第九章 母线保护

第九章母线保护

母线是发电厂和变电所的重要组成部分，在母线上连接着发电厂和变电所的发电机、变压器、输电线路、配电线路和调相设备等，母线工作的可靠性将直接影响发电厂和变电所工作的可靠性。此外，变电所的高压母线也是电力系统的中枢部分，如果母线的短路故障不能迅速地切除，将会引起事故的进一步扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的解列事故。因此，母线的接线方式和保护方式的正确选择和运行，是保证电力系统安全运行的重要环节之一。本章主要介绍母线装设保护的基本原则，母线差动保护的工作原理、接线及整定计算，断路器的失灵保护等。

9.1概述

9.1.1母线的故障

母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件，母线发生故障，将使连接在母线上的所有元件停电。若在枢纽变电所母线上发生故障，甚至会破坏整个系统的稳定，使事故进一步扩大，后果极为严重。运行经验表明，母线故障绝大多数是单相接地短路和由其引起的相间短路。母线短路故障的类型比例与输电线路不同，在输电线路的短路故障中，单相接地故障约占故障总数的70%以上。而在母线故障中，大部分故障是由绝缘子对地放电所引起的，母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往征发展为两相或三相接地短路。

造成母线短路的主要原因有：

①母线绝缘子、断路器套管以及电流、电压互感器的套管和支持绝缘子的闪络或损坏；

②运行人员的误操作，如带地线误合闸或带负荷断开隔离开关产生电弧等。

尽管母线故障的几率比输电线路要少，并且通过提高运行维护水平和设备质量、采用防误操作闭锁装置，可以大大减小母线故障的次数。但是，由于母线在电力系统中所处的重要地位，因此，利用母线保护来减小故障所造成的影响仍是十分必要的。

9.1.2母线的保护方式

母线保护的主要方式有以下两种:

1．利用母线上其他供电元件的保护来切除母线故障

由于低压电网中发电厂或变电所母线大多采用单母线或分段母线接线，与系统的电气距离较远，母线故障不至于对系统稳定和供电可靠性带来很大的影响，所以通常可不装设专用的母线保护，而是利用供电元件（发电机、变压器或有电源的线路等）的后备保护来切除母线故障。

如图9-1所示的采用单母线接线的发电厂，若接于母线的线路对侧没有电源，则此时母线上的故障就可以利用发电机的过电流保护使发电机的断路器跳闸而予以切除。

如图9-2所示的降压变电所，其低压侧的母线正常时分开运行，若接于低压侧母线上的线路为馈电线路，则低压母线上的故障就可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸予以切除。

对图9-3所示的双侧电源网络（或环形网络），当变电所母线上K点短路时，则可以由保护l和2的第Ⅱ段动作予以切除等。

如图9-4所示的单侧电源辐射形网络，当母线上K点发生故障时，可以利用送电线路电源侧的保护的第Ⅱ段或第Ⅲ段（当没有装设第

Ⅱ段时）动作切除故障等。

这些保护方式简单、经济。但切除故障时间较长，不能有选择性地切除故障母线（例如分段单母线或双母线），特别是对于高压电网不能满足系统稳定和运行上的要求。

2．装设专用的母线保护

根据规程规定，下列情况应装设专用的母线保护：

(1)由于系统稳定的要求，当母线上发生故障时必须快速切除。如以上的单母线，重要发电厂的母线或高压侧为以上的重要降压变电所的母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。

(2)在某些较简单或较低电压的网络中，有时没有提出稳定的要求，这时应根据母线发生故障时，主要发电厂用电母线上残余电压的数值来判断。当残余电压低于50%—60%额定电压时，为了保证厂用电及其他重要用户的供电质量，应考虑装设母线专用保护。

(3)双母线和分段单母线上，装设专用的母线保护，可以有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组无故障的母线仍能继续运行，保证了供电的可靠性。

(4)对于固定连接的母线和元件由双断路器连接母线时，应考虑装设专用母线保护。

(5)当发电厂或变电所送电线路的断路器，其切断容量按电抗器后短路选择时，在电抗器前发生短路时保护不能切除，这时应尽量装设母线保护，来切除部分或全部供电元件，以减少短路容量。

9.1.3对母线保护的基本要求

对母线保护的基本要求是：必须快速、有选择地切除故障母线；应能可靠、方便地适应母线运行方式的变化；保护装置应十分可靠和具有足够的灵敏度；接线尽量简化。母线保护的接线方式，对于中性点直接接地系统，为反应相间短路和单相接地短路，应采用三相式接线；对于中性点非直接接地系统，只需反应相间短路，可采

用两相式接线。近年来在母线上装设了自动重合闸装置，由于母线上的很多故障是暂时性的，所以装设母线重合闸对提高供电的可靠性起到了良好的作用。

9.2母线差动保护原理

为了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。由于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），所以母线差动保护就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加以实现。但不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。

(l)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，或表示为∑I=o：当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都向故障点供给短路电流，而在供电给负荷的连接元件中电流等于零，因此∑I=I K。

(2)从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行和外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的，具体的说，就是电流流入的元件和电流流出的元件中电流相位相反。而当母线故障时，除电流等于零的元件以外，其他元件中的电流几乎是同相位的。

根据上述原则可构成不同的母线差动保护，本节主要讨论用于母线的电流差动保护。

9.2.1 母线完全差动电流保护

1．工作原理

母线完全差动电流保护的原理接线如图9-5所示，在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的电流互感器TA。因为在一次侧电流总和为零时，母线保护所用电流互感器必须具有相同的变比n TA。，才能保证二次侧的电流总和也为零。所有TA的二次侧在母线侧的端子连接在一起，另一侧的端子也连接在一起，然后接入差动继电器。这样差动继电器中的电流k I 即为各个母线连接元件二次电流的相量和。

在正常运行及外部故障时，流入继电器的电流是由于各电流互

I ；当母线上（如图中的K 感器的特性不同而引起的不平衡电流unb

点）发生故障时，所有与电源连接的元件都向d点提供短路电流，于是流入差动继电器中的电流为

I 即为短路点的全部短路电流，此电流足够使差动继电器动作

k

而驱动出口继电器，从而使所有连接元件的断路器跳闸。

2．整定计算

母线完全差动电流保护中差动继电器的动作电流应按如下条件考虑，并选择其中较大的一个。

(1)躲过外部故障时所产生的最大不平衡电流

当所有电流互感器均按误差曲线选择，且差动继电器采用具有速饱和铁芯的继电器时，其动作电流可按下式计算，为

I op.r= K rel.I d.max／n TA(9-2)

式中：K rel——可靠系数：

I d.max——在母线范围外任一连接元件上短路时，流过TA一次侧的最大短路电流：

n TA——母线保护所用电流互感器的变比。

(2)电流互感器二次回路断线时不误动

由于母线差动保护电流回路中连接的元件较多，接线复杂，所以电流互感器二次侧断线的几率比较大。为了防止在正常运行情况下，任一电流互感器二次侧断线引起保护装置误动作，动作电流应大于任一连接元件中最大的负荷电流I L.max，即

I op.r= K rel.I L.max／n TA(9-3)

当保护范围内部故障时，应采用下式校验灵敏系数，为

K sen=I d.min／I op.r≥2 (9-4) 式中I d.min应采用实际运行中可能出现的连接元件最少时，在母线上发生故障的最小短路电流的二次值。

完全电流差动保护方式原理比较简单，灵敏度高，选择性好，通常适用于单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况。因为电流互感器二次侧在其装设地点附近是固定的，不能任意切换，所以不能用于双母线系统。

9.2.2母线电压差动保护

在母线发生外部短路时，一般情况下，非故障支路电流不是很大，它们的电流互感器不易饱和，但是故障支路电流集各电源支路电流之和，可能非常大，它就可能极度饱和，相应的励磁阻抗必然很小，极限情况下近似为零。这时虽然一次电流很大，但其几乎全部流入励磁支路，二次电流近似为零。差动继电器中将流过很大的不平衡电流，将使完全电流差动母线保护误动作。为避免这种情况下母线保护的误动，可将图9-5中的电流差动继电器改用内阻很高的电压继电器，其阻抗值很大，一般为2.5 - 7.5kQ。高阻抗母线差动保护的原理接线如图9-6所示。

