课件：母差保护的原理

跳闸
7、 典型母差保护装置介绍
7、典型母差保护装置介绍
8、 微机型母线保护装置
传统电磁继电器式母线保护具有接线复杂，调 试麻烦、运行维护困难、继电器特性离散值大的弊 端。
随着微机保护技术的发展，逐渐发展起来一批 新型的微机母差保护装置，经过最近几年在系统内 的运行，具有可靠性高、接线简单、调试简单、运 行维护简单等诸多优点。我们以南瑞继保公司出品 的RCS-915系列为例说明微机母差保护的特点。
四、母联充电保护
当任一组母线检修后再投入之前，利用母联 断路器对该母线进行充电试验时可投入母联 充电保护，当被试母线有故障时由充电保护 切除故障。
母联TWJ 两母线均有压
母联IA>0.04In
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当一母故障时，故障电流从二母通过母联流向 一母。当二母故障时，故障电流从一母通过母 联流向二母。而总差流是反映母线故障的，相 位不变，因此，只要母联有电流流过，选择元 件就能正确动作。
母联电流相位比较式母线差动保护
优点： 不要求元件固定连接于母线，可大大提高母线运 行方式的灵活性。 缺点：1、正常运行时母联必须投入运行； 2、如果母联拒动，将造成非故障母线通过母联向故 障母线提供短路电流，故障不能切除； 3、如果在母联开关和母联TA之间故障，将会切除 非故障母线，而故障母线不能切除。 4、双母线继故障时，只能切除先发生故障的母线， 后故障母线因母联断开，不能切除。
· 母联电流相位比较式母线差动保护
三、固定连接方式的母线完全电流差动保护
双母线同时运行方式，按照一定要求，将引 出线和有电源的支路固定连接于两条母线上。 这种母线的完全差动保护称为固定连接方式 的母线完全差动保护。
优点：
1、接线简单，调试方便，运行人员容易掌握；
2、元件固定时，有很好的选择性。 3、母联断开后，仍有选择能力，母线先后故 障，也能可靠动作。
RCS-915A/B型母线保护装置
二、硬件结构 CPU板：
完成保护的逻辑和跳闸出口功能，同 时完成事件记录及打印、后台通讯等工作。 管理板：
设总起动元件，起动后开放出口继电 器的正电源，同时完成故障录波功能。
RCS-915A/B型母线保护装置
三、母差保护原理： 1、TA极性要求：
各出线TA同名端在母线侧，母联TA同名端在一 母侧。 2、差动回路的大差、小差之分：
闭锁母差
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&
CDBS
&
跳母联
RCS-915A/B型母线保护装置
五、母联失灵与母联死区保护：
当保护向母联发跳闸命令后，经整定延时母联电 流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵保护 经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件 只有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保 护。 若母联开关和母联TA之间发生故障，母联跳开后 故障仍然存在。母联死区保护在差动保护跳开母 联后母联TA仍有电流，且大差、小差元件不返回， 延时100ms跳开另一条母线。
大差回路是指除母联开关和分段开关外所有 支路电流所构成的差动回路。
小差回路是指该段母线上所连接的所有支路 （含母联和分段） 大差回路判别母线区内还是区外故障，小 差回路用以故障母线的选择。
RCS-915A/B型母线保护装置
母差保护动作说明： 1、起动元件：
a、电压工频变化量元件：任意相电压工频变 化量大于门坎时动作。
母差保护的原理
母线故障是最严重的电气故障之一，因为它与 各个电气元件相联。母线保护装置是正确迅速切除母 线故障的重要手段，它的拒动或误动将给电力系统带 来严重危害。
我国电网中使用的母线保护类型较多， 从元器件 构成上大致可分为整流型、集成电路型和微机型。
一、母线保护的基本原则
