母线保护和断路器失灵保护
母线差动保护、断路器失灵保护原理
交流电流断线检查： 1） 差流大于CT 断线闭锁定值IDX ，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。
谢谢
母线差动保护、断路器失灵保 护原理
母线保护装置简介
水电站内500KV保护分别有两套装置，一套为 南瑞，一套为南自；
南瑞母线保护装置：
RCS—915GD 型微机母线保护装置，主要适 用于一个半断路器主接线方式；
母线上允许所接的线路与元件数最多为9 个 ；
RCS—915GD型微机母线保护装置设有母线差 动保护和断路器失灵保护功能。
南瑞母线差动保护原理
母线差动保护：
比率差动元件 a） 常规比率差动元件 动作判据为： 其中：K 为比率制动系数，固定取0.5； I j 为第j 个连接
元件的电流； I cdzd为差动保护启动电流定值。）
南瑞母线差动保护原理
CT 饱和检测元件： 为防止母线保护在母线近端发生区外故障时CT 严重饱
和的情况下发生误动，本装置根据CT 饱和波形特点设置了 两个CT 饱和检测元件，用以判别差动电流是否由区外故障 CT 饱和引起，如果是则闭锁差动保护出口，否则开放保护 出口。
l 母线差动保护 √ l 母联（分段）断路器失灵和盲区保护 l 断路器失灵保护 √ l 复合电压闭锁功能 l 运行方式识别功能 l CT断线告警及闭锁功能 l 母联（分段）充电过流保护（选配） l 母联（分段）非全相保护（选配）
南瑞母线差动保护原理
母线差动保护：
1）启动元件 a）电流工频变化量元件，当制动电流工频变化量大于门坎（由浮动门坎
和固定门坎构成）时电流工频变化量元件动作，其判据为： △si >△SIT +0.5IN 其中：△si 为制动电流工频变化量瞬时值；0.5IN 为固定门坎；△SIT
220kV母线保护及失灵保护
220kV 母线保护及失灵保护第一节220kV 母线保护及失灵保护的现场配置本站220kV 母线保护是采用了两套功能完全一样且又相互独立的深圳南瑞产BP-2B 型微机母线保护装置。
BP-2B 型微机母线保护装置采用比率制动特性的差动保护原理，结合微机数字处理的特点，发展出以分相瞬时值复式比率差动元件为主的一整套电流差动保护方案，完成差动保护，复合电压闭锁，人机接口等功能。
差动保护箱中设置大差电流元件，各段母线小差电流元件，母联（分段）充电保护，CT 断线闭锁元件，CT 饱和及检测元件，母线运行方式的自动识别等，电压闭锁箱包括母线保护的复合电压元件、PT 断线告警等功能。
220kV 失灵保护是采用了深圳南瑞的BP-2B 型微机断路器失灵保护，其保护与220kV 母线保护没有任何关系，是独立的一套断路器失灵保护，保护由一套失灵保护装置和一套电压闭锁装置组成，具有断路器失灵保护，复合电压闭锁，运行方式自动识别其开关量，交流电流、电压的输入实时监测等功能。
本站220kV 失灵保护的启动方式有以下几种：1．母线所连线路断路器失灵时启动方式：当母线所连的某线路断路器失灵时，由该线路或元件的失灵起动装置提供一个失灵起动接点给本装置。
本装置检测到某一失灵起动接点闭合后，起动该断路器所连的母线段失灵出口逻辑，经失灵复合电压闭锁，按可整定的‘失灵出口短延时（0.2S）'跳开联络开关，‘失灵出口长延时0.25S ）'跳开该母线连接的所有断路器。
2．＃1母联2012断路器失灵时启动方式：由母联2012保护的失灵起动装置提供一个失灵起动接点给本装置。
本装置检测到母联2012 失灵起动接点闭合后，起动2012 断路器失灵出口逻辑，当母联电流大于母联失灵定值，经失灵复合电压闭锁，按可整定的‘母联失灵延时’跳开I母线和H母线连接的所有断路器。
3．母联2025 开关失灵时启动方式：本装置检测到母联2025 失灵起动接点（在母差保护屏）闭合后，起动该断路器失灵出口逻辑，当母联电流大于母联失灵定值，经失灵复合电压闭锁，按可整定的‘母联失灵延时’跳开H母线和V母线上的所有断路器。
继电保护应用技术09母线和断路器失灵保护
1) 在正常运行以及母线范围以外故障 时 I 0 。 2）当母线上发生故障时 I I k 。 3) 如从每个连接元件中的电流的相位来 看，则在正常运行以及外部故障时，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，而当母线故障时，除电流等于零的 元件以外，其它元件中的电流则是同相位的。
式中Ik.min实际运行中连接元件最少时，在 线上发生故障的最小短路电流二次值。 3）比率制动电流母 （3）双母线同时运行时母差保护实现 1）双母线同时运行时，元件固定连接的电 流差动保护