假设母线上连接有n条支路，第n条支路为故障支路，母线外部短路的等值回路如图9-7所示。图中虚线框内为故障支路TA的等效回路，Z m为励磁阻抗，Zδ1和Zδ2分别为TA的一次和二次绕组漏抗，r为故障支路TA至电压继电器二次回路的阻抗值，rμ为电压差动继电器的内阻。

在外部短路时，若电流互感器无误差，则非故障支路二次电流之和与故障支路二次电流大小相等、方向相反，此时差动继电器（不论是电流型的还是电压型的）中的电流为零，非故障支路二次电流都流入故障支路TA的二次绕组中。外部短路最严重的情况是故障支路的TA出现极度饱和的情况，其励磁阻抗Z m近似为零，一次电流全部流入励磁支路。由于电压差动继电器的内阻rμ很高，非故障支路二次电流都流入故障支路TA的二次绕组，差动继电器中电流仍然很小，不会动作。在内部短路时，所有引出线电流都是流入母线的，所有支路的二次电流都流向电压继电器。由于其内阻很高，电压继电器端出现高电压，于是电压继电器动作。

高阻抗母线差动保护的优点是保护的接线简单、选择性好、灵敏度高，在一定程度上可防止母线发生外部短路并且TA饱和时母线保护的误动作。但高阻抗母线差动保护要求各个支路TA的变比相同，TA二次侧电阻和漏抗要小。TA的二次侧要尽可能在配电装置处就地并联，以减小二次回路连线的电阻。因而此种母线保护一般只适用于单母线。此外，由于二次回路阻抗较大，在区内故障产生大故障

电流的情况下，TA 二次侧可能出现相当高的电压，因此必须对二次电流回路的电缆和其他部件采取加强绝缘水平的措施。

9.2.3具有比率制动特性的母线电流差动保护

具有比率制动特性的母线电流差动保护单相原理接线如图9-8所示。

假设母线上接有元件L 1～L 3，其中一次电流分别'1I 、'2I 、'3I ，

经电流互感器TA 1～TA 3和辅助电流变换器UA I ～UA 3（为减小二次电

流并调整各TA 的变比相等）变换成正比的电流''1I 、''2I 、''3I ，再分

别经二极管VD 1～VD 6）全波整流后输出''1I 、''2I 、''3I ，在制动电阻12R res +12

R res 上形成制动电压U res 。差动电流d I 流经强制电阻R 、

差动变流器和继电器KA 所构成的差动回路，由U A 经整流输出d

I = |''1I +''2I +''3I |，在工作电阻R w 上形成动作电压U op 。差动继电器的

执行元件为干簧继电器KRD ，当U op >U res 时动作。

图中KST 为保护的启动继电器。

正常运行时，设连接元件L 1为负荷，如图9-8所示，电流''1I +''2I

和''3I 大小相等、方向相反。全波整流的过程是：当''1I 和''2

I 为正半周时，分别由极性端经VD 2和VD 4 →I p →12R res →差动回路→N 点：负半周时，经N 点→差动回路→I M →12R res →分别经VD I 和VD 3一UA I 和

UA 2的极性端。电流''3I 在正、负半周时与上述负、正半周的情况类同。

可见，无论正或负半周I P 和I M 的方向总是不变的，而在差动回路

''1I +''2

I 和''3I 方向总是相反的。 制动电流I p =I M = ''1I +''2I +''3I ，在制动电阻上产生的制动电压

为

U res =K 1''1[I +''2I +]''3I 12R res

（9-5） 式中：K 1为变换系数。差动电流d I = ''1I +''2I +''3I 经差动变

流器UA 整流后，在工作电阻Rw 上产生动作电压为

U op = K 2''1|I +''2I +|''3I R w (9-6)

式中：K 2-变换系数。

继电器KRD 的动作条件为

U op -U res - U ds ≥U o (9-7) 式中：U o -----KRD 的启动电压；

U ds --------二极管的导通电压。

将式(9-5)和式(9-6)代入式(9-7)中，则动作条件可写成

值很大，不满足式(9-8)，故继电器不动作。

当外部短路电流互感器严重饱和时（如TA 3），差动回路中的不

平衡电流显著增大，即d I = upb I =''1I +''2I ，不利于保护制动，为此在

差动回路中串接了强制电阻R ，增大R 值，可以减小不平衡电流的影响，使继电器可靠不动作。

当母线短路时，有电源的连接元件向母线提供短路电流，I op 和I res 均较大，但I res 只在电阻12

R res 上产生制动电压U res 。，即p

这种保护的执行元件干簧继电器KRD 动作时间为1—3ms ，制动

回路和动作回路均为电阻性回路，时间常数接近于零，故整组动作时间小于10ms。母线故障时，正是利用保护的快速动作来解决电流互感器饱和对母线保护的影响。

具有比率制动特性的电流差动母线保护，因差动回路总电阻约200Ω，故又称为中阻抗式母线差动保护。它与前述母线保护相比具有如下优点：

①减小了外部短路时的不平衡电流。

②防止内部短路时可能出现的高电压。

③采用比率制动特性保证了动作的选择性并提高了母线故障动作的灵敏性。所以，这种保护在国内高压母线中得到了广泛应用。

9.2.4 电流比相式母线保护

母线完全差动电流保护的动作电流必须躲过外部短路时的最大不平衡电流，当不平衡电流很大时，保护的灵敏系数可能不能满足要求。一种仅比较电流相位关系的电流比相式母线保护可以解决这

一问题。

电流比相式母线保护的基本

原理是根据母线在内部故障和外

部故障时各连接元件电流相位的

变化来实现的。假设母线上只有

两个连接元件，如图9.9所示。

当母线正常运行和外部短路时（如K1点），按规定的电流正方向

来看，'1I 、'2I 大小相等，相位相差180°；而当母线短路时（如K2点），'1I 、'2I 都流向母线，在理想情况下两者相位相同。因此，可以利用电流相位的不同来判断母线是否短路。因为只比较相位，不管电流的大小，所以无须使所有的电流互感器变比相同。

由于这种保护是利用相位比较，所以有以下优点：

①动作条件与幅值无关，因此不要求各电流互感器变比相同。

②因该保护不受不平衡电流的影响，保护灵敏性较高。但是，当母线短路且有电流流出时保护要拒动，因此，对于一个半断路器接线的母线和多角形母线将不能使用。

9.3双母线差动保护

对于双母线，如果采用一组母线运行的方式工作，在运行的母线上发生故障时，将造成全部停电，然后把所连接在此母线上的元件切换至另一组母线上才能恢复供电，这是一个很大的缺点。因此，对于发电厂和重要变电所的高压母线，大多采用双母线同时运行（用母线联络断路器连接两组母线），每组母线上各连接约一半的供电和受电元件。这样当任一组母线上出现故障时，只需切除故障母线，而另一组母线上的连接元件仍可继续运行。所以，大大提高了供电的可靠性。对于这种同时运行的双母线，要求母线保护应能判断母线故障，并具有选择故障母线的能力。

9.3.1 元件固定连接的双母线电流差动保护

元件固定连接的双母线电流差动保护单相原理接线如图9-10所示。

整套保护由三组差动保护组成，每组由启动元件和选择元件构成。第一组由选择元件电流互感器TA1、TA2、TA5和差动继电器KD1组成，用以选择母线I上的故障，动作后准备跳开母线I上所有连接元件的断路器QF1、QF2:第二组由选择元件电流互感器TA3、TA4、TA6和差动继电器KD2组成，用以选择母线Ⅱ上的故障，动作后准备跳开母线II上所有连接元件的断路器QF3、QF4。第三组是由电流互感器TA1—TA6和差动继电器KD3组成的一个完全电流差动保护（总保护），它反应两组母线上的故障，当任一组母线上发生故障时，它都会动作，动作后跳开母联断路器QF5：而当母线外部故障时，它不会动作；在正常运行方式下，它作为整套保护的启动元件；当固定接线方式被破坏以及保护范围外部故障时，可防止保护的非选择性动作。

