[摘要]
母线上运行的各一次元件对母差保护都有各种不同的要求，鉴于地区电网母差保护中以双母线差动保护较为普遍。以双母线双分段差动保护为例，对其在特殊故障点时母线保护动作情况进行分析，并提出相应的解决方法，保证母线保护的正确动作，从而提高电网安全运行的可靠性。
0引言
母线上发生短路故障的机率虽然比输电线路少，但母线是多元件的汇合点，母线故障如不快速切除，会使事故扩大，甚至危及整个系统的安全运行。在双母线双分段系统中，若故障发生在分段、母联断路器刀闸处，母线保护可能拒动，特殊充电方式下可能由于条件不满足时造成充电保护拒动。此时，必须采取相应措施——引入另一段母线的复合电压开放，使故障母线迅速正确动作，切除故障点，保证系统的安全运行。
1母线差动保护原理
母线差动保护的动作原理是建立在基尔霍夫电流定律的基础上，把母线视为一个节点，在正常运行和外部故障时流入母线电流之和为零，而内部短路时为总短路电流。假设母线上各引出线电流互感器的变比相同，二次侧同极性端连接在一起，则在正常及外部短路时流入继电器的电流为零。母线差动保护与其它类型的差动保护的区别在于母线差动保护的范围会随母线倒闸操作的进行、母线运行方式的改变而变化，母线差动保护的对象也可由于母线元件的倒换操作而改变。
2特殊故障点时母线差动保护的动作分析
由于双母线双分段接线单元数较多，BP-2B微机母线保护装置一般考虑用两套装置配合实现各段母线的保护，一套装置保护分段开关左侧的两段母线；另一套装置保护分段开关右侧的两段母线。在差动逻辑中，将分段作为该段母线上的一个元件。双母双分段实现示意图如图1所示。
图1双母双分段实现示意图
2.1TA极性定义
各元件TA的极性端必须一致；装置默认1母联L1的TA极性同2母上各元件TA的极性一致，2母联LK2的TA极性同6母上各元件TA的极性一致；1分段L4靠左侧的TA极性同5母各元件TA的极性一致，1分段L4靠右侧的TA极性同1母各元件TA的极性一致；2分段L7靠左侧的TA极性同6母各元件TA的极性一致，2分段L7靠右侧的TA极性同2母各元件TA的极性一致。
TA极性若以线路流向母线为正，则定义母联与分段TA的极性如下：电流从甲1母流向甲2母为正；电流从乙5母流向乙6母为正；电流从5母经1分段L4右边TA流向1母时为正（1分段L4右边TA归属为1母的元件），电流从1母经1分段L4左边TA流向5母时为正（1分段L4左边TA归属为5母的元件）。电流从6母经2分段L7右边TA流向2母时为正（2分段L7右边TA归属为2母的元件），电流从2母经2分段L7左边TA流向6母时为正（2分段L7左边TA归属为6母的元件）。
运行方式为1段母线与5段母线通过1分段L4断路器合位并列运行，2段母线与6段母线通过2分段L7断路器合位并列运行；1段母线与2段母线分列运行（1母联L1断路器在分闸位置），5段母线与6段母线分列运行（2母联LK2断路器在分闸位置）。
2.2特殊故障点分析
2.2.1特殊故障点在分段断路器两侧
图2为1分段L4断路器左侧刀闸发生断裂造成接地故障（故障点与1母隔离，不在1母上，而实际在5母上）。
图2甲装置1分段1母线侧刀闸接地故障
（1）故障电流经1分段L4断路器右侧TA向左侧TA流向故障点，对1母来说，1分段L4右边TA归属为1母的元件，1母的小差电流从0突变为流经1分段L4断路器右侧TA的故障电流，1母的大差电流亦从0突变为流经1分段L4断路器右侧TA的故障电流，1母的大、小差均满足动作条件，但由于实际故障点并非在1母上，1母的母线电压没有发生变化，1母差动复压没有动作，闭锁1母线差动保护出口，即1母差动保护不能动作出口，故障点未能有效切除。
