母线保护.ppt
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母线保护培训课件
经验教训
建立完善的巡检和应急预案，及时发现和处理装置异常；加强培训，提高运行人员的技能水平，确保在异常情况下能够迅 速采取正确的处理措施。
THANKS
谢谢您的观看
等手段迅速定位故障原因并采取有效措施。
案例三：母线保护装置异常处理
异常情况
母线保护装置出现异常信号，提示“通道异常”和“装置异常”。
处理过程
运行人员首先确认装置是否正常工作，然后检查通道连接是否正常。如果通道存在问题，需对通道进行修复；如果装置存 在问题，应将装置停电并检查处理。在此期间，应启动备用母线保护装置并按照相关规定操作。
电流保护原理
电流保护基于电流突变量原理，通过检测母线电流的 变化量来判断是否发生短路故障。当母线发生短路故 障时，电流会突然增大，超过设定值时，保护装置就 会动作，切除故障。电流保护通常分为定时限和反时 限两种类型，定时限电流保护根据电流大小和持续时 间触发保护动作，反时限电流保护根据电流大小和变 化速度触发保护动作。
定期检修
按照厂家建议的时间间隔，对母线保护装置进行 检修和试验，确保装置的功能正常。
故障处理
当母线保护装置出现故障时，应立即进行处理， 根据故障类型采取相应的处理措施。
03
母线保护故障及处理
母线保护故障的类型
母线短路故障
由于母线之间的短路，导致母线保护装置动作，跳闸断路器以切 除故障。
母线过载故障
当母线负载超过其承受能力时，母线保护装置将启动过载保护， 断开相应的断路器。
母线欠压故障
当母线电压低于正常值时，母线保护装置将启动欠压保护，断开 相应的断路器。
母线保护故障的处理方法
对于母线短路故障
应立即断开相应的断路器，隔离故障母线，并检查母线及其相关设备，找出故障点进行修 复。
建立完善的巡检和应急预案，及时发现和处理装置异常；加强培训，提高运行人员的技能水平，确保在异常情况下能够迅 速采取正确的处理措施。
THANKS
谢谢您的观看
等手段迅速定位故障原因并采取有效措施。
案例三：母线保护装置异常处理
异常情况
母线保护装置出现异常信号，提示“通道异常”和“装置异常”。
处理过程
运行人员首先确认装置是否正常工作，然后检查通道连接是否正常。如果通道存在问题，需对通道进行修复；如果装置存 在问题，应将装置停电并检查处理。在此期间，应启动备用母线保护装置并按照相关规定操作。
电流保护原理
电流保护基于电流突变量原理，通过检测母线电流的 变化量来判断是否发生短路故障。当母线发生短路故 障时，电流会突然增大，超过设定值时，保护装置就 会动作，切除故障。电流保护通常分为定时限和反时 限两种类型，定时限电流保护根据电流大小和持续时 间触发保护动作，反时限电流保护根据电流大小和变 化速度触发保护动作。
定期检修
按照厂家建议的时间间隔，对母线保护装置进行 检修和试验，确保装置的功能正常。
故障处理
当母线保护装置出现故障时，应立即进行处理， 根据故障类型采取相应的处理措施。
03
母线保护故障及处理
母线保护故障的类型
母线短路故障
由于母线之间的短路，导致母线保护装置动作，跳闸断路器以切 除故障。
母线过载故障
当母线负载超过其承受能力时，母线保护装置将启动过载保护， 断开相应的断路器。
母线欠压故障
当母线电压低于正常值时，母线保护装置将启动欠压保护，断开 相应的断路器。
母线保护故障的处理方法
对于母线短路故障
应立即断开相应的断路器，隔离故障母线，并检查母线及其相关设备，找出故障点进行修 复。
第七讲母线保护
第七讲 母线保护及其断路器失灵保护
一、母线的特点及装设母线保护的基本原则
电力系统中的母线是具有很多进、出线的公共电气连接点，它起着汇总 和分配电能的作用。
根据电流的连续性，母线在正常情况下相当于一个接点，流进母线的电 流与流出母线的电流始终相等。当母线故障时，则相当于一个短路点，只有 流进母线的电流而无流出母线的电流。
装置配置内容包括：比率差动保护；母联充 电保护；母联死区保护；母联失灵保护；母联过 流保护；断路器失灵保护等。
装置硬件配置如下图所示。
5）断路器失灵保护
本装置的断路器失灵保护有两种方式可供选择。
方式一：与线路的失灵起动装置配合，当母线所连接 的某条线路断路器失灵时，该线路的失灵起动装置的失 灵接点与电压切换接点串联提供给本装置，如下图所示。
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。
3、 电流比相式母线保护
利用比相元件比较各元件的相位，便可判断 区内、区外故障。该保护只与电流相位有关，而 与电流的幅值大小无关；不需考虑不平衡电流的 影响，提高了灵敏度；不要求采用同型号和同变 比的CT，增加了使用的灵活性。
二、母差保护
母差保护分为：1） 母线完全差动（不完全差动）； 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。 5）比率制动式母线差动保护。
1、 母线完全差动保护
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。
一、母线的特点及装设母线保护的基本原则
电力系统中的母线是具有很多进、出线的公共电气连接点，它起着汇总 和分配电能的作用。
根据电流的连续性，母线在正常情况下相当于一个接点，流进母线的电 流与流出母线的电流始终相等。当母线故障时，则相当于一个短路点，只有 流进母线的电流而无流出母线的电流。
装置配置内容包括：比率差动保护；母联充 电保护；母联死区保护；母联失灵保护；母联过 流保护；断路器失灵保护等。
装置硬件配置如下图所示。
5）断路器失灵保护
本装置的断路器失灵保护有两种方式可供选择。
方式一：与线路的失灵起动装置配合，当母线所连接 的某条线路断路器失灵时，该线路的失灵起动装置的失 灵接点与电压切换接点串联提供给本装置，如下图所示。
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。