2）双母线同时运行的母联相位差动保护 ①保护装置的主要部分由总差动电流回路、 相位比较回路和相应的继电器组成。 ②外部故障时，差动回路中仅有不平衡电 流，选择元件因启动元件不动作亦继续处于闭 锁状态，保护装置不可能动作。 ③母线内部故障时，差动回路电流永远反 应故障点的总电流，与故障母线的组别无关。 ④电压闭锁元件为两组低电压继电器。 ⑤各连接元件断路器的跳闸回路中均装设 了切换连接片QK。
4）保护的闭锁角 当电流之间的相位差大于等于180 时，保 护装置应当闭锁， 角又称为保护的闭锁角。 电流比相特点是：相位的比较，与幅值无关， 无需考虑不平衡电流，提高了保护的灵敏性。
9.3.2 微机分布式母线保护 母线保护单元分散装设在各回路保护装置上， 只输入本回路的电流量，用计算机局域网连接起 来，获得其他回路的实时信息后，综合判断是否 所在母线发生故障，本线路或母线故障跳本回路 断路器。
6）当失灵保护能缩小断路器拒动引起的 停电范围时。 （2）对断路器失灵保护的要求 1）必须有较高的可靠性； 2）失灵保护首先动作于母联断路器和分 段断路器； 3）可靠前提下，应以较短延时、有选择 性地切除有关断路器； 4）故障鉴别元件和闭锁元件，有足够的灵 敏度。
第一章 母线保护和断路器失灵保护
(2) 母线故障的保护方法
① 利用相邻元件保护装置切除母线故障
有一种观点认为，母线故障机率很小(据国外 统计资料约占系统所有短路故障的6%～7%)，而实 现母线保护需将所有接于母线的支路的保护二次回 路、跳闸回路聚集在一起，结构复杂，极容易由于
一个元器件或回路的故障，尤其是人为的误碰、误
操作使母线保护误动作，使大量电源和线路被切除
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 I
pi
0；
② 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， I
pi
Ik（ I k 为短路点的总电流
）；
③ 从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行以及
行人员的误操作，如带负荷拉隔离开关、带接地线
合断路器等。
当母线发生故障时，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站的母线上故障时，还可能
引起系统稳定的破坏，可能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。
I 0 。因此，母线差动回路中的电流是由于各电
流互感器特性不同而引起的不平衡电流 I ub ，其值相对
较小，不会驱动出口继电器使断路器跳闸。为提高母线
保护的灵敏度，仍需要采取措施解决外部故障时的不平
衡电流问题。目前在国内普遍采用具有各种制动特性的
母线电流差动保护。
如图4所示，当母线上k点发生故障时，则所有与电
障切除的时间一般较长。若母线故障时电压降低影
第五章 母线保护和断路器失灵保护
第五章母线保护和断路器失灵保护5.1 判断题5.1.1固定连接方式的母差保护，当运行的双母线的固定连接方式被破坏时，此时发生任一母线故障，该母差保护能有选择故障母线的能力，即只切除接于该母线的元件，另一母线可以继续运行。
（错）5.1.2 对空母线充电时，固定连接式和母联电流相位比较式母线差动保护应退出运行。
（对）5.1.3 双母线接线的母差保护采用电压闭锁元件是因为有二次回路切换问题；一个半断路器接线的母差保护不采用电压闭锁元件是因为没有二次回路切换问题。
（错）5.1.4 母联电流相位比式完全电流差动保护，由于母联断路器电流没有进差电流回路，在母线倒闸操作过程中，无需将母联断路器的跳闸回路跳开。
（错）5.1.5 母线倒闸操作时，电流相位比较式母线差动保护退出运行。
（错）5.1.6 母联电流相位比较式母线保护只与电流的相位有关，而与电流幅值大小无关。
（错）5.1.7 母联断路器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将会切除非故障母线，而故障母线反而不能切除。
（对）5.1.8 中阻抗母线差动保护的差动元件动作电流一般整定为0.5A，若辅助变流器为10/2.５，则从此辅助变换器一次侧加1.９～２.１A电流（考虑±5％的误差），继电器就会动作。
（对）5.1.9 为保证安全，母线差动保护装置中各元件的电流互感器二次侧应分别接地。
（错）5.1.10 双母线微机差动保护按要求在每一单元出口回路加装低电压闭锁。
（错）5.1.11 母线充电保护是指母线故障的后备保护。
（错）5.1.12 断路器失灵保护是一种近后备保护，当元件断路器拒动时，该保护动作切除故障。
