母線是電力系統(tǒng)變電站的重要電氣設(shè)備之一。在運行中某一電壓等級的母線發(fā)生短路故障可能會引起全站停電的事故，甚至擴大為電力系統(tǒng)的事故；同時，由于故障電流大，也會造成有關(guān)設(shè)備嚴重損壞。為了使母線發(fā)生短路故障時影響范圍最小，故障時間最短，就必須配置可靠、快速、選擇性好的母線保護，以便能及時切除短路故障點。母線差動保護是承擔這個重任的比較理想的保護裝置，它具有原理簡單、采用電氣量少、動作無延時以及保護范圍準確等特點，能夠快速有效地切除故障母線，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起著十分重要的作用。
    1  帶負荷測試母線差動保護的必要性
    雖然母線差動保護的原理簡單，但保護裝置的正確動作卻受多方面因素的影響：一是變電站的母線上一般都連接有多條輸出線路，各條線路配置的保護用的電流互感器(以下簡稱CT)變比和極性必須正確；二是各線路CT二次輸出的電流誤差值應(yīng)符合規(guī)定的范圍；三是母聯(lián)斷路器、母聯(lián)兼旁路斷路器或分段用的斷路器配置的CT變比和極性正確，要符合一次系統(tǒng)運行方式?？傊?，二次回路的組合要滿足母線差動保護原理的要求。而這些因素在回路沒有電流的情況下鑒定工作量大，且容易出現(xiàn)錯誤。為了對這些因素作出準確的分析判斷，就需要對母線差動保護進行帶負荷電流測試工作，以驗證差動保護在運行中各方面因素的正確性。
    2  應(yīng)測試的主要數(shù)據(jù)
    怎樣知道母線差動保護的配置在安裝、調(diào)試、整定等環(huán)節(jié)是否有疏漏，如CT的極性是否接反，回路是否接錯，整定時平衡系數(shù)是否算錯等，可以在帶負荷的情況下測試以下有關(guān)數(shù)據(jù)，為下一步分析判斷做準備。
    2.1  差流或差壓
    目前，多數(shù)變電站配置的母線差動保護主要有電磁型(如BCH-1型、PMH型)和微機型(如RCS-915型)2種。電磁型母差保護采用磁平衡補償?shù)牟顒永^電器和中阻抗母線差動繼電器，需用高阻抗輸入的0.5級交流電壓表依次測出A，B，C相差壓。微機型母差保護采用電流平衡補償?shù)牟顒永^電器，用鉗形相位表或通過微機保護的液晶顯示屏依次測出A，B，C相差流。
    2.2  各側(cè)電流的幅值和相位
    僅僅通過差流來判斷母線差動保護的正確與否是不充分的，因為有些接線或變比的小錯誤產(chǎn)生的差流并不明顯，而且差流與負荷電流的變化成正比，負荷變小，差流也跟著變小。所以除需測試差流外，還要用鉗形相位表從保護屏的端子排上依次測出各側(cè)A，B，C相的幅值和相位(相位以某相PT二次電壓為基準)，并記錄。這里不建議通過微機保護裝置的液晶顯示屏記錄電流的幅值和相位。
    2.3  母線的潮流值
    通過后臺顯示器或控制屏以及調(diào)度端，遙測記錄母線上各路電流、有功功率、無功功率的大小和流向，為下一步分析CT的變比和極性奠定基礎(chǔ)。
    因差流是隨負荷電流成正比變化的，因此測試時負荷電流應(yīng)當越大越好。負荷電流越大，各種錯誤在差流中體現(xiàn)得就越明顯，就越容易判斷。但在實際運行中，母線受網(wǎng)絡(luò)各方面的限制，其負荷電流不會很大，不過至少應(yīng)滿足所用測試儀器精度的需要，同時也要滿足差流和負荷電流的可比性。如果輕負荷時差流與負荷電流的數(shù)值相差不大，那么判斷母差保護的正確性就會很困難。
    3  對所測得的數(shù)據(jù)進行分析
    對以上測試所得的各項數(shù)據(jù)進行正確的分析和判斷，是判斷保護裝置能否正確動作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對所測得的數(shù)據(jù)進行分析判斷的方法如下。
