母线保护原理和配置课件
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高频保护迅速作用于跳闸，母线保护动作后应使本侧 收发信机停信，在3／2接线方式中不能采用，因为此 时母线故障并不要求对侧断路器跳闸
闭锁线路重合闸 为了防止线路断路器对故障母线进行重合，母线保
护动作后应闭锁线路重合闸
启动断路器失灵保护 为了防止断路器失灵，母线保护动作后应启动断路
器失灵保护
母线保护相关知识
一般配置
对重要的220kV母线应当实现双重化，配置 两套母线保护。500kV母线往往采用3/2接 线，相当于单母线接线，因此其母线保护 相对简单，一般仅配置母线差动保护，断 路器失灵保护往往置于断路器保护中。3/2 接线的母线其拒动的危害性远大于误动， 所以母线保护实现双重化 。
母线保护相关知识
一般配置
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
双母双分段
Ⅰ母
Ⅲ母
Ⅱ母
Ⅳ母
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
Ⅰ母
当母线故障
时，为减少
停电范围，
3/2接线
220kV及以 上电压等级
的母 线可
采用3/2断
路器母线的
接线方式。
Ⅱ母
一次系统图（一）
一次系统图（二）
母线的常见故障
母线绝缘子和断路器套管因表面污秽而导致的 闪络；
这时会容易满足差动方程，造成差动保护误动。
母线保护相关知识
抗TA饱和的方法
同步识别法 母线故障时，母线电压和出线元件上电 流发生变化，产生差流，即工频电压和工频电流变化 与差动元件中的差流同时出现，当区外故障TA饱和时 母线电压和出线电流立即发生变化，但由于故障后35ms TA磁路才会饱和，差流才出现，差动元件中的差 流比故障电流晚出现3-5ms
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
单母线
单母线分段
当母线电压为10~66kV、出线较少时，可采用单母接线方式； 当出线较多时，可采用单母线分段；对于110kV母线，当出线 数不大于4回线时，可采用单母分段。
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
双母线
双母单分段
在大型发电厂或枢纽变电站，当母线电压为110kV及以上，出 线在4回以上时，一般采用双母接线方式，为减少正常检修和 故障时的倒闸操作，一般可将工作母线分成3~4段。
在母差保护中，当故障电流与差动元件中的差流同 时出现时，认为是区内故障开放差动；当故障电流比 差动元件中差流早出现时，认为差动元件中的差流是 区外故障TA饱和产生的，立即将差动闭锁一段时间。
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母线保护相关知识
抗TA饱和的方法
自适应阻抗加权抗饱和 采用工频变化量阻抗元件△Z，是母线电压变化量与
能线性传变到二次侧，产生缺损，差动元件中的电流 就是这部分缺损电流，如果TA饱和比较严重，差动元 件的动作电流就越大，造成保护误动。
母线区内故障时TA饱和对母线保护的影响： 由于电流互感器的饱和，饱和的电流互感器不能线
性传变一次电流使差动回路的电流大大降低，会影响 差动元件的灵敏度，可能造成母差保护的拒动。
母线保护原理与配置
母线保护的原理与配置
一、母线的基本概念 二、母线保护的相关知识 三、母线保护的原理 四、母线保护的配置 五、母线保护的安措
母线的基本概念
母线是指在变电站各级电压配电装置的 连接，以及变压器等电气设备和相应配电 装置的连接，起着汇集、分配和传递电能 的作用。
现场一次系统图
母线的相关知识
基本概念
为了防止发电厂和变电站母线发生故障 时，电力设备损坏以及系统稳定性破坏， 造成全厂或全变电站大停电乃至全电力系 统瓦解，必须设置性能良好、能正确检测 出故障、动作迅速可靠的母线保护。
母线的接线方式
接线方式主要有：单母线、单母线分段 、双母线、双母线单分段、双母线双分段 、3/2接线等。
TA饱和后，每个周期内一次电流过零点附近存在不 饱和时段，TA一次二次成正比
TA饱和后，励磁电阻下降，内阻降低
饱和后电流中存在很大的二次和三次谐波分量。
母线保护相关知识
