摘要：簡要闡述了母線保護的一般構成原理，對現階段微機母線保護所常用的原理進行了闡述，詳細分析了微機母線保護在不同一次主接線方式中的應用，并根據現場的實際應用情況，提出了微機母線保護在現場施工時以及運行時的一些注意事項。
　　
　　關鍵詞：微機母線保護，不同主接線方式，應用探討
　　
　　0引言
　　
　　母線保護是當母線發生故障時，迅速切除故障母線的主要保護，根據母線保護構成的原理不同，母線保護可以分為好幾種類型。隨著科技的不斷發展，微機母線保護也被大量應用，其種類越來越多，但是其應用的主要原理還是沒有太多的變化，大多還是采用完全電流差動原理構成的母線差動保護。微機母線保護其特點是對不同的一次主接線方式的適應性比較強，在一次運行方式變化時，其差動回路和出口回路有比較科學、合理的方法來跟隨一次作相應的調整，本文就母線保護的構成原理和微機母線保護所采用的原理進行簡要的闡述，對微機母線保護在不同的主接線方式中的應用進行了詳細的應用分析。
　　
　　1概述
　　
　　1.1母線保護的一般分類
　　根據母線差動保護的差動回路構成方式不同，母線保護可分為母線完全差動保護和母線不完全差動保護。由于差動回路構成方式的不一樣，各自的特點也不盡相同，其適用范圍也有所不同，一般情況下：對于中性點直接接地的電網中，常用母線完全差動保護，而對于中性點非直接接地的電網，則采用母線不完全差動保護。
　　1.2母線完全差動保護的原理
　　母線完全差動保護是將母線上所有連接元件上的電流互感器按同名相、同極性連接到差動回路中，其中電流互感器的極性與變比均應相同，如果變比不同時，可以采用補償變流器進行補償。這樣，在一次側電流總和為零的情況下，理論上，二次側電流的總和也應為零，在電流互感器的二次繞組在在母線側的端子互相連接在一起，線路側端子互相連接在一起，然后通過差動繼電器線圈連接構成差動回路如圖1所示:
　　
　　當正常和區外故障時，我們可以把母線看成一個節點，根據基爾霍夫定律可知，流入母線與流出母線的一次電流之和為零，即。而流入差動繼電器的電流為所以差動繼電器不會工作。當區外故障時，所有電源的線路都向故障點提供故障電流。從圖1可知為故障點的總故障電流，亦是差動電流，差動繼電器動作從而跳開母線上所有斷路器。在實際的現場中，由于各組電流互感器特性不可能完全一樣，所以就必然存在一定的不平衡電流。
　　1.3母線不完全差動保護的原理
　　母線不完全差動保護是將有電源的元件上裝設特性和變比完全相同的D級電流互感器，如圖2所示:
　　
　　只在發電機變壓器、分段斷路器（母聯斷路器）上裝設電流互感器，且電流互感器只裝設在A、C兩相上。電路互感器二次繞組母線側端子互相連接，線路側端子互相連接，與差動繼電器線圈連接組成二次電流差動回路。當正常運行時，由電廠發出的電流為，由于引出線XL1和XL2均沒有電流互感器，所以在正常運行時，差動繼電器電流為，即差動繼電器電流等于沒有裝設電流互感器的所以元件負荷電流的總和。如果保護的動作值大于此電流值，則差動繼電器不會動作。當區內故障時，全部電流流向故障點。由圖2可以看出，此時流入差動繼電器的電流為全部的短路電流，這個電流值很大，保護裝置就能夠很靈敏地動作。
　　1.4根據母線差動保護的判椐不同分類
　　根據母線差動保護判據的不同，母線差動保護又可以分為由電流差動原理構成的母線差動保護、母聯電流相位比較原理構成的母線差動保護、電流相位比較原理構成的母線差動保護。
　　1.5電流差動原理構成的母線差動保護
　　對于電流差動原理構成的母線保護而言，它是通過判斷母線上各支路電流電流矢量和是否為零或各有源支路的電流矢量和是否大于一定的值來判斷母線是否故障。
　　1.6母聯電流相位比較式母線差動保護
