母线差动保护装置保护原理和主要功能

一、母线差动保护装置的主要功能

      母线差动保护装置着重于配电系统的运行设备的安全运行，提供完善的保护功能，兼顾不同地区、不同需求用户要求，最大化做到调试简单、使用方便、维护工作量小等。

      保护功能：差动保护/两段复压闭锁差流保护/两段式过流保护/PT断线告警/CT断线告警

      通讯： 母线差动保护装置提供标准的RS485通讯接口和MODBus通讯协议，方便组网和进行信息传输；另配置2路以太网接口。

      遥信、遥测：可上送开关量状态、保护功能压板状态、定值区号及事故告警类遥信。同时配置保护功能软压板的投退，及保护定值的修改、定值区切换。

      人机界面：线差动保护装置采用液晶显示器和简化的操作按键作为人机对话手段，菜单内容采用中文形式。 

二、母线差动保护装置保护原理说明

下述各元件判据除非特别说明，都是分相计算，分相判别。

    1、 差动保护启动元件

2、复式比率差动判据

      复式比率差动判据的动作方程如下

      式中：Idset 为差动保护启动电流定值，Kr为复式比率系数（制动系数）定值，此定值不需整定，比率制动系数高值固定为1.0，比率制动系数低值固定为0.3。本装置取1.0。

      复式比率差动判据相对于传统的比率制动判据，由于在制动量的计算中引入了差电流，使其在母线区外故障时有极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确地区分区外故障和区内故障。

      下图表示复式比率差动元件的动作特性。

3、饱和检测元件

      为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时，由于CT严重饱和出现差电流的情况下误动作，本装置根据CT饱和发生的机理、以及CT饱和后二次电流波形的特点设置了CT饱和检测元件，用来判别差电流的产生是否由区外故障CT饱和引起。

      该元件称之为基于暂态饱和全程测量的可变特性差动算法。在母线区内故障情况下和母线区外故障CT饱和情况下△Id元件与△Id元件的动作时序截然不同，并且CT饱和时虽然差电流波形畸变但每周波都存在线形传变区，且暂态饱和波形中存在丰富的谐波分量，可以准确检测出CT饱和发生时刻，并实时调整差动相关算法，具有极强的抗CT饱和能力。

4、电压闭锁元件

      在装置的硬件回路中，差动保护的出口接点均经复合电压闭锁。电压闭锁元件的动作表达式为：

      式中：Uset、 U2set分别为各序电压闭锁定值，低电压闭锁定值Uset固定为0.7倍额定线电压，负序电压闭锁定值 U2set固定为6V。

      二个判据中的任何一个被满足，该段母线的电压闭锁元件就会动作，称为复合电压元件动作。如母线电压正常，则闭锁元件返回。本元件瞬时动作，动作后自动展宽20ms再返回。

5 、CT断线告警

      为提高CT断线灵敏度，增加CT断线告警逻辑。当差电流大于CT断线定值，延时9秒发CT告警信号，是否闭锁差动保护可通过控制字1设置。电流回路正常后，0.9秒自动恢复正常运行。

6 、过电流元件

      装置实时计算并进行二段过流判别。

      装置在执行二段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：

      1）IΦ>Idn；Idn为n段电流定值，IΦ为相电流

      2）T>Tdn  ；Tdn 为n段延时定值

      3）相应于过流相的方向条件满足（若需要）