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母线差动保护讲义

第二章母线差动保护1、差动保护差动保护设置大差及各段母线小差，大差作为小差的起动元件，用以区分母线区内外故障，小差为故障母线的选择元件。

其动作方程为：dI ∙=∑=n1i ..i I (I d ----某一时刻差动电流瞬时值)fI =∑=n 1i .iI(I f ----同一时刻制动电流瞬时值)I d =│d I ∙│>K f I (K-----比率制动系数) I d =>I dd (I dd ----差动电流整定门坎)如满足上式的动作方程，判为母线内部故障，母线保护动作，跳开联接于故障母线的所有断路器。

注：大差不包括母联电流，每段母线小差只包括各自所有连接单元电流。

制动电流也如此。

大差I d =│d I ∙│= │1I ∙ + 2I ∙ + 3I ∙│I f =|f I ∙|=│1I ∙│ + │2I ∙ │+ │3I ∙│I 母小差：I d1 =│d1I ∙│= │1I ∙+ 2I ∙+ ML I ∙│I f1 =|f1I ∙|=│1I ∙│ + │2I ∙ │+ │ML I ∙│II 母小差：I d 2=│d2I ∙│= │3I ∙ + ML I ∙│ I f2=|f2I ∙|=│3I ∙│+ │ML I ∙│差动保护逻辑框图（以双母线I 母故障为例）如下：母线差动保护逻辑框图图中I d：大差电流I d1：I母小差电流I dd：大差门坎I dx：小差门坎K：比率制动系数I f：总制动电流I f1：I母制动电流U1bs：I母电压闭锁2、CT饱和的影响及防范措施当母线外部发生故障特别是母线近端发生外部故障时，由于直流分量的影响，CT 可能发生饱和，使TA 的二次电流发生畸变，不能真实反映系统的一次电流，在差动回路中有差电流存在，严重时可能导致差动保护误判。

为解决TA饱和对差动保护判据的不利影响，采用“同步识别法”抗TA饱和措施。

同步识别法基于饱和TA特征：1）在系统发生故障瞬间，无论一次电流有多大，TA不可能同步饱和。

母线差动保护培训提纲

母差保护一、母线故障1、母线的功能：在发电厂和变电所中，屋内和屋外配电装置中的母线是电能集中与分配的重要环节，它的安全运行对不间断供电具有极为生要的意义，虽然对母线进行着严格的监视和维护，但它仍有可能发生故障。

2、母线发生故障的主要原因及危害：①、母线绝缘子及断路器套管闪络；②、电压互感器或装于母线与断路器之间的电流互感器故障；③、母线隔离开关在操作时绝缘子损坏；④、运行人员的误操作。

危害：母线故障是电力系统电气设备最严重的故障之一：①、它使连接在故障母线上的所有元件在母线故障修复期间或切换到另一组母线所必须的时间内遭到停电；②、母线故障时，由于母线电压极度降低，可能破坏整个电力系统的正常工作。

二、母线保护1、母线保护实现的方式（1）利用供电元件的保护装置来保护母线当发电厂和变电所的母线上短路时，若连接在母线上的供电元件的保护装置能够保证系统所要求的迅速性、选择性和灵敏性的条件并且在主要发电厂厂用电母线上残余电压不低于允许值（一般要求不低于50~60%）（2）装设母线的专用保护在下列情况下装设：①、在110KV以上电压等级电网的发电厂变电所双母线和分段单母线②、110KV及以上电压的单母线，重要发电厂35KV母线及高压侧为110KV及以上重要降压变电所的35KV母线，若依靠元件保护会引起系统振荡的、电力系统稳定遭到破坏等严重后果等③、当母线上发生三相短路使主要发电厂厂用母线的残余电压低于50~60%，切除时间较长时，将影响厂用电的安全运行，而重要用户将会由于电压剧降而自动减负荷。