　　母聯電流相位比較式母線差動保護主要是在母聯斷路器上使用比較兩電流相量的方向元件，引入的一個電流量是母線上各連接元件電流的相量和即差流，引入的另一個電流量是流過母聯斷路器的電流，在正常運行和區外短路是差流很小，方向元件不動作。當母線故障時，不僅差流很大且母聯斷路器的故障電流由非故障母線流向故障母線，具有方向性。因此方向元件動作且有選擇故障母線的能力，當母聯斷路器斷開時，將失去方向性。
　　1.7電流相位比較式母線保護
　　電流相位比較式母線保護是根據母線外部故障或內部故障是連接在改母線上各元件電流相位變化來實現的。當線路正常運行或外部故障是，電流流入母線的電流與流出母線的電流大小相等、方向相反，而當母線上故障時，電流都流向母線。在理想情況下，各支路電流的相位相同。顯然，利用比較元件比較各元件電流相位，便可以判斷母線是內部故障還是外部故障，從而確定保護的動作情況。
　　
　　2.微機母線保護常用的原理
　　
　　在現階段，微機母線保護的應用比較廣泛，其保護原理大多也采用完全電流差動原理構成母線保護，采用這一原理的主要原因在于由電流差動原理構成的母線保護，在不同的母線接線方式下或電網運行方式變化時，以及發生故障的類型、故障點過渡電阻等方面都具有較強的適應性，區外故障時能可靠不動作，區內故障時能可靠動作。從微機母線保護的現場實際運行情況來看，這些優點也得到了很好的驗證和體現。
　　
　　3主接線方式的不同對微機母線保護的影響
　　
　　3.1主接線方式的不同對差動回路的影響
　　由于微機母線保護大多采用的是完全電源差動原理，所以差動回路與一次主接線方式密切相關。當一次主接線方式不同或者一次運行方式變化時，差動回路亦跟隨一次方式變化而作相應的調整。根據完全差動原理，無論是一次系統如何變化，正常運行時，其一次電流對母線來說都是平衡的，所以二次差動回路在一次接線方式不同時或一次運行方式變化時，也要作相應的調整才能正確反映一次系統的電流平衡情況。在微機母線保護中，為了達到這一要求，通常是采用刀閘位置來判斷本單元處在哪一母線，從而將電流歸算到相應的差動回路中。對于特殊的接線方式和特殊單元（如旁路、母聯等）采取特殊的約定，從而實現母線差動回路能夠正確反映不同接線方式母線二次電流情況，為母線保護的正確判斷提供可靠依據。
　　3.2主接線方式的不同對出口回路的影響
　　主接線方式的不同以及一次運行方式的變化對出口回路的影響，相對來說比較小，對于一般的出線，可以通過刀閘位置的判斷來決定本支路屬于那條母線，其出口回路是否動作。對于特殊單元（如母聯等）可以通過特殊的約定，來決定特殊單元的出口回路是否動作。
　　
　　4微機母線保護在不同主接線方式下實現方案
　　
　　4.1差動回路及出口邏輯表示方法的假設
　　在微機母線保護差動回路的計算和出口回路的動作邏輯都與刀閘位置有著密切關系，為了下面表述的方便，我們用表示N單元Ⅰ母刀閘位置，用表示N單元Ⅱ母刀閘位置，其值為0或1（0表示刀閘分，1表示刀閘合），用表示母聯的運行狀態，其值為0或1（0表示母聯分，1表示母聯合），用表示N單元的電流數字量，表示母聯的電流數字量，表示N單元的動作情況（0表示動作，1表示不動作）。、分別表示Ⅰ母和Ⅱ母的故障情況（0表示不故障，1表示故障），出線單元在這里我們把它都看成可倒單元。
　　4.2雙母線接線方式
　　雙母線接線方式是比較常見的一次接線方式。也是一種比較典型的一次接線方式。在微機母線保護中，對正常的出線單元通過刀閘輔助接點的判斷來確定本單元的電流處于哪一差動回路，出口回路也是通過刀閘輔助接點來判斷是否處在故障母線。在雙母線中，母聯是特殊單元，通過對母聯電流互感器的極性的特殊約定，母聯可以作為Ⅰ母的單元也可以作為Ⅱ母的單元。假定母聯極性與Ⅱ母單元極性相同，我們可以通過一定的表達式來表示電流回路電流和出口回路的動作邏輯。