1、在正常运行以及母线范围以外故障时，母线上所 有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等。 用等式表示就是： ∑Ⅰ＝0；
2、当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都 向故障点提供电流，而所有供电给负荷的连接元 件中电流都等于零。因此， ∑Ⅰ＝ Ⅰf(短路点的总电流)
3、从电流相位上看，正常运行或外部故障时，至少 有一个元件的电流与其他元件电流相位相反。而 内部故障时，除电流等于零的元件外，其他元件 中的电流则是同相位的。
从电网的发展来看，无论是从性能上还是运行维护 等方面，该保护都越来越难以满足要求。
六、母差保护回路中的电压闭锁
为了防止差动继电器误动作或误碰出口中间继 电器导致母差保护误动作，广泛采用了电压闭锁元 件。它利用每组母线上的TV二次上的低电压继电器 和零序过压继电器实现。接线原理图如下：
+
YJ0
TJ YJ1
4、TA饱和检测元件：防止TA严重饱和后保护误动。 TA饱和后闭锁差动保护，但差动元件动作500ms后 退出所有的抗饱和措施。为了防止在某些复杂故 障情况下保护误闭锁导致拒动。
5、电压闭锁元件：母线故障时必然伴随着正序电压 下降、负序电压或零序电压上升。保护跳闸时必 须经过相应母线的电压闭锁元件。
RCS-915A/B型母线保护装置
内部短路
电流比相式保护的缺点：
当两条母线所接电源严重不平衡时，大电源所在母 线内部故障，小电源提供母联电流不能启动继电器 时，母差将拒动；
母联TA为单侧设置时，在母联与TA之间发生故障， 故障母线不能快速切除；
双母线分裂运行时，动作失去选择性；动作时间较 长，当TA严重饱和时，可能失去选择性。
RCS-915A/B型母线保护装置
七、母线运行方式的判别： 母线的各种主接线方式中以双母线最复杂。 本装置引入隔离刀闸的辅助接点判别母线方式，同 时对辅助接点进行自检，当发现与实际不符（某支 路有电流而无刀闸位置）则报警。 同时，装置还提供与母差保护装置配套的模拟盘， 当运行检修刀闸时，通过模拟盘强制指定刀闸位置， 保证母差保护在此期间的正常运行。
二、双母线同时运行时的母线保护
在发电厂及重要变电站的高压母线上，一般采 取双母线同时运行（母联开关投入）的方式， 每组母线连接部分（大约1/2）负荷和电源元件。 当一条母线故障时，将只影响到一半的负荷。 此时，必须要求母线保护具有故障选择能力。
根据实现方法不同，分为
· 固定连接方式的母线完全电流差动保护
五、电流相位比较式母线保护
无论是电流差动母线保护还是比较母联断路器的 电流相位与总差动电流相位的母线保护，其启动 元件必须躲开外部故障时的最大不平衡电流。当 不平衡电流过大，装置的灵敏度就不能满足要求。 因此，出现了电流相位比较式母线保护。
电流相位比较式母线保护是根据母线在内部故 障和外部故障时个连接元件电流相位的变化来实 现的。
电流相位比较式母线保护
1母、线外，部I3故流障出时母，线I，1和流I2入流和入 流出大小相等，方向相反。
I1
I2
F1
I3
2均、流内向部母故线障。时如，果I电1和源I2的、电I3
外部短路
F2
动势同相，三支路短路阻抗 角相同，则三电流同相，相
角差0°。
I1
I2
I3
因此，可用比相元件来判断 是否母线故障。由于它只反 应电流间相位，因此具有较 高的灵敏度。
谢谢大家
b、差流元件：任一相差流大于起动定值时动 作。 2、比率制动元件：差动门坎随制动电流的变化成比 率变化。（差动电流为各分支电流相量和的有效 值，制动电流为各分支电流相量的有效值之和。） 3、故障母线选择元件：根据各分支刀闸位置开入计 算母线小差电流，作为故障母线选择元件。
RCS-915A/B型母线保护装置
固定连接方式的母线完全差动保护
缺点：
1、固定连接破坏时，无选择能力，将切除两 条母线。 2、因要躲外部故障时的最大不平衡电流，灵 敏度较低。
3、由于采用了速饱和变流器，动作时间较慢， 不能快速切除故障。
四、母联电流相位比较式母线差动保护
这种保护是在具有固定连接元件的母线电流差 动保护的基础上改进而来的。它利用比较母联 开关中的电流与总的差电流的相位作为故障母 线的选择元件。