保护的动作情况说明如下：

在元件固定连接方式下，当正常运行及母线外部（如图9-11中K点）故障时，流经差动继电器KD1、KD2和KD3的电流均为不平衡电流，其值小于保护的整定值，保护不会动作。

当任一组母线（如母线I）短路时，如图9-12所示，由电流的分布情况可见，差动继电器KD1和KD3中流入全部故障电流，而KD2中为不平衡电流，所以KD1和KD3启动。KD3动作后，使母联断路器QF5跳闸，KD1动作后可使断路器QF1和QF2跳闸，并发出相应的信号。这样就把发生故障的母线I从电力系统中切除了，而没有故障的母线II仍可继续运行。同理，可分析出当母线II上某点短路时，只有KD2和KD3动作，使断路器QF3、QF4和QF5跳闸切除故障母线。

元件固定连接方式被破坏时，保护装置的动作情况将发生变化。如将母线I上的L2切换到母线II上工作时（图中未画出切换开关），由于差动保护的二次回路不能随着切换，所以，按原有接线工作的两母线的差动保护都不能正确反映母线上实际连接元件的故障电流，在差动继电器KD1和KD2中将出现差动电流。在这种情况下，当母线外部故障时，差动继电器KD3中仍通过不平衡电流，所以不动作。当任一组母线故障时，三个差动继电器都通过故障电流，使所有断路器都跳闸，将两组母线都切除，将造成保护的非选择性动作。

由此可见，当双母线按照元件固定连接方式运行时，保护装置

可以保证有选择性地只切除发生故障的一组母线，而另一组母线仍可继续运行；当元件固定连接方式被破坏时，任一母线上的故障都将导致切除两组母线，使保护失去选择性。所以，从保护的角度看，希望尽量保证元件固定连接方式不被破坏，这就必然限制了电力系统调度运行的灵活性，这是这种母线保护的主要缺点。

9.3.2母联电流比相式母线差动保护

母联电流比相式母线差动保护是在元件固定连接方式的双母线电流差动保护的基础上改进的，它基本上克服了固定连接方式破坏时，元件固定连接的双母线电流差动保护将失去选择性的缺点，它不受元件连接方式的影响。其原理接线如图9-13所示。

母联电流比相式母线差动保护是利用比较母联断路器中电流与总差动电流的相位来选择出故障母线。这是因为当母线I上故障时，流过母联断路器的短路电流是由母线II流向母线I，而当母线lI上故

障时，流过母联断路器的短路电流则是由母线I流向母线TI。在这两种故障情况下，母联断路器的电流相位变化了180°，而总差动电流是反应母线故障的总电流，其相位是不变的。因此利用这两个电流的相位比较，就可以选择出故障母线，并有选择性的切除故障母线上的全部断路器。基于这种原理，当母线故障时，不管母线上的元件如何连接，只要母联断路器中有电流流过，选择元件KD就能正确工作。所以，对母线上的连接元件就无须提出固定连接的要求。这是母联电流比相式母线差动保护的主要优点。

母联电流比相式母线差动保护主要由启动元件KST和一个选择元件（也称比相元件）KD组成。启动元件接在除母联断路器外所有连接元件的二次电流之和（即总差动电流）回路中，它的作用是区分两组母线的内部和外部短路故障。只有在母线发生短路时，启动元件动作后整组母线保护才得以启动。选择元件KD是一个电流相位比较继电器．它有两个线圈：一个线圈WP接入除母联断路器之外其他连接元件的二次电流之和（即总差动电流）回路申，以反应总差

动电流，d I ；另一个线圈WW则接在母联断路器的电流互感器的二次侧，以反应母联电流b I 。在正常运行或母线外部短路时，流入启动元件KST的电流仅为不平衡电流，KST不启动，整套保护也不会误动作。

母线短路时如图9-13所示，流过KST和WP的总差动电流d I 方向不变，且总是由WP的极性端流入，KST启动。若母线I短路，母

联电流b I 由KD中的工作线圈WW极性端流入，与流入WP的d I 相

同；若母线II短路，且固定连接方式遭到破坏，b I 则由ww非极性端流入，恰好与流入WP的d I 相反。所以，比相元件KD可用于选择故障母线。

母联电流比相式母线差动保护具有运行方式灵活、接线简单等优点，35 - 220kV的双母线得到了广泛的应用。但它也存在如下缺点：(l)正常运行时母联断路器必须投入运行；

(2)保护的动作电流受外部短路时最大不平衡电流的影响；

(3)在母联断路器和母联电流互感器之间发生短路时，将出现死区，要靠线路对侧后备保护来切除故障。

(4)两组母线相继发生故障时，只能切除先发生故障的母线，后发生故障的母线因母联断路器已跳闸，选择元件无法进行相位比较而不动作，因而不能切除故障。

9.3.3双母线保护的其他方法

对于双母线同时运行的母线保护，除上述保护方法外，还可以采用以下的方法来实现母线保护。

1．带比率制动特性的电流差动母线保护

以上同时运行的双母线保护，可以利用上节介绍的带比率制动特性的差动继电器作为选择元件，每组母线装一套，用以选择故障母线。启动元件根据需要可以是带制动特性或不带制动特性的差动继电器。由于动作速度快，当两组母线相继短路时，保护能相继切除两组母线上的所有连接元件。而在母线外部短路时，不论线路电流互感器是否饱和，保护不会误动作。

电力系统继电保护第8章试题 (2)

第8章母线保护 一、是非题 ( )1、母线必须装设专用的保护。 答:Ｆ ( )2、微机母线差动保护的实质就是基尔霍夫第一定律，将母线当作一个节点。 答：T ( )3、微机发电机纵差保护瞬时值在一个周期内应满足基尔霍夫定律。 答：F ( )4、母线充电保护是作为母线故障的后备保护。 答：F ( )5、母线电流差动保护采用电压闭锁元件可防止差动元件误动造成母线电流差动保护误动。 答：T 二、选择题 1、完全电流差动母线保护，连接在母线上所有元件应装设具有（）的电流互感器。 (A)同变比 (B)同变比和同特性 (C)不同变比（D）同等级 答: B 2、比相原理只适用于比较两（）之间的相位关系。 (A)交流量 (B)直流量 (C)同频率交流量（D）绝对值 答: C 3、利用故障分量构成的方向元件，故障分量的电流、电压间的相角由（）决定。（A）母线电压与电流间的相角（B）被保护线路母线背侧的系统阻抗角 （C）母线电压与短路电流（D）被保护线路阻抗角 答：B 4、微机母线完全电流差动保护，连接在母线上所有元件可装设具有（）的电流互感器。 (A)同变比 (B)同变比、同特性 (C)不同变比（D）不同等级 答：C 5、母线充电保护是（）。 (A)母线故障的或备保护 (B)利用母联或分段断路器给另一母线充电的保护 (C)利用母线上任一断路器给母线充电的保护（D）母线故障的主保护 答：B 三、填空题 1、完全母线差动保护，每一支路上电流互感器应选用_________________。 答:相同的变比 2、电流比相式母线差动保护，它是利用_______________来区分母线短路、正常运行及区外

母线的继电保护

母线的继电保护 一．装设母线保护的基本原则 和发电机、变压器一样，发电厂和变电所的母线也是电力系统中的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将使连接在故障母线上的所有元件在修复故障母线期间，或转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电。此外，在电力系统中枢纽变电所的母线上故障时，还可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。母线保护有两种情况，一般说来，不采用专门的母线保护，而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除。例如： 1. 发电厂的出线端采用单母线接线，此时母线上的故障就可以利用发电机的过电流保护使发电机的断路器跳闸予以切除； 2. 对于降压变电所，其低压侧的母线正常时分开运行，则低压母线上的故障就可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸予以切除； 3. 如果是双侧电源网络（或环形网络），如图8—1所示，当变电所B 母线上d 点短路时，则可以由保护1和保护4的第II 段动作予以切除，等等。 图 8-1 在双侧电源网络上，利用电源侧的保护切除母线故障 当利用供电元件的保护装置切除母线故障时，切除故障的时间一般较长。此外，当双母线同时运行或母线为分段单母线时，上述保护不能保证有选择性地切除故障母线。因此，在下列情况下应装设专门的母线保护： （1） 在110KV 及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。 （2） 110KV 及以上的单母线，重要的发电厂的35KV 母线或高压侧为110KV 及以上的重要降压变电所的35KV 母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。 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。 二．母线差动保护的特点 母线差动保护的特点是在母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、变压器、发电机、电抗器等）。例如许继公司的WMH —800系列微机母线保护最多可以连接24个电气元件。由于连接元件多，因此，就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加以实现。但不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。即： 1. 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，或表示为0=∑I ； 2. 当母线上发生故障时， 所有与电源连接的元件都向故障点供给短路电流，A