2、母线保护的种类母差保护、母线充电保护、断路器失灵保护、母联死区保护、母联过流保护以及母联非全相保护等现主要介绍一下我们常用的母线充电保护、断路器失灵活保护及母差保护：母线充电保护：在任一组母线检修后再投入之前，如利用母联断路器对该母线加电压，即进行充电试验时可投入母联充电保护，当被试验母线存在故障时，利用充电保护切除故障。

母差保护培训部分

母差保护原理
采用比率制动原理：
母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择
I II
母差保护原理
标准双母线差流计算示意图
母差保护原理
* *
I母小差电流
* * * *
II母小差电流
* * *
大差电流
*
旁母
*
·
·
*
*
·
·
*
·*
I母
II母
母联兼旁路（母联方式）差流计算示意图
母差保护原理
m
∑I
j =1
m
j
> I cdzd
m
∑
I
j =1
j
> K
∑
I
j =1
j
制动系数K可整定
稳态比率差动保护
∑I
j
∑I
j
=∑ Ij
动作区
∑I
j
= K∑ I j
I cdzd
∑I
j
比例差动元件动作特性曲线
保护对运行方式的自适应
I II
当母联开关分裂运行时自动将大差比率差动的制动系数定值转为低定值。
母线差动保护培训
讲解: 讲解:叶远波
安徽省电力调通中心
硬件结构
先进的硬件核心
采样及运算单元采用高速数字信号处理芯片（DSP）以及32位微处理器，精度高、速度快，保证了保护算法的实时计算（24点/周波）。输入、输出逻辑单元采用大规模可编程逻辑阵列，灵活性高、兼容性强，在同一硬件平台上可开发出多种保护装置。
500
≥ 1 &
SW
YB
I母电压闭锁开放