3、 电流比相式母线保护
利用比相元件比较各元件的相位，便可判断 区内、区外故障。该保护只与电流相位有关，而 与电流的幅值大小无关；不需考虑不平衡电流的 影响，提高了灵敏度；不要求采用同型号和同变 比的CT，增加了使用的灵活性。
二、母差保护
母差保护分为：1） 母线完全差动（不完全差动）； 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。 5）比率制动式母线差动保护。
1、 母线完全差动保护
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。
母线保护装置的配置与调试方法ppt课件
倒闸操作：
可预先投互联压板； 可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板； 依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作。 小差比率差动元件自动退出，一旦发生故障同时切除两段母线。
概述—母线的基本概念
硬母线
软母线
概述—母线的接线方式
变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后， 所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接 方式。
其接线方案主要有：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。
概述—母线的接线方式
单母线
单母线分段
当母线电压为35~66kV、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。
≥1
1
母联IC>0.04In
母联TWJ
母联IA>0.2In
母联IB>0.2In
≥1
母联IC>0.2In
母差跳一母
一母比例差动元件
&
大差比例差动元件
二母比例差动元件
&
母差跳二母
&
0 400
母联电流退出小差
&
&
Tsq
跳二母
&
Tsq
跳一母
母联充电保护
分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联 （分段）开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时 投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时， 跳开母联（分段）开关，切除故障。
母联充电保护的逻辑框图
母联TWJ 两母线均有电压
母联IA>0.04In 母联IB>0.04In 母联IC>0.04In
1 1
可预先投互联压板； 可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板； 依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作。 小差比率差动元件自动退出，一旦发生故障同时切除两段母线。
概述—母线的基本概念
硬母线
软母线
概述—母线的接线方式
变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后， 所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接 方式。
其接线方案主要有：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。
概述—母线的接线方式
单母线
单母线分段
当母线电压为35~66kV、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。
≥1
1
母联IC>0.04In
母联TWJ
母联IA>0.2In
母联IB>0.2In
≥1
母联IC>0.2In
母差跳一母
一母比例差动元件
&
大差比例差动元件
二母比例差动元件
&
母差跳二母
&
0 400
母联电流退出小差
&
&
Tsq
跳二母
&
Tsq
跳一母
母联充电保护
分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联 （分段）开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时 投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时， 跳开母联（分段）开关，切除故障。
母联充电保护的逻辑框图
母联TWJ 两母线均有电压
母联IA>0.04In 母联IB>0.04In 母联IC>0.04In
1 1
变电站母线保护原理及死区故障分析精品PPT30页
*
18
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I 母 #2母母差动作 II 母
#2母失电
二、母线相继故障实例分析
2 事故经过
事故经过
第二阶段：190ms后，220kV#2母线母差保护再次动作，之后220kV#1母线母差保护动作，#1 母线所有运行线路跳闸，#1母线失电。
*
19
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#2母失电
#1母失电
*
#1母母差动作 I母 II 母 #2母母差再次动作
13
一、母线保护原理
死区保护逻辑图
3 母联死区保护
第一部分： 第二部分：
14
保护跳母联 母联开关在分位
大差动作 Ⅰ母小差动作 Ⅰ母复压闭锁开放 Ⅱ母小差动作 Ⅱ母复压闭锁开放
&
150ms
母联电流退出小差
首先看第一部分： 母联死区故障时，
然Ⅱ后母看小第差二差部动分保护，
母会联先电跳流开退母出联开小关差
27
二、母线相继故障实例分析
4 第二阶段录波分析
第二阶段故障录波分析
差流消失， 故障切除