    3.1  分析電流的相序
    當二次接線正確時，各條線路的電流都應(yīng)是正序排列，即A相超前于B相，B相超前于C相，C相超前于A相。如果不是正序，則可能是因為以下錯誤原因造成的：
    (1) 一次設(shè)備引到端子箱的二次電流回路相別，與一次設(shè)備相別不對應(yīng)，如從A相CT上引到端子箱的電纜芯，接在了定義為B相的電流回路上，這種情況可能在一次設(shè)備倒換相別時發(fā)生；
    (2) 從端子箱到保護屏的電纜芯接錯了，如一根電纜芯的一端接在端子箱的C相電流回路，而另一端接在了保護屏的B相電流輸入端，這種情況可能是由于保護人員查錯了線或是配錯了線而造成的。
    3.2  分析電流的對稱性
    3.2.1  造成某相電流幅值偏差大于10%的原因
    在正確接線下，A，B，C三相電流的幅值應(yīng)該基本相等，且相位互差120。，即A相電流超前B相120。，B相電流超前C相120。，C相電流超前A相120。。若某相電流幅值偏差大于10%，可能是以下原因造成的：
    (1) 該條線路的某相CT二次繞組抽頭接錯，造成變比不同；
    (2) 該條線路的負荷三相對稱，但負荷波動較大，造成測量三相電流幅值時所帶的負荷相差大，所以幅值差別大；
    (3) 某相電纜絕緣不好，對電纜屏蔽層形成分流，使流入保護屏的實際電流減??；
    (4) 某一相在接線過程中存在寄生回路。
    3.2.2  造成相位差大于120。(1±0.1)的原因
    若某兩相間的相位差大于120。(1±0.1)，原因可能有：
    (1) 該兩相中的某一相電流回路存在寄生回路，造成該相電流相位偏移；
    (2) 該兩相中的某一相絕緣不好，致使電流分流，相位偏移；
    (3) 該條線路的功率因素波動大。功率因素大時測得的一相電流相位與功率因素小時測得的另一相電流相位偏移大。
    3.3  核對CT變比
    用某條線路的一次電流除以二次電流，可以得出實際的CT變比，該變比應(yīng)與整定變比基本一致。若偏差大于10%，則原因可能有：CT的一次側(cè)未按照定值變比進行串聯(lián)或并聯(lián)連接；CT的二次側(cè)未按照定值變比接在相應(yīng)的抽頭上。這2種情況都可能是安裝人員失誤所致。
    3.4  CT極性分析
    母線上一般連有多條線路，可通過分析各條線路同名相電流相位，來檢查差動保護的電流回路CT極性的正確性。以各線路負荷潮流方向為準，線路CT的二次電流、電壓夾角應(yīng)與該線路有、無功負荷決定的一次電流、電壓夾角相同或相差180。。如以各線路負荷潮流方向為準，母線向線路送出有功90 MW，無功70 MVar，則一次電流電壓夾角=Arctg(70/90)=38。，若從線路流向母線有功90 MW，無功70 MVar，則=-Arctg(70/90)=-38。。如果一條線路一二次電流、電壓夾角差與其他線路的夾角差偏差大，則可能是該條線路CT的二次繞組的極性接反了(注：母聯(lián)或分段斷路器也當作掛在母線上的一條線路來考慮)。
    3.5  分析差流或差壓大小，判斷整定的正確性
    當母線上某條線路的CT變比與其他的不一致時，需要補償。對于微機母差保護采用平衡系數(shù)來補償，要求差流不大于60 mA；電磁型母差保護采用磁平衡補償?shù)牟顒永^電器，用變流器或平衡線圈來補償，規(guī)定差壓不大于150 mV；中阻抗母線差動繼電器用變流器來補償，要求差壓接近于0。若不能滿足要求，可能原因有：
    (1) 平衡系數(shù)、平衡線圈匝數(shù)算錯或變流器變比不對；
    (2) 從3.1～3.4所列舉的情況，都可能導(dǎo)致差流或差壓不滿足要求。