【精品】第8章 母线保护PPT
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机械工业出版社
8.1.2母线的保护方式
利用线路保 护切除母线 故障
机械工业出版社
2．装设母线的专用保护
利用供电元件的保护来保护母线的主要优点是简单、 经济。但是，一般供电元件快速动作的主保护如 差动保护，不能反应母线故障，应由其后备保护 动作，而往往切除故障的时间很长。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，母线应装设专用保护装置：
机械工业出版社
8.1.1母线故障
• 母线故障是发电厂和变电所中电气设备最严重的故 障之一，它将使连接在故障母线上所有元件在母线 故障修复期间或切换到另一组母线所必须的时间内 被停电；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。为了断开母线上 的短路故障，必须装设相应的保护装置。
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2．装设母线的专用保护
（1）在110千伏及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）110千伏及以上电压的单母线，重要发电厂35千伏母 线以及高压侧为110千伏及以上重要降压变电所的35千伏 母线，若依靠供电元件的保护装置带有时限切除故障，会 引起系统振荡、电力系统稳定性遭到破坏等极其严重的后 果时，母线应装设能快速切除故障的专用保护。
机械工业出版社
2．装设母线的专用保护
• （4）一般6～10千伏的供电线路的断路器是按照电抗器 后短路选择的 ，母线应装设专用保护，以便在电抗器前 短路时，由母线保护装置断开部分或全部供电元件以减小 供电线路的断路器所切断的短路功率。 母线的专用保护应该具有足够的灵敏性和工作可靠性。 对中性点直接接地电网，母线保护采用三相式接线，以反 映相间短路和单相接地短路；对于中性点非直接接地电网， 母线保护采用两相式接线，只需反映相间短路。
教材配套电子教案
电力系统继ຫໍສະໝຸດ Baidu保护
刘学军 编制
机械工业出版社
第8章 母线保护
机械工业出版社
第8章 母线保护
8.1 母线故障及保护方式 8.2 母线电流差动保护 8.2.1母线电流差动保护的基本原理 8.2.2单母线完全电流差动保护 8.2.3高阻抗母线差的保护 8.2.4具有比率制动特性的母线电流差动保护 8.2.5电流比相式母线保护 8.3双母线同时运行的母线差动保护 8.3.1元件固定连接的双母线完全电流差动保护 8.3.2母联电流相位比较式母线差动保护 8.4 断路器失灵保护
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8.1 母线故障及保护方式
8.1.1母线故障 8.1.2 母线的保护方式
机械工业出版社
8.1.1母线故障及保护方式
• 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 为重要的意义。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。运行经验表面，大多数母线故障是单相 接地，多相短路故障所占的比例很小。发生母线故障的原因 主要有母线绝缘子及断路器套管闪络，电压互感器或装于母 线与断路器之间的电流互感器故障，母线隔离开关在操作时 绝缘子损坏，以及运行人员的误操作等。
图8-4 母线完全电流差动保护原理接线图 (a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布
机械工业出版社
8.2 .2 单母线完全电流差动保护
• 图8-4中，和母线连接的所有元件上，都装设变比和特性均 相同的电流互感器(若变比不能一致时，可采用补偿变流器， 以降流方式进行补偿)。电流互感器的二次绕组，在母线侧 的端子(与母线一次侧端子相对应)互相连接。差动继电器的 绕组和电流互感器的二次绕组并联。各电流互感器之间的 一次电气设备，即为母线差动保护的保护区。
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8.1.2母线的保护方式
母线保护的主要方式有两种： 1．利用供电元件的保护装置来保护母线 2．装设母线的专用保护
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8.1.2母线的保护方式
1．利用供电元件的 保护装置来保护母 线
利用发电机的过 电流保护切除母 线故障
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8.1.2母线的保护方式
利用变压器的过电 流保护切除低压母 线故障
内部故障时，如图8-4(b)的k点短路，所有带电源的连接元 件都会向短路点供给短路电流IK=I1+12+I3。这时流入继 电器的电流 ， 即故障点的全部短路电流。
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图12－2 母线完全电流差动保护原理接线图 (a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布
• （3）从每个元件中的电流相位看，正常运行和外部故障时，至少有 一个元件的电流相位和其它元件中的电流相位相反，而当母线故障时， 除电流等于零的元件外，其它元件中电流相位都相同。
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8.2 .2 单母线完全电流差动保护
母线完全电流差动保护常用作单母线或只有一组母线经 常运行的双母线的保护。母线完全电流差动保护按差动原 理构成，其原理接线如图8-4所示。 母线完全电流差动保护
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图12－2 母线完全电流差动保护原理接线图 (a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布
8.2 .2 单母线完全电流差动保护
正常运行和外部故障时，如图8-4(a)k点短路，在母线的所 有连接元件中，流入母线的电流等于流出母线的电流，即 IK=I1+I2-I3=0。流入差动继电器的只是不平衡电流。
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2．装设母线的专用保护
• （3）在某些较简单的电网或电压较低电网中，虽然没有 稳定性问题，但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%额定电压，切除时间又 较长时，将影响厂用电的安全运行，而重要用户将会由于 电压剧烈降低而自动解负荷。为了保证对厂用电及重要用 户的供电，也应该采用母线专用保护。此外，还必须考虑 发电厂和变电所容量大小和在系统中的重要程度。
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8.2 母线电流差动保护
• 8.2.1母线电流差动保护的基本原理 实现差动保护的基本原则
• （1）在正常运行和母线范围外故障，在母线上所有连接元件中，流 入和流出的电流相等。∑I=0。
• （2）母线故障，所有与母线连接元件都向故障点提供短路电流（负 荷电流除外），按基尔霍夫电流定律∑Ik=0。
8.1.2母线的保护方式
利用线路保 护切除母线 故障
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2．装设母线的专用保护