母线保护培训资料

母线保护培训资料母线保护是电力系统中一项重要的保护措施，旨在保证电力系统中的母线安全运行。

本文将对母线保护的基本知识、原理和常见的保护方案进行介绍。

一、母线保护的基本知识1. 母线的定义与作用母线是电力系统中的一种输电装置，用于集中连接发电机、变压器等电力设备，并向输电线路提供电能。

母线在电力系统中起着重要的承载和分配电能的作用。

2. 母线保护的意义母线作为电力系统的重要组成部分，一旦发生故障，将会对整个电力系统产生严重影响甚至导致系统崩溃。

因此，对母线进行保护是确保电力系统安全稳定运行的重要措施。

二、母线保护的原理1. 过流保护过流保护是最常见的母线保护方式之一。

通过设置过流保护装置，当母线发生短路或故障时，及时切断故障点电路，保护母线不受损坏。

2. 差动保护差动保护是指将母线两端的电流进行比较，一旦出现不平衡情况，即表明母线可能发生故障，差动保护就会切断故障点电路，以保护母线。

3. 电压保护电压保护是用于检测母线电压异常的保护方案。

当母线电压超过或低于设定值时，电压保护会切断母线电流，避免电压异常对母线造成损坏。

三、常见的母线保护方案1. 零序电流保护零序电流保护是一种常用的母线差动保护方案。

通过检测母线的零序电流，一旦电流不平衡超过设定值，保护装置会立即切断故障点电路，保护母线。

2. 过电压保护过电压保护是保护母线电压超过额定值时使用的保护方案。

它通过检测母线电压，一旦超过设定值，就会切断电路，避免电压过高损坏母线。

3. 频率保护频率保护用于保护母线频率超出额定范围的情况。

当母线频率异常时，频率保护装置会立即切断故障点电路，以保护母线。

四、母线保护培训的重要性母线保护培训对于电力系统的运维人员来说非常重要。

通过培训，他们可以了解母线保护的基本知识和原理，熟悉常见的保护方案，并能够操作和维护母线保护装置，确保电力系统的安全和可靠运行。

五、母线保护培训的内容母线保护培训的内容包括母线的基本知识和作用、母线保护的原理和常见方案、母线保护装置的操作和维护等。

母线差动保护培训课件

1. 由于电流互感器存在角度误差，因此即使一、二次电流有效值的差不大于 10％，它所引起的差电流也往往会大于一次电流的10％。
2. 即使一次电流达到100多倍额定电流，其二次电流也不会为零。 3. 当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，在暂态过程中，尤
其是在起始的2～3个周波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的差电流。 4. 短路初始阶段电流互感器并不会马上饱和，一、二次总有一段正确传变时间，一般情况下该时间大于2ms。
1
.
I1
TA1
2
.
I2
TA2
.I3
TA3
3
.I4
TA4
4
母线差动保护遇到的主要问题
负荷电流产生的制动电流将影响重负荷下母线上发生高阻接地时，差动保护的灵敏度。希望差动保护的动作应尽量不受负荷电流、短路点的过渡电阻的影响。
当母线运行方式发生变化时不必进行二次回路的切换，仍然能只切故障母线。
I
m
I
j
DIT
DI cdzd
j 1
K
DIcdzd
m
I
j
m
K I j
j 1
j 1
I
大差可整定，小差 K
K 0.75
该继电器在母线内部短路时可快速、灵敏地动作；母线外短路
TA不饱和时能可靠不动。
•工频变化量阻抗继电器( ) Z
ZS1 ZS2 ZS3
Rg
ES1 ES 2 ES3
工频变化量阻抗继电器( ）Z
无论是母线内、母线外故障，元件都会自U适应地开放。
自适应加权算法 S S
0
加权算法
t
0
t
等权算法Βιβλιοθήκη • 以 U元件动作为基准时间，U元件动作后 BLCD 和 Z

电力系统继电保护：母线保护功能培训

显示、人机对话
管理、通信
通信
CAN总线
CPU A/D
CPU A/D
变换器
智能 DI
模块
运行条件等
智能 DO
模块
跳闸、信号等
硬件平台介绍-双AD采集、互检
全面、实时的自检
数据交换
CPU
CPU
A/D
A/D
uA
硬件平台介绍-开入自检
脉冲
K
＋5V
K反
K正
硬件平台介绍-开出自检
5V+ R2 V2
驱动QDJ
常见的母线主接线-双母线
I母
II母
1G
2G
3G
旁母
4G
母联旁路
常见的母线主接线-单母分段
I母 II母
分段
常见的母线主接线-双母单分段
分段
I母
III母
母
母
联
联
1
2
II母
常见的母线主接线-双母双分段
分段1

I母
母联
II母
III母
IV母
母
联
分段2
常见的母线主接线-3/2接线（一个半接线）
I母
II母
并列运行方式下，各母线的小差均计入母联电流。注：运行状态判别条件是母线有压或者有流。
并列运行时的母线故障
保护动作逻辑为：
① 大差判为母线内部故障
② Ⅰ母小差判为I母区内故障，动
I
作跳开Ⅰ母相关支路和母联
Ⅱ
③ Ⅱ母小差判为II母区外故障，
不动作
II母故障动作逻辑类似
并列运行时的死区故障
保护动作逻辑为：
母联合闸后被充电母线发生故障

母差培训讲义

母差保护的相关知识一、母差保护的相关概念：1、母差第一节母线差动保护简述在发电厂或变电所的母线上，有可能发生单相接地或者相间短路故障．发生母线故障的原因有以下几个方面：(1)外力破坏。

例如：变电所内的高大设备(如避雷针等)倒塌，金属物落在母线上；站内施工时，吊车碰撞母线等。

(2)绝缘子的损坏。

例如：支持瓷瓶的损坏；与母线联接的电流互感器、电压互感器的损坏等。

(3)误操作引起母线故障。

例如：带负荷拉开隔离开关引起弧光造成母线短路：带地线误合闸等．母线故障虽不常见，但一旦发生，则是电气设备最严重的故障之一．因为发生故障时，母线上所连接的元件都被迫停电，并可能造成系统失去稳定，从而扩大了事故，危及整个电力系统的安全运行。

