母联充电保护

220kV母联充电保护主要是为了在母线充电过程中，能更可靠地切除被充电母线上故障而配置的一套保护装置。随着微机技术的日益成熟，微机型保护装置取代电磁型保护已成为一种发展趋势。目前，在南通地区的16座220kV变电所中，应用的220kV微机型母联充电保护有11套，电磁型充电保护有5套。相对而言，微机型充电保护具有功能更强大，动作逻辑更清晰的特点，在应用过程中，与传统的电磁型保护存在一定的差异。现从运行应用的角度对两类保护装置进行分析比较。
1 母联充电保护：
1.1母联充电保护装置的组成
电磁型母联充电保护装置一般采用与母差保护集中组屏的方式，母联充电保护与母差保护各用一组独立的保护电源；
微机型充电保护装置，一般由微机型母线差动保护装置包含的母联“充电保护”和母联“过流保护”，以及独立的母联开关电流保护共同组成。微机型母线差动保护装置所属的母联充电保护包含于母差保护装置中，作为微机型母差保护的一项功能实现，与母差保护共用一组保护电源，因此，当微机型母差保护停用时，所属的充电保护、过流保护也就无法使用。为解决母差保护停用时，母线一次设备因故检修后，用母联开关对母线充电时没有保护的问题，采取了在现场另加装一套独立的母联开关电流保护（一般由断路器保护装置实现）。
1.2微机型充电保护装置中使用次序的问题及解决方法：
由于微机型充电保护由两套完整的母联充电保护共同组成，也就存在了一个微机型母联短充电、长充电保护与母联开关电流保护优先起用的问题。
1.2.1 母差保护起用时
微机型母差保护所属的短充电保护具有短时闭锁母差的功能，而长充电保护与母联开关电流保护不具有这一功能。故此时必须起用母差保护所属的短充电保护对空母线充电。
1.2.2 当母差保护投信号时
此时，母差保护动作不会引起出口跳闸，长充电保护与母联开关电流保护在保护整定中相对短充电保护增加了一项零序过流定值，提高了保护的灵敏性。此种情况下，应优先起用母联开关的长充电保护（或母联开关的电流保护）对空母线充电；
1.2.3当母差保护停用时
母差保护停用，所属的短充电保护与长充电保护也随之停用，因此只有起用母联开关电流保护对空母线充电。
2 母联充电保护应用中的几个问题
2.1 短充电保护的应用：
当双母线中一段母线停电检修后，通过母联开关对检修母线充电时，应起用短充电保护，以恢复双母线运行。充电过程中，当检修母线有故障，不经复合电压闭锁，瞬时跳开母联开关，切除故障。
2.2 短充电保护闭锁母差必要性的问题：
由于母线充电正常时，经母联开关流向空母线的一次电流很小，其反映到母线差动保护二次回路中的电流量，不足以影响到母差保护的正常运行。因此，我们只需考虑充电时，空母线上存在故障的情况。
2.2.1 电磁型保护的分析：
设一次接线方式为双母线联接，充电时的运方为：Ⅰ母在运行状态，Ⅱ母检修结束，QF1、QF2在合位，QF3、QF4在分位、母联开关在分位。起用充电保护对Ⅱ母进行充电。

图1
图一为充电时Ⅱ母上发生故障时，差动回路差流流向示意图，从图中可得：差动电流流经差动总出口继电器KA与Ⅱ母差动继电器KA2。
此时，若差动保护起用且没有被闭锁的情况下，因复压闭锁条件解除，断路器的动作情况将根据变电所是否有不可倒元件而存在两种可能：
2.2.1.1 母差级电流端子中有不可倒元件：根据倒闸操作原则规定，当一次接线与母差流变二次回路不对应时、母联开关在非自动状态（如倒排过程中）、单母线运行时，母差屏CK开关置破坏“固定连接”位置，此时KA与KA2继电器的动作将零时限作用于母联开关及运行中的Ⅰ母上的断路器QF1、QF2全部跳闸；
2.2.1.2 母差级电流端子全部为可倒元件：此时KA与KA2继电器的动作将零时限作用于母联开关跳闸。
2.2.2 微机型保护的分析：
以南自厂BP-2B微机母线保护为例，一次接线方式为双母线联接。
差流的计算公式为：
总差流：Id= I1 + I2 +…In；
Ⅰ母分差电流：Id1= I1 * S11 + I2 * S12 +…In * S1n - I LK * SLK；
Ⅱ母分差电流：Id2= I1 * S21 + I2 * S22 +…In * S2n - I LK * SLK 。
其中：I1、 I2、…、In表示各元件电流的数字量；ILK表示母联电流的数字量；S11、S12、…、S1n 表示各元件Ⅰ母刀闸位置的数字量；S21、S22、…、S2n表示各元件Ⅱ母刀闸位置的数字量；SLK表示母线并列运行状态的数字量（0表示分列运行，1表示并列运行）。
出口逻辑计算公式为：
Tn= F1 * S1n + F2 * S2n
TLK= F1 + F2
其中： Tn表示差动动作于各元件逻辑（0表示不跳闸，1表示跳闸）；F1表示Ⅰ母故障、F2表示Ⅱ母故障（0表示无故障，1表示故障）；TLK表示差动动作于母联逻辑。
注：各元件的CT极性端在母线侧，母联CT极性端在Ⅱ母侧。
设充电时运方与上述电磁保护一例中相同，母差保护起用而未被闭锁:
2.2.2.1 Ⅱ母存在故障时：

图2
电流流向如图二中所示，I3= I1+I2 ；
代入差流计算公式：Id= I1 +I2= I3 ；Id1= I1 +I2-I3=0；Id2= I3 ；
通过出口逻辑公式计算可得：T1=0、T2=0、TLK=1；
Ⅱ母故障时，大差电流为I3；Ⅰ母小差为0；Ⅱ母小差为I3；复压闭锁解除，差动保护应动作于母联开关跳闸。
2.2.2.2 存在母联辅助接点滞后打开情况：
由于微机型差动保护中，母联开关断开时，辅助接点自动将母联开关差回路不计入差回路，当母联开关合上时辅助接点有可能滞后打开，此时的一次电流为：I1= I2 + I3；二次回路中因辅助接点滞后打开，母联CT二次电流未计入差回路，进入程序计算的I3’=0，此时的母差回路的差流计算结果又为：
Id= I1 +I2= I3；Id1= I1 +I2- I3’= I3；Id2= I3 ；
通过出口逻辑公式计算可得：T1=1、T2=1、TLK=1；
此时，大差电流为I3；Ⅰ母小差为I3；Ⅱ母小差为I3；复压闭锁解除，差动保护应动作于QF1、QF2及母联开关跳闸。
2.2.2.3 “双母线互联”压板投入的情况下：

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