雙母線槽(含雙母線槽分段)接線具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活和便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。但這種接線方式所用設(shè)備(特別是隔離開(kāi)關(guān))多，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差。在運(yùn)行中隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作，尤其當(dāng)母線槽系統(tǒng)故障時(shí)，須短時(shí)切除較多電源和線路，這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電所是不允許的"。雙母線槽相應(yīng)的母差保護(hù)必須根據(jù)運(yùn)行方式切換其差流回路和出口回路，使其與運(yùn)行方式保持一致。為減少人工干預(yù)，一般引入刀閘輔助接點(diǎn)，據(jù)此確定運(yùn)行方式并切換內(nèi)部回路。

1雙母線槽運(yùn)行方式的出錯(cuò)類型

在雙母線槽保護(hù)裝置及其外部接線經(jīng)校驗(yàn)正確投入運(yùn)行后，由于刀閘一次設(shè)備、引入電纜和端子或裝置內(nèi)部開(kāi)入通道的原因，使微機(jī)讀入的運(yùn)行方式與實(shí)際運(yùn)行方式不一致，稱為刀閘輔助接點(diǎn)出錯(cuò)。其出錯(cuò)類型歸納為3種:(1)刀閘主接點(diǎn)已閉合而輔助接點(diǎn)仍開(kāi)斷(讀入為0)，可稱為接點(diǎn)異常;(2)刀閘主接點(diǎn)已開(kāi)斷而輔助接點(diǎn)仍閉合(讀入為1)，可稱為接點(diǎn)粘連;(3)讀入值在0，1間翻轉(zhuǎn)不定為接點(diǎn)抖動(dòng)。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)刀閘出錯(cuò)的統(tǒng)計(jì)，一般現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式出錯(cuò)，屬于第(1)種情況的居多。第(2)種較少，第(3)種一般為裝置開(kāi)入有問(wèn)題，如光耦軟擊穿等。

2雙母線槽運(yùn)行方式的出錯(cuò)影響分析

2.1接點(diǎn)異常對(duì)母線槽保護(hù)的影響

接點(diǎn)異常表現(xiàn)為2種情況：

(1)某一單元已投入運(yùn)行，而保護(hù)未將其電流互感器電流加入相應(yīng)差流回路。若該單元是電源或?qū)?cè)是有電源的負(fù)荷，則可能造成保護(hù)拒動(dòng)(故障就發(fā)生在這段母線槽上)或失去選擇性。若該單元是空載或輕載負(fù)荷，則對(duì)保護(hù)無(wú)大的影響。

(2)某一單元倒閘過(guò)程中，2把刀閘都已閉合，而保護(hù)裝置沒(méi)有切換入互聯(lián)狀態(tài)。由于此時(shí)2條母線槽已經(jīng)將2把刀閘連在一起，部分電流流過(guò)刀閘而不經(jīng)過(guò)母聯(lián)電流互感器，如果仍然判小差電流選擇切除母線槽，將降低保護(hù)靈敏度或延長(zhǎng)故障切除時(shí)間。

2.2接點(diǎn)粘連對(duì)母差保護(hù)的影響接點(diǎn)粘連也分2種情況。

(1)倒閘過(guò)程結(jié)束，拉開(kāi)其中一把刀閘而其接點(diǎn)粘連，保護(hù)裝置仍處在互聯(lián)方式，一旦發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，將擴(kuò)大故障切除范圍。

(2)某一單元開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，退出運(yùn)行，刀閘拉開(kāi)而接點(diǎn)粘連。在該單元下一次投入前不影響保護(hù)運(yùn)行，但當(dāng)該單元再次投入于另一條母線槽上時(shí)，母差保護(hù)誤認(rèn)為互聯(lián)方式，其結(jié)果為(1)情況。