经过60ms，母联520开关跳 开，差流消失，故障切除
Ⅱ母小差 动作
&
Ⅱ母复压 闭锁开放
&
跳Ⅱ母、 母联
20
二、母线相继故障实例分析
4 第二阶段录波分析
第二阶段故障录波分析
#2母小差A相出现差流 母联出现与差流一致的电流
#2母故障切除后的某一时刻
#2母小差A相出现差流
同时母联开关出现了与差 流大小相同的电流 因为此时#2母线已失电 结论：发生了母联死区故障
这正是母联死区保护动作逻辑的第一部分： 母联电流退出小差
继电保护-第8章_母线保护
第八章 母线保护
第八章 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护基本原则 8.2 母线差动保护基本原理 8.3 母线保护的特殊问题及其对策 8.4 断路器失灵保护简介
第八章 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护的基本原则
一、母线故障
母线是集中和分配电能的重要电气设备， 母线发生故障，将造成大面积用户停电，电 气设备遭到严重破坏，甚至使电力系统稳定 运行破坏，导致电力系统瓦解，后果是十分 严重的。
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，可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，例如:断路器跳闸线圈断线；断 路器的操作机构失灵等。
断路器失灵故障的发生会导致故障切除时间的延 长、事故范围的扩大，其后果是造成电力系统大范围 停电，甚至发生电力系统的瓦解事故。
第八章 母线保护
A
C
1
4
k
2
3
B
5
Ｂ变电所母线
3） 对双侧电源网络（或环形网络）当变电所Ｂ母线故障 时可由保护１和４的Ⅱ段动作于以切除。
第八章 母线保护
（2）装设专用母线保护的原因：
A）利用供电元件的保护装置切 除母线故障的时间较长，威胁 到系统稳定运行、使发电厂厂 用电及重要负荷供电电压低于 允许值。（速动性）
✓ 35～66kV电力网中主要变电所的35～66kV双母线或 分段单母线，在母联或分段断路器上装设解列装置和 其它自动装置后，仍不满足电力系统安全运行的要求 时。
✓ 发电厂和主要变电所的3～10kV分段母线或并列运行 的双母线，须快速地切除一段或一组母线上故障时， 或者线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。
第八章 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护基本原则 8.2 母线差动保护基本原理 8.3 母线保护的特殊问题及其对策 8.4 断路器失灵保护简介
第八章 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护的基本原则
一、母线故障
母线是集中和分配电能的重要电气设备， 母线发生故障，将造成大面积用户停电，电 气设备遭到严重破坏，甚至使电力系统稳定 运行破坏，导致电力系统瓦解，后果是十分 严重的。
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，可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，例如:断路器跳闸线圈断线；断 路器的操作机构失灵等。
断路器失灵故障的发生会导致故障切除时间的延 长、事故范围的扩大，其后果是造成电力系统大范围 停电，甚至发生电力系统的瓦解事故。
第八章 母线保护
A
C
1
4
k
2
3
B
5
Ｂ变电所母线
3） 对双侧电源网络（或环形网络）当变电所Ｂ母线故障 时可由保护１和４的Ⅱ段动作于以切除。
第八章 母线保护
（2）装设专用母线保护的原因：
A）利用供电元件的保护装置切 除母线故障的时间较长，威胁 到系统稳定运行、使发电厂厂 用电及重要负荷供电电压低于 允许值。（速动性）
✓ 35～66kV电力网中主要变电所的35～66kV双母线或 分段单母线，在母联或分段断路器上装设解列装置和 其它自动装置后，仍不满足电力系统安全运行的要求 时。
✓ 发电厂和主要变电所的3～10kV分段母线或并列运行 的双母线，须快速地切除一段或一组母线上故障时， 或者线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。
第十二章 母线保护
（２）当第 组母线上（d点）短路时
电流分布如下页图(b)所示，继电器CJ1、CJ3中流入全部故障 电流，CJ2中为不平衡电流，则CJ1、CJ3起动。
（３）固定连接方式破坏时，动作情况将变化：
例：线路１由母线 切换至母线 上工作时，差动保护的二 次回路不能相应切换，差动保护不能正确反映母线上实际连接元 件的 （应等于零），在CJ1和CJ3中出现差电流。 该保护的缺点：限制了运行调度的灵活性。２．母联相位差 动保护 （１）基本原理：保护装置的原理接线如下页图所示，利用 比较母联中电流与总差电流的相位作为故障母线的选择元件。 例：当母线 母线 ； 当母线 母线 。 故障时，流过母联的电流方向是由母线 故障时，流过母联的电流方向是由母线 流向 流向
相位比较回路的原理接线图如下页图(c)所示：母线内部故障时各连 接元件的电流都流向母线，各中间变流器的一次电流基本上同相位， 小母线１、２的波形如下图所示。由于 、 相位相同，两者 叠加后，在小母线１和２上呈现出相间的断续负电位。在负电位间 断期间，比相回路输出一脉冲，起动延时回路。若此脉冲延时时间 大于3.3ms（即 ），则延时回路起动脉冲展宽回路，后者输出 一连续脉冲使开关跳闸。 在基本原理的分析中，认为内部故障时电流的相位差为 ，
外部故障时为
，这只是一个理想的情况。实际上当外部故障
时，由于电流互感器及中间变流器ZLH误差等因素的影响，各电流 间的相位差可能是 ， 值最大可达 左右，这就有可能