母线保护相关知识
TA饱和对母线保护的影响
母线区外故障时TA饱和对母线保护的影响： 由于离故障点最近支路的电流互感器饱和其电流不
母线故障的危害
母线故障造成的危害： 造成大面积停电事故； 破坏系统稳定运行； 如拒动将使故障进一步扩大等。 母线保护的作用就是正确快速的切除母线
故障，所以母线保护装置的正确动作尤为 重要。
母线保护相关知识
高度的安全性和可靠性 误动会造成大面 积的停电，拒动会损害电力设备以及系统 的瓦解；
选择性强，动作速度快 要良好的区分区 内和区外故障，还要确定故障母线，及早 发现故障并切除。
装设在母线上的电压互感器及母线与断路器之 间的电流互感器发生故障；
倒闸操作时引起断路器或隔离开关的支持绝缘 子损坏；
由于运行人员的误操作，如带负荷拉刀闸造成 弧光短路；
雷击。
母线的故障类型
主要故障有单相接地短路和相间短路 故障，两相接地短路故障和三相短路 故障几率比较少；
母线上故障较少，一般都为区外故障 。
母线保护相关知识
TA饱和对母线保护的影响
I1
I2
I3
I4
母线保护相关知识
TA饱和对母线保护的影响
如图示，线路3上发生故障，这时元件3的电流大 小等于其它非故障支路电流和，短路电流很大，容 易发生TA饱和，则保护测量到的I3很小，假设为0， 则差动电流：
Id I1 I2 I3 I4
I1 I2 I4
母线保护相关知识
对电流互感器的要求
母线保护应接在专用TA二次回路中，并且 要求在该回路中不接入其他设备的保护装 置或测量装置，TA精度要求高，抗饱和能 力强；
母线TA安装位置应尽量靠近线路或变压器 一侧，使母线保护和线路保护变压器保护 有重叠区。
母线保护相关知识
与其他保护配合
母线保护动作后作用于纵联保护停信（闭锁式) 母线上发生故障或断路器失灵时，为了使线路对侧
220kV母线保护功能一般包括母线差动保护 ，母联相关的保护（母联失灵保护、母联 死区保护、母联过流保护、母联充电保护 等），断路器失灵保护。
母线保护相关知识
TA饱和特点介绍
当TA一次电流很大时、含有很大的非周期分量时、铁 芯中有很大的剩磁时、TA二次负载阻抗很大时TA很容 易饱和；
当出线故障时，某一出线元件TA饱和，二次电流大大 减少，故障发生瞬间，铁芯中磁通不能突变，TA不能 立即进入饱和区，存在3-5ms的线性传变区
闭锁线路重合闸 为了防止线路断路器对故障母线进行重合，母线保
护动作后应闭锁线路重合闸
启动断路器失灵保护 为了防止断路器失灵，母线保护动作后应启动断路
器失灵保护
母线保护相关知识
一般配置
对重要的220kV母线应当实现双重化，配置 两套母线保护。500kV母线往往采用3/2接 线，相当于单母线接线，因此其母线保护 相对简单，一般仅配置母线差动保护，断 路器失灵保护往往置于断路器保护中。3/2 接线的母线其拒动的危害性远大于误动， 所以母线保护实现双重化 。
母线保护相关知识
一般配置
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
双母双分段
Ⅰ母
Ⅲ母
Ⅱ母
Ⅳ母
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
Ⅰ母
当母线故障
时，为减少
停电范围，
3/2接线
220kV及以 上电压等级
的母 线可
采用3/2断
路器母线的
接线方式。
Ⅱ母
一次系统图（一）
一次系统图（二）
母线的常见故障
母线绝缘子和断路器套管因表面污秽而导致的 闪络；
这时会容易满足差动方程，造成差动保护误动。
母线保护相关知识
抗TA饱和的方法
同步识别法 母线故障时，母线电压和出线元件上电 流发生变化，产生差流，即工频电压和工频电流变化 与差动元件中的差流同时出现，当区外故障TA饱和时 母线电压和出线电流立即发生变化，但由于故障后35ms TA磁路才会饱和，差流才出现，差动元件中的差 流比故障电流晚出现3-5ms
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
单母线
单母线分段
当母线电压为10~66kV、出线较少时，可采用单母接线方式； 当出线较多时，可采用单母线分段；对于110kV母线，当出线 数不大于4回线时，可采用单母分段。
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