（对）5.1.13 断路器失灵保护的相电流判别元件的整定值，为了满足线路末端单相接地故障时有足够的灵敏度，可以不躲过正常运行负荷电流。
（对）5.1.14 变压器投运时，进行五次冲击合闸前，要投入瓦斯保护。
先停用差动保护，待做过负荷试验，验明正确后，再将它投入运行。
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。
母线保护和断路器失灵保护
3)在整定计算发电机定子接地保护时必须根据发电机在带不同负荷的运行工况下实测基波零序电压和发电机中性点侧三次谐波电压的有效值数据进行。
6.13重视与加强发电厂厂用系统的继电保护整定计算与管理工作，杜绝因厂用系统保护不正确动作，扩大事故范围。
4)为与保护双重化配置相适应， 500千伏变压器高、中压侧和220千伏变压器高压侧必须选用双跳圈机构的断路器，断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路，辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。
6.4发电机变压器组过励磁保护的启动元件、反时限和定时限应能分别整定，并要求其返回系数不低于0.96。整定计算时应全面考虑主变压器及高压厂用变压器的过励磁能力。
5.2要完善防止变压器低阻抗保护在电压二次回路失压、断线闭锁以及切换过程交流和直流失压等异常情况下误动的有效措施。
5.3变压器过励磁保护的启动元件、反时限和定时限应能分别整定并要求其返回系数不低于0.96，同时应根据变压器的过励磁特性曲线进行整定计算。
5.4为解决变压器断路器失灵保护因保护灵敏度不足而不能投运的问题，对变压器和发电机变压器组的断路器失灵保护可采取以下措施：
母线保护和断路器失灵保护
4.1母线差动保护对系统安全、稳定运行至关重要。母线差动保护一旦投入运行后，就很难有全面停电的机会进行检验。因此，对母线差动保护在设计、安装、调试和运行的各个阶段都应加强质量管理和技术监督，不论在新建工程，还是扩建和技改工程中都必须保证母线差动保护不留隐患地投入运行。
220kV母线及失灵保护装置调试
• 外部启动母联失灵 • 任选Ⅰ、Ⅱ母线上各一支路，将母联和这 两支路C相同时串接电流，Ⅰ母线支路和母 联的电流方向相同，Ⅱ母线支路的与前两 者相反，此时差流平衡。 • 电流幅值大于母联失灵定值时，合上母联 三相跳闸启动失灵开入接点，启动母联失 灵，经母联失灵延时后，Ⅰ、Ⅱ母失灵动 作。
六、母联死区
•
验证小差比率系数（可适当降低差动保护 启动电流定值）：
任选同一母线上两条变比相同支路，在C相加 入方向相反，大小不同的电流。 固定其中一支路电流为I1，调节另一支路电流 I2大小，使母线差动动作。 记录所加电流，验证小差比率系数。
注：调试中，调节电流幅值变化至差动动 作时间不要超过9秒，否则，报CT断线， 闭锁差动。调试中，不允许长时间加载2 倍以上的额定电流。
3、差动回路构成
• 大差：是除母联开关以外的母线上所有其 余支路电流所构成的差动回路。
• 小差：是指某段母线上所有支路（包括母 联开关）电流所构成的差动回路。
• 大差与小差区别
• 大差比率差动元件作为区内故障判别元件； • 小差比率差动元件作为故障母线选择元件；
• 大差比率差动电流计算与刀闸无关。 • 大差比率差动电流计算不计母联电流。
220kV母线及失灵保护装置调试
2013年4月
一、母线保护功能概述
实现母线差动保护、断路器失灵保护、母联失灵 保护、母联死区保护、CT断线判别功能及PT断线 判别功能。其中差动保护与断路器失灵保护可经 硬压板、软压板及保护控制字分别选择投退。母 联充电过流保护及母联非全相保护可根据工程需 求配置。
二、母线差动保护基本原理
1、比率制动差动
2、复式比率制动差动
母线差动保护原理综述
各种类型的母线保护就其对母线接线方式、电网运行方式、 故障类型以及故障点过渡电阻等方面的适应性来说，仍以 按电流差动原理构成的母线保护为最佳。带制动特性的差 动继电器，采用一次的穿越电流作为制动电流，以克服区 外故障时由于电流互感器误差而产生的差动不平衡电流， 在高压电网中得到了较为广泛的应用。
第一章 母线保护与断路器失灵保护
K rel ──可靠系数，取1.3；
fi
──电流互感器的10％误差，取0.1；
I k .max
──在母线范围外任一连接元件上短路 ──母线保护用TA的变比。
时，流过差动保护ＴＡ一次侧的的最大短路电流。
nTA
② 由于母线差动保护电流回路中连接的元件较多，
接线复杂，因此TA二次回路断线的几率比较大。为
障切除的时间一般较长。若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，必须快速切 除，用所连接元件的后备保护切除母线故障，时间 较长，使系统电压长时间降低，不能保证安全连续 供电，甚至造成系统稳定的破坏。此外，当双母线