导致保护装置的不正确动作。这是因为当两个电流存在相位差
时，
如右图所示，在小母线上的电位波形将出现间断，其间断的角度与
相等。当小母线上出现间断的电压时，延时回路就要起动，为了
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 实现。 母线故障时，所有和电源连 接的元件都向故障点供应短路电 流，在理想情况下，所有供电元 件的电流相位相同； 而在正常运行或外部故障时， 至少有一个元件的电流相位和其 余元件的电流相位相反，即流入 电流和流出电流的相位相反。因 此，利用这一原理可以构成比相 式母线保护。
母线及失灵保护 教学PPT课件
• 2)正常情况下，如清扫母线、母线刀闸检 修、母线PT预试或母联开关检修等工作 需要倒单母线运行，母差和失灵保护跳闸 压板应全部投入。在倒闸操作前应将互联 压板投入，倒闸操作结束后检查母差保护 无异常，应立即将互联压板退出。
• 3)在倒单母线运行恢复送电前，当用 母联开关空充母线时，互联压板不允 许投入，否则在空充于故障母线时将 造成非故障母线全停，空充母线无问 题后再投互联压板，继续进行倒闸操 作。倒闸操作结束倒成正常运行方式 后检查母差保护无异常，应立即将互 联压板退出。
护处于互联。
3.母线保护互联操作的一般要求：
1)由于互联状态下一条母线出口会切除 两条母线，因此我们必须对互联的操作给 予足够的重视。
母差保护的互联（单母线运行）压板 的投退原则如下：母差保护的互联压护无异 常应立即将该压板退出。
4)对于母联开关更换CT工作倒单母线后 在恢复正常方式合母联开关空冲母线前， 必须退出所有母差保护跳闸出口压板， 只保留母差跳母联开关压板，失灵保护 跳闸压板应全部投入，同时退出互联压 板。空充母线无问题后投入互联压板将 一主变或负荷线路开关倒到另一母线做 母联CT的向量，待向量检查正确后投入 所有母差跳闸出口压板继续进行倒闸操 作，倒闸操作结束后检查母差保护无异 常，应立即将互联压板退出。
3.倒闸操作时母线保护的互联（单母线）压板 投退与母联断路器控制直流停投间的顺序问题
• 1)双母线接线形式的变电站倒闸操作时， 由于会出现一个单元的两个母线刀闸均在 合位的情况，这时两条母线相当于一条母 线运行。如果某条母线发生故障时，由于 正常母线会通过两个母线刀闸形成的回路 向故障母线提供故障电流，所以必须切除 两条母线才会最终切除故障。
8)说过了倒闸操作前压板和直流的操作顺 序，我们还要考虑到倒闸操作结束后两 者的顺序问题。其实讨论的思路与上面 一样，如果先退出压板的话还是有可能 形成相继动作的局面。所以在倒闸操作 结束后，应该先投入母联断路器的控制 直流然后再退出互联（单母线）压板。
《母线保护装置》课件
3
逻辑判断
根据电流和电压的测量结果，进行简单
故障切除
4
或复杂逻辑的判断。
当检测到故障时，及时切除故障区域， 保护电力系统的安全运行。
母线保护装置的功能和作用
母线保护装置具有以下主要功能和作用： • 检测和切除母线故障，保护电力系统的安全运行。 • 提高电力系统的可靠性，减少停电时间。 • 提供准确的故障定位和诊断，方便维修。 • 增加电力系统的稳定性，降低事故风险。
案例二
专业工程师团队协作设计母线保护方案，成功应用 于一座大型发电站，确保了电力系统的安全运行。
结论和总结
母线保护装置在现代电力系统中起着举足轻重的作用。通过合理的选择和设 计，能够有效保护电力系统的运行和稳定性。
方向保护
根据电流的流向，判断故障是否发生在母线上， 并采取相应的保护措施。
母线保护的原理
母线保护装置通过监测母线上的电流和电压，与预设值进行比较，并根据预设逻辑进行反馈控制，实现故障检 测和切除。
1
电流检测
检测母线上的电流大小和方向，以确定
电压检测
2
电流异常。
监测母线电压的稳定性，并与、变电站、轨道交 通系统等大型电力系统中的母线保护方案。
常见的母线保护装置类型
差动保护
基于母线电流和母线电压的差动保护装置，能 够快速检测和分离故障。
电压保护
用于监测和保护母线电压的稳定性，防止母线 电压超出安全范围。
过电流保护
通过检测母线电流异常，及时进行故障切除， 保护母线不受损。
《母线保护装置》PPT课 件
本课件将介绍母线保护装置的定义、常见类型、工作原理、功能和作用、选 择与设计要点，以及实施案例分析。让我们一起深入了解这一重要领域。
母线保护异常及处理：母线保护原理.pptx
微机母差保护，比率制动母差保护的基本原理
•
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
L1
K L2
TA1
TA2
TA6 QF5
TA5
QF1
QF2
QF3
QF4
TA3
TA4
L3
L4
KD1
Ⅰ
KD3
Ⅱ
KD2
发生内部故障时的工作原理
L1 TA1
TA6 QF5
TA5
L2
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K
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QF3
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TA3 L3
TA4 L4
KD1
Ⅰ
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Ⅱ
KD2
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TA1
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TA5
QF1
微机母差保护，比率制动母差保护的基本原理
•
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。
TA6 QF5
TA5
QF1 QF3
TA2 QF2
QF4
TA3
TA4
KD1
Ⅰ
KD3
Ⅱ