当母线发生故障时，可以利用电源侧的保护装置(如电源侧装的过电流或距离保护，零序过电流保护等)切除故障．这样的保护方式是最简单的，母线本身不需加任何保护装置。

但最大的缺点就是切除故障时间过长，往往不能满足系统稳定的要求。

因此，这种保护方式只能适应于不重要的较低电压的网络中．至于是否需要装设母线差动保护，应根据以下条件而定；(1)应考虑系统稳定的要求：当母线上发生故障而不能快速切除时，就会破坏系统的稳定性，在这种情况下就必须装设母线差动保护。

(2)对于具有分段断路器的双母线，并带有重要负荷而线路数又较多时，应视具体情况确定是否装设母线差动保护．(3)对于发电厂或变电所送电线路的断路器，当其切断容量按电抗器后短路选择的，则在电抗器前(即线路端)发生短路时保护不能起动，此时应装设母线差动保护．对于母线差动保护的基本要求有：(1)应能快速地、有选择性地将故障切除。

(2)保护装置必须是可靠的，灵敏度必须是足够的。

(3)对于中性点直接接地系统应装设三相电流互感器，对于中性点非直接接地系统应装设两相电流互感器，因为这时只要反应相同故障．二、母线差动保护基本原理,用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。

母线保护培训资料

适应新能源发展
随着新能源的大规模接入，母线保护技术需要适应新能源的发展，确保电力系统的安全稳定运行。
走向国际化
母线保护技术的发展将走向国际化，加强国际合作与交流，推动母线保护技术的共同发展。
母线保护的应用前景与挑战
应用前景广阔
母线保护技术在电力系统中具有广泛的应用前景，尤其在智能电网、新能源等领域发挥着重要作用。
挑战与机遇并存
在母线保护技术的发展过程中，仍存在诸多挑战和问题，但随着技术的不断进步和市场的不断扩大，也给母线保护技术的发展带来了机遇。
THANKS
感谢观看
01
02
03
电流互感器
用于采集母线电流信号，提供保护装置所需的电流信息。
电压互感器
用于采集母线电压信号，提供保护装置所需的电压信息。
继电器
根据电流和电压信息，判断是否发生故障，并输出跳闸信号。
母线保护装置的主要功能
故障检测
故障定位
实时监测母线电流和电压，及时发现异常。
确定故障所在的支路，便于维修。
可靠性和灵敏度。
智能化应用
人工智能技术的发展为母线保护提供了新的解决方案，通过智能化算法实现对母线故障的
快速识别和定位。
多样化保护方式
针对不同母线类型和运行环境，出现了多种保护方式，如集中式保护、分布式保护等，以
满足不同场景的需求。
母线保护技术的未来展望
保护装置的更新换代
随着技术的不断进步，未来母线保护装置将不断更新换代，提高保护装置的稳定性和可靠性。
母线保护的局限性
适用范围有限
母线保护装置主要用于保护母线及相关设备，对于其他类型的故障或异常情况可能无法完
全适用

母线保护培训资料

差动保护和断路器失灵保护的出口接点均经复合电压闭锁
12
保护原理简介—母联死区
当故障发生在母联（分段）开关与母联（分段）CT之间时，母联（分段）开关已跳开而母联（分段）流互仍有电流，母联死区保护经母线差动复合电压闭锁后切除相关母
线。
母联开关分位
150ms延时
母联电流不计入小差计算
大差复式比率动作
I j 1.2In j 1,2m
6
保护原理简介—差动保护
❖ 复式比率差动判据
Id
Id Idset
Id Kr Ir Id
动动动
Kr
动动动
Idset
Ir-Id
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，因此能更明确的区分区外故障和区内故障。
❖ 倒闸操作时必须投入互联压板 ❖ “互联信号”：母线处于经刀闸互联状态，母联CT
短线
保护原理简介—母联（分段）检修压板
1、母联（分段）检修时，才允许投入“母联（分段）检修压板”；
2、该压板一旦投入，将退出母联开关所有相关的保护逻辑，如母联电流不计入其联接母线的小差电流，退出母联失灵保护、退出母联过流保护、退出母联非全相保护；
7
保护原理简介—差动保护
❖ 理想状态下区内故障 Id = 常量 Ir = Id; Ir –Id=0; Id > Kr*(Ir –Id) =0 区内无制动。
区外故障 Id = I1 – I2 =0; Ir = I1 + I2 = 常量; Id < Kr*(Ir –Id) 区外可靠制动。
I=0
Id
保护原理简介—功能配置

