一种母线保护设备和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统的母线保护技术，具体地，涉及一种母线保护设备和方法。
【背景技术】
[0002] 简易母线保护一般装设在35kV~10kV的降压系统中，主要用于解决母线故障由 变压器后备保护切除所造成的保护动作时间过长、对变压器和开关冲击过大的问题。简易 母线保护设备通常由进线保护装置、母联保护装置和馈出线保护装置组成。当故障发生在 母线区内时，馈出线保护不启动，母线区内的简易母线保护设备动作跳闸，当故障发生在馈 出线上时，母线区的保护和故障馈出线的保护均启动，馈出线保护装置发出闭锁简易母线 保护信息，当馈出线保护动作返回后，闭锁解除，开放简易母线保护。
[0003] 现有技术中，简易母线保护存在以下问题：当馈出线和母线相继发生故障时，由于 馈出线保护闭锁母线区的简易母线保护或由于通信中断而造成闭锁不能解除，导致母线区 的简易母线保护不能及时切除母线故障。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种母线保护设备和方法，用于解决自动解除闭锁的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种母线保护设备，该设备包括：进线保护装 置，在母线线出现故障的情况下动作；以及馈出线保护装置，在馈出线出现故障的情况下动 作并向所述进线保护装置发出闭锁信息，以闭锁所述进线保护装置；其中，所述进线保护装 置判断是否满足进线解除闭锁条件，在满足的情况下自动解除闭锁。
[0006] 本发明还提供了一种母线保护方法，该方法包括：在母线出现故障的情况下进线 保护装置动作；在馈出线出现故障的情况下馈出线保护装置动作并向进线保护装置发出闭 锁信息，以闭锁进线保护装置，然后判断是否满足解除闭锁条件，在满足的情况下自动解除 闭锁进线保护装置。
[0007] 本发明通过判断解除闭锁条件来进行自动解除闭锁，很好地防止出现馈出线和母 线相继发生故障的情况下母线区的简易母线保护装置不能动作的情况。
[0008] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0009] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0010] 图1是本发明提供的母线接线及母线保护设备示意图；
[0011] 图2是本发明提供的进线保护判据逻辑图；
[0012] 图3是本发明提供的馈出线保护判据逻辑图。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0014] 为了使读者能更好地理解本发明，在介绍本发明之前，先结合图1对【背景技术】中 的简易母线保护方案进行说明。在图1中，DL1、DL2为进线保护装置，DL3为母联保护装 置，DL4、DL5、DL6、DL7为馈出线保护装置。其中，进线保护装置DL1、DL2所在的线路为进 线（但其管辖区域实际上为母线），母联保护装置DL3所在的线路为母线，馈出线保护装置 DL4、DL5、DL6、DL7分别为所在母线的馈出线上的保护装置。
[0015] 简易母线保护设备由进线保护装置、母联保护装置和馈出线保护装置组成，他们 相互之间进行通信，完成信息交互，在各个装置中均设故障启动元件及方向判别元件。对于 单母线分段的两段母线，规定电流参考正方向为母线指向线路，母联的参考正方向为I段 母线指向II段母线。
[0016] 故障启动元件对以下条件进行判断：
[0017] AAIset (1)
[0018] I〇^Iqdset (2)
[0019] 在式⑴中，AI。为相电流突变量有效值，AI为相电流突变量启动定值，在式 (2)中，I。为相电流有效值，IqdMt为相电流启动定值。在式（1)和式（2)中任意一者满足 的情况下，启动方向元件。
[0020] 在系统正常运行，进线保护装置、母联保护装置、馈出线保护装置均不满足式（1)、 式（2)，保护不动作。