KKDD22
《母线保护装置》课件
常见、要求高
变电站是电力系统中对电压进行变换 和分配的重要节点，其母线保护装置 的应用场景也较为常见。由于变电站 母线的重要性，对母线保护装置的要 求也相对较高。
案例分析
某地区一座220kV变电站的110kV母 线发生故障，导致周边区域大面积停 电。经调查发现，母线保护装置在故 障发生时未能正确动作切除故障线路 ，导致故障扩大。针对这一问题，该 变电站对母线保护装置进行了升级改 造，提高了装置的灵敏度和可靠性， 有效降低了类似故障的发生率。
母线保护装置的作用
快速切除母线故障
母线保护装置能够在母线发生故障时 快速动作，将故障母线从系统中切除 ，防止故障扩大，保障电力系统的安 全。
提高供电可靠性
优化系统运行
母线保护装置能够优化电力系统的运 行方式，提高系统的稳定性和经济性 。
母线保护装置能够减少母线故障对电 力用户的影响，提高供电可靠性。
智能化技术为母线保护装置提供了更 高级的功能，如智能决策和自主控制 ，使其成为未来智能电网的重要组成 部分。
智能化技术使得母线保护装置能够预 测和预警潜在的故障，降低运维成本 和风险。
感谢观看
THANKS
计算方法
采用相应的计算公式和经验数据 ，结合实际情况进行整定计算， 确保整定值的准确性和合理性。
母线保护装置的配置方案
高压母线保护配置方案
针对高压母线，一般采用独立的母线保护装置，配置相应 的电流、电压互感器和操作箱等，实现对高压母线的全面 保护。
低压母线保护配置方案
对于低压母线，可采用与馈线保护相结合的方式，利用馈 线保护装置实现对低压母线的保护，同时配置相应的电流 互感器和操作箱等。
配置数量
根据母线的规模和运行方式，确定所需配置的母线保护装置数量， 以满足对母线的全面保护。
第七章 母线保护
I op K rel I unb . max K rel 0 . 1 I k . max n TA
（2）躲过最大负荷电流
I op K rel I L . max / n TA
灵敏度的校验 K sen
I k . min / n TA I op
2
三、电流比相式母线保护
第七章母线保护?母线故障的保护方式?完全电流差动母线保护?电流比相式母线保护?元件固定连接的母线差动保护?母联相位差动保护?断路器失灵保护一母线故障的保护方式?母线发生故障时将使连接在母线上的所有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因此母线故障的后果是十分严重的障的后果是十分严重的
六、断路器失灵保护
断路器失灵保护（又称后备接线），是指系统发生故障 时，故障元件的保护动作，但断路器操作机构失灵而拒 绝跳闸时，由故障元件的保护在作用于同一母线所有有 电源的相邻元件断路器使之跳闸切除故障的接线。 如图所示：当K点发生故障时，如果QF5拒动，则装设于 变电所B的断路器失灵保护动作，使QF2、QF3跳闸。
第七章 母线保护
母线故障的保护方式 完全电流差动母线保护 电流比相式母线保护 元件固定连接的母线差动保护 母联相位差动保护 断路器失灵保护
一、母线故障的保护方式
母线发生故障时，将使连接在母线上的所 有元件停电，从而造成大面积停电事故， 并可能破坏系统的稳定运行，因此母线故 障的后果是十分严重的。 母线保故障的保护方式 1、利用供电元件的保护来切除母线故障 2、装设专用母线保护
1、利用供电元件的保护来切除母线故障
一般而言，利用供电元件的保护就可以切除母 线故障，例如：
缺点：切除故障时间较长，当双母线或分段单 母线时，动作无选择性。
（2）躲过最大负荷电流
I op K rel I L . max / n TA
灵敏度的校验 K sen
I k . min / n TA I op
2
三、电流比相式母线保护
第七章母线保护?母线故障的保护方式?完全电流差动母线保护?电流比相式母线保护?元件固定连接的母线差动保护?母联相位差动保护?断路器失灵保护一母线故障的保护方式?母线发生故障时将使连接在母线上的所有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因此母线故障的后果是十分严重的障的后果是十分严重的
六、断路器失灵保护
断路器失灵保护（又称后备接线），是指系统发生故障 时，故障元件的保护动作，但断路器操作机构失灵而拒 绝跳闸时，由故障元件的保护在作用于同一母线所有有 电源的相邻元件断路器使之跳闸切除故障的接线。 如图所示：当K点发生故障时，如果QF5拒动，则装设于 变电所B的断路器失灵保护动作，使QF2、QF3跳闸。
第七章 母线保护
母线故障的保护方式 完全电流差动母线保护 电流比相式母线保护 元件固定连接的母线差动保护 母联相位差动保护 断路器失灵保护
一、母线故障的保护方式
母线发生故障时，将使连接在母线上的所 有元件停电，从而造成大面积停电事故， 并可能破坏系统的稳定运行，因此母线故 障的后果是十分严重的。 母线保故障的保护方式 1、利用供电元件的保护来切除母线故障 2、装设专用母线保护
1、利用供电元件的保护来切除母线故障
一般而言，利用供电元件的保护就可以切除母 线故障，例如：
缺点：切除故障时间较长，当双母线或分段单 母线时，动作无选择性。
电力系统继电保护课件-第8章-母线保护铭1
不装设专门的母线保护装置 装设专门的母线保护装置
（一）不装设专门的母线保护，利用供电元件的保护切 除母线故障。
1、利用发电机的过电流保护 ２、利用变压器的过电流保护 ３、利用线路保护
（二） 装设专门的母线保护
下列情况应装设专门的母线保护： 1）在110KV及以上的双母线和单分段母线上，为保证有选择性地
优点：1、不需要考虑不平衡电流的影响。 2、不要求电流互感器变比相同。
双母线差动保护: （三）、元件固定连接的双母线差动保护 （四）、母联相位差动保护
双母线对母线差动保护的要求 1、母线故障时，母线保护应能够准确的判断出故障是发生在双 母线上。（判断母线故障） 2、母线故障时，母线保护应该能够准确判断出故障是发生在双 母线的哪一条母线上，使母线保护能够有选择性的切除故障母线， 保留非故障母线。（判断故障母线）
