radss型高速比率制动母线差动保护回路改造

　　 RADSS型高速比率制动母线差动保护回路改造 Circuit Modification of Type RADSS Highspeed Ratiorestrained Busbar Protection 薛俊范1 , 魏任平2 , 高志强1 , 张兵海1 ,王运超2（1. 河北省电力研究院，河北石家庄050021；
2.河北衡丰发电有限责任公司，河北衡水053000）
摘　要：介绍了RADSS/S型高速比率制动母线差动保护装置的原理与特点，针对该保护在母联兼旁路开关转代线路开关的同时，又有其他线路或发电机、变压器开关倒闸操作的特殊运行方式下存在的问题，提出了改造方案。
关键词：RADSS母差保护；母联兼旁路；回路改造?
Abstract：The working principle and features of Type RADSS/S highspeed ratiorestrained busbar protection are introduced. If the bus tie and bypass circuit breaker is in place of a line circuit breaker, and another line, generator, or transformer circuit breaker is in a special condition of changeover operation, this protection may have problems. To cope with this situation, a modification scheme is proposed.

Keywords：RADSS busbar protectionbustie and bypasscircuit modification1RADSS型母差保护简介
电力系统中的母线保护对电网的稳定运行起着非常重要的作用，当母线故障时，快速可靠的切除故障母线是确保电力系统安全稳定的重要措施。RADSS/S 型母差保护为中阻抗型高速比率制动母线保护，在我国超高压电网运行已有数年，并取得了良好的运行效果和经验。RADSS/S型高速比率制动母线差动保护，适用于单母线、双母线、双母线单分段、双母线双分段、3/2断路器及母联兼旁路等各种不同的母线主接线方式。
RADSS/S型保护装置是母线的一种高速、灵敏、中阻抗型的电流差动保护，它将高阻抗特性和比率制动特性两者结合在一个独特的工作原理中，从而显著降低了母差回路的负载阻值。它是以电流瞬时值作测量比较的。在母线外部故障时，不管电流互感器饱和与否，差动继电器均可靠不动作，但当母线内部故障时，差动继电器动作，其动作速度极快，约1～3 ms。
在双母线主接线方式下，RADSS/S型母差保护具有以下技术特点：
a. 能正确反应母线内部各种相间和接地故障。
b. 双母线并列运行或双母线带分段等运行方式，1组母线发生故障，保护装置均具有选择性。
c. 双母线并列运行或双母线带分段等运行方式，2组母线相继发生故障，保护装置能相继快速跳开2组母线上的所有连接元件。
d. 双母线并列运行能自动适应母线连接元件运行位置的变化，变化过程中保护不会误动，不会造成电流互感器二次回路开路。
e. 母线充电合闸在故障母线上，保护能正确动作，所以不考虑装设专用的充电合闸保护。
f. 能正确切除双母线在倒闸操作过程中发生的母线内部故障。
但是在工程实际使用中发现，当专用的母联或旁路开关改为母联兼旁路开关时，典型设计的RADSS保护回路存在严重的技术缺陷，在特殊的运行方式下可能会造成保护不正确动作，必须进行改造才能适应不同的运行方式。2专用母联开关和专用旁路开关改为母联兼旁路开关时存在的问题
某站1期工程设计主接线为双母线带旁路接线方式，设专用母联和专用旁路开关，母线保护采用RADSS/S型母线差动保护装置，自投运以来一直运行正常。现2期扩建工程确定的最终主接线为双母线单分段带旁路接线方式，将专用母联开关201和专用旁路开关202均改为母联兼旁路开关，增加II号母线分段开关203，见图1。
研究RADSS保护回路图纸发现，主接线方式发生变化后，当母联兼旁路开关转代线路时，其它线路或发电机等设备开关不能再进行倒闸（倒母线）操作，限制了运行方式的灵活性。?
新增加的203分段开关二次回路接入母差保护装置，可参照厂家典型的专用母联的接线方式接入，可满足各种运行方式的要求。将专用母联开关201和专用旁路开关202均改为母联兼旁路开关，如果按照厂家提供的母联兼旁路开关201、202的典型接线图，则不能满足母联兼旁路开关在转代线路的同时，又有其他线路或发电机、变压器等设备开关倒闸操作的特殊运行方式要求。