同时运行或母线为分段单母线时，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。
t 0
跳变压器各 侧断路器 QF1、QF2
QF3
k
QF1
图2 利用变压器的过电流保护切除低压母线故障
c. 如图3所示的双侧电源网络（或环形网络），当变
电站B母线上k点短路时，则可以由保护1和4的第II
段动作予以切除。
A
1 k 2 3 4
B
图3 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,故
(2) 整定计算 母线完全差动保护的动作电流按下述条件计算、
整定，并取其最大值。
① 躲开外部短路故障时产生的最大不平衡电流，当所
有电流互感器均按 10%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，其动作电流计算式
为：
I r.set Krel Iunb.max Krel fi I k .max / nTA
则(3)可构成电流比相式差动保护。
电力系统断路失灵保护
断路器失灵保护 断路器失灵：
故障元件的断路器在保护作用下拒绝动作
（跳闸），即为断路器失灵故障。
断路器失灵保护；
在母线的连接元件上发生故障，故障元件的保护正确动作，而其断路器拒绝动作；或故障发生在断路器和电流互感器之间，故障元件的保护动作，断路器跳开，但故障并未切除，此时利用故障元件的保护，以较短的时限，动作于同一母线上其它有关断路器跳闸的后备保护，称为断路器失灵保护。
失灵保护在下列情况下应可靠动作：
1.母线连接元件的断路器失灵
2.母联断路器（分段断路器）失灵
3.故障发生在断路器与电流互感器之间而且故障元件的断路器已跳闸
失灵保护动作时断开与失灵断路器连接在同一母线上的所有有源支路的断路器；对于线路，在失灵保护动作的同时，应使故障线路高频保护的发信机停信，作用线路对侧断路器跳闸。
原理框图
起动条件：
1.故障元件的保护出口继电器动作后不返回；
2.在故障元件保护的保护范围内依然存在着故障，失灵判别元件起动。
失灵判别元件：
检查母线电压的低电压元件
－母线上连接元件较多
检查故障元件电流的电流元件
－母线上连接元件较少
动作时间：
躲开断路器的跳闸时间与保护的返回时间之和。
例如：220kV断路器动作时间可取0.3s。
第九章答案——精选推荐
第九章母线保护和断路器失灵保护复习思考题答案9-1 试说明母线故障时,有哪些基本判断方法?答：母线故障时，可采用如下方法进行判断：（1）电流的数值。
正常运行或外部故障时，流入母线的电流和流出的电流相等，即ΣI=0;母线故障时，所有有电源的连接元件都向母线提供短路电流，即ΣI=I K,(I K为故障点的总电流)。
（2）电流的相位。
正常运行或外部故障时，至少有一个连接元件中的电流与其余连接元件中的电流相位相反；母线故障时，除负荷连接元件外，其他各连接元件在理想情况下的电流是同相位的。
9-2 完全电流差动母线保护的整定计算原则是什么？区外短路时这种保护在什么情况下不平衡电流比较大？为什么？答：完全电流差动母线保护的整定计算原则是：1）躲过外部短路时的最大不平衡电流；2）为防止正常运行时，电流互感器二次回路断线引起保护误动作，应躲过母线各连接元件中最大的负荷电流。
这种保护，区外故障时，当故障线路短路电流很大的情况下将出现较大不平衡电流。
是由于，故障线路电流互感器一次侧电流很大，引起铁芯严重饱和，导致其励磁阻抗极小，一次侧电流几乎全部作为励磁电流。
而非故障线路的电流互感器未饱和，二次电流之和除一小部份经二次电缆经故障线路电流互感器二次绕组构成回路外，大部分则作为不平衡电流流入差动继电器（因电流差动继电器的内阻抗很小，约几欧），将引起误动作。
9-3 简述完全电流差动、电压差动和具有比率制动特性电流差动母线保护的工作原理。
当电流互感器铁芯严重饱和时，它们的工作情况如何？并比较这三种母线保护的特点和使用场合。
答：对于完全电流差动母线保护是利用正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为不平衡电流，数值较小；而母线故障时，流入差动继电器的电流反应了故障点的总电流，数值很大，来判断母线故障的。
当故障线路电流互感器TA严重饱和时，可能引起保护误动作。
这种保护适用于外部故障短路电流不大，TA铁芯不易饱和的单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况。
关于断路器失灵保护的分析