母线保护调试

母线保护原理及调试 导读：注：TA 变比折算只适用于差动保护，但在充电、过流等保护中，保护瞬时跳开 I 母 所有连接元件，保护瞬时跳开II 母所有连接元件，7、母联充电保护试验， 合充电保护投入” 压板，充电保护自动展宽 300ms ，2）、做充电保护试验，当充电保护动作后，注： a ）充电 保护的时间整定不能超过 300ms ，否则充电保护不会动作， C ）、差动保护是否启动母联失 灵由控制字整定，充电保护启动母联失灵保护不需要控制字，只要在充电延 注：TA 变比折算只适用于差动保护。 例如，母联变比为600/5，其他回路为1200/5， 则在母联加5A 电流，经差流折算后的电流是 2.5A 。但在充电、过流等保护中，母联电流不 受TA 变比折算的影响，如上情况，只要在母联上加入大于实际定值的电流即可，不需要加 2倍的动作电流。 11）、补跳功能试验 将母线上任意元件的刀闸位置断开， 在保证电压闭锁开放的条件下， 做I 母差动试验, 保护瞬时跳开I 母所有连接元件，若此时差流仍然存在， 经过母联失灵延时跳开无刀闸位置 的元件；在保证电压闭锁开放的条件下，做 II 母差动试验，保护瞬时跳开 II 母所有连接元 件，若此时差流仍然存在，经过母联失灵延时跳开无刀闸位置的元件。 若最大单元数是偶数，采用最大单元数除以二， II 母；若最大单元数是奇数，则采用最大单元数加一 后一半默认在II 母。分段元件始终默认 1#单元。 7、母联充电保护试验 合充电保护投入”压板 1）、自动充电：母联断路器断开（母联 TWJ 存在），其中一段母线正常运 行而另一段母线无压，当母联电流从无到有时判为充电状态， 充电保护自动展宽 300ms 。 若在整定延时内母联电流越限即跳开母联断路 器。 手动充电：给母联充电闭锁一个开入，在一条母线正常运行，另一条母线无压的条件 下，若母联电流从无到有时即判为充电状态。 在整定延时内母联电流越限即跳开母联断路器。 2）、做充电保护试验，当充电保护动作后，若母联电流持续存在，充电保 护启动母联失灵，经母联失灵延时跳开所有连接在母线上的元件。 注：a ）充电保护的时间整定不能超过 300ms ，否则充电保护不会动作。 b ）对于单母分段接线，由于其刀闸位置是由软件定的， 一母停运的含义仅为该母无压; 对于双母线接线，一母停运含义除了无压之外还要判该母线无刀闸位置引入。 注：对于单母分段接线元件的划分: 前一半单元默认在I 母，后一半默认在 然后除以二，前一半单元默认在 I 母,

PCS-915 220KV母线保护说明书

7.4整组试验 7.4.1母线差动保护 投入母差保护压板及投母差保护控制字，以下的电流电压均通过光纤加入。 1）区外故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。将元件2TA与母联TA同极性串联，再与元件1TA反极性串联，模拟母线区外故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护不应动作。 2）区内故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。将元件1TA、母联TA和元件2TA同极性串联，模拟I母故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳I母。 将元件1TA和元件2TA同极性串联，再与母联TA反极性串联，模拟II母故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳II母。 投入单母压板及投单母控制字。重复上述区内故障，保护动作切除两母线上所有的连接元件。 3）比率制动特性 通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1及元件2的I母刀闸位置接点。向元件1TA和元件2TA加入方向相反、大小可调的一相电流，则差动电流为 21II&&+，制动电流为() 21IIK&&+?。分别检验差动电流起动定值HcdI和比率制动特性。 4）电压闭锁元件 在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5％以内。 7.4.2 母联充电保护 投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字。短接母联TWJ开入（TWJ＝1），向母联TA通入大于母联充电保护定值的电流，母联充电保护动作跳母联。 7.4.3母联过流保护 投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字。向母联TA通入大于母联过流保护定值的电流，母联过流保护经整定延时动作跳母联。 7.4.4母联失灵保护 按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护向母联发跳令后，向母联TA继续通入大于母联失灵电流定值的电流，并保证两母差电压闭锁条件均开放，经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所有的连接元件。 7.4.5母联死区保护 1）母联开关处于合位时的死区故障 用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护发母线跳令后，继续通入故障电流，经整定延时Tsq母联死区保护动作将另一条母线切除。 2）母联开关处于跳位时的死区故障 短接母联TWJ开入（TWJ＝1），按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护应只跳死区侧母线。（注意：故障前两母线电压均应正常） 7.4.6断路器失灵保护 投入断路器失灵保护压板及投失灵保护控制字，并保证失灵保护电压闭锁条件开放。 对于分相跳闸接点的起动方式：短接任一分相跳闸接点，并在对应元件的对应相别TA中通

继电保护教程 第八章 母线保护

第八章 母线的继电保护 一 装设母线保护的基本原则 母线发生故障的几率较线路低，但故障的影响面很大。这是因为母线上通常连有较多的电气元件，母线故障将使这些元件停电，从而造成大面积停电事故，并可能破坏系统的稳定运行，使故障进一步扩大，可见母线故障是最严重的电气故障之一，因此利用母线保护清除和缩小故障造成的后果，是十分必要的。 母线保护总的来说可以分为两大类型：一、利用供电元件的保护来保护母线，二、装设母线保护专用装置。 一般来说母线故障可以利用供电元件的保护来切除。 B 处的母线故障，可由1DL 处的Ⅱ或Ⅲ段切除，2DL 和3DL 处的发电机、变压器的 过流保护切除。 缺点：延时太长，当双母线或单母线时，无选择性。所以下列情况应装设专门的母线保护： 母线保护应特别强调其可靠性，并尽量简化结构。对电力系统的单母线和双母线保护采用差动保护一般可以满足要求，所以得到广泛应用。 母线上连接元件较多，所以母差保护的基本原则为： （1） 幅值上看：，正常运行和区外故障时)0()0(≠=≠out in I I ，即∑=0I 母线故障时 o u t I ＝0 dz d I I I >=∑动作 （2） 相位上看：正常运行和区外故障时，流入、流出电流反相位 母线故障时 流入电流同相位 母差保护分为：1 母线完全差动 2 固定连接的双母线差动保护 3 电流比相式差动保 护 4 母联相位差动保护 二 母线的完全差动保护

1 作用原理 将母线的连接元件都包括在差动回路中，需在母线的所有连接元件上装设具有相同 变比和特性的CT 。 ① 正常运行或外部故障时 o u t in I I = （321I I I =+） 所以， ∑=-+=03. 2.1 . .I I I I 二次侧 0' 3'2'1=-+=∑I I I I J ② 母线故障时 ∑=++=d I I I I I 3. 2.1 . . 二次侧 dz l d J I n I I I I I >= ++=∑'3'2'1 2 整定计算 两个条件： ① 躲外部短路可能产生的max .bp I l d K bp K J dz n I K I K I max max .1.0??=?= ②CT(LH)二次回路断线时不误动 l f K J dz n I K I /max .?= max f I ： 母线连接元件中，最大负荷支路上最大负荷电流。 取较大者为定值。 2min ≥?= l dzJ d lm n I I K min d I ——连接元件最少时 应用： 35KV 及以上单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况，母线故障时，所有联于母线上的设备都要跳闸。 三 固定连接母线的差动保护 为提高供电的稳定性，常采用双母线同时运行的方式。按一定要求将引出线和有电源的支路固定联于两条母线上——固定连接母线。任一母线故障时，只切除联于该母线上的元件，另一母线可以继续运行，从而缩小了停电范围，提高了供电可靠性，此时需要母线差动保护具有选择故障母线的能力。 1 构成以及作用原理