双母线
双母单分段
在大型发电厂或枢纽变电站，当母线电压为110kV及以上，出 线在4回以上时，一般采用双母接线方式，为减少正常检修和 故障时的倒闸操作，一般可将工作母线分成3~4段。
在母差保护中，当故障电流与差动元件中的差流同 时出现时，认为是区内故障开放差动；当故障电流比 差动元件中差流早出现时，认为差动元件中的差流是 区外故障TA饱和产生的，立即将差动闭锁一段时间。
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母线保护相关知识
抗TA饱和的方法
自适应阻抗加权抗饱和 采用工频变化量阻抗元件△Z，是母线电压变化量与
能线性传变到二次侧，产生缺损，差动元件中的电流 就是这部分缺损电流，如果TA饱和比较严重，差动元 件的动作电流就越大，造成保护误动。
母线区内故障时TA饱和对母线保护的影响： 由于电流互感器的饱和，饱和的电流互感器不能线
性传变一次电流使差动回路的电流大大降低，会影响 差动元件的灵敏度，可能造成母差保护的拒动。
母线保护原理与配置
母线保护的原理与配置
一、母线的基本概念 二、母线保护的相关知识 三、母线保护的原理 四、母线保护的配置 五、母线保护的安措
母线的基本概念
母线是指在变电站各级电压配电装置的 连接，以及变压器等电气设备和相应配电 装置的连接，起着汇集、分配和传递电能 的作用。
现场一次系统图
母线的相关知识
基本概念
为了防止发电厂和变电站母线发生故障 时，电力设备损坏以及系统稳定性破坏， 造成全厂或全变电站大停电乃至全电力系 统瓦解，必须设置性能良好、能正确检测 出故障、动作迅速可靠的母线保护。
母线的接线方式
接线方式主要有：单母线、单母线分段 、双母线、双母线单分段、双母线双分段 、3/2接线等。
TA饱和后，每个周期内一次电流过零点附近存在不 饱和时段，TA一次二次成正比
TA饱和后，励磁电阻下降，内阻降低
饱和后电流中存在很大的二次和三次谐波分量。
母线保护相关知识
母线保护相关知识
TA饱和对母线保护的影响
母线区外故障时TA饱和对母线保护的影响： 由于离故障点最近支路的电流互感器饱和其电流不
母线故障的危害
母线故障造成的危害： 造成大面积停电事故； 破坏系统稳定运行； 如拒动将使故障进一步扩大等。 母线保护的作用就是正确快速的切除母线
故障，所以母线保护装置的正确动作尤为 重要。
母线保护相关知识
高度的安全性和可靠性 误动会造成大面 积的停电，拒动会损害电力设备以及系统 的瓦解；
选择性强，动作速度快 要良好的区分区 内和区外故障，还要确定故障母线，及早 发现故障并切除。
装设在母线上的电压互感器及母线与断路器之 间的电流互感器发生故障；
倒闸操作时引起断路器或隔离开关的支持绝缘 子损坏；
由于运行人员的误操作，如带负荷拉刀闸造成 弧光短路；
雷击。
母线的故障类型
主要故障有单相接地短路和相间短路 故障，两相接地短路故障和三相短路 故障几率比较少；
母线上故障较少，一般都为区外故障 。
母线保护相关知识
TA饱和对母线保护的影响
I1
I2
I3
I4
母线保护相关知识
TA饱和对母线保护的影响
如图示，线路3上发生故障，这时元件3的电流大 小等于其它非故障支路电流和，短路电流很大，容 易发生TA饱和，则保护测量到的I3很小，假设为0， 则差动电流：
Id I1 I2 I3 I4
I1 I2 I4
母线保护相关知识
对电流互感器的要求
母线保护应接在专用TA二次回路中，并且 要求在该回路中不接入其他设备的保护装 置或测量装置，TA精度要求高，抗饱和能 力强；
母线TA安装位置应尽量靠近线路或变压器 一侧，使母线保护和线路保护变压器保护 有重叠区。
母线保护相关知识
与其他保护配合
母线保护动作后作用于纵联保护停信（闭锁式) 母线上发生故障或断路器失灵时，为了使线路对侧
220kV母线保护功能一般包括母线差动保护 ，母联相关的保护（母联失灵保护、母联 死区保护、母联过流保护、母联充电保护 等），断路器失灵保护。
母线保护相关知识
TA饱和特点介绍
当TA一次电流很大时、含有很大的非周期分量时、铁 芯中有很大的剩磁时、TA二次负载阻抗很大时TA很容 易饱和；
当出线故障时，某一出线元件TA饱和，二次电流大大 减少，故障发生瞬间，铁芯中磁通不能突变，TA不能 立即进入饱和区，存在3-5ms的线性传变区