关于断路器失灵保护的分析摘要：本文介绍了双母接线和3/2接线方式下断路器失灵保护的配置原则，以及不同的逻辑原理、基本构成和装置时间定值的整定。
介绍了应用断路器失灵保护改进的一些措施。
关键词：失灵保护；断路器；继电保护引言：当输电线路、变压器或母线或其他电气设备发生短路时，保护装置动作发出跳闸命令，但故障设备的断路器可能由于断路器跳闸线圈断线，直流电源消失及操作回路出现问题，导致断路器拒动，断路器失灵保护利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除变电站内其他相关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行。
1、断路器失灵保护工作原理1.1、断路器失灵的定义：当系统发生故障，相应的保护装置保护动作而其断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过相应保护装置的作用于本变电站相邻断路器跳闸，称为断路器失灵保护。
断路器失灵保护是近后备中防止断路器拒动的一项有效措施。
1.2、判断断路器失灵应有两个主要条件：①有保护对断路器发过跳闸命令；②该断路器在一段时间里一直有电流。
断路器失灵保护起动元件就是基于上述原理构成。
2、断路器失灵保护的配置原则2.1 220kv双母或单母分段接线方式中，将失灵保护做在母差保护装置中，某线路断路器失灵，失灵保护应跳开失灵断路器所在母线上的所有断路器，其跳闸对象与母差保护跳闸对象完全一致，所以将失灵保护与母线保护做在同一套装置里面。
这样做的另外一好处就是节省二次电缆。
2.2 3/2接线中，失灵保护按断路器设计，失灵保护包含在断路器保护装置里面，3/2接线中如果边断路器失灵，失灵保护除需要跳开边断路器所在母线的断路器外，还需要跳开本串中断路器，并起动远方跳闸装置跳开对侧断路器。
如果中断路器失灵，失灵保护要求跳同一串上相邻的两个边断路器，并分别起动远方跳闸装置跳开两条线路对侧断路器，因此，3/2接线中失灵保护不做在母差保护装置中，与重合闸一起做成一套断路器保护随断路器设计。
母差保护及断路器失灵保护
2．对失灵保护的技术要求 （1）对双母线接线的失灵保护，当变压器保护起动失灵保护时，应有解除电压闭锁的 输入回路。这是因为，当变压器内部或低压侧故障时，失灵保护中的低电压和负序电 压的灵敏度可能不够，造成不能开放跳闸回路，跳不开母线上的其它断路器。因此， 《反措》中明确要求，变压器起动失灵保护要解除复合电压闭锁。 （2）失灵保护跳闸时，应同时起动断路器的两组跳闸线圈。 （3）对用于3/2接线的失灵保护，在保护动作之后，以较短的延时，再次给故障开关 一次跳闸脉冲，以较长的延时跳相邻开关。 （4）失灵保护动作后，应给线路纵联保护发出允许或闭锁信号，以便使对侧开关跳闸。
4母差保护动作后应给线路纵联保护发出允许或闭锁信号以便使对侧开关跳闸失灵保护的功能和基本原理当被保护线路或元件发生故障继电保护动作跳闸脉冲已经发出而断路器却因本身原因没有跳开失灵保护则以较短的延时跳开故障开关的相邻开关或故障开关所在母线上所有其它开关
母差保护及断路器失灵保护 1. 母差保护 母线差动保护是电力系统发电厂及变电站高压母线的主保护。 按《反措》要求，220kV及以上系统的母差保护均按双重化配置。 母差保护的基本原理，就是节点电流定律，即∑I=0。
2. 断路器失灵保护 (1) 失灵保护的功能和基本原理 当被保护线路或元件发生故障,继电保护动作跳闸,脉冲已经发出，而断路器却 因本身原因没有跳开，失灵保护则以较短的延时，跳开故障开关的相邻开关，或 故障开关所在母线上所有其它开关。以尽快将故障线路或元件从电力系统切除。 根据失灵保护的上述功能，要求继电保护在动作跳闸的同时起动失灵保护。 失灵保护的设置形式与一次系统的接线形式有关。在双母线接线形式的厂、站， 只设置一套失灵保护，母线上连接的任何一个元件（线路或变压器）的保护装置 动作跳闸的同时，均起动失灵保护。失灵保护根据故障开关所在的位置，动作后 切除相应母线上的其它开关。在3/2接线的厂、站中，失灵保护是按断路器设置 的，当保护动作跳闸，断路器跳不开时，故障开关本身的失灵保护起动，如果故 障开关是中间开关，则跳开相邻的两个边开关。如果是边开关故障，则一方面跳 开中间开关，另一方面，起动所在母线的母差保护动作，跳开所在母线上的其他 开关。 按《反措》要求，双母线的失灵保护与母差保护相同，为防止正常运行时保 护误动，应设置复合电压闭锁。在发电厂或变电站，无论一次系统是哪种接线形 式，均只设置一套失灵保护。
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第五章
