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分布式母線保護(hù)的應(yīng)用探討

文檔作者：鄭銳胡幼明董杏麗文檔來(lái)源：上海輸配電股份有限公司上海AREVA電力自動(dòng)化有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月11日
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上一篇：分析直流母線接地的危害及成因

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上海電器技術(shù)(2007 No．2) 分布式母線保護(hù)的應(yīng)用探討·技，I亡毫■
分布式母線保護(hù)的應(yīng)用探討
鄭銳胡幼明上海輸配電股份有限公司
董杏麗上海AREVA電力自動(dòng)化有限公司
摘 要：以AREVA公司的分布式母線保護(hù)MiCOM P740為例，介紹了該裝置的功能、差動(dòng)保護(hù)原理應(yīng)
用方案以及新穎的CT飽和檢測(cè)方法，同時(shí)基于PC機(jī)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D形化輸入、可編程邏輯等功能，使P740
能自動(dòng)識(shí)別和適應(yīng)母線的各種運(yùn)行方式，方便用戶使用，代表了將來(lái)母線保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：分布式母線保護(hù)應(yīng)用探討CT飽和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?
Discussion for Application of Distributed Busbar Protection
Abstract：Based on MiCOM P740，a distributed busbar protection ofAREVA，device funtions，current diferential
theory and novel CT saturation method are described in this paper．Excellent selectivity and”ease ofuse”Can be achieved
by advan ced topology technique and programmable logic provided by PC software．MiCOM P740 indicates the仃end
of the development for busbar protection．
Keywords：distributed busbar protection appliection discussion CT saturation topology technique
O 前言
母線是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分，其
工作的可靠性會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
高壓母線是電能匯集與分配的樞紐，其故障是電力
系統(tǒng)最嚴(yán)重的故障之一，必須以極快的速度予以切
除，否則會(huì)引起事故擴(kuò)大，破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)
行，造成電力系統(tǒng)瓦解事故。
母線保護(hù)裝置按輸入阻抗的大小，可分為低
阻抗型母線保護(hù)、中阻抗型母線保護(hù)和高阻抗型母
線保護(hù)。
對(duì)雙母線系統(tǒng)而言，不宜采用高阻抗型保護(hù)。
為了獲得選擇性，互感器CT (以下簡(jiǎn)稱CT)二次
回路需根據(jù)隔離刀閘的位置進(jìn)行切換。由于倒閘過(guò)
程很快，在某種情況下，CT線圈可能發(fā)生開路，而
— 24一
其二次線圈上的高電壓會(huì)造成設(shè)備損壞。同時(shí)，當(dāng)
母線內(nèi)部故障時(shí)，由于在高阻抗上產(chǎn)生相當(dāng)高的電
壓，高阻抗繼電器本身需要附加壓控電阻和短路線
圈進(jìn)行保護(hù)。因此，高阻抗型保護(hù)系統(tǒng)盡管投資似
乎較少，但是運(yùn)行、維護(hù)、維修比較困難。另外，
如果考慮到專用CT線圈的費(fèi)用，高阻抗型保護(hù)并
非最佳選擇。
中阻抗型母線保護(hù)在處理CT飽和方面具有獨(dú)
特的優(yōu)勢(shì)，較好地實(shí)現(xiàn)了區(qū)外故障及CT飽和時(shí)不
誤動(dòng)、區(qū)內(nèi)故障時(shí)正確快速動(dòng)作的要求，因而在
220kV及以下電網(wǎng)中曾經(jīng)廣泛采用，取得了較成功
的運(yùn)行業(yè)績(jī)。但中阻抗型母差保護(hù)存在雙母線位置
切換不可靠及無(wú)自檢和通信功能等問題，近年來(lái)已
逐步被微機(jī)型母差保護(hù)所取代【”。
集中式微機(jī)母線保護(hù)由于其自檢功能強(qiáng)、運(yùn)