利用供电元件的保护来保护母线的主要优点是简单、 经济。但是，一般供电元件快速动作的主保护如 差动保护，不能反应母线故障，应由其后备保护 动作，而往往切除故障的时间很长。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，母线应装设专用保护装置：
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8.1.1母线故障
• 母线故障是发电厂和变电所中电气设备最严重的故 障之一，它将使连接在故障母线上所有元件在母线 故障修复期间或切换到另一组母线所必须的时间内 被停电；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。为了断开母线上 的短路故障，必须装设相应的保护装置。
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2．装设母线的专用保护
（1）在110千伏及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）110千伏及以上电压的单母线，重要发电厂35千伏母 线以及高压侧为110千伏及以上重要降压变电所的35千伏 母线，若依靠供电元件的保护装置带有时限切除故障，会 引起系统振荡、电力系统稳定性遭到破坏等极其严重的后 果时，母线应装设能快速切除故障的专用保护。
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2．装设母线的专用保护
• （4）一般6～10千伏的供电线路的断路器是按照电抗器 后短路选择的 ，母线应装设专用保护，以便在电抗器前 短路时，由母线保护装置断开部分或全部供电元件以减小 供电线路的断路器所切断的短路功率。 母线的专用保护应该具有足够的灵敏性和工作可靠性。 对中性点直接接地电网，母线保护采用三相式接线，以反 映相间短路和单相接地短路；对于中性点非直接接地电网， 母线保护采用两相式接线，只需反映相间短路。
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电力系统继ຫໍສະໝຸດ Baidu保护
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第8章 母线保护
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8.1 母线故障及保护方式 8.2 母线电流差动保护 8.2.1母线电流差动保护的基本原理 8.2.2单母线完全电流差动保护 8.2.3高阻抗母线差的保护 8.2.4具有比率制动特性的母线电流差动保护 8.2.5电流比相式母线保护 8.3双母线同时运行的母线差动保护 8.3.1元件固定连接的双母线完全电流差动保护 8.3.2母联电流相位比较式母线差动保护 8.4 断路器失灵保护
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8.1 母线故障及保护方式
8.1.1母线故障 8.1.2 母线的保护方式
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8.1.1母线故障及保护方式
• 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 为重要的意义。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。运行经验表面，大多数母线故障是单相 接地，多相短路故障所占的比例很小。发生母线故障的原因 主要有母线绝缘子及断路器套管闪络，电压互感器或装于母 线与断路器之间的电流互感器故障，母线隔离开关在操作时 绝缘子损坏，以及运行人员的误操作等。
图8-4 母线完全电流差动保护原理接线图 (a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布
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8.2 .2 单母线完全电流差动保护
• 图8-4中，和母线连接的所有元件上，都装设变比和特性均 相同的电流互感器(若变比不能一致时，可采用补偿变流器， 以降流方式进行补偿)。电流互感器的二次绕组，在母线侧 的端子(与母线一次侧端子相对应)互相连接。差动继电器的 绕组和电流互感器的二次绕组并联。各电流互感器之间的 一次电气设备，即为母线差动保护的保护区。
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8.1.2母线的保护方式
母线保护的主要方式有两种： 1．利用供电元件的保护装置来保护母线 2．装设母线的专用保护
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8.1.2母线的保护方式
1．利用供电元件的 保护装置来保护母 线
利用发电机的过 电流保护切除母 线故障
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8.1.2母线的保护方式
利用变压器的过电 流保护切除低压母 线故障
内部故障时，如图8-4(b)的k点短路，所有带电源的连接元 件都会向短路点供给短路电流IK=I1+12+I3。这时流入继 电器的电流 ， 即故障点的全部短路电流。
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图12－2 母线完全电流差动保护原理接线图 (a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布
• （3）从每个元件中的电流相位看，正常运行和外部故障时，至少有 一个元件的电流相位和其它元件中的电流相位相反，而当母线故障时， 除电流等于零的元件外，其它元件中电流相位都相同。
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8.2 .2 单母线完全电流差动保护
母线完全电流差动保护常用作单母线或只有一组母线经 常运行的双母线的保护。母线完全电流差动保护按差动原 理构成，其原理接线如图8-4所示。 母线完全电流差动保护
机械工业出版社
图12－2 母线完全电流差动保护原理接线图 (a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布
8.2 .2 单母线完全电流差动保护
正常运行和外部故障时，如图8-4(a)k点短路，在母线的所 有连接元件中，流入母线的电流等于流出母线的电流，即 IK=I1+I2-I3=0。流入差动继电器的只是不平衡电流。
机械工业出版社
2．装设母线的专用保护
• （3）在某些较简单的电网或电压较低电网中，虽然没有 稳定性问题，但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%额定电压，切除时间又 较长时，将影响厂用电的安全运行，而重要用户将会由于 电压剧烈降低而自动解负荷。为了保证对厂用电及重要用 户的供电，也应该采用母线专用保护。此外，还必须考虑 发电厂和变电所容量大小和在系统中的重要程度。
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8.2 母线电流差动保护
• 8.2.1母线电流差动保护的基本原理 实现差动保护的基本原则
• （1）在正常运行和母线范围外故障，在母线上所有连接元件中，流 入和流出的电流相等。∑I=0。
• （2）母线故障，所有与母线连接元件都向故障点提供短路电流（负 荷电流除外），按基尔霍夫电流定律∑Ik=0。