radss型高速比率制动母线差动保护回路改造 : 　
厂家提供的典型设计的母联兼旁路201、202开关交流电流切换回路，见图2。作为母联开关运行时，互联封CT接点作用为：当进行倒闸（倒母线）操作时，将2组辅助CT二次电流求和后入I母差动。实际上该2组CT二次电流为大小相等、极性相反，求和后为零。互联时母联电流不进大差；在作为旁路开关运行时，3刀闸封CT接点作用为：当旁路开关转代线路时封锁接入I母线差动回路的电流，使该转代线路电流通过第2组辅助CT接入IIA（IIB）母线差动回路。
在以上2种运行方式下，RADSS/S保护装置的典型接线能够满足系统运行方式的要求。但在母联兼旁路开关已经转代线路，同时又有另一条线路（或发电机、变压器）开关进行倒闸（倒母线）操作，连接元件需要同时跨接2条母线。此时，I母II母双位置继电器同时动作，其继电器接点闭合，串联去起动互联回路中的继电器，以完成如下动作过程，见图3。D17.101动作，其接点闭合，有将2条母线上所有连接元件的电流回路接入I母差动回路的短时过程；同时，II母差动继电器退出，这样就形成了1个大差动回路，从而不影响保护动作的灵敏度。但在此时，会出现IIA或IIB母线差动代路支路电流为零（本应是转代线路负荷电流值）的情况，可能会造成母差保护的误动。
这一“共性”问题是RADSS母差保护回路设计缺陷造成的，在一些工程中由于没有找到切实可行的解决办法，不得不对电网的一次系统的运行方式加以限制，即：在任一母联兼旁路开关转带线路时，不允许其它线路或发电机、变压器开关进行倒闸操作，这样做势必要牺牲电网的整体可靠性。 3保护回路改造方案的确定
针对RADSS/S保护装置的201、202母联兼旁路开关典型接线存在的问题，经研究提出了以下回路改进方案：
方案1：通过改变保护装置内部接线，将互联封CT接点改到3刀闸接点之后。此时负荷电流经IIA（201转代线路）及IIB（202转代线路）整流回路并联后输出到I母差动继电器。
方案2：通过改变保护装置内部接线，将互联封CT接点串入3刀闸对应切换继电器的常闭接点。此时负荷电流经IIA（201转代线路）或IIB（202转代线路）整流回路后输出到对应母线差动继电器。
经反复论证，方案1的方法可行，但是由于保护装置内部改线繁琐，改动回路多，可能会留下事故隐患。方案2的方法不但可行，而且保护装置内部改线简单，改动回路少，简单可靠。确定使用方案2后，现场改进具体实施如下，见图4。
改变RADSS/S保护装置的内部接线，将互联封CT接点（D17.101继电器接点）串入3刀闸对应D29.125切换继电器的常闭接点使互联回路失去作用（因D29.125切换继电器的接点不够用，实际是在D29.125切换继电器两端并联1新增继电器，将其常闭接点串入）。这样IIA或IIB母线差动代路支路电流不再是零，而是转代线路负荷电流值。完成上述改进后，当母联兼旁路开关转代线路时，同时又有另1条线路（或发电机、变压器）开关进行倒闸（倒母线）操作时，负荷电流经IIA（201转代线路）或IIB（202转代线路）整流回路后，输出到对应的母线差动继电器，在任何一次运行方式下，母差保护均能反应正常。? 4保护改造后的投运试验
在完成RADSS保护回路改进后，为了保证保护装置能够正确动作，在RADSS/S保护装置投运前做向量检查。
试验时将保护装置所有出口跳闸压板退出，母联兼旁路开关做带路运行，其余支路的CT回路在母差保护屏后短接，即只允许母联兼旁路支路的电流进入该保护装置。测量IIA（或IIB）母线差动元件有差压，I母线差动元件无差压。投入对应的互联压板模拟一次系统的倒闸操作，此时在I母差动元件形成大差，测量IIA（或IIB）母线差动元件无差压，I母线差动元件有差压。这一试验结果验证了母联兼旁路开关的交流电流切换回路在改造后的正确性。5结论
所提出的RADSS保护回路改造方案，得到了保护制造厂家和电网调度部门的认可。改造后的模拟试验和运行情况证明，该回路改进方案简单可行，解决了RADSS/S母线保护装置在母联兼旁路开关转带时，不能同时再进行其它支路开关倒母线操作的技术难题，提高了系统运行方式的可靠性和灵活性，有利于电网的安全可靠运行。河北电力技术


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