(湛江南海西部石油勘察设计有限公司广东省湛江市524057)
摘要：随着海洋石油越来越多的依托海底电缆电力组网进行边际油田开发，对电力组网的供电可靠性要求越来越高，重要设备的继电保护配置也要更加完善。母差保护作为电力系统高压母线主保护，在电网中广泛应用。目前，海上电力组网35kV母线的保护主要靠各分支的保护装置切除母线故障，故障切除时间一般较长，并且不具备选择性，易扩大故障范围。本文对母差保护进行研究并把该技术应用到海上电网中，以实现高压母线故障快速切除，保障电网安全运行。
关键词：母差保护电力组网电流闭锁完全电流差动
1概述
母差保护为电力系统高压母线主保护，规范中规定重要发电厂和变电所的35~66kV母线，根据系统稳定或为保证重要用户最低允许电压要求，需快速切除母线上的故障时应设置专用的母线保护快速切除故障。目前海上电网高压系统尚未配置专用的母线保护装置，主要靠各分支的保护装置切除母线故障，故障切除时间一般较长，母线故障时电压降低影响全系统的供电质量和系统稳定运行，不能保证安全连续供电，此外，当利用相邻元件后备保护不能保证快速的有选择性的切除故障母线，容易扩大故障范围，造成大面积停电事故，因此必须采取相应措施消除或减小母线故障所造成的后果。
鉴于海上电力组网各电站装机容量较小，系统稳定性差，高压母线电压的波动极易引起电网潮流分布变化导致系统不稳，因此在母线发生故障时应设置专用的母线保护快速切除故障。
本文针对母差保护的原理、母差保护定值整定方法进行研究，并结合海上电力组网高压系统实例进行母差保护配置。
2母差保护原理
母线故障的保护方法主要分为两种：一是利用相邻元件保护装置切除母线故障；二是设置专门的母线保护。为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的，母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、变压器、发电机等），不能像发电机差动保护那样，只用简单的接线加以实现。但不管母线上元件多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的，即：
a.在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，表示为；
b.当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的负荷电流，按基尔霍夫电流定律，（为短路点的总电流）；
母线电流差动保护按其保护范围又可分为完全差动保护和不完全差动保护两种。母线完全差动保护是将母线上所有的连接元件的电流互感器按同名相、同极性接到差流回路该保护的原理接线如图1所示；母线不完全差动保护是只将连接于母线的各有电源元件的电流接入差流回路，而无电源支路的电流不接入差流回路。
其中VCB101和VCB102为电站并网高压开关，VCB104为与其他石油平台电站联络开关，VCB103等为其他平台供电开关，高压母线配置了，某公司PCS-915A母线保护装置。母差保护由分相式比率差动元件构成，5个断路器支路电流构成母线大差差动回路，差动保护根据母线上所有连接元件电流采样值计算出大差电流，构成大差比例差动元件，作为差动保护的区内故障判别元件。母线差动起动元件由电压元件和电流元件组成，当任一相差动电流大于差流起动值时差流元件动作。为防止母差保护误动作，设置了CT断线闭锁、低电压闭锁以及负序、零序电压闭锁，在动作于母线故障跳闸时必须经相应的母线电压闭锁元件闭锁。主要保护定值为：差动启动电流定值、CT断线告警电流定值、CT断线闭锁电流定值、母差低电压闭锁定值、母差负序电压闭锁定值、母差零序电压闭锁定值。
6结论
本文对母线差动保护原理及其定值进行了研究，针对海上石油平台电网高压母线保护存在的不足进行了分析，结合石油平台高压系统实例进行了母线完全差动保护配置，完善了海上平台高压系统的继电保护，一旦高压系统发生短路故障，可以很好的区分高压母线的内外故障，使得保护具有选择性，从而大大提高了电力组网的供电可靠性，该技术第一次应用到海洋石油平台电力系统的继电保护中，未来可推广应用到其他油田的电力组网中，切实保障海洋石油开发的供电可靠性。
参考文献
[1]张保会,尹项根,电力系统继电保护[M],北京:中国电力出版社,2005.
[2]李栋，毛亚军等，BP-2A微机母线差动保护[J]，电力系统自动化，1998,22（6）:58-60
[3]崔瑜,TA饱和对母线差动保护的影响研究[D],北京:华北电力大学,2014
[4]孙维兵，面向智能变电站的分布式母线保护研究[D],山东:山东大学，2012
[5]郑祥云，微机母线保护装置的研究与实现[D]，北京:北京交通大学,2007