[科普中国]-充电合闸保护

充电合闸保护作用

母线差动保护应保证在一组母线或某一段母线合闸充电时，快速而有选择地断开有故障的母线。为了更可靠地切除被充电母线上的故障，在母联断路器或母线分段断路器上设置相电流或零序电流保护，作为母线充电保护。

母线充电保护接线简单，在定值上可保证高的灵敏度。在有条件的地方，该保护可以作为专用母线单独带新建线路充电的临时保护。母线充电保护只在母线充电时投入，当充电良好后，应及时停用。2

工作方式充电合闸保护有两种方式，一是合闸瞬间利用断路器原装有的一套或两套快速保护装置，在待充电设备有故障时使之快速动作切除故障，即母差保护中含有的母联充电保护。另一种是在合闸瞬间另行装设投入充电合闸保护装置，即单独配置的母联充电保护。当充电设备存在故障时，则保护将快速切除故障，而当充电合闸成功后，保护自行退出作用。1

母差保护中含有的母联充电保护具备启动失灵功能，在充电保护动作后，一旦母联开关拒动，失灵保护经短延时(此短延时的整定原则是可靠躲过充电保护动作时问、母联开关的开断时间及开关燃弧时间之和，一般整定为0. 15-0. 3 s)出口跳开相关开关隔离故障。在微机母差中，为防止充电过程中由于母联开关二次辅助触点不能及时切换母联电流，造成被充电设备存在故障时或充空变压器时母差保护误动跳开健全母线上所有元件，特别增加了充电保护投入、母联开关由分到合时短时，一般为0. 3 s退出母差的功能。 3

单独配置的母联充电保护不接启动母联开关失灵回路，主要是为了简化二次回路。在使用单独配置的母联充电保护时，如果充空母线，空母线上有故障，母联开关拒动，母联开关失灵保护不会动作，只有等本站所有联络线对侧开关后备保护动作才能隔离故障;如果母联开关串接充新设备(新线路或新变压器)，由于被充设备的保护往往还没有经过校核，最可靠的保护就是母联充电保护，新设备内部有故障时，若新设备保护由于接线错误不出
口、母联开关拒动，由于母联失灵保护不会启动，而且由于220 kV及以上电压等级的保护都是按近后备配置和计算的，本站线路对侧开关的后备保护可能感受不到，因此故障会一直持续发展到相关保护能动作跳开相关开关为止。3

工作原理及过程充电合闸保护相当于一套特殊速断保护，其较多地用于双母线或分段母线上，保护设置于母联开关或联络开关上。当母线初次送电投运或检修完成后进行投运时，应启用充电保护， 此时，如果母线与后续线路有故障（如接地线未拆除等），将由充电保护迅速切除故障，当母线充电完成后，充电保护自动退出。即该保护动作于母联开关合闸后的充电保护延时内，充电保护延时可以设定。当母联开关合闸后时间超过充电保护延时，该保护自动退出。

图1为母联充电保护的逻辑功能图，母联充电保护平时不投入，当母线充电时，连接“充电保护”投退连接片Y，并设置充电保护控制字于“投入”，才将其投入。母联充电保护的基本原理是，当母联断路器的跳闸位置继电器的动合触点由闭合变为断开时，通过追溯一个周波(20ms)前的两段母线电压、母联TA电流，判定是否进入充电状态。当检测到至少有一条母线无电压、母联TA无电流(IBC=0)、“充电保护”投退连接片Y连接时，表示母联断路器对空母线充电，则开放充电保护300ms。在此开放期间,若母联电流大于充电I段电流定值I1，则充电保护快速跳闸；若母联电流大于充电Ⅱ段电流定值I2，则充电保护带Ⅱ段延时t2跳闸。充电I段电流定值按对空母线充电有灵敏度整定,该电流定值可能躲不过对变压器充电时的励磁涌流。如果确需对带变压器的母线充电，充电I段电流定值应按躲过变压器的励磁涌流整定，此情况下，此情况下，如充电保护工段对母线故障的灵敏度不够,可由充电保护Ⅱ段在保证对母线故障有灵敏度的前提下，用延时躲过变压器励磁涌流。充电保护投入期间短时闭锁差动保护。4

充电时母联断路器和TA之间故障可能有两种情况：

(1)TA装在电源母线侧，隔离开关合闸立即发生故障。此时充电保护尚未启动，且跳开母联断路器也无法切除故障，只能靠差动保护跳开电源母线的所有连接单元断路器(母联断路器未合，差流不计及母联电流，该故障被差动保护判断为区内)。4

(2)TA装在被充电母线侧，充电时，母联断路器合闸立即发生故障，TA无电流，跳开母联断路器可切除故障。但由于电源母线段的差动保护符合动作条件，会误跳电源母线段上的所有连接单元。4