236第五章 母线保护和断路器失灵保护1．什么是母线完全差动保护?什么是母线不完全差动保护?定值如何整定?答：(1)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按同名相、同极 性连接到差动回路，电流互感器的特性与变比均应相同，若变比不能相同时，可采用补偿变流器进行补偿，满足0=∑I &。
差动继电器的动作电流按下述条件计算、整定，取其最大值。
1)躲开外部短路时产生的不平衡电流max ,1k i re op I f K I = 式中 1re K ——可靠系数，取1.5；i f ——电流互感器的10％误差，取0.1； max ,k I ——母线外部短路时的最大短路电流。
2)躲开母线连接元件中，最大负荷支路的最大负荷电流，以防止电流二次回路断线时误动 max 1I K I re op = 式中 1re K ——可靠系数，取1.3； max I ——最大负荷电流。
(2)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，接人差动 回路，在无电源元件上的电流互感器不接人差动回路。
因此在无电源元件上发生故障，它将 动作。
电流互感器不接人差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。
定值整定：1)第一段的动作电流按电抗器(变压器)后出口短路电流整定，即 max ,1k re op I K I = 式中 1re K ——可靠系数，取1.3；max ,k I ——电抗器(变压器)后出口最大短路电流。
动作时限可取0.5。
2)第二段的动作电流按下列条件计算、整定，取其最大值。
①躲过最大负荷电流(考虑电动机自启动)；②与之配合的相邻元件电流保护在灵敏度上配合，动作时限较与之配合的相邻元件电流 保护动作时间大一个级差△t 。
2．什么是固定连接方式的母线完全差动保护?什么是母联电流相位比较式母线差动保 护?答：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固定连接于两条 母线上，这种母线称为固定连接母线。
断路器失灵保护简介
断路器失灵保护简介在110kV及以上电压等级的发电厂和变电所中，当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动作于切除故障时，肯能伴随故障元件的断路器拒动，也即发生了断路器的失灵故障。
产生断路器失灵故障的原因是多方面的，如断路器跳闸线圈短线，断路器的操动机构失灵等。
高压电网的断路器和保护装置，都应具有一定的后备作用，以便在断路器或保护装置失灵时，仍能有效切除故障。
相邻元件的远后备保护方案是最简单合理的后备方式，既是保护据动的后备，又是断路器拒动的后备。
但是在高压电网中，由于各电源支路的助增作用，实现上述后备方式往往有较大困难（灵敏度不够），而且由于动作时间较长，易造成事故范围的扩大，甚至引起系统失稳而瓦解。
有鉴于此，电网中枢地区重要的220kV及以上主干线路，系统稳定要求必须装设全线速动保护时，通常可装饰两套独立的全线速动主保护（即保护的双重化），以防保护装置的拒动；对于断路器的拒动，则专门装设断路器失灵保护。
艾驰商城1.装设断路器失灵保护的条件由于断路器失灵保护是在线路故障的同时断路器失灵的双重故障情况下的保护，因此允许适当降低对它的要求，即仅要最终能切除故障即可。
装设断路器失灵保护的条件：（1）相邻元件保护的远后备保护灵敏度不够时应装设断路器失灵保护。
对分相操作的断路器，允许只按单相接地故障来校验其灵敏度。
（2）.根据变电所的重要性和装设失灵保护作用的大小来决定装设断路器失灵保护。
例如多母线运行的220kV及以上变电所，当失灵保护能缩小断路器拒动引起的停电范围时，就应装设失灵保护。
2.对断路器失灵保护的要求（1）失灵保护的误动和母线保护的误动一样，影响范围很广，必须有较高的可靠性（安全性）。
（2）失灵保护首先动作于母联断路器和分段断路器，此后相邻元件保护已能以相继动作切除故障时，失灵保护又动作于母联断路器和分段断路器。
（3）在保证不误动的前提下，应以教短延时、有选择性地切除有关断路器。
（4）失灵保护的故障签别元件和跳闸闭锁元件，应对断路器所在线路或设备末端故障有足够灵敏度。
断路器失灵保护
1、非电量保护运行中可能误动，且不能快速返回，一旦启动了失灵保护，后果很严重：整段母线停电！！
非电量保护动作后在故障还没有切除的情况下是不能迅速返回的，只有在故障切除后方可自动返回,这时要把变压器的瓦斯,温度(油浸变压器)或温度,门连连锁,自动有载调压开关故障报警(干式变压器)等保护状态切除后方可自动返回,要想人为返回必须将非电量保护端口连线拆除.但此时并没有排除变压器故障.
