外故障，短路支路电流互感器极度饱和的情况下，差动保护也不会误动。

图1.4.3为区内故障伴随电流互感器深度饱和，保护10ms 快速出口（包括出口继电器时间5ms）。

图1.4.4为电流20In，时间常数180ms（89°），电流互感器的波形图1.4.1动模实验室实录的母线区外发生ABC 三相故障时TA 饱和波形图1.4.2 区外故障伴随电流互感器饱和的电流波形图1.4.3 区内短路波形伴随电流互感器饱和的动作波形1．4．2抗电流互感器饱和判据1．4．2．1 RCS-915判据１：反应工频变化量的自适应阻抗加权式差动保护（专利技术）自适应阻抗加权式差动保护：即利用电压工频变化量起动元件自适应地开放加权算法。

500KV母线保护运行规程一．保护配置兆光二期工程的主接线方式采用3/2接线，靠近发变组侧为I母，远离发变组侧为II母。

每组母线按配置两套母线保护，即：南瑞公司生产PRC15E-509型母线保护柜一面，深圳南瑞公司生产的BP-2B微机母线差动保护柜一面。

PRC15E-509型母线保护柜包括：RCS-915E母线保护装置和打印机。

BP-2B微机母线差动保护柜包括：BP-2B微机母线差动保护装置和打印机。

I母第一套母线保护：PRC15E-509型母线保护（B0ARM11）I母第二套母线保护：BP-2B微机母线差动保护（B0ARM12）II母第一套母线保护：PRC15E-509型母线保护（B0ARM21）II母第二套母线保护：BP-2B微机母线差动保护（B0ARM22）二．装置的具体配置1．PRC15E-509型母线保护柜的构成：1.1 装置的外观结构装置正面自上而下为：RCS-915E母线保护装置，打印机层，保护压板层，右列为按钮。

装置的背面自上而下为：空气开关层，RCS-915E母线保护装置，打印机层。

1.2装置的保护压板、按钮、电源开关及信号说明：1.2.1装置的按钮、电源开关说明:1.2.2装置的信号说明：“运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮；“母差动作”灯为红色，母差保护动作跳母线时点亮；“失灵动作”灯为红色，断路器失灵保护动作时点亮；“断线报警”灯为黄色，当发生交流回路异常时点亮；“报警”灯为黄色，当发生装置其它异常情况时点亮。

1.2.3装置的保护压板说明：（1）I母PRC15E-509型母线保护柜（B0ARM11）2. BP-2B微机母线差动保护柜构成：2.1 装置外观结构装置正面自上而下为：模拟盘、液晶显示屏、打印机层、保护投退压板装置背面自上而下为：空气开关层、防雷器、模拟盘、保护插件、打印机层、交流电源空开和插座、接地铜牌。

2.2装置的保护压板、按钮、电源开关及信号说明：2.2.1装置的按钮、电源开关说明：2.2.3装置面板信号2.2.4装置的保护压板说明：（1）I母第二套母线保护：BP-2B微机母线差动保护（B0ARM12）（2）II母第二套母线保护：BP-2B微机母线差动保护（B0ARM22）三．保护退出运行操作步骤：1.一般情况下整套保护退出运行，只需将装置的所有出口压板退出即可。

有关500kV变电站的母线微机保护误动讨论在电力系统中，母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。

因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速检测出母线故障所在，并及时有选择性的切除故障是非常必要的。

基于此，本文就某500kV变电站一起母线微机保护误动的原因进行分析，并提出整改措施。

标签：500kV;误动;母线微机保护一、500kV变电站的母线微机保护误动事故概况某变电站500kV、220kV电气主接线图如图l所示。

某日，500kV该变站内除5012、5022、5052断路器保持运行外，其余10台断路器均跳闸，500kVI.1I 母线失压，#3主变发过负荷信号。

二、500kV变电站的母线微机保护误动事故分析该变电站500kVI、II母线均配置BP一2A母线保护;断路器配置的保护为CSI一121A和LFP-921A。

事故后对保护动作报文、故障录波进行调取：①BP 一2A母线保护无任何报文，装置上“失灵保护动作”出口板上“出口1～16”灯全亮。

由此可知，母差保护未动，失灵保护动作。

②CSI-121A保护报文为SLCDCK，即失灵重动出口;LFP-92lA保护报文为LTST，即三相联跳出口。

这些都不是断路器保护本身的动作，事故时保护装置模拟量均无异常。

③除各开关变位、BP_2A 失灵保护动作报文外，还报“2007一08—12T19-54-24-444#3主变I、II套保护风冷启动（n58）！”、“2007-08-12T19-54—27—567#3主变油流异常（n43）！”、“2007-08-12T19-54-27-967#3主变油流异常（n43）！复归”、“2007-08-12T19-54—31-29#3主变冷却器电机故障（n37）！”，而这4个信号只有在#3主变风冷启动时才会出现。