2.3接點(diǎn)抖動(dòng)對(duì)母差保護(hù)的影響

接點(diǎn)抖動(dòng)是由觸點(diǎn)接觸不良或裝置光耦軟擊穿原因造成。如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，它對(duì)保護(hù)的影響就取決于故障發(fā)生時(shí)輔助接點(diǎn)的狀態(tài)，如果恰好此時(shí)與主接點(diǎn)不符，其現(xiàn)象就是接點(diǎn)異常或接點(diǎn)粘連中的一種。通過(guò)以上分析可知，輔助接點(diǎn)的錯(cuò)誤雖然不會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)，但將導(dǎo)致拒動(dòng)或擴(kuò)大故障切除范圍。為防止上述情況發(fā)生，應(yīng)充分發(fā)揮微機(jī)保護(hù)計(jì)算與自檢的優(yōu)勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正接點(diǎn)的錯(cuò)誤。

3雙母線槽運(yùn)行方式自適應(yīng)方案的提出

基于一個(gè)新硬件保護(hù)平臺(tái)(CPU主頻達(dá)到300MHz，采樣點(diǎn)數(shù)96點(diǎn)，此平臺(tái)已在國(guó)電南自SGB750母線槽保護(hù)上應(yīng)用)的基礎(chǔ)，母線槽保護(hù)以刀閘輔助接點(diǎn)為主，以各單元負(fù)荷電流的計(jì)算來(lái)校驗(yàn)刀閘輔助接點(diǎn)的正確性并自動(dòng)糾正其錯(cuò)誤。每副刀閘引入一對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)(母聯(lián)單元額外引入TWJ)，由微機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算電流瞬時(shí)值，根據(jù)電流判據(jù)，將穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)判斷相結(jié)合，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正輔助接點(diǎn)的錯(cuò)誤，減輕運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，提高母差保護(hù)動(dòng)作的正確率。

對(duì)于可以判出的錯(cuò)誤方式，采用刀閘補(bǔ)入的方法加以糾正，對(duì)于暫時(shí)無(wú)法判出的錯(cuò)誤方式，采用故障后刀閘補(bǔ)跳的方法加以糾正。母線槽保護(hù)在采用最新硬件平臺(tái)后，高分辨率的A/D可以精確測(cè)量10mA量級(jí)的電流。故大多數(shù)輕載單元的電流都足以被檢測(cè)到，對(duì)于空載單元，誤切或不切對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備沒(méi)有影響。一般刀閘補(bǔ)入的方法基本上可解決絕大多數(shù)的運(yùn)行方式出錯(cuò)。對(duì)于極個(gè)別的刀閘無(wú)法判出的情況，保護(hù)用刀閘補(bǔ)跳完成。

4自適應(yīng)方案

微機(jī)母線槽保護(hù)中一般對(duì)刀閘變位的情況作以下限制:不允許兩次刀閘變位時(shí)間的間隔在60 ms以內(nèi);不允許一次刀閘變位有兩路或以上的刀閘變位。如果上面條件有一條不滿足，則不認(rèn)新刀閘的位置，記憶原刀閘位置。以上條件對(duì)刀閘變位的限制主要是預(yù)防所有的刀閘位置接點(diǎn)在同一時(shí)間內(nèi)丟失(如電源丟失等)，接點(diǎn)抖動(dòng)，人為操作失誤等l6。若刀閘變位的情況滿足以上條件則可進(jìn)一步進(jìn)行刀閘校驗(yàn)。

4.1刀閘校驗(yàn)

(1)計(jì)算每一條支路是否存在有電流無(wú)刀閘的現(xiàn)象，如果此現(xiàn)象存在，即為接點(diǎn)異常，則新刀閘的位置不能確認(rèn)，保護(hù)記憶原刀閘的位置，并給出告警信號(hào)。

(2)若(1)不存在，此時(shí)計(jì)算在新刀閘位置情況下的2個(gè)小差差流的情況。如果無(wú)差流，則保護(hù)認(rèn)入新的刀閘位置方式，否則記憶原刀閘的位置，保護(hù)給出告警信號(hào)。由于刀閘輔助接點(diǎn)是用來(lái)計(jì)算小差電流的，所以可用小差電流的計(jì)算結(jié)果來(lái)校驗(yàn)運(yùn)行方式的正確性。穩(wěn)態(tài)情況下小差電流應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