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技7Ic毫曩·分布式母線保護(hù)的應(yīng)用探討 上海電器技術(shù)(2007 No．21
行維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，深受使用單位的歡迎，
迅速的推廣應(yīng)用；但也存在著以下缺點(diǎn)：
得到了 1．1 功能介紹
1)采用集中布置必然存在著大量從開關(guān)場(chǎng)到
控制室的二次電纜，提高了整個(gè)工程的造價(jià)。
2)從CT二次側(cè)到控制室的二次電纜使得CT
二次阻抗較大，不利于防止CT飽和；同時(shí)，二次
電纜較長(zhǎng)，也使模擬信號(hào)易受到變電站強(qiáng)電磁干擾
的影響。
3) 集中式布置與分層分布式設(shè)計(jì)的綜合自動(dòng)
化系統(tǒng)不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致維護(hù)與管理上的困難。
隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)工作者提出
了分布式母差保護(hù)的概念。簡(jiǎn)而言之，就是將傳統(tǒng)
的一套母差保護(hù)裝置的功能通過(guò)多臺(tái)外圍間隔單元
(Peripheral Unit，以下簡(jiǎn)稱Pu)完成，每一個(gè)Pu與
一個(gè)母線所連元件的CT連接，
不同PU之間通過(guò)光纖通信技
術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而實(shí)現(xiàn)母
線保護(hù)原理(此為無(wú)主站分布
式母差保護(hù))；或者各PU僅與
主站中央處理單元(Central
Unit，以下簡(jiǎn)稱CU)進(jìn)行通信，
向CU傳輸信息并接收來(lái)自CU
的信息和命令，保護(hù)功能由CU
和PU共同完成(此為有主站分
布式母差保護(hù))【 。
本文將以AREVA公司推
出的有主站分布式母差保護(hù)
MiCOM P740為例，從裝置的
功能、差動(dòng)保護(hù)原理、應(yīng)用方
案等方面作一簡(jiǎn)要介紹，為
分布式母差保護(hù)的應(yīng)用提供
一些參考。
1 保護(hù)系統(tǒng)功能及應(yīng)用
方案
MiCOM P740由中央處理單元P741(CU)和若
干個(gè)間隔單元P742／P743(PU)兩部分通過(guò)光纖連
接而組成。圖1介紹了部分功能在不同板、不同裝
置間的分布情況【31。P742和P743的區(qū)別在于提供的
輸入／輸出的數(shù)量不同，P743可以提供更多的輸入
輸出接點(diǎn)，以下均以P742為例進(jìn)行介紹。
母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)由P741和P742配
合完成；與電流的計(jì)算、差動(dòng)保護(hù)邏輯及開關(guān)失靈
邏輯等功能在P741中完成；就地過(guò)流保護(hù)、CT飽
和的檢測(cè)、斷路器失靈邏輯及就地跳閘的門檻確認(rèn)
等功能在P742中完成。
為適應(yīng)母線的不同運(yùn)行方式，生產(chǎn)廠家專門
開發(fā)設(shè)計(jì)了具有圖形顯示功能的拓?fù)渑渲密浖?。?dāng)
圖1 裝置整體功能示意圖
一25—
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母差保護(hù)投入運(yùn)行后，P742實(shí)時(shí)檢測(cè)斷路器和隔離
開關(guān)的輔助觸點(diǎn)等狀態(tài)，并將這些信息通過(guò)光纖傳
送到P741，P741則通過(guò)對(duì)這些信息的分析獲得實(shí)時(shí)
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
功能強(qiáng)大的可編程邏輯功能(PSL)使用戶自
己能定義各保護(hù)和控制功能；還能對(duì)光耦輸入、繼
電器輸出和LED指示燈的輸出進(jìn)行編程。
1．2 母線保護(hù)的構(gòu)成
圖2為MiCOM P740的簡(jiǎn)單配置和連接示意圖。
其中，間隔單元P742可以集中安裝在開關(guān)設(shè)備附
近，也可集中組屏安裝。
P742主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的采集；將采集到的
數(shù)據(jù)和信息通過(guò)光纖通道實(shí)時(shí)傳送到P741；P741則
在接收到所有P742傳送的電流信息基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)完
成電流差動(dòng)保護(hù)的判斷，并將判斷結(jié)果、跳閘信息
連同其它控制信號(hào)通過(guò)光纖同時(shí)向所有P742發(fā)送。
P742的過(guò)電流保護(hù)一方面可作為母差保護(hù)的后備；
另一方面也可作為電流差動(dòng)保護(hù)的就地判據(jù)，以避
免由于P741誤判斷而造成整個(gè)母線停電事故的發(fā)