母差保护培训讲义

05年继电保护岗位培训讲义－母差保护部分1概述 1．1概述母线保护的基本原理：母线正常运行时：01=∑=mj jI母线发生故障时：IIOPmj j≥∑=1母线保护的要求● 区外故障绝对不允许误动 ● 区内故障必须快速动作 1．2母差保护现中阻抗母差保护● 优点：1、动作速度快2、抗TA 饱和能力强● 缺点：1、需辅助变流器 2、调试、维护复杂3、不适应综合自动化的要求微机母差保护目前普遍采用的是比率差动继电器制动系数K 直接影响到其抗TA 饱和能力。

为提高抗饱和能力必须提高K 值，而提高K 值势必降低保护在区内故障时的灵敏度，尤其在重负荷下故障或经过渡电阻故障时矛盾更为突出。

1．3母差保护的难点母差保护的难点在于如何兼顾区外故障时的安全性与区内故障时的灵敏度问题。

因此有必要研制一种全新的、不完全依赖于制动系数的抗TA 饱和判据，以根本上解决了安全性与灵敏度矛盾的问题。

1．4电流互感器饱和的研究 1．4．1电流互感器饱和的研究结论１由于电流互感器存在角差，因此即使一、二次电流有效值的差不大于10％，它所引起的差流也往往会大于一次电流的10％。

结论２一次电流越大，其饱和时波形畸变得越厉害，因而在差动保护中所引起的差电流越大；但即使一次电流达到100多倍额定电流，其二次电流也不会为零。

结论３当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，即使稳态电流倍数满足10％误差曲线，但在暂态过程中，尤其是在起始的2～3个周波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的差电流。

结论 4 故障起始电流互感器总有一段正确传变时间，一般情况下大于2ms 。

图1.4.1为动模实验室实录的母线区内、外故障波形。

图1.4.2 为区外故障，短路支路电流互感器极度饱和的情况下，差动保护也不会误动。

图1.4.3为区内故障伴随电流互感器深度饱和，保护10ms 快速出口（包括出口继电器时间5ms）。

图1.4.4为电流20In，时间常数180ms（89°），电流互感器的波形图1.4.1动模实验室实录的母线区外发生ABC 三相故障时TA 饱和波形图1.4.2 区外故障伴随电流互感器饱和的电流波形图1.4.3 区内短路波形伴随电流互感器饱和的动作波形Array图 1.4.4电流20In，时间常数180ms（89°）1．4．2抗电流互感器饱和判据1．4．2．1 RCS-915判据１：反应工频变化量的自适应阻抗加权式差动保护（专利技术）自适应阻抗加权式差动保护：即利用电压工频变化量起动元件自适应地开放加权算法。

母线保护基础知识技术培训资料

母线保护第一节概述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。

一母线的接线方式母线的接线方式种类很多。

应根据发电厂或变电站在电力系统中的地位，母线的工作电压，连接元件的数量及其他条件，选择最适宜的接线方式。

1 单母线和单母线分段单母线及单母线分段的接线方式如图12-1所示。

母线(a) 单母线（b ）单母线分段图12-1 单母线及单母线分段接线在图中：QF1~QF4－出线断路器； QF5－分段断路器。

在发电厂或变电站，当母线电压为35~66KV 、出线数较少时，可采用单母线接线方式；而当出线较多时，可采用单母线分段；对110KV 母线，当出线数不大于4回线时，可采用单母线分段。