但校驗(yàn)(2)有其局限性，所有下列情況該判據(jù)都不適用:發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，小差電流不平衡;發(fā)生區(qū)外故障且電流互感器飽和時(shí)，小差電流不平衡;電流互感器晰線時(shí)，也使小差電流不為0;倒閘過(guò)程中兩條母線槽經(jīng)刀閘相連，而刀閘上有電流。刀閘校驗(yàn)一般在無(wú)故障時(shí)計(jì)算比較真實(shí)，故障發(fā)生時(shí)由于系統(tǒng)有差流(大，小差差流可能均有)一般很難計(jì)算正確。

綜上所述，新的刀閘位置只有不存在有電流無(wú)刀閘現(xiàn)象(支路有電流但沒(méi)有對(duì)應(yīng)的刀閘位置)，外部隔刀互聯(lián)或2個(gè)小差差流較小的情況下才可記入。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)刀閘出錯(cuò)的統(tǒng)計(jì)，一般現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式出錯(cuò)，屬于刀閘丟失的情況居多，為此本文研究了刀閘補(bǔ)人的方法。

4.2刀閘補(bǔ)入

當(dāng)線路處在輕負(fù)荷(一般小于10 mA的電流)的情況下，同時(shí)發(fā)生刀閘掉刀的現(xiàn)象，此時(shí)保護(hù)很難作出正確的判別，保護(hù)會(huì)誤認(rèn)為是正確的刀閘變位，記入新的刀閘位置。在此種情況下刀閘的位置會(huì)與實(shí)際的不相符。

當(dāng)輕負(fù)荷線路的負(fù)荷增大時(shí)，二次電流互感器的電流也會(huì)變大，當(dāng)二次電流達(dá)到一定程度時(shí)(一般為大于10 mA)，保護(hù)能很快地判別是哪個(gè)單元有電流無(wú)刀閘，此時(shí)保護(hù)會(huì)自動(dòng)補(bǔ)入此單元并發(fā)出告警信號(hào)提醒運(yùn)行人員處理。

當(dāng)裝置判出有一路單元有電流無(wú)刀閘的同時(shí)，對(duì)應(yīng)雙母線槽2個(gè)小差中會(huì)有一個(gè)不平衡出現(xiàn)差流，而大差無(wú)差流。此時(shí)如果Ⅰ母差流不平衡，Ⅱ母差流平衡，則把有電流無(wú)刀閘單元的電流放人Ⅰ母中計(jì)算，如果計(jì)算出Ⅰ母差流平衡，經(jīng)一段延時(shí)確認(rèn)Ⅰ母差流確實(shí)平衡，則認(rèn)為該單元為Ⅰ母上的單元。反之類同。如果都不平衡則保護(hù)認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式可能有兩路或以上的單元有電流無(wú)刀閘，此時(shí)保護(hù)強(qiáng)制進(jìn)入互聯(lián)狀態(tài)，并發(fā)出告警信號(hào)提醒運(yùn)行人員處理。

當(dāng)?shù)入娏髟洼p負(fù)荷單元較多時(shí)，刀閘補(bǔ)入判別極易判錯(cuò);刀閘補(bǔ)入的單元越多計(jì)算量將呈幾何倍數(shù)上升;且現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的倒閘操作時(shí)間間隔很長(zhǎng)，當(dāng)有某一個(gè)刀閘單元出錯(cuò)后，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員不會(huì)進(jìn)行下一步操作。綜上所述，目前只考慮對(duì)一路刀閘進(jìn)行補(bǔ)入完全可行。

4.3刀閘補(bǔ)跳

對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)無(wú)法識(shí)別與補(bǔ)人的單元只有等待故障后進(jìn)行刀閘補(bǔ)跳判別，以盡可能減少因運(yùn)行方式所造成的不良影響。

