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中阻型母线差动保护动作行为分析

北极星电力网技术频道    作者:柳焕章   2009/6/23 11:37:09   

摘要 中阻母差以结构简单、动作快速、抗TA(电流互感器)饱和等特点,在高压电网中得到广泛应用,掌握其动作行为对整定、调试、运行、事故分析有一定的实际意义。从正常运行,区内、外故障,TA深度饱和,部分饱和,母联TA的使用等几个方面作了详细分析。
关键词 母线保护 动作行为 故障分析
分类号 TM773

Middle Impedance Type Bus Differential Protection Behavior Analysis

Liu Huanzhang
(Huazhong Electric Power Dispatch and Telecommunication Bureau,Wuhan 430077,china)

Abstract Middle impedance bus differential protection is widely used in high voltage power network for its simple structure, fast response, TA saturation-resistant, and etc. It is practical to understand its behavior for setting, commissioning operation and fault analysis. Detail analysis is given for normal operation internal and external fault, TA partial and fully saturation and bus coupler TA application.
Keywords bus protection; behavior; fault analysis

1 动作行为分析
  
为了便于分析,中阻母差原理如图1所示。

图1 中阻母差原理图

  图中CLJ为启动继电器;CDJ为动作继电器;ZCDJ为动作继电器阻抗;DXJ为TA断线监视继电器;RS,R为制动和差动回路电阻;Tmd为差回路变流器变比;Id1为差动电流;IT3为制动电流;ZL为主TA二次回路阻抗。
  从图1,求出加在动作继电器CDJ上的电压,按回路定理得

  临界条件:

UCDJ=0,IR1=0,

  则 
  令 S=I
d1/IT3 (S为制动系数)
  化简为
  则 
1.1 正常运行或区外故障(Id1≈0)
  未考虑饱和时,并设CDJ的最小动作电压为UCDJ,min

1.2 区内故障(Id1=IT3)


1.3 区外故障TA深度饱和
  
主TA励磁阻抗Z
μ=0,其二次回路仅呈现为二次回路阻抗ZL(见图2)。

图2 TA饱和等值电路

  由于饱和TA电流不能传变产生差流Id1,同时饱和TA的二次回路产生分流(IT3-Id1),两分支电流满足如下关系:

临界条件:

要保证区外故障TA深度饱和不误动作必须满足

Kf<S,

即 

1.4 区外故障TA部分饱和
  
主TA励磁阻抗Z
μ减小,设定回路按线性变化,则可利用迭加原理近似分析为:
  饱和TA不作用时,

  不饱和TA不作用时,

  迭加 

比较Kf不难发现Kf的分母比的分母少Zμ项,所以Kf>。只要深度饱和不误动,部分饱和更不会误动。

2 母联两个中间变流器公用一组TA带来的问题
  当内部故障母联TA饱和时,可以把母联TA看成一个负载,两母线的故障电流都流入母线。两母线的差动保护流经中间变流器的电流方向一致,但是两中间变流器极性反接,所以在TA二次回路中不能产生环流,使得两母差分流到饱和臂的电流不畅通(Z
L增大),挤至差流回路,导致非故障母线差动保护误动作(见图3)。

图3 母联接线示意图

  对外部故障TA饱和,虽然产生环流,但两个中间变流器串入TA回路,增加了TA回路的阻抗,降低了中阻母差抗饱和能力。

作者简介:柳焕章,男,高工,从事继电保护研究。

作者单位:华中电力调度通信局,武汉 430077

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