母线保护中母联CT断线识别及处理方案研究

来源:用户上传      作者:李红 卫星 张庭 车帅 赵德玉

　　摘 要：本研究详述了变电站发生二次回路CT断线的环节，分析了母联CT断线对母线保护动作行为产生的不利影响。基于母联CT断线后的电气特征，提出母线保护上母联CT断线的两种识别方案，给出了基于全周傅氏算法的详细判据。从继电保护四性角度出发，提出母联CT断线的三种处理方案，详述了三种方案的特点，并从不同电压等级出发，分别论述了选择哪种方案更有利于在电力系统中发挥继电保护作用。
　　关键词：母线保护;CT断线;断线识别;双套配置;选择性
　　中图分类号：TM774 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2022）10-0033-05
　　DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.10.007
　　Identification and Treatment of the CT Breaking of Bus-Tie in Busbar Protection
　　LI Hong WEI Xing ZHANG Ting CHE Shuai ZHAO Deyu
　　（Xuchang Xuji Software Technology Co.，Ltd.，Xuchang 461000，China）
　　Abstract：This study firstly details the CT breaking of the secondary circuit in subsation，analyzes the CT breaking of bus-tie bring adverse influence on the action of busbar protection.Based on electrical characteristics after the CT breaking of bus-tie，proposes two identification schemes of bus-tie breaking on busbar protection，and gives a detailed criterion which based on full wave Fourier algorithm.From the point view of the four basic requirements of relay protection，this paper proposes three treatment programmes of the bus-tie CT breaking，and details characters of the three options，and discusses the choice of which program depending on the voltage level is more conducive to play the role of relay protection in the power system.
　　Keywords：busbar protection;CT break;breaking identification;double set of configuration;selectivity
　　0 引言
　　^电保护二次回路是继电保护装置发挥作用的关键组成部分，一次系统的运行状态通过二次回路传变传递到二次系统，如果二次回路发生CT断线异常，那么继电保护将无法准确判断一次系统的运行状态，继电保护装置将不能对电力系统起到应有的保护作用，还可能会造成更严重的电力系统故障[1-3]。目前，现场运行的母线保护是为了防止出现普通支路CT断线时差动保护误动，在识别出普通支路CT断线异常时闭锁差动保护。而母联CT断线会影响与之相联的两段母线的动作选择，不考虑系统电压等级而直接置母线互联的处理方法会扩大故障跳闸范围，不能满足当前电力系统安全稳定运行的要求[4-5]。随着电力系统的不断发展，选择性备受关注，在电力系统中如何最大程度地发挥继电保护作用是继电保护研发人员关注的重点。
　　基于此，重点研究变电站发生CT二次回路断线的环节，深入分析母联CT断线异常对继电保护动作行为产生的不利影响。根据二次回路CT断线特征，提出两种母联CT断线的识别方案，并从电力系统对继电保护特性要求的角度出发，提出三种母联CT断线异常的处理方案，并对其使用情况进行分析。
　　1 二次回路CT断线的发生环节及影响
　　1.1 二次回路CT断线的出现环节
　　220 kV变电站中母线保护装置为双重化配置，两套保护用CT二次电流来自电流互感器的不同线圈，二次电缆经过电缆沟引至保护小室内母线保护的屏端子，再经屏端子引入至母线保护装置箱端子，最终使二次电流经保护装置的小CT变换器传给保护装置CPU。且两套保护装置的支路CT二次回路相互隔离，不存在任何电气连接。支路CT二次回路接线示意图如图1所示。
　　由图1可知，对于变电站中的母线保护而言，所有支路从互感器二次侧到母线保护装置小CT变换器接线端子间的任何环节，均有可能发生断线。变电站中二次电缆一般铺设在电缆沟的封闭环境中，且有非常全面的防鼠措施，正常运行中很少发生CT断线异常。因此，二次回路CT断线最有可能是发生在保护小室的保护屏端子到母线箱端子的这段距离，且主要是由于长时间运行、高温老化导致的接触不良，甚至是端子脱落。
　　1.2 母联二次回路CT断线后的影响
　　支路二次回路发生CT断线异常后，支路电流的缺失必然会导致差流的出现，断线后区内故障有可能拒动，区外故障有可能误动。如图2所示的系统中，母联CT断线后在1母K1点区内发生故障时，若1母上间隔4小电源支路提供的故障电流不满足差动动作的定值门槛，2母间隔3大源支路经过母联提供的强大短路电流完全无法计入母线差动电流，造成1母差动保护拒动。同时，K1点故障在2母的区外，但母联电流无法计入母线差动电流，2母会判为区内故障从而误动。母联CT断线后母线差动保护是无法通过正确动作来切除故障，只能通过时间较长的后备保护来切除故障，对电力系统的稳定运行非常不利，甚至可能造成故障元件的严重烧损，严重时甚至会导致整个电网系统的瘫痪、崩溃。

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