充电保护在220kV变电站中的运用

黄老师

母线充电保护是指一条母线由检修转运行时，在合母联断路器前(用KK把手合闸，有些地方安装有充电合闸按钮，可不用投压板)，投入母线充电保护压板，母联断路器合上后，将母充保护压板退出。 母线充电保护是将母线差动保护的延时去掉，当断路器合闸时检测到故障时，立即无时限断开。 1.母联充电保护装置的组成 　　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“充电保护”和“过流保护”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。
2.母线充电保护逻辑
　　母线充电保护正常情况下处于停用状态，当一段母线停电检修后，可以通过母联(分段)开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时投入母联(分段)充电保护，当检修母线有故障时，迅速跳开母联(分段)断路器，切除故障。
　　母联(分段)充电保护的起动需同时满足三个条件：
母联(分段)充电保护压板投入；
其中一段母线已失压，且母联(分段)开关已断开；
母联电流从无到有。
　　充电保护经短暂延时后能自动退出运行。
　　充电保护投入后，当母联任一相电流大于‘充电保护电流定值’，经可整定‘充电出口延时’跳开母联开关，不经复合电压闭锁。
3.两套充电保护的区别
BP2B母差的母联保护
母联CT、母联跳闸出口均需接入母差(与差动保护共用)；
母联充电保护投入时，投“充电投入压板”，之后装置将根据电流、电压、开关接点等条件自动投入充电保护200ms。
充电保护投入过程的200ms内可通过控制字选择投/退差动保护；
母差启动母联失灵保护不需外接母联失灵开入接点，母差自带母联失灵电流判据。
RCS-923A母联保护装置
母联CT、母联跳闸出口等回路均另需接入母联保护装置；
充电保护投入时，手合开关后400ms内发生的故障，均可启动充电保护
在充电过程中是否投/退差动保护，由现场的接线决定。
独立母联保护装置动作后，动作接点经电流判别后接入母线保护屏的“外接启动母联失灵开入接点”，起动母线保护屏母联失灵保护。
4.独立母联保护装置与母差保护的配合
若充电时不退出差动：
无需考虑和差动的配合。若空充母线故障，差动保护动作空母线，切开母联开关。
若充电时需退出差动：
在不使用接开入接点的情况下，通过操作“差动、失灵保护投退把手”退出差动。
说明：该方式退出差动保护时间较久，且当发生如下故障时，母联[论文网 www.ap5u.com]上无电流，母联保护装置不动作，而母线差动保护又退出，造成故障由后备延时切除：

使用外接开入接点的情况下，目前现场有以下二种外接开入接点：
引入母联开关的手合接点。
手合接点开入经防抖后，闭锁母差保护200ms。手合接点开入若持续1S，则报“开入异常”。
引入母联保护装置提供的充电闭锁母差接点。
充电闭锁母差接点开入经防抖后，一直闭锁母差保护，接点返回后延时30ms开放母差保护。若接点开入若持续1S，则报“开入异常”，同时开放母差保护。
注：使用此方式要求在一次母联开关合上之前，母联保护装置提供的充电闭锁母差接点必须已经闭合。
说明：对于以上两种通过外接开入接点实现充电期间退母差的方式，当充电时发生如下故障时，母联上无电流，母联保护装置不动作，而母线差动保护又退出，造成需经充电退母差延时后，才能由母差将故障切除：

5.独立母联保护装置与母差保护使用顺序
母线充电保护一般在新母线或检修后的母线在投入运行前，要投入母线充电保护压板。用母联断路器对其中一组母线充电，检查新投运的母线或检修后的母线是否有故障。充电正常后，此压板应退出。综上所述，根据常州220kV变电站的实际情况(以220kV水北变为列)：
当母差保护投入时：由于母差保护所属充电保护具有短时闭锁母差的功能，而母联开关电流保护不具有这一功能，此时必须启用母差保护所属的充电保护对空母线进行充电。
当母差保护投信号或者停用时：母差保护动作也不会引起出口(停用时母差的电源也被切断)，因此在这种情况下应启用母联开关的充电保护对空载母线进行充电。
6.对几个易混淆概念的解释
　　学习充电保护过程中可能会听到一些易混淆的名称，以下是对这些名称的解释：
　　关于“充电保护”中的“短延时”、“长延时”的意义是针对被充电的设备而定义的。所谓“短延时“是对母线、线路充电时若有故障则瞬时切除；而”长延时“则是对变压器充电时躲过励磁涌流的延时。对变压器的充电现在已经很少使用充电保护，大多使用外来的电源进行冲电。
　　关于“母联长充电保护”(也称为”母联过流保护“)可以作为母线，线路(变压器)的临时应急保护。母联过流保护起用后，当保护范围内发生故障时，不经复合电压闭锁，经可整定延时跳开母联开关，切除故障。千万不能与充电保护的”长延时“混为一谈。
结论
母差保护是变电站最重要的保护，也是最复杂的保护装置，一旦出现故障，往往的导致的问题是最严重。充电保护作为变电运行人员在日常的工作中常用保护之一，一定要弄清原理。因其涉及到母差保护，所以操作过程中必须对性能和动作原理有充分的认识和理解从而正确使用，杜绝人为原因的误操作。
参考文献：
[1] 国家电网公司继电保护培训教材. 北京: 中国电力出版社, 2009.
[2] BP-2B微机母线保护装置技术说明书                [/td][/tr]        [/table]