生。
P741可以提供28對(duì)光纖接口，以實(shí)現(xiàn)與間隔
單元P742的通信。所用光纖必須為雙工復(fù)用850 nm，
具有sT連接，且最大衰減不超過(guò)7 dB／km。若P742
分散就地安裝，則P741與P742之間的距離不能超
過(guò)1 km。
2 保護(hù)原理分析
MiCOM P740采用比例制動(dòng)的電流差動(dòng)算法，
其動(dòng)作特性如圖3所示。差動(dòng)電流的大小將與制動(dòng)
電流相比較，這一特性保證了當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)保
護(hù)的穩(wěn)定性，即使在出現(xiàn)CT特性不一致的情況下，
也不會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)。
lb
雎
(fJ
fd (f)=l‘+ +‘+f4I=IΣiI
】lb (f)=I‘I+I I+I‘I+Ii4I=ΣIiI
圖3 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性
為了提高差動(dòng)保護(hù)的安全性， 比例制動(dòng)特性
的差動(dòng)元件受到全局區(qū)域檢測(cè)元件(大差元件)的
監(jiān)視。這樣，即使在變電站隔離刀閘和斷路器的位
置輔助接點(diǎn)信號(hào)錯(cuò)誤的情況下，保護(hù)裝置也能確保
穩(wěn)定性。
P740在各種條件下都能保持最高的保護(hù)穩(wěn)定
性，包括當(dāng)存在硬件故障和來(lái)自外部裝置或由電力
系統(tǒng)產(chǎn)生的非相干信號(hào)的時(shí)候。任
— 26-
圖2 保護(hù)系統(tǒng)的配置和連接
何跳閘命令的發(fā)出，都必須先同時(shí)
滿足以下判據(jù)：
1)幅值判據(jù)：每個(gè)保護(hù)區(qū)域
要同時(shí)確認(rèn)兩個(gè)門檻是否滿足要
求，即超過(guò)比例制動(dòng)曲線 、超過(guò)
差動(dòng)電流動(dòng)作門檻(It,>2)；
2)超過(guò)監(jiān)視門檻( >1)；
3)信號(hào)質(zhì)量判據(jù)，即未檢測(cè)
到CT飽和、至少通過(guò)兩個(gè)間隔單
元監(jiān)視到電流變化和沒有檢測(cè)到不
一致的情況；
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技商毫曩·分布式母線保護(hù)的應(yīng)用探討 上海電器技術(shù)(2007 No．2)
4)時(shí)間或角度判據(jù)，測(cè)量元件以1 200 Hz的采
樣頻率采集2個(gè)采樣值。第一個(gè)采樣值作為初始測(cè)
量值，第二個(gè)采樣值用作跳閘確認(rèn)。
5)區(qū)域檢測(cè)(大差)監(jiān)視只有在得到區(qū)域檢測(cè)
(大差)元件的確認(rèn)后，各區(qū)域元件才可以允許發(fā)
出跳閘命令。
6)本地判據(jù)(可選)、間隔單元可以設(shè)置為：
只有在滿足本地過(guò)流判據(jù)的情況下才可以允許發(fā)出
跳閘命令。其動(dòng)作邏輯如圖4所示。
瞬時(shí)磁通的計(jì)算公式為：
(f) 1』Pu(f) +嚷
式中：e —— 電勢(shì)瞬時(shí)值
— — 剩磁
考慮最惡劣的情況，即鐵芯中有80％剩磁，則
得出CT飽和的判據(jù)為：
d 。lllated> 20％ 一di Tetc
3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲?
圖4 母線差動(dòng)邏輯原理圖
CT飽和一直是影響母差保護(hù)正確動(dòng)作的主要
問題，P740則采用了創(chuàng)新的基于數(shù)值預(yù)測(cè)的CT飽
和檢測(cè)技術(shù)。首先是基于正弦曲線外推法
的采樣值預(yù)測(cè)，獲取某一點(diǎn)的預(yù)測(cè)值，然
后與實(shí)際采樣值比較，如果誤差較大且為
負(fù)誤差，則進(jìn)人下一步，最后計(jì)算CT鐵芯
磁通。當(dāng)實(shí)時(shí)計(jì)算得到的CT磁通超過(guò)最大
鐵芯磁通的20％時(shí)，則認(rèn)為CT發(fā)生飽和。
CT等效電路模型如圖5所示。
Ⅳ1：N2
圖5 CT等效電路簡(jiǎn)圖
為適應(yīng)母線的不同運(yùn)行方式，實(shí)時(shí)分
析和獲得變電站網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是保證母差
保護(hù)可靠性的重要因素。為此，本保護(hù)系
統(tǒng)專門開發(fā)設(shè)計(jì)了具有圖形顯示功能的拓
撲配置軟件。在母差保護(hù)投運(yùn)之前，用戶
只需將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、拓?fù)湫畔?，如?
路器、隔離開關(guān)、CT、母聯(lián)及線路等以圖
形格式輸人拓?fù)渑渲密浖纯?，如圖6所
示。該軟件通過(guò)通訊端口，可以將拓?fù)湫?