通过分析保护、监控系统SOE报文，可作出以下判断：①排除工作人员“三误”的可能性;②排除一次系统故障的可能性（联系中调、地调，事故前电网运行稳定）;③BP一2A母线失灵保护动作出口，跳开500kVI、II母线上lO台断路器;④确认此次事故是由直流系统干扰引起，并针对“#3主变油流异常”信号多次出现的现象把#3主变风冷控制系统作为重点检查对象。

500kV母线保护及失灵保护第一部分500kV母线保护第一节保护的配置500kV母线采用两套RADSS/S型中阻抗差动母线保护和两套BP-2AE型复式比率差动母线保护。

RADSS/S型的工作原理是将高阻抗特性和比率制动两者结合，从而显著降低了差动回路的负载阻值。

此保护是一种高速、灵敏、中阻抗的、以电流瞬时值作测量比较的电流差动保护。

在母线外部故障时，不管电流互感器饱和与否，差动，差动继电器均可靠不动作；但当母线内部故障时，差动继电器动作且动作速度极快，约1～3ms。

两套保护分别由两组直流电源供电，分别作用于断路器跳闸线圈1、2。

BP-2AE型的工作原理是在制动量的计算中引入了差动电流，使得在区内故障时无制动，而在区外故障时则有极强的制动特性，因此更能明确地区别区内故障和区外故障。

500kV 1M、2M母线保护各有两套。

1M母线保护对应1M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A（I）；2M母线保护对应2M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A （Ⅱ）。

1M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5011、5021、5031、5041、5051开关；2M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5013、5023、5033、5043、5053开关。

第二节保护的投入和退出编号压板名称正常方式备注1LP 5011三跳出口Ⅰ投入2LP 5021三跳出口Ⅰ投入3LP 5031三跳出口Ⅰ投入4LP 5041三跳出口Ⅰ投入5LP 5051三跳出口Ⅰ投入7LP 5011三跳出口Ⅱ投入8LP 5021三跳出口Ⅱ投入9LP 5031三跳出口Ⅱ投入10LP 5041三跳出口Ⅱ投入19LP A相差动电流连片投入始终保持在投入位置20LP B相差动电流连片投入21LP C相差动电流连片投入22LP 差动电流总连片投入1.2.1．保护压板表:1. 1M母差一保护屏压板投退2．2M母差一保护屏压板投退编号压板名称正常方式备注1LP 5013三跳出口Ⅰ投入2LP 5023三跳出口Ⅰ投入3LP 5033三跳出口Ⅰ投入4LP 5043三跳出口Ⅰ投入5LP 5053三跳出口Ⅰ投入7LP 5013三跳出口Ⅱ投入8LP 5023三跳出口Ⅱ投入9LP 5033三跳出口Ⅱ投入10LP 5043三跳出口Ⅱ投入19LP A相差动电流连片投入始终保持在投入位置20LP B相差动电流连片投入21LP C相差动电流连片投入22LP 差动电流总连片投入3．1M、2M母差二保护屏压板投退编号压板名称正常方式备注LP1 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5011三跳出口Ⅱ投入退出1M母差保护时退出LP2 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5021三跳出口Ⅱ投入LP3 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5031三跳出口Ⅱ投入LP4 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5041三跳出口Ⅱ投入LP5 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5051三跳出口Ⅱ投入LP11 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5011三跳出口I 投入LP12 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5021三跳出口I 投入LP13 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5031三跳出口I 投入LP14 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5041三跳出口I 投入LP1 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5013三跳出口Ⅱ投入退出2M母差保护时退出LP2 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5023三跳出口Ⅱ投入LP3 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5033三跳出口Ⅱ投入LP4 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5043三跳出口Ⅱ投入LP5 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5053三跳出口Ⅱ投入LP11 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5013三跳出口I 投入LP12 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5023三跳出口I 投入LP13 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5033三跳出口I 投入LP14 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5043三跳出口I 投入1.2.2．保护投退步骤1．1M母差保护退出（1）在1M母差一保护屏退出所有跳闸出口压板；（2）在1M、2M母差二保护屏退出Ⅰ母差动Ⅱ跳闸出口压板。