iii、 采用相电流判别元件启动
失灵保护启动回路的组成原则为保护启动，但断路器未断开，原启动回路采用断路器位置继电器触点串保护出口继电器触点组成，根据运行实践总结，断路器辅助触点不很可靠，现改为相电流判别元件启动，更为可靠。
改为相电流判别元件启动后，为防止失灵保护误动，本人却发现在我局的失灵启动回路大部分采用如图14所示的回路。显然用合闸位置继电器的常开触点和相电流串接闭锁方案不妥，既为断路器失灵保护，当然也包括断路器机构失灵，当保护出口起动跳闸时，短接了合位继电器的线圈，使合位继电器返回，引起失灵保护拒动。由于断路器位置继电器触点不能如实反映断路器实际位置，还是去掉合位触点闭锁较好。同时该失灵起动也没有出口压板控制，无法对该保护进行投退操作。改进后启动回路见图15。LJA、B、C三个电流继电器为相电流判别元件，代替原断路器位置继电器触点，BCJ为保护出口总口继电器（不包括瓦斯保护）1BCJ为220kV侧出口跳闸继电器触点。
（b） 略
二、 旁路开关代变压器开关运行时，旁路母线保护死区的问题
不论是单差动还是双差动主变保护，在旁路开关代变压器开关运行时（若旁路开关代主变开关运行时，采用将主变差动保护由主变开关TA切换至主变套管TA时），大差变成了小差，则在对应的旁路母线及直接相连的设备上发生短路故障时（如图17所示）故障点在主变差动保护范围外，主变差动保护不会动作，故障点也不在母线差动保护范围内，母线差动保护也不会动作，成为保护的死区。在这种情况下，只有靠母线相联开关的对侧线路保护的二段保护来切除故障，一是切除故障的时间太长，危害系统稳定及设备安全，二是会造成母线失压，全站停电，扩大停电面积。因此在上述范围发生故障后果十分严重，应采取措施予以防范。
继电保护培训第五章(母线及断路器失灵)
11
母
线
保
护
1
母线保护是指将母线上所有的各连接元件的电流互感器按同名相、 同极性连接到差动回路，电流互感器的特性与变比均应相同，若变 比不同时，可采用补偿变流器进行补偿，满足ΣI＝0 各种类型的母线保护对母线接线方式、电网运行方式、故障类 型及故障点过渡电阻等方面的适应性来说，仍以按电流差动原理构 成的母线保护为最佳。 对于带制动特性的差动继电器（比率差动继电器），采用一次 的穿越电流作为制动电流，以克服区外故障时由于电流互感器 （CT）误差而产生的差动不平衡电流，在高压电网中得到较为广 泛的应用。 1、母差保护的启动原件：
3
母联过流及充电保护
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母联过流相电流保护 实现只有本站母线故障才将双母线解列的目的。 母联充电保护保护 为了更可靠地切除被充电母线上的故障，在母联或分段开关 设置相电流或零序电流保护，作为母线充电保护。 充电保护只在母线充电时投入，当充电良好后，应及时停用。 母联充电保护动作应满足以下四个条件：
（1）母联充电保护压板投入； （2）母联电流大于母联充电保护电流定值； （3）母联断路器位置由分到合； （4）其中一段母线已失压。
4
母联死区保护
母差保护中使用的母联开关电流取自Ⅱ母侧电流互感器CT， 如母联开关与CT之间发生故障，将造成：Ⅰ母差动保护动作， Ⅰ母失压，但故障没有切除，此时，母差保护已经动作于一 段母线，大差电流原件不返回，此时母线差动保护应该启动 母联失灵（或死区）保护，切除故障，Ⅱ母失压。
8
断路器护是近后备保护的一种，它对断路器失灵起后 备保护作用。 当断路器失灵(如机械故障、分闸线圈烧毁、控制回路故障 等)而不能切除短路故障时，失灵保护动作后，将连接于拒 绝动作的断路器所在母线上的其他断路器全部切除，以消除 故障。 对于双母线或单母分段的接线，失灵保护还力图保留一条母 线继续运行，即先跳分段断路器，后跳拒绝动作的断路器所 在母线上的其他断路器。
母线与断路器失灵保护
4 母线与断路器失灵保护4.1 当母差保护与失灵保护共用出口时，应同时作用于断路器的两个跳圈。
4.2 220kV及以上电压等级3/2、4/3接线的每组母线应装设两套母线保护，重要变电站、发电厂的双母线接线亦应采用双重化配置，并满足以下要求：4.2.1 用于母差保护的断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。
4.2.2 当共用出口的微机型母差保护与断路器失灵保护双重化配置时，两套保护宜一一对应地作用于断路器的两个跳圈。
4.2.3 合理分配母差保护所接电流互感器二次绕组，对确无办法解决的保护动作死区，可采取起动失灵及远方跳闸等措施加以解决。
4.3 220kV及以上电压等级的母联、母线分段断路器应按断路器配置专用的、具备瞬时和延时跳闸功能的过电流保护装置。
4.4 220kV及以上电压等级双母线接线的母差保护出口均应经复合电压元件闭锁。
对电磁型、整流型母差保护其闭锁接点，应一一对应的串接在母差保护各跳闸单元的出口回路中。
4.5 采用相位比较原理等存在问题的母差保护应加速更新改造。
4.6 单套配置的断路器失灵保护动作后应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。