母线保护及失灵保护

母线保护及失灵保护 辛伟 母线保护： 母线是发电厂和变电站重要组成部分之一。母线又称汇流排，是汇集电能及分配电能的重要设备。运行实践表明：在众多的连接元件中，由于绝缘子的老化，污秽引起的闪路接地故障和雷击造成的短路故障次数甚多。另外，运行人员带地线合刀闸造成的母线短路故障，也有发生。母线的故障类型主要有单相接地故障，两相接地短路故障及三相短路故障。两相短路故障的几率较少。 当发电厂和变电站母线发生故障时，如不及时切除故障，将会损坏众多电力设备及破坏系统的稳定性，从而造成全厂或全变电站大停电，乃至全电力系统瓦解。因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速检测出母线故障所在并及时有选择性的切除故障是非常必要的。 对母线保护的要求： 与其他主设备保护相比，对母线保护的要求更苛刻。 （1）高度的安全性和可靠性 母线保护的拒动及误动将造成严重的后果。母线保护误动将造成大面积停电；母线保护的拒动更为严重，可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。 （2）选择性强、动作速度快 母线保护不但要能很好地区分区内故障和外部故障，还要确定哪条或哪段母线故障。由于母线影响到系统的稳定性，尽早发现并切除故障尤为重要。 母差保护的分类： 母线差动保护按母线各元件的电流互感器接线不同可分为母线不完全差动保护和母线完全差动保护；母线不完全差动保护只需将连接于母线的各有电源元件上的电流互感器接入差动回路，在无电源元件上的电流互感器不接入差动回路。母线完全差动保护是将母线上所有的各连接元件的电流互感器连接到差动回路。母线完全差动保护又包括固定连接方式母差保护、电流相位比较式母差保护、比率制动式母差保护（阻抗母线差动保护）、带速饱和电流互感器的电流式母线保护等。 莲花厂的WMH-800微机型母线保护装置为比率制动式母差保护。 固定连接系指一次元件的运行方式下二次回路结线固定，且一一对应。双母线同时运行方式,按照一定的要求,将引出线和有电源的支路分配固定连接于两条母线上,这种母线称为固定连接母线。这种母线的差动保护称为固定连接方式的母线完全差动保护。 对它的要求是一母线故障时,只切除接于该母线的元件,另一母线可以继续运行,即母线差动保护有选择故障母线的能力。当运行的双母线的固定连接方式被破坏时,该保护将无选择故障母线的能力,而将双母线上所有连接的元件切除。 母联电流相位比较式母线差动保护主要是在母联开关上使用比较两电流相量的方向元件，引入的一个电流量是母线上各连接元件电流的相量和即差电流,引入的另一个电流量是流过母联开关的电流。在正常运行和区外短路时差电流很小，方向元件不动作；当母线故障不仅差电流很大且母联开关的故障电流由非故障母线流向故障母线，具有方向性，因此方向元件动作且具有选择故障母线的能力。 集成电路型母线保护根据差动回路中阻抗的大小，可分为低阻抗型母线保护(一般为几欧姆)，中阻抗型母线保护(一般为几百欧姆)，高阻抗型母线保护(一般为几千欧姆)。 低阻抗型母线保护（一般为几欧姆）：低阻抗母线差动保护装置比较简单，一般采用久

第九章母线保护

第九章母线保护 《继电保护和安全自动装置技术规程》规定 一、非专门母线保护 对于发电厂和主要变电所的3～10kV分段母线及并列运行的双母线，一般可由发电机和变压器的后备保护实现对母线的保护。 二、在下列情况下，应装设专用母线保护 1.35～66kV电力网中，主要变电所的35～66kV双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一段或一组母线上故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电时。 2.110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所的35～66kV母线，按ll0kV线路和220kV 线路要求：ll0kV线路采用远后备方式、220kV线路采用近后备方式，需要快速切除母线上的故障时。 3.对220～500kV母线，应装设能快速有选择地切除故障的母线保护。对1个半断路器接线，每组母线宜装设两套母线保护。 4.须快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证发电厂及电力网安全运行和重要负荷的可靠供电时。 5.当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。 三、专用母线保护应考虑以下问题 1.对于双母线并联运行的发电厂或变电所，当线路保护在某些情况下可能失去选择性时，母线保护应保证先跳开母联断路器，但不能影响系统稳定运行。 2.为防止误动作，应增设简单可靠的闭锁装置(1个半断路器接线的母线保护除外)。 3.母线保护动作后，(1个半断路器接线除外)对不带分支的线路，应采取措施，促使对侧全线速动保护跳闸。 4.应采取措施，减少外部短路产生的不平衡电流的影响，并装设电流回路的断线闭锁装置。 5.在一组母线或某一段母线充电合闸时，应能快速而有选择地断开有故障的母线。在母线倒闸操作时，必须快速切除母线上的故障；同时又能保证外部故障时不误动作。 6.双母线情况下，母线保护动作时，应闭锁可能误动的横联保护。 7.当实现母线自动重合闸时，必要时应装设灵敏元件。 8.对构成环路的各类母线方式(如1个半断路器方式和双母线双分段方式等)，当母线短路，该母线上所接元件的电流可能自母线流出时，母线保护不应因此而拒动。 9.在各种类型区外短路时，母线保护不应由于电流互感器饱和以及短路电流中的暂态分量而引起误动作。

母线差动保护调试方法

母线差动保护调试方法 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

母线差动保护调试方法 1、区内故障模拟，不加电压，将CT断线闭锁定值抬高。 选取Ⅰ母上任意单元（将相应隔离刀强制至Ⅰ母），任选一相加电流，升至差动保护动作电流值，模拟Ⅰ母区内故障，差动保护瞬时动作，跳开母联及Ⅰ母上所有连接单元。跳开Ⅰ母、母联保护信号灯亮，信号接点接通，事件自动弹出。在Ⅱ母线上相同试验，跳开母联及Ⅱ母上所有连接单元。 将任一CT一次值不为0的单元两把隔刀同时短接，模拟倒闸操作，此时模拟上述区内故障，差动保护动作切除两段母线上所有连接单元。（自动互联）。 投入母线互联压板，重复模拟倒闸过程中区内故障，差动保护动作切除两段母线上所有连接单元。（手动互联） 任选Ⅰ母一单元，Ⅱ母一单元，同名相加大小相等，方向相反的两路电流，电流大于CT断线闭锁定值，母联无流，此时大差平衡，两小差均不平衡，保护装置强制互联，再选Ⅰ母（或Ⅱ母）任一单元加电流大于差流启动值，模拟区内故障，此时差动动作切除两段母线上所有连接单元。 任选Ⅰ母上变比相同的的两个单元，同名相加大小相等，方向相反的的两路电流，固定其中一路，升高另外一路电流至差动动作，根据公式计算比率制动系数，满足说明书条件。（大差比例高值，大差比例低值，小差比例高值，小差比例低值，当大差高值或小差高值任一动作，且同时大差和小差比例低值均动作，相应比例差动元件动作。） 2、复合电压闭锁。非互联状态，Ⅱ母无压，满足复压条件。Ⅰ母加入正常电压，单独于Ⅰ母任一支路加入电流大于差动启动电流定值，小于CT断线闭锁定值，