结论
1、当双母线按照固定连接方式运行时; 保护装置可以保证快速而有选择性的只切除故障母线； 2、当固定连接方式被破坏时： 正常运行时，保护不动作，但可靠性降低； 任一母线故障都将导致切除两组母线，即保护失去选 择性。
(四) 、母联相位差动保护
固定连接母线的差动保护的改进。 比较母联中电流与总差电流的相位作为故障母线的选择元件。 (1)Ⅰ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅱ母线流向Ⅰ母线 (2)Ⅱ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅰ母线流向Ⅱ母线，
?问题:元件的固定连接遭到破坏时 K3
6 5
保护区外故障
K4 母线故障
固定连接破坏时： 例线路L2由母线Ⅰ切换到母线Ⅱ，因二次回路不能随之切换，
所以外部短路时，1KD、2KD中有较大的差动电流而误动，但 3KD仍流过不平衡电流，不会误动。 区内短路时，1KD、2KD都可能动作，3KD动作，所以两条母线 都可能切除。
（一）不装设专门的母线保护，利用供电元件的保护切 除母线故障。
1、利用发电机的过电流保护 ２、利用变压器的过电流保护 ３、利用线路保护
（二） 装设专门的母线保护
下列情况应装设专门的母线保护： 1）在110KV及以上的双母线和单分段母线上，为保证有选择性地
优点：1、不需要考虑不平衡电流的影响。 2、不要求电流互感器变比相同。
双母线差动保护: （三）、元件固定连接的双母线差动保护 （四）、母联相位差动保护
双母线对母线差动保护的要求 1、母线故障时，母线保护应能够准确的判断出故障是发生在双 母线上。（判断母线故障） 2、母线故障时，母线保护应该能够准确判断出故障是发生在双 母线的哪一条母线上，使母线保护能够有选择性的切除故障母线， 保留非故障母线。（判断故障母线）
结论
1、当双母线按照固定连接方式运行时; 保护装置可以保证快速而有选择性的只切除故障母线； 2、当固定连接方式被破坏时： 正常运行时，保护不动作，但可靠性降低； 任一母线故障都将导致切除两组母线，即保护失去选 择性。
(四) 、母联相位差动保护
固定连接母线的差动保护的改进。 比较母联中电流与总差电流的相位作为故障母线的选择元件。 (1)Ⅰ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅱ母线流向Ⅰ母线 (2)Ⅱ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅰ母线流向Ⅱ母线，
?问题:元件的固定连接遭到破坏时 K3
6 5
保护区外故障
K4 母线故障
固定连接破坏时： 例线路L2由母线Ⅰ切换到母线Ⅱ，因二次回路不能随之切换，
所以外部短路时，1KD、2KD中有较大的差动电流而误动，但 3KD仍流过不平衡电流，不会误动。 区内短路时，1KD、2KD都可能动作，3KD动作，所以两条母线 都可能切除。
母线保护装置PPT课件
压开放元件改为电流开放元件，并适当调整加权值，抗饱和能力不受影 响。
TA 饱和检测元件二： 由谐波制动原理构成的TA 饱和检测元件。这种原理利用了TA 饱和
时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量 的波形特征检测TA 是否发生饱和。以此原理实现的TA 饱和检测元件同 样具有很强抗TA 饱和能力，而且在区外故障TA饱和后发生同名相转换性
保护板（管理板）DSP2长期起动：保护板（管理板）DSP2起动元件长期起动(包括失灵保护长期起动，解除复压闭锁长期动作)，发
“内其部它 通报讯警出”错警信：号保”，护信闭板锁与号失管灵理,保板闭护之间锁的通装讯出置错（，发加“其电它报做警”故信号障，试不闭验锁装时置 ，若故障电流不退， 10s也会报此错误，注意区分） 区外故障发生TA饱和情况下 元件与 元件的动作时序截然不同于区内故障，通过判断差动动作与故障发生是否同步就可识别饱和
5、装置的运行说明
• 装置面板上设有九键键盘和10个信号灯。信号灯说明如下： • “运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮； • “断线报警”灯为黄色，当发生交流回路异常时点亮； • “位置报警”灯为黄色，当发生刀闸位置变位、双跨或自检异常
时点亮； • “报警”灯为黄色，当发生装置其它异常情况时点亮。 • “跳I母”、“跳II母”灯为红色，母差保护动作跳母线时点亮； • “母联保护”灯为红色，母差跳母联、母联充电、母联非全相、
这说明，差动保护动作与实际故障在时间上是不同步的，差动保护动作滞后一个时间。
母线分列运行时则自动转用比率制动系数低值，小差 延时9秒：连续满足电压开放条件9秒，中间返回重新计时。
本装置引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检。
则固定取0.75；△Ij 为第j 个连接元件的工频变化 小差比例差动元件则固定取比率制动系数高值。
TA 饱和检测元件二： 由谐波制动原理构成的TA 饱和检测元件。这种原理利用了TA 饱和
时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量 的波形特征检测TA 是否发生饱和。以此原理实现的TA 饱和检测元件同 样具有很强抗TA 饱和能力，而且在区外故障TA饱和后发生同名相转换性
保护板（管理板）DSP2长期起动：保护板（管理板）DSP2起动元件长期起动(包括失灵保护长期起动，解除复压闭锁长期动作)，发
“内其部它 通报讯警出”错警信：号保”，护信闭板锁与号失管灵理,保板闭护之间锁的通装讯出置错（，发加“其电它报做警”故信号障，试不闭验锁装时置 ，若故障电流不退， 10s也会报此错误，注意区分） 区外故障发生TA饱和情况下 元件与 元件的动作时序截然不同于区内故障，通过判断差动动作与故障发生是否同步就可识别饱和