息傳送到P741和所有P742。當(dāng)母差保護(hù)投
人運(yùn)行之后，P742實(shí)時(shí)檢測(cè)隔離開關(guān)等狀
態(tài)，并將這些信息通過(guò)光纖傳送到P741，P741則通
過(guò)對(duì)這些信息的分析獲得實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
Pu：@1 2
leaader'I
PtJ：@7
口
Feedet9
pt,J：@e
口
Feodarg
Pu孕9
口
圖6 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置
FeedBrl 0
PLJ：@10
口
(下轉(zhuǎn)第39頁(yè))
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工業(yè)自動(dòng)化·PLC、DCS及FCS在水泥生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 上海電器技術(shù)(2007 No．2)
通信板 輸出板
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圖3 接口示意圖
MicroFip有8條現(xiàn)場(chǎng)總線接口，分別是一條接
收數(shù)據(jù)信號(hào)線，一條發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)線，一條控制總線
發(fā)送器工作狀態(tài)的控制線，5條狀態(tài)信號(hào)線?？偩€模
擬接口包含的電路有接收信號(hào)的整形濾波部分，發(fā)
送信號(hào)的驅(qū)動(dòng)部分和變壓器隔離部分。
4．5 CPU與D／A的接口
CPU輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)DIN經(jīng)DAC8420被轉(zhuǎn)換
為模擬信號(hào)。DAC8420的工作時(shí)鐘SCK由CPU提供，
它還提供CS、Load等控制信號(hào)，它們都必須經(jīng)過(guò)
6N137進(jìn)行隔離【31。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，系統(tǒng)選型的原則可從幾個(gè)方面予
以考慮，即系統(tǒng)規(guī)模、復(fù)雜程度、系統(tǒng)的兼容和通
信性能，以及生產(chǎn)廠家技術(shù)支持和售后服務(wù)等。在
水泥生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)中，根據(jù)過(guò)程對(duì)象復(fù)雜程度
的不同，以及針對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性合理選擇的不
同控制系統(tǒng)，對(duì)保證生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水．
平，降低工程造價(jià)有著十分重要的意義。同時(shí)，如
果選用現(xiàn)場(chǎng)總線FCS控制系統(tǒng)，讓傳統(tǒng)儀表與現(xiàn)場(chǎng)
總線兼容無(wú)疑是一個(gè)很好的途徑。目前，幾種不同
協(xié)議的支持廠家都開發(fā)出了相應(yīng)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線和
標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。
參考文獻(xiàn)
【l】陽(yáng)憲惠．現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用【M】．北京：清華大學(xué)出
版社，19991．
【2】白焰．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)【M】．北京：中國(guó)電力出版社，19981．
【3】SMAR Company．Smar Fieldbus 302 series InstructionManual
【】．SMAR Company，l996．1．
【4】劉曙光．現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的進(jìn)展與展望【J】． 自動(dòng)化與儀表，
2001：3；56-60．
【51柳桂國(guó)．檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用【M1，1版．北京：電子工業(yè)出版
社，2002；23—40．
(上接第27頁(yè))
在實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，P741自動(dòng)對(duì)母
線進(jìn)行區(qū)段劃分，以保證故障母線的自動(dòng)選擇。即
使當(dāng)母聯(lián)開關(guān)和母聯(lián)CT之間發(fā)生故障時(shí)，P741依
然可以根據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，跳開所有相關(guān)斷路
器，從而避免母聯(lián)死區(qū)問題的出現(xiàn)。
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的獲得，使得分布式母差保護(hù)可以
自動(dòng)識(shí)別和適應(yīng)母線的各種運(yùn)行方式，具有自適應(yīng)
功能。不僅如此，用戶還可以隨時(shí)通過(guò)P741獲得直
觀的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，方便了用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?
及保護(hù)性能的監(jiān)控和分析。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文在對(duì)各種原理母線保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀論述
的基礎(chǔ)上，介紹了分布式母線電流差動(dòng)保護(hù)
MiCOM P740的功能、原理及應(yīng)用方案。其完善的
保護(hù)功能、圖形化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲煤蛯?shí)時(shí)檢測(cè)功
能，使其能滿足用戶的各種需求。分布式母線保護(hù)
無(wú)疑是未來(lái)母線保護(hù)的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
【l】程利軍，楊奇遜． 中阻抗母線保護(hù)原理、整定及運(yùn)行的
探討【J】． 電網(wǎng)技術(shù)，2000，6．
【2】ALSTOM．T&amp;amp;D Network Protection and Automation Guide．
ISBN一2-9518589—0—6，ALSTOM ，2002．
【3】ALSTOM．P740 Technical Guide[1]．ALSTOM T&amp;amp;D，2003．
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