2014-《电力系统继电保护原理》随堂练习库

《电力系统继电保护原理》随堂练习库

判断题(每题1分) 1.电气设备过负荷时,继电保护应将过负荷设备切除。 ( × ) 2.电力系统继电保护装置通常应在保证选择性的前提下,使其快速动作。( √) 3.电力系统发生不对称相间短路时,可将其短路电流分解为正序分量、负序分量和零序分 量。 ( × ) 4.采用900接线的功率方向继电器,两相短路时无电压死区。（√） 5.出线较多的中性点不接地电网发生单相接地时,故障线路保护安装处流过的零序电容电 流比非故障线路保护安装处流过的零序电容电流大得多。 (√ ) 6.中性点不接地电网发生单相接地时,故障线路保护通过的零序电流为本身非故障相对地 电容电流之和。 (× ) 7.距离保护接线复杂，可靠性比电流保护高，这也是它的主要优点。（×） 8.长线路的测量阻抗受故障点过渡电阻的影响比短线路大。（×） 9.高频保护的主要优点是能快速切除被保护线路全长范围内的故障。（√） 10.纵差动保护适用于长线路。 ( × ) 11.平行线路的一回线检修时,横差方向保护应自动退出工作。 (√ ) 12.对输电线路的自动重合闸装置的要求有：动作迅速、允许任意次多次重合、手动跳闸不 应重合。（×） 13.发电机纵差保护的保护范围为发电机的定子绕组，不包括起引出线。（×） 14.对于中性点非直接接地电网，母线保护采用三相式接线。（×） 15.微机型保护与集成电路型保护相比，自检功能更强，理论上可靠性更高。 （√） 16.电力系统发生故障时,继电保护装置如不能及时动作,就会破坏电力系统运行的稳定性。 ( √ ) 17.电力系统故障时,继电保护装置只发出信号,不切除故障设备。 ( × ) 18.电力系统发生不对称相间短路时,可将其短路电流分解为正序分量、负序分量和零序分 量。 ( × ) 19.三段式电流保护中,定时限过电流保护的保护范围最大。 ( √） 20.瞬时电流速断保护的保护范围与故障类型无关。 ( × ) 21.出线较多的中性点不接地电网发生单相接地时,故障线路保护安装处流过的零序电容电 流比非故障线路保护安装处流过的零序电容电流大得多。( √ ) 22.采用00接线方式的阻抗继电器相间短路时的测量阻扰与故障类型无关。（√ ) 23.差动保护也可以作相邻线路的后备保护。 ( × ) 24.电流比相母线保护只与电流的相位有关，而与电流的幅值无关。( √ ) 25.对于中性点非直接接地电网，母线保护采用三相式接线。( × ) 26.对于反应零序电压的发电机定子绕组单相接地保护，越靠近发电机定子绕组中性点接地 时，保护的灵敏度越高。( × )

11母线保护习题分析

母线保护 一、选择题 1.在输电线路发生故障时，保护发出跳闸脉冲，如断路器失灵时断路器失灵保护动作（B） A：再次对该断路器发出跳闸脉冲； B：跳开连接于该线路有电源的断路器； C：只跳开母线的分断断路器。 2、母差保护中使用的母联断路器电流取自II母侧电流互感器，如母联断路器与电流互感器之间发生故障，将造成（D） A：I母差动保护动作切除故障且I母失压，II母差动保护不动作，II母不失压； B：II母差动保护动作切除故障且II母失压，I母差动保护不动作，I母不失压；C：I母差动保护动作使I母失压，而故障未切除，随后II母差动保护动作切除故障且II母失压； D：I母差动保护动作使I母失压，但故障没有切除，随后死区保护动作动作切除故障且II母失压。 3．断路器失灵保护是（C） A：一种近后备保护，当故障元件的保护拒动时，可依靠该保护切除故障； B：一种远后备保护，当故障元件的断路器拒动时，必须依靠故障元件本身保护的动作信号起动换灵保护以后切除故障点； C：一种近后备保护，当故障元件的断路器拒动时，可依靠该保护隔离故障点；D：一种远后备保护，当故障元件的保护拒动时，可依靠该保护切除故障； 4．母线电流差动保护采用电压闭锁元件主要是为了防止( A )。 A.正常运行时误碰出口中间继电器使保护误动 B.区外发生故障时该保护误动 C.区内发生故障时该保护拒动 D.系统发生振荡时保护误动 5．母联电流相位比较式母线差动保护当母联断路器和母联断路器的电流互感器之间发生故障时(A)。

A ：将会快速切除非故障母线，而故障母线反而不能快速切除 B ：将会快速切除故障母线，非故障母线不会被切除 C ：将会快速切除故障母线和非故障母线 D ：故障母线和非故障母线均不会被切除 6．双母线接线形式的变电站，当母联断路器断开运行时，如一条母线发生故障，对于母联电流相位比较式母差保护会(B)。 A ：仅选择元件动作 B ：仅差动元件动作 C ：差动元件和选择元件均动作 D ：差动元件和选择元件均不动作 7．在母差保护中，中间变流器的误差要求，应比主电流互感器严格，一般要求误差电流不超过最大区外故障电流的(C)。 A ：3％ B ：4％ C ：5％ 8．中阻抗型母线差动保护在母线内部故障时，保护装置整组动作时间不大于(B)ms 。 A ：5 B ：10 C ：20 D ：30 9．如右图所示，中阻抗型母差保护中使用的母联断 路器电流取自靠II 母侧电流互感器，如母联断路器的跳 闸保险烧坏(即断路器无法跳闸)，现II 母发生故障，在 保护正确工作的前提下将不会出现的是：(A)。 A ：II 母差动保护动作，丙、丁断路器跳闸，甲、乙线 路因母差保护停信由对侧高频闭锁保护在对侧跳闸，切除故障，全站失压 B ：Ⅱ母差动保护动作，丙、丁断路器跳闸，失灵保护动作，跳甲、乙断路器，切除故障，全站失压 C ：Ⅱ母差动保护动作，丙、丁断路器跳闸，因母联断路器跳不开，导致I 母差动保护动作，跳甲、乙两条线路，全站失压 10．母线差动保护的暂态不平衡电流与稳态不平衡电流相比，(A)。 A ：前者更大 B ：两者相等 C ：前者较小 11．全电流比较原理的母差保护某一出线电流互感器单元零相断线后，保护的动作行为是(B)。 A ：区内故障不动作，区外故障可能动作 B ：区内故障动作，区外故障可能I 母II

35kV 母线差动保护的调试

35kV母线差动保护的调试 周剑平(镇海炼化检安公司) 摘要： 对BUS1000母线差动保护继电器的原理进行分析，介绍了镇海炼化公司第二热电站35kV母线差动保护的调试方法。通过合理的调试，减少由于35kV母线差动保护出现误动而引起故障。关键词：继电器差动保护调试 1概述 镇海炼化公司第二热电站35kV及110kV母线的差动保护采用美国通用电气公司(GE)生产的BUS1000保护装置，BUS1000保护装置是一种高速静态保护系统，动作时间可达到10毫秒，灵敏度高，防误动性能好，运行中如出现电流回路断线，经10秒延时即闭锁继电器出口，防止误动作。BUS1000保护装置对电流互感器的要求不高，允许各回路的电流互感器具有不同的变比，但变比差异不能超过10倍，互感器的最小饱和电压应大于100V。 2000年8月，发生炼油303线电缆炸裂事故，二电站的35kV母差保护出现误动，至使部分装置失电，影响到生产。因此，搞清BUS1000保护装置误动的原因及采取何种方法解决，如何通过合理的调试来验证保护装置的完好显得尤为重要。 2BUS1000保护装置的动作原理 图1和图2分别为BUS1000保护装置内部故障及外部故障的原理图。

图1内部故障时BUS1000原理图 图2外部故障时BUS1000原理图

被保护母线上各线路的电流互感器(即主电流互感器)二次电流经BUS1000装置中的辅助电流互感器转换为统一的0～1A的电流，再经电流/电压转换板变成0～1V交流电压信号，经整流后成为直流电压信号。由图中可以看出，整流后的直流电压VF与各线路的电流之和成正比，V D 与各线路的电流之差成正比。BUS1000保护装置是一个比率制动差动保护，用VF作制 动量，反应制动电流I F ，V D 作动作量，反应差动电流I D ，V D 和V F 经加法器和电平比较器后获得 以下动作特性： I D -KI F ≥0.1 式中：I D －差动回路电流； I F －制动回路电流； K－比率制动系数。 电平比较器是一个固定门槛的比较器，当输入差流大于0.1安培时输出信号，继电器动作。比率制动系数K可在0.5～0.9之间调节，它决定了继电器的动作特性和灵敏度。图3为继电器的动作特性曲线(图中电流值为辅助电流互感器二次值)。 图3BUS1000的比率差动特性曲线图