保護(hù)刀閘補(bǔ)跳分2種:小差差動(dòng)后補(bǔ)跳和大差補(bǔ)跳。

4.3.1小差差動(dòng)后補(bǔ)跳

前提條件為當(dāng)母線槽發(fā)生故障前，存在有電流無(wú)刀閘單元且沒(méi)有校入到運(yùn)行方式里。

當(dāng)母線槽上發(fā)生區(qū)內(nèi)故障后，保護(hù)發(fā)出跳閘命令后一段時(shí)間(考慮繼電器動(dòng)作時(shí)間和操作機(jī)構(gòu)的跳閘及滅弧時(shí)間，一般取150 ms左右)仍然存在有電流無(wú)刀閘單元且故障沒(méi)有返回，此時(shí)可再切除有電流無(wú)刀閘單元。

此方法實(shí)行的基礎(chǔ)為有電流無(wú)刀閘單元的對(duì)側(cè)有電源，在發(fā)生母線槽故障時(shí)其電流也足夠大，才可以正確切除故障母線槽上的有電流無(wú)刀閘單元并防止誤切除正常母線槽上的有電流無(wú)刀閘單元。如果此時(shí)有電流無(wú)刀閘單元在故障時(shí)不提供故障電流(即為一

空載線路)，誤切或不切對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備都沒(méi)有影響，對(duì)那些開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)的單元也是同一個(gè)道理。

4.3.2大差補(bǔ)跳

如圖1所示，正常運(yùn)行時(shí)Ⅰ母上就2條支路，母聯(lián)未合;支路1與支路2沒(méi)有負(fù)荷;支路1與大系統(tǒng)相連，支路2為一純負(fù)荷支路;支路1發(fā)生了刀閘丟失，但由于支路1負(fù)荷太小，保護(hù)未能識(shí)別出來(lái)，即認(rèn)為Ⅰ母上就支路2處于運(yùn)行狀態(tài)，支路1未投。

當(dāng)母線槽故障發(fā)生時(shí)由于支路1與大系統(tǒng)相連，故支路1可以向母線槽故障點(diǎn)提供故障電流，由于支路2為純負(fù)荷支路，故故障時(shí)一般不會(huì)向母線槽故障點(diǎn)提供故障電流，由此可知:大差差流Ⅰ=Ⅰ1+Ⅰ2，小差差流Ⅰ=Ⅰ2，此時(shí)可以看出只有大差有差流而并無(wú)小差差流。

由于大差有差流故而保護(hù)可以啟動(dòng)，但因?yàn)樾〔顬榱?，保護(hù)無(wú)法跳閘出口，此種情況持續(xù)一段時(shí)間后大差補(bǔ)跳啟動(dòng)切除有電流無(wú)刀閘單元（即支路1)，同時(shí)切除故障。此方法可防止當(dāng)提供故障電流的線路在故障前負(fù)荷較小，支路掉刀沒(méi)有判出來(lái)，故障后別的支路又不能提供故障電流的情況。此時(shí)對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有大差無(wú)小差，故先把提供故障電流的支路切掉，然后再?zèng)Q定是否切除母線槽。

以上研究仍然沒(méi)有解除母線槽保護(hù)裝置為實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式自適應(yīng)對(duì)刀閘輔助接點(diǎn)的依賴，刀閘出錯(cuò)后仍需要現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員做相應(yīng)處理[7。刀閘補(bǔ)跳邏輯能否提前到故障發(fā)生時(shí)處理，還有待進(jìn)一步研究。5結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)母線槽保護(hù)中雙母線槽運(yùn)行方式，當(dāng)運(yùn)行方式出錯(cuò)時(shí)，有可能對(duì)母線槽保護(hù)的正確動(dòng)作造成影響的問(wèn)題，傳統(tǒng)的微機(jī)母線槽一般只能在小范圍內(nèi)作出選擇。對(duì)此本文給出了故障前對(duì)運(yùn)行方式采取補(bǔ)入措施，故障后再對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行二次確認(rèn)，最后用補(bǔ)跳的方式確保由于運(yùn)行方式出錯(cuò)而對(duì)母線槽保護(hù)造成的影響降至為零。