　　大差電流
　　Ⅰ母小差電流
　　Ⅱ母小差電流
　　出口邏輯計算公式為：
　　
　　4.2母聯兼旁路形式的雙母線方式
　　當主接線為母聯兼旁路時，母聯到旁母的刀閘位置對保護來說就非常重要了，因為刀閘位置關系到母線保護對一次運行方式的判斷。
　　若以Ⅱ母帶旁路，那么就要求母聯TA裝于Ⅰ母側無論斷路器是作為母聯用還是作為旁路用，TA的極性規定與Ⅱ母上的單元極性一致。母聯的旁母刀閘和Ⅱ母刀閘處于合位時該元件作為旁路用，則差動回路電流和出口回路的動作邏輯為：
　　大差電流
　　Ⅰ母小差電流
　　Ⅱ母小差電流
　　出口邏輯計算公式為：
　　
　　4.3旁路代母聯形式的雙母線方式
　　假定第4單元為旁路單元，旁母到Ⅰ母（或Ⅱ母）有跨條，則跨條刀閘位置對保護裝置對來說就非常重要，保護通過跨條刀閘位置來判斷一次接線的運行方式。
　　若跨條接于Ⅰ母，當跨條刀閘和旁路單元的Ⅱ母刀閘處于合位時，保護通過跨條刀閘和旁路單元刀閘位置的判斷，差動回路電流和出口回路的動作邏輯為：
　　大差電流
　　Ⅰ母小差電流
　　Ⅱ母小差電流
　　出口邏輯計算公式為：
　　
　　4.4母線兼旁母形式的雙母線接線方式
　　母線兼旁母形式的雙母線的一次接線方式與母聯兼旁路時相類似，只是不再有旁母，沒有母聯到旁母的刀閘，而是取決于出線到母線的跨條刀閘的位置。當母線到出線的跨條刀閘位置和出線Ⅰ母（或Ⅱ母）刀閘位置為合位時，則裝置將Ⅰ母（或Ⅱ母）當作旁母，其差動回路電流和出口回路的動作邏輯更為簡單，如圖3所示:
　　
　　假定SK2合上，則裝置將Ⅱ母當作旁母，將母聯當作旁路，母差保護范圍為Ⅰ母，Ⅱ母不在母差保護范圍之內。電流差動回路和出口回路的動作邏輯為：
　　差電流
　　出口邏輯計算公式為：
　　4.5單母分段接線方式
　　單母分段的一次接線方式其特殊單元是分段，我們可以把分段單元看著母聯來處理。其他單元都是固定連接方式，也不存在切換回路的問題，其電流差動回路和出口動作邏輯更為簡單。
　　4.6雙母單分段接線方式
　　此種主接線方式下的母差保護主要考慮母聯開關CT與分段開關CT 的極性的認定，其他基本與雙母線接線下的母差保護判斷邏輯基本相似，在此就不再敷敘。
　　4.7雙母雙分段接線方式
　　雙母線雙分段接線方式一般需要考慮采用兩套保護來實現各段母線的保護，一套保護裝置保護分段開關‘左’側的兩段母線，一套保護分段開關‘右’側的兩段母線，兩套保護裝置的保護范圍在分段開關處交疊，在差動邏輯中，將分段作為該段母線上的一個元件。
　　
　　5結束語
　　
　　從以上對微機母線保護的差動回路和出口動作邏輯回路的分析，我們可以看出：其構成原理比較簡潔、科學合理，實施起來比較方便，對交流量的采集比較精確，實際應用起來也比較靈活。但是對刀閘位置接點的采集要求比較高，刀閘位置接點采集的正確與否關系到保護裝置能不能對一次接線方式、一次運行方式的正確判斷，關系到電流差動回路的組成。所以，對現場工作的人員來說，對閘刀位置接點采集回路要特別重視，對回路的可靠性要有保證，并要通過操作一次設備進行正確性驗證。各單元ＴＡ的極性要正確，特別是母聯等特殊單元ＴＡ的極性要根據保護裝置的要求來接線，同時對電流差動回路的接地要完全按照規程和反措的要求來實施。對于到高壓開關場地的電纜，電纜兩端的屏蔽層要按規程要求進行接地。相對于電磁型母差保護而言，在一次運行方式變化時，運行人員對微機母差保護的操作大大將少，但在刀閘位置變化時，運行人員必需對保護裝置反映刀閘位置的情況進行核對，以便能夠在有異常情況時能及時發現，更早地對異常情況進行處理。    論文發表網