（2）故障电流经1分段L4断路器右侧TA向左侧TA流向故障点，对5母来说，1分段L4左边TA归属为5母的元件，故障电流从线路流入5母后经1分段L4断路器左侧TA流出5母，5母的大、小差电流始终为0，即大、小差均未动作，但故障点使5母的母线电压发生变化，5母差复压动作。由于5母只有差动复压动作，大、小差动均未动作，不能同时满足母差动作3个必要条件，5母差动保护亦未能动作出口，故障点仍然未能切除。
2.2.2特殊故障点在母联断路器两侧
图3为1母联L1断路器靠1母侧刀闸发生断裂造成接地故障（故障点与1母隔离，不在1母上，而实际在2母上）。
图3甲装置1母联1母线侧刀闸接地故障
（1）故障电流从2段母线经1母联L1断路器TA流向故障点，对1母来说，1母的小差电流为流向故障的电流，大差电流为流入2母的故障电流，亦即为流向故障点的电流；甲装置的大差、1母小差均动作，但由于实际的故障点并非在1母上，1母的母线电压没有发生变化，1母差复压没有动作，闭锁1母线差动保护出口，即1母差动保护不能动作出口，故障点未能有效切除。
（2）故障电流从2段母线经1母联L1断路器TA流向故障点，对2母来说，2母的小差电流为0，大差电流为流入2母的故障电流，亦即为流向故障点的电流；甲装置的2母小差未动作，但由于实际的故障点在2母上，2母的母线电压发生突变，并满足母差复压动作，但是甲装置的2母小差未动作，2母差动保护不能动作出口，故障点未能有效切除。
同理，当1分段L4断路器右侧刀闸断裂接地故障；2分段L7断路器左侧或右侧刀闸断裂接地故障；1母联L1断路器靠2母线侧刀闸断裂接地故障，2母联LK2断路器靠5母侧、6母侧刀闸断裂接地故障时，1、2M母差保护及5、6M母差保护都不能正确动作；故障点不能迅速切除，使故障范围扩大，对电网的安全运行造成极大的影响。
3引入大差动作跳分段、跳母联逻辑解决上述故障时母差保护拒动问题
3.1大差动作跳分段分析
针对此类故障双母双分段接线的母差保护BP-2B装置设置大差动作跳分段逻辑，其动作逻辑框图如图4所示。
图4大差动作跳分段逻辑
当图2所示的甲装置I母线侧刀闸接地故障时，甲、乙装置的差动保护均不能满足动作出口条件，但乙装置的5母差复压动作，此时由乙装置提供“5母线差动复压动作”接点给甲装置。根据图4逻辑框图，故障发生时，“5母线差动复压动作”接点闭合，且：
（1）大差满足动作条件、差动保护没有出口；
（2）1母线差动保护不出口、1母小差满足动作条件、1分段电流大于差动门槛值、1分段L4断路器在合位并列运行。
以上条件均满足大差动作跳1分段L4断路器的动作逻辑，保护动作延时50ms切除1分段L4断路器，从而切除故障点。同理，乙装置还需提供“6母线差动复压动作”接点给甲装置，以配合甲装置完成大差动作跳2分段L7断路器的动作逻辑。根据双母双分段接线的对称性，甲装置也需提供“1母线差动复压动作”及“2母线差动复压动作”接点给乙装置。
3.2大差动作跳母联分析
针对此类故障双母双分段接线的母差保护BP-2B装置设置大差动作跳母联逻辑，其动作逻辑框图如图5所示。
图5大差动作跳母联逻辑
当图3所示的甲装置I母线侧刀闸接地故障时，甲装置的1母差动保护均不能满足动作出口条件，但甲装置的2母差动复压动作，根据图5逻辑框图，故障发生时有：
（1）大差满足动作条件、1母或2母差动不出口；
（2）1母小差满足动作条件；
（3）母联电流大于差动门槛值；
（4）2母线差动复压动作；
（5）母联断路器并列运行。
以上条件均满足大差动作跳1母联L1断路器的动作逻辑，保护动作瞬时切除1母联L1断路器，从而切除故障点。
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原标题：《电工技术》期刊精选——复合电压开放在双母双分段母线保护中的应用