5、装置的运行说明
• 装置面板上设有九键键盘和10个信号灯。信号灯说明如下： • “运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮； • “断线报警”灯为黄色，当发生交流回路异常时点亮； • “位置报警”灯为黄色，当发生刀闸位置变位、双跨或自检异常
时点亮； • “报警”灯为黄色，当发生装置其它异常情况时点亮。 • “跳I母”、“跳II母”灯为红色，母差保护动作跳母线时点亮； • “母联保护”灯为红色，母差跳母联、母联充电、母联非全相、
这说明，差动保护动作与实际故障在时间上是不同步的，差动保护动作滞后一个时间。
母线分列运行时则自动转用比率制动系数低值，小差 延时9秒：连续满足电压开放条件9秒，中间返回重新计时。
本装置引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检。
则固定取0.75；△Ij 为第j 个连接元件的工频变化 小差比例差动元件则固定取比率制动系数高值。
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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。
单母线完全电流差动母线保护
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) 躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流； (2) 动作电流应大于任一连接元件中的最大负荷电
流。
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。
8.2 母线差动保护基本原理
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。
(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；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。
(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，具体来说，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。
母线故障和装设母线保护基本原则
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。
•左图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。
8.2.1单母线完全电流差动母线保护
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。因为在一 次侧电流总和为零时，母 线保护用电流互感器TA必 须具有相同的变比，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 即为各个母线连接元件二次电流的相量和。
为避免这种情况下母线保护的误动，可将电流差动继 电器改用内阻很高的电压继电器，其阻抗值很大，一 般约为2.5kΩ～7.5kΩ。
高阻抗母线差动保护
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。
母线故障和装设母线保护基本原则
左图所示的降压变电所，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。
上图所示的双侧电源网络，当变电所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。
单母线完全电流差母线保护
在正常运行及外部故障时，流入继电器的是由 于各电流互感器的特性不同而引起的不平衡电 流；当母线上发生故障时，则所有与电源连接 的元件都向故障点提供短路电流，于是流入差 动继电器中的电流为
为短路点的全部短路电流，此电流足够使差动 继电器动作而驱动出口继电器，从而使所有连 接元件的断路器跳闸。
8.2.2 高阻抗母线差动保护
在母线发生外部短路时，一般情况下，非故障支路电 流不很大，它们的电流互感器TA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 的TA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。这时差 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。
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。
母线故障和装设母线保护基本原则
母线保护的接线方式，对于中性点直接接 地系统，应采用三相式接线；对于中性点 非直接接地系统，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。
Ch 8 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护的基本原则 8.2母线差动保护基本原理 8.3母线保护的特殊问题及对策 8.4断路器失灵保护简介
8.1 母线故障和装设母线保护基本原则
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。
母线故障和装设母线保护基本原则
上图的单侧电源辐射形网络，当母线C上k 点发生 故障时，可以利用送电线路电源侧的保护2的第II 段 或第III 段(当没有装设第II段时)动作切除故障，等等。