如断路器只有一组跳闸线圈，失灵保护装置工作电源应与相对应的断路器操作电源取自不同的直流电源系统。
4.7 断路器失灵保护的电流判别元件的动作和返回时间均不宜大于20ms，其返回系数也不宜低于0.9。
4.8 220kV～500kV变压器、发变组的断路器失灵时应起动断路器失灵保护，并应满足以下要求：4.8.1 按母线配置的断路器失灵保护，宜与母差保护共用一个复合电压闭锁元件，闭锁元件的灵敏度应按断路器失灵保护的要求整定。
断路器失灵保护的电流判别元件应采用相电流、零序电流和负序电流按“或逻辑”构成，在保护跳闸接点和电流判别元件同时动作时去解除复合电压闭锁，故障电流切断、保护收回跳闸命令后应重新闭锁断路器失灵保护。
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第八章母线保护
一、填空题
1.在双母联断路器电流相位比较式母线保护中，任一母线故障，只要母联断路器中电流为
零，母线保护将动作，因此为了保证保护装置可靠动作，两段母线都必须有与之连接。
答：拒绝可靠电源
2.母联断路器电流相位比较式母差保护，在母联断路器断开时，为了切除母线故障，必须
投状态，否则母线故障时该保护将。
答：无选择拒动
3.在电流相位比较式母线差动保护装置中，一般利用继电器作为启动元件，利用
继电器作为选择元件。
答：差动相位比较
4.母联电流相位比较式母线保护是比较母联断路器与电流相位的母线保护。
答：总差动
5.母线电流差动保护采用电压闭锁元件主要是为了防止由于及而造成母线电
流差动保护误动。
答：误碰出口继电器误试验
6.在220kV双母线运行方式下，当任一组母线故障，母线差动保护动作而母联断路器拒
动时，母差保护将无法切除故障，这时需由断路器失灵保护或保护来切除。
答：对侧线路非故障母线
7.1个半断路器接线的母线，每组母线宜装设套母线保护，且该母线保护装设
电压闭锁元件。
答：两不应
8.断路器失灵保护时间定值的基本要求：断路器失灵保护所需动作延时，应为断路器跳闸
时间与之和再加裕度时间，以较短时间动作于断开，再经一时限动作于连接在同一母线上的所有有电源支路的断路。
答：保护返回时间母联断路器或分段断路器
9.断路器失灵保护是近后备中防止拒动的一项有效措施，只有当远后备保护不能满
足要求时，才考虑装设断路器失灵保护。
答：断路器灵敏度
10.母线充电保护是指利用给另一母线充电时的保护
答：母联断路器
二、问答题
1.在母线电流差动保护中，为什么要采用电压闭锁元件？怎样闭锁？
答：为了防止差动继电器误动作或误碰出口中间继电器造成母线保护误动作，故采用电压闭锁元件。
它利用接在每组母线电压互感器二次侧上的低电压继电器、负序电压继电器和零序过电压继电器实现。
低电压继电器和负序电压继电器反应各种相间短路故障，零序过电压继电器反应各种接地故障。
利用电压元件对母线保护进行闭锁，接线简单。
防止母线保护误动接线是将电压重动继电器的触点串接在各个跳闸回路中。
这种方式如误碰出口中间继电器不会引起母线保护误动作，因此被广泛采用。
2.分别简述电流互感器饱和对高阻抗母线差动保护、中阻抗母线差动保护和低阻抗母线差
动保护的影响。
答：低阻抗式母线保护在外部故障TA饱和时，母线差动继电器中会出现较大不平衡电流，可能使母线差动保护误动作。
高阻抗式母线差动保护较好地解决了母线区外故障TA饱和时保证保护不误动的问题。
但在母线内部故障时，TA的二次侧可能出现过高电压，对继电器可靠工作不利，且要求TA的传变特性完全一致、变比相同，这对于扩建的变电所来说较难做到。
中阻抗式母差保护利用TA饱和时其励磁阻抗降低的特点来防止差动保护误动作。
TA饱和造成的不平衡电流大部分被饱和TA的励磁阻抗分流，并由于保护本身的制动性，可以使外部故障引起的TA饱和时保护不误动。
对于内部故障TA饱和的情况，则利用差动保护的快速性在TA饱和前即可动作跳闸，不会出现拒动的现象。
3.试述中阻抗型母线差动保护的选择元件为什么在区外故障时能防止误动，在区内故障时
能正确动作？
答：选择元件是一个具有比率制动特性的中阻抗电流差动继电器，解决了电流互感器饱和而引起母线差动保护误动。
因为当电流互感器完全饱和时，其阻抗相当于一个纯电阻，若该电阻小于差动继电器的中阻抗电阻，则产生的差电流大部分流向饱和的电流互感器，仅有很小部分流人差动继电器中，故不会误动。
当电流互感器未饱和时，由于制动特性也不会误动，因此区外故障不论线路电流互感器饱和与否，保护装置可靠不动作。
区内故障因选择元件以电流瞬时值测量、比较为基础，在电流互感器饱和前动作，动作
速度很快（不大于10ms），因此能正确动作。
4.简述何谓断路器失灵保护。
答：所谓断路器失灵保护，是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲，但其断路器拒绝跳闸时，能够以较短的时限切除与其接在同一条母线上的其他断路器，以实现快速后备同时又使停电范围限制为最小的一种后备保护。
5.断路器失灵保护中电流控制元件的整定原则是什么？
答：应保证对线路末端单相接地故障或变压器低压侧故障时有足够灵敏度，并尽可能躲过正常运行负荷电流。