2 双母线在大型发电厂或枢纽变电站，当母线电压为110KV 以上，出线在4回以上时，一般采用双母线接线方式，如图12-2所示。

QF 5I II图12-2 双母线接线在图中：QF1~QF4－出线断路器； QF5－母联断路器。

3 角形母线出线回路不多的发电厂，其高压母线可采用角形接线。

如图12-3所示。

图12-3角形接线母线在图中：QF1~QF4－出线断路器。

3断路器母线42当母线故障时，为减少停电范围，220KV及以上电压等级的母线可采用3断路器母线的接线方式。

其接线如图12-4所示。

I母II母3断路器母线接线方式图12-42在图12-4中：QF1~QF6－出线断路器。

断路器QF1~QF3组成一串；断路器QF4~QF6组成另一串。

QF2、QF5叫串中间断路器。

二母线的故障在大型发电厂和枢纽变电站，母线连接元件甚多。

主要连接元件除出线单元之外，尚有TV、电容器等。

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。

母线保护相关知识培训讲解

I. . . sn
ru= 2.5~7.5kΩ
m n
KV动作
优点：接线简单、选择性好、灵敏度高，防止外部故障TA饱和时保护误动作。
一般只适用于单母线
三、具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护
动作判据：
n
I. K {I. } I
i
res i max set.0
i1
或
n I. Kres n I. Iset.0
110kV及以上的单母线，重要发电厂的35kV 母线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电所的35kV母线。
8.2 母线差动保护基本原理
• 幅值上看
– 正常运行和区外故障时，∑ I. = 0；
– 母线故障时， ∑ I. = I. 。 k
• 相位上看 – 正常运行和区外故障时，流入、流出电流反相位；
44 100.00
7
100.00
1. 利用供电元件的保护来切除母线故障
利用发电机的过电流保护切除母线故障
利用变压器的过电流保护切除低压母线故障
1
利用电源侧的线路保护切除母线故障
缺点：延时较长；当双母线或单母线分段时，无选择性。
2. 装设母线保护专用装置
在110kV及以上的双母线和分段单母线上；
时、有选择性地切除有关断路器；．故障鉴别元件和跳闸闭锁元件应有足够
的灵敏度。
出线1保护动作
&
出线1过电流
I段母线复合电压动作
失灵保护延时 I 段 &
跳分段断路器
失灵保护延时 II 段
跳I段母线所有电源的各个断路器
本章学习重点
• 了解母线故障后果的严重性和在什么情况下要安装专门的母线保护。

母线保护培训资料

确保装置满足验收标准，符合设计要求，能够正常运行。
验收流程
按照验收方案逐步进行，包括装置上电、功能测试、性能测试等环节。
05
母线保护常见故障及处理方法
母线保护误动故障处理方法
故障现象：母线保护装置误动，导致母线跳闸。
处理方法
检查母线保护装置的定值设置是否正确。
检查母线保护装置的硬件和软件是否存在故障。
母线保护拒动故障处理方法
故障现象：母线保护装置拒动，无法切除故障母线
。
检查母线保护装置的电源是否正常。
对母线保护装置进行传动试验，验证其动作的正确
性。
处理方法
检查母线保护装置的输入信号是否正常。
如果以上方法均无效，可能需要更换母线保护装置
。
其他常见故障及处理方法
• 故障现象：母线保护装置显示异常，无法正常工作。
定期对母线保护装置进行巡视，检查其外观、接线等是否正常。
母线保护定期维护内容
01
02
03
04
清理灰尘
定期清理母线保护装置的灰尘，保持其清洁。
检查接线
检查母线保护装置的接线是否牢固，是否有松动现象。
测试功能
定期对母线保护装置的功能进行测试，确保其功能正常。
记录维护信息
对母线保护装置的维护信息进行记录，以便后续查阅。
提高供电可靠性
母线保护能够及时发现并处理母线故障，减少停电时间，提高供电可靠性。同时，通过合理的保护配置和整定，可以避免误动作或拒动等情况的发生，确保电力系统的安全稳定运行。
母线保护基本原理
差动保护原理
差动保护是母线保护中最常用的一种保护方式。它利用母线两端电流的差值来判断是否发生故障。当母线发生故障时，故障点附近的电流会发生变化，与正常情况下的电流形成差异。差动保护通过比较母线两端电流的差异来判断是否发生故障，并采取相应的保护措施。