BP-2B微机母线保护装置技术说明书V1.02

B P-2B微机母线保护装置技 术说明书V1.02 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1 概述 (4) 1.1 应用范围 (4) 1.2 保护配置 (4) 1.3 主要特点 (4) 2 技术参数 (5) 2.1 额定参数 (5) 2.2 功耗 (5) 2.3 交流回路过载能力 (5) 2.4 输出接点容量 (6) 2.5 装置内电源 (6) 2.6 主要技术指标 (6) 2.7 环境条件 (6) 2.8 电磁兼容 (6) 2.9 绝缘与耐压 (7) 2.10 通讯 (7) 2.11 机械性能 (7) 3 装置原理 (7) 3.1 母线差动保护 (7) 3.1.1 起动元件 (8) 3.1.2 差动元件 (9) 3.1.3 TA（电流互感器）饱和检测元件 (12) 3.1.4 电压闭锁元件 (12) 3.1.5 故障母线选择逻辑 (13) 3.1.6 差动回路和出口回路的切换 (15) 3.2 母联（分段）失灵和死区保护 (19) 3.3 母联（分段）充电保护 (21) 3.4 母联（分段）过流保护 (23) 3.5 电流回路断线闭锁 (24) 3.6 电压回路断线告警 (25) 3.7 母线运行方式的电流校验 (25) 3.8 断路器失灵保护出口 (26) 3.8.1 与失灵起动装置配合方式 (26) 3.8.2 自带电流检测元件方式 (26) 3.8.3 失灵电压闭锁元件 (27) 3.8.4 母线分列运行的说明 (28) 4 整定方法与参数设置 (29) 4.1 参数设置的说明 (29) 4.1.1 装置固化参数 (30) 4.1.2 装置系统参数 (30) 4.1.3 装置使用参数 (32) 4.2 整定值清单 (33)

电力系统继电保护 第八章

第8章 母 线 保 护 母线是发电厂和变电所的重要组成部分，在母线上连接着发电厂和变电所的发电机、变压器、输电线路、配电线路和调相设备等，母线工作的可靠性将直接影响发电厂和变电所工作的可靠性。此外，变电所的高压母线也是电力系统的中枢部分，如果母线的短路故障不能够迅速地切除，将会引起事故的进一步扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的解列事故。因此，母线的接线方式和保护方式的正确选择和运行，是保证电力系统安全运行的重要环节之一。本章主要介绍母线装设保护的基本原则、母线差动保护的原理等。 8.1 母线的故障及装设保护的原则 母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件，母线发生故障，将使连接在母线上的所有元件停电。若在枢纽变电所母线上发生故障，甚至会破坏整个系统的稳定，使事故进一步扩大，后果极为严重。 运行经验表明，母线故障绝大多数是单相接地短路和由其引起的相间短路。母线短路故障的类型比例与输电线路不同，在输电线路的短路故障中，单相接地故障约占故障总数的80%以上。而在母线故障中，大部分故障是由绝缘子对地放电所引起的，母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。 造成母线短路的主要原因有： ①母线绝缘子、断路器套管以及电压、电流互感器的套管和支持绝缘子的闪络或损坏。 ②运行人员的误操作，如带地线误合闸或带负荷拉开隔离开关产生电弧等。 尽管母线故障的几率比线路要少，并且通过提高运行维护水平和设备质量、采用防误操作闭锁装置，可以大大减小母线故障的次数。但是，由于母线在电力系统中所处的重要地位，利用母线保护来减小故障所造成的影响仍是十分必要的。 由于低压电网中发电厂或变电所母线大多采用单母线或分段母线，与系统的电气距离较远，母线故障不致对系统稳定和供电可靠性带来影响，所以通常可不装设专用的母线保护，而是利用供电元件(发电机、变压器或有电源的线路等)的后备保护来切除母线故障。 如图8.1所示的采用单母线接线的发电厂，若接于母线的线路对侧没有电源，此时母线上的故障就可以利用发电机的过电流保护使发电机的断路器跳闸而予以切除。 图8.2所示的降压变电所，其低压侧的母线正常时分开运行，若接于低侧母线上的线路为馈电线路，则低压母线上的故障就可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸予以切除。

讲的详细两种型号的母线保护装置讲解~

讲的详细！两种型号的母线保护装置讲解~ PCS-915GA保护介绍 PCS-915C-DA-G 母线保护装置装置背板示意图 PCS-915C-DA-G 型母线保护装置设有母线差动保护及失 灵经母差跳闸功能。PCS-915 系列微机母线保护是新一代全面支持数字化变电站的保护装置，装置可支持电子式互感器和常规互感器，支持电力行业通讯标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代变电站通讯标准IEC61850。本装置适用于220kV 及以上电压等级的3/2 主接线系统，SV 采样，GOOSE 跳闸。装置最大支持10 个间隔（含母联）。根据国网六统一装置命名规范，适用于上述主接线系统的装置型号为PCS-915C-DA-G。装置硬件配置及端子定义注意：PCS-915 母线保护装置中的插件分必选插件和可选插件，其中必选插件必须配置，可选插件则可根据工程需求选择配置。上图主机装置中1、2、3 槽为必选插件，5、7、9、14、15为可选插件。光纤收发端口定义如下：虚端子说明原理说明母线差动保护失灵经母差跳闸与一个半开 关的断路器失灵保护配合，完成失灵保护的联跳功能。当母线所连接的某个断路器失灵时，该断路器的失灵保护动作接点提供给本装置。本保护检测到此接点动作时，经50ms 固定延时联跳母线的各个连接元件。为防止误动，在失灵联跳

逻辑中加入了失灵扰动就地判据。交流电流断线检查1）差动电流大于CT 断线闭锁定值，延时5 秒发CT 断线报警信号。2）当发生CT 断线，随后电流回路恢复正常，须按屏上复归按钮复归报警信号，母差保护才能恢复运行。3）差动电流大于CT 断线告警定值时，延时5 秒报CT 异常报警。SV 退出功能当退出SV 接收软压板时，相应间隔的电流清0，并屏蔽相关链路报警。数据异常对保护的影响为了防止单一通道数据异常导致保护装置被闭锁，装置将按照光纤数据通道的异常状态有选择性地闭锁相关的保护元件，具体原则为：1）采样数据无效时采样值不清零，显示无效的采样值。2）某段母线电压通道数据异常不闭锁保护，并开放该段母线电压闭锁。3）支路电流通道数据异常，闭锁差动保护及相应支路的失灵保护，其他支路的失灵保护不受影响。4）母联支路电流通道数据异常，闭锁母联保护，母线自动置互联。GOOSE 检修位处理方法当GOOSE 信号发送方和接收方的检修状态不一致时，GOOSE 信号将在接收方被置为无效。SV 检修位处理方法在SV 接收软压板投入的情况下，如果保护装置的检修状态和对应间隔MU 检修位不一致时，该间隔采样数据将在接收方被置为无效，装置报警且闭锁差动保护和本间隔其他保护。插件说明MON 插件MON 插件为本装置的第一个插件（背视图左端开始），槽号为01。MON 插件由高性能的嵌入式处理器、

母线保护保护配置及测试交流

母线保护保护配置及测试方法 一、母线保护的几个术语和概念 ●主接线形式 常见的主接线形式：单母线接线形式、单母分段接线形式、单母三分段接线形式、双母线接线形式、双母单分段接线形式、双母双分段接线形式；3/2接线形式。 其他主接线形式：单母分段分段兼旁路接线形式、双母线母联兼旁路接线形式、双母线旁路兼母联接线形式、双母线母线兼旁母接线形式。 ◆单母线接线形式 特点：单母线运行方式固定，接线简单清晰，设备少、投资小运行操作方便，利于扩建。但可靠性和灵活性较差，母线发生故障时跳开母线上所有连接元件，检修时也需全站停电。 ◆单母分段接线形式 II I 需根据分段刀闸位置、分段断路器位置识别分段运行状态；分段TA极性端默认在I母侧。 特点：单母线分段接线可以减少母线故障的影响范围，提高供电的可靠性。当一段母线有故障时，分段断路器在继电保护的配合下自动跳闸，切除故障段，使非故障母线保持正常供电，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。对于重要用户，可以采用双回路供电，将双回路分别接引在不同分段母线上，保证不中断供电。