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。利用母线保护来减小故障所造成的影 响仍是十分必要的。
母线故障和装设母线保护基本原则
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，为了
保证有选择性地切除母线上的故障。 (2) 110kV及以上单母线，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35kV母线， 按照全线速动保护的要求必须快速切除母线故障时。 对母线保护的基本要求是：
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。
单母线完全电流差动母线保护
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) 躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流； (2) 动作电流应大于任一连接元件中的最大负荷电
流。
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。
8.2 母线差动保护基本原理
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。
(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；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。
(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，具体来说，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。
母线故障和装设母线保护基本原则
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。
•左图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。
8.2.1单母线完全电流差动母线保护
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。因为在一 次侧电流总和为零时，母 线保护用电流互感器TA必 须具有相同的变比，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 即为各个母线连接元件二次电流的相量和。
为避免这种情况下母线保护的误动，可将电流差动继 电器改用内阻很高的电压继电器，其阻抗值很大，一 般约为2.5kΩ～7.5kΩ。
高阻抗母线差动保护
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。
母线故障和装设母线保护基本原则
左图所示的降压变电所，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。
上图所示的双侧电源网络，当变电所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。
单母线完全电流差母线保护
在正常运行及外部故障时，流入继电器的是由 于各电流互感器的特性不同而引起的不平衡电 流；当母线上发生故障时，则所有与电源连接 的元件都向故障点提供短路电流，于是流入差 动继电器中的电流为
为短路点的全部短路电流，此电流足够使差动 继电器动作而驱动出口继电器，从而使所有连 接元件的断路器跳闸。
8.2.2 高阻抗母线差动保护
在母线发生外部短路时，一般情况下，非故障支路电 流不很大，它们的电流互感器TA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 的TA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。这时差 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。
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。
母线故障和装设母线保护基本原则
母线保护的接线方式，对于中性点直接接 地系统，应采用三相式接线；对于中性点 非直接接地系统，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。
Ch 8 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护的基本原则 8.2母线差动保护基本原理 8.3母线保护的特殊问题及对策 8.4断路器失灵保护简介
8.1 母线故障和装设母线保护基本原则
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。
母线故障和装设母线保护基本原则
上图的单侧电源辐射形网络，当母线C上k 点发生 故障时，可以利用送电线路电源侧的保护2的第II 段 或第III 段(当没有装设第II段时)动作切除故障，等等。
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。利用母线保护来减小故障所造成的影 响仍是十分必要的。
母线故障和装设母线保护基本原则
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，为了
保证有选择性地切除母线上的故障。 (2) 110kV及以上单母线，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35kV母线， 按照全线速动保护的要求必须快速切除母线故障时。 对母线保护的基本要求是：