[0021] 方向元件采用90°接线方式，按相启动，电压采用记忆电压。方向元件用于判断故 障是否发生在该方向元件的保护区内，容易理解的是，在故障未发生在该方向元件的保护 区内，即故障发生在该方向元件的非保护区内的情况下，保护不启动。
[0022] 方向元件根据相位的不同采用不同的判据条件：
[0023] 正方向元件判据为
（3)
[0024] 反方向元件判据为
（4)
[0025] 在式⑶和式⑷中，.1$为相电流的向量，为线电压的相量，a为内角，设 为-30。 。
[0026] 对三相中不同相的电流，./=和分别为：
[0027] 对于A相电流：为A相电流的向量，汐_为Ubc线电压的相量；
[0028] 对于B相电流：/^为B相电流的向量，丄。为Uca线电压的相量；
[0029] 对于C相电流：为C相电流的向量，为Uab线电压的相量。
[0030] 对于馈出线保护装置来说，方向元件采用式（3)作为判据条件；对于进线保护装 置来说，方向元件采用式（4)作为判据条件；对于母联保护装置来说，方向元件在用于I段 母线的情况下采用式（4)作为判据条件，方向元件在用于II段母线的情况下采用式（3)作 为判据条件。
[0031] 以上描述了故障启动元件和方向元件的判断条件，下面介绍简易母线保护设备怎 样根据以上式（1)、式（2)、式（3)、式（4)的判断结果来对简易母线保护设备执行启动、闭锁 及解除闭锁的操作：
[0032] 对于进线保护装置，在流过进线保护装置的任意一相的电流满足式（1)、式（2)、 式（4)的情况下，进线保护装置动作，在式（2)或式（4)不满足的情况下，启动返回，即线路 恢复正常状态；
[0033] 对于馈出线保护装置，在馈出线的任意一相满足式（1)、式（2)、式（3)的情况下， 启动馈出线保护，并且闭锁出现故障的馈出线所在的母线的进线保护装置，在式（2)或式 (3)不满足的情况下，解除闭锁，启动返回，即馈出线线路恢复正常状态；
[0034] 对于母联保护装置，在流过母联保护装置的任意一相电流满足式（1)、式（2)、式 (3)的情况下，闭锁I段中进线保护装置，在式⑵或式（3)不满足的情况下，启动返回，在 流过母联保护装置的任意一相电流满足式（1)、式（2)、式（4)的情况下，闭锁II段的进线 保护装置，在式（2)或式（4)不满足的情况下，启动返回。
[0035] 其中，结合图1，在I段母线所连接的馈出线发生故障时，流过母联保护装置DL3的 电流方向为负，则闭锁进线保护装置DL2,在II段母线所连接的馈出线发生故障时，流过母 联保护装置DL3的电流方向为正，则闭锁进线保护装置DL1。
[0036] 综上所述，在母线发生故障的情况下，进线保护装置和母联保护装置动作，馈出线 保护装置不动作，没有闭锁信息。
[0037] 保护启动判据为彡Iset (5)
[0038] 其中，I。为相电流有效值，I^为保护动作预设值，在式（5)满足的情况下，延时一 段时间TO，20ms<TO< 100ms，若在延时时间T0内进线保护装置和母联保护装置没有收到 闭锁信息，则进线保护装置和母联保护装置动作。
[0039] 在馈出线发生故障的情况下，馈出线保护装置动作，馈出线保护装置发出闭锁信 息，闭锁进线保护装置、母联保护装置，当馈出线保护返回后，解除闭锁。
[0040] 其中，保护方案是采用分相闭锁的方式进行的，具体为：
[0041] (1)馈出线保护装置X相满足式（1)、式（2)、式（3)时，闭锁该馈出线所在母线的 简易母线X相保护；
[0042](2)母联保护装置X相满足式（1)、式（2)、式（3)时，闭锁I段母线的的简易母线 X相保护；
[0043](3)母联保护装置X相满足式（1)、式（2)、式（4)时，闭锁II段母线的简易母线X 相保护；
[0044] (4)流过I段的进线保护装置、母联保护装置的任意一相电流满足式（1)、式（2)、 式（4)、式（5)时，若进线保护装置、母联保护装置在延时时间T0内没有收到该相的闭锁信 息，那么I段的进线保护装置、母联保护装置动作；