◆双母线专设母联接线形式 I I I 需根据各元件刀闸位置确定该元件所运行母线，根据母联刀闸位置、母联断路器位置识别母联运行状态，母联TA 极性端默认在I 母侧。 特点：具有两组结构相同的母线，每一回路都经一台断路器、两组隔离开关分别连接到两组母线上，两组母线之间通过母联断路器来实现联络。双母线接线比单母线分段接线的供电可靠性高、运行灵活，但投资也明显增大，因此，只有当进出线回路数较多、母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求尽快恢复送电、母线和母线隔离开关检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求等情况下，才采用双母线接线方式。 ◆单母双分段接线形式 II I III 根据分段刀闸位置、分段断路器位置识别分段运行状态；分段1的TA 极性端默认I 母侧，分段2的TA 极性端默认II 母侧。 ◆双母单分段接线形式

8、母线保护调试

一、装设母线保护基本原则 （一）母线的短路故障 母线是电力系统中的重要的一次设备，母线的作用是集中和分配电能。母线上接有高压线路、变压器、高压电动机、分段和母线联络断路器等设备。若母线发生故障，将使接于母线上的所有设备断路器动作，使其上的全部设备被迫停电，造成大面积停电，危及设备安全，甚至使电力系统稳定性遭到破坏，导致电力系统崩溃瓦解。 常见的母线故障有母线绝缘子和断路器套管的闪络或损坏、母线电压互感器、母线与断路器之间的电流互感器的故障、运行人员的误操作等。母线所表现出的故障类型有各种类型的接地短路和相间短路。 （二）、母线故障的保护方式 母线保护的方式有两种：一是利用供电元件的保护兼作母线保护；另一种是采用专用母线保护。 1.供电元件保护兼作母线保护 （1）图1-1为一降压变电所，其低压侧采用单母线分段接线，正常运行时QF5断开，则母线K点的故障就可以由变压器T1的过电流保护使QF1及QF2跳闸切除故障。变压器T1的过电流保护兼作母线保护。 图1-1 变压器过电流保护兼作低压母线故障保护图 1-2 发电机过电流保护兼作母线故障保护 （2）图1-2为一单母线接线的发电厂，其母线K点故障可以由发电机过电流保护使QF1及QF2跳闸切除故障。发电机过电流保护兼作母线保护。 （3）图1-3为双侧电源辐射性电网，在B母线上发生故障时，可以利用线路断路器QF1及QF4所对应的保护的第Ⅱ段将故障切除。

图1-3 双侧电源辐射性电网线路保护兼作母线故障保护 2.专用母线保护 当利用供电元件的保护装置兼作母线保护来切除母线故障时，故障切除的时间较长，而且当母线为单母线或双母线接线时，上述保护不能有选择性的切除故障母线。因此应装设专用母线保护。根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，在下列情况下应装设专用母线保护： （1）110kV及以上双母线或分段母线，为了保证有选择性地切除任一条母线故障。 （2）110kV单母线、重要发电厂35kV母线或110kV及以上的重要降压变电所的35kV母线，按照电力系统稳定性和保证母线电压等要求，需要快速切除母线上故障时。 为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按照差动原理构成。即不管母线上有多少电气元件，都可以利用各元件电流之和（即公式）在正常运行或外部故障时为零，在内部故障时为短路点总电流。 对于重要的220～500kv的超高压变电站按照要求应当装设母线保护以保证系统稳定性，而对于500kv和重要的220kv变电站配置双重化的母线保护。另对于母线故障要求有选择性切除故障及快速切除母线故障的变电站也可装设专用母线保护。 对于低压母线当在母线发生故障时如无专用母线保护则只能靠变压器后备保护及相邻的其它保护切除母线故障。 （三）、母线保护类型 母线保护一般采用差动原理构成，包括完全电流母差保护、不完全电流母差保护及电流相位比较式母差保护。大多数母差保护采用完全电流母差保护，在中低压母差保护当负荷支路很多时则可采用不完全电流母差保护，对于电流相位比较式母差保护则极少采用了。

母线保护小知识

母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。迄今为止，在电网中广泛应用过的母联电流比相式差动保护、电流相位比较式差动保护、比率制动式差动保护，经各发、供电单位多年电网运行经验总结，普遍认为就适应母线运行方式、故障类型、过渡电阻等方面而言，无疑是按分相电流差动原理构成的比率制动式母差保护效果最佳。 但是随着电网微机保护技术的普及和微机型母差保护的不断完善，以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的局限性逐渐体现出来。从电流回路、出口选择的抗饱和能力等多方面，传统型的母差保护与微机母差保护相比已不可同日而语。尤其是随着变电站自动化程度的提高，各种设备的信息需上传到监控系统中进行远方监控，使传统型的母差保护无法满足现代变电站运行维护的需要。 下面通过对微机母差保护在500 kV及以下系统应用的了解，依据多年现场安装、调试各类保护设备的经验，对微机母差保护与以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的原理和二次回路进行对比分析。 1微机母差保护与比率制动母差保护的比较 1.1微机母差保护特点 a. 数字采样，并用数学模型分析构成自适应阻抗加权抗TA饱和判据。 b. 允许TA变比不同，具备调整系数可以整定，可适应以后扩建时的任何变比情况。 c. 适应不同的母线运行方式。 d. TA回路和跳闸出口回路无触点切换，增加动作的可靠性，避免因触点接触不可靠带来的一系列问题。 e. 同一装置内用软件逻辑可实现母差保护、充电保护、死区保护、失灵保护等，结构紧凑，回路简单。 f. 可进行不同的配置，满足主接线形式不同的需要。 g. 人机对话友善，后台接口通讯方式灵活，与监控系统通信具备完善的装置状态报文。 h. 支持电力行业标准IEC 608705103规约，兼容COMTRADE输出的故障录波数据格式。 1.2基本原理的比较 传统比率制动式母差保护的原理是采用被保护母线各支路(含母联)电流的矢量和作为动作量，以各分路电流的绝对值之和附以小于1的制动系数作为制动量。在区外故障时可靠不动，区内故障时则具有相当的灵敏度。算法简单但自适应能力差，二次负载大，易受回路的复杂程度的影响。 但微机型母线差动保护由能够反映单相故障和相间故障的分相式比率差动元件构成。双母线接线差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。大差是除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差回路，某段母线的小差指该段所连接的包括母联和分段断路器的所有支路电流构成的差动回路。大差用于判别母线区内和区外故障，小差用于故障母线的选择。 这两种原理在使用中最大的不同是微机母差引入大差的概念作为故障判据，反映出系统中母线节点和电流状态，用以判断是否真正发生母线故障，较传统比率制动式母差保护更可靠，可以最大限度地减少刀闸辅助接点位置不对应而造成的母差保护误动作。 1.3对刀闸切换使用和监测的比较 传统比率制动式母差保护用开关现场的刀闸辅助接点，控制切换继电器的动作与返回，电流回路和出口跳闸回路都依赖于刀闸辅助接点和切换继电器接点的可靠性，刀闸辅助接点和切换继电器的位置监测是保护屏上的位置指示灯，至于继电器接点好坏，在元件轻载的情况下无法知道。 微机保护装置引入刀闸辅助触点只是用于判别母线上各元件的连接位置，母线上各元件的电流回路和出口跳闸回路都是通过电流变换器输入到装置中变成数字量，各回路的电流切换用软件来实现，避免了因接点不可靠引起电流回路开路的可能。 另外，微机母差保护装置可以实时监视和自检刀闸辅助触点，如各支路元件TA中有电流而无刀闸位置；两母线刀闸并列；刀闸位置错位造成大差的差电流小于TA断线定值但小差的差电流大于TA断线定值时，均可以延时发出报警信号。微机母差保护装置是通过电流校验实现实时监视和自检刀闸辅助触点，并自动纠正刀闸辅助触点的错误的。运行人员如果发现刀闸辅助触点不可靠而影响母差保护运行时，可以通过保