第一章 母线保护与断路器失灵保护
220kV母线保护及失灵保护
220k V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Ⅱ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Ⅱ母线和Ⅴ母线上的所有断路器。
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
断路器失灵保护
（三）断路器保护——失灵保护实现
4、失灵保护的出口 中断路器的失灵：一般由相联系的线路或者变压 器保护来起动。中断路器的失灵出口，一般先联跳 本断路器，然后去跳两个边断路器，同时中断路器 如果连接的是线路，则要利用远跳功能跳开线路对 侧断路器，如果连接的是变压器，则要跳变压器各 侧断路器。 断路器失灵出口为什么要这么多？主要从能够保 证短路故障点真正完全熄弧来考虑，切除所有可能 的电源。
（三）断路器保护——失灵保护实现 3、失灵保护的动作逻辑（动作条件、出口逻辑）： （1）瞬时联（跟跳、重跳）跳本开关对应相，再判断是否失灵。 只有在起动元件动作的情况下才能发跳闸命令。仅在瞬时联 跳控制字投入时起作用，具体分为三种情况： 单相联跳：单相跳闸开入+对应相高电流； 两相联跳三相：两相跳闸开入+任一相高电流； 三相联跳：三相跳闸开入+任一相高电流。此处加图（逻辑图） 若本断路器失灵，则 （2）延时联跳本开关三相，再判断是否失灵。仅在延时联跳控 制字投入时起作用。（许继） 若仍未跳开，则 （3）失灵保护延时出口跳所有相关联的开关。此处加图 思考：断路器保护如何判别失灵？
二、断路器保护——失灵保护 （一）配臵原则 4、（2）如果在断路器1和电流互感器TA1之间发生短路，I 母线的母线保护动作跳开1号断路器后故障并未切除。由于 在3/2接线中母线保护动作后已不再对L1线路的纵联保护停信 或发信，7号断路器的快速跳闸只能由边断路器1的失灵保护 动作后起动远方跳闸功能完成。此时1号断路器的失灵保护 由I母的母线保护起动，TA1电流互感器又一直有电流，经延 时后失灵保护动作除跳2号断路器外还经远方跳闸跳7号断路 器。同理在中断路器和TA2之间发生短路，L2线路保护动作 跳2号断路器后短路并未被切除。此时2号断路器的失灵保护 由L2线保护起动，电流互感器TA2又一直有电流，经延时后 失灵保护动作跳1号断路器，并经远方跳闸跳7号断路器。 边断路器和中断路器的失灵保护动作后都有必要起动远 方跳闸功能。
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
母线保护
第一节 RCS-915A型微机母线保护配臵及基本原理一、保护功能配臵RCS 915AB系列数字式母线保护装臵具有多种保护功能，可根据母线接线要求选择配臵：RCS—915AB 型微机母线保护装臵设有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护、母联非全相保护以及断路器失灵保护等功能。
母线差动保护母联充电保护母联过流保护母联断路器失灵断路器失灵保护母联断路器非全相保护母联死区保护运行方式识别功能二、技术参数额定参数；2.1直流电源：220V，110V 允许偏差: +15％，-20％交流电压：100/√3交流电流： 5A，1A频率： 50Hz工作电源：±15V，允许偏差±0.3V＋5V，允许偏差±0.15V光耦隔离电源：＋24V，允许偏差±2V保护整组动作时间母差保护：<15ms（差流I d > 2I cdzd）定值误差：<5％正常工作温度：0～40℃极限工作温度：绝缘试验试验项目试验值参照标准绝缘试验2kV 交流，1 分钟GB/T14598.3-93 6.0冲击电压试验5kV，1.2/50μs,0.5J GB/T14598.3-93 8.0通讯两个R S-485 通讯接口，一个光纤通讯接口（可选）。
通讯规约：电力行业标准D L/T667-1999(idtIEC60870-5-103)三、原理特点：3.1装臵起动元件装臵保护板和管理板对每种保护功能都设有起动元件，管理板起动后开放出口正电源，各起动元件构成见如下各保护原理说明。
3.2 母线差动保护母线差动保护由分相式比率差动元件构成。
差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。
母线大差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。
某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联和分段开关）电流所构成的差动回路。
母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择。
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。
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，该母差维护能够存有挑选故障母线的能力，即为只切除术接于该母线的元件，另一母线可以稳步运转。
（弄错）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维护不使用电压枪机元件是因为没二次电路转换问题。
（弄错）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，无须将母联及断路器的停水电路奥梅利。
（弄错）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母联电流增益比较式母线维护只与电流的增益有关，而与电流幅值大小毫无关系。
（弄错）5.1.7母联断路器电流增益比较式母线差动维护，当母联断路器和母联断路器的电流互感器之间播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中电阻母线差动维护的差动元件动作电流通常T5800订为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为确保安全，母线差动保护装置中各元件的电流互感器二次侧应分别中剧。
（弄错）5.1.10双母线微机差动维护按建议在每一单元出口电路安装低电压枪机。
（弄错）5.1.11母线电池维护就是指母线故障的后备维护。
（弄错）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，可以不逃过正常运转负荷电流。
（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。
母差保护基本原理
I1
I2
I3
F1
外部短路
F2
I1
I2
I3
内部短路
三、电流比相式保护在双母线上的应用
电流比相式保护应用在双母线上时，应在每组母线上 装设一套电流比相式保护。此时要通过切换装置使保 护装置二次回路与一次方式对应，以保证选择性，同 时也能克服元件固定连接时母线差动保护的缺点。
一母比相器 中间变流器 切换装置 二母比相器
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。
第二节 母线的电流差动保护分类
1、母线完全差动保护： 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,按同名相、同极性连接 到差动回路。 差动继电器定值按下列条件计算： （1）躲开外部短路时产生的不平衡电流； （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。
第四节 PMH－150（RADSS/S） 母 差保护装置
一、RADSS/S母差保护特点： 1、启动元件是一个具有 特性的中阻抗差动继 电器，解决了TA饱和引起的区外故障误动的问题。 2、内部故障时，动作速度很快（小于10ms),同时给 线路保护停信，加速对端跳闸。 3、不管是单一故障还是相继故障都具有很好的选择 性。 4、正常倒闸操作，保护可靠运行。若一条线路双跨， 两套母差保护自动切换成仅为一套Ⅱ母差保护运行 方式，母线故障将导致切除双母所有元件。
母差保护的工作框图（以一母为例）
RCS-915A/B型母线保护装置
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。
浅谈断路器失灵保护原理及分析
浅谈断路器失灵保护原理及分析【摘要】随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，对电力系统的可靠性要求越来越高，因此电网安全运行至关重要。
断路器失灵保护作为变压器、断路器重要的继电保护，对电网的安全稳定运行意义重大。
本文浅谈220kV断路器失灵保护原理及回路分析，掌握220kV断路器失灵保护的动作原理，了解分析动作原因，为电气运行值班员在事故处理及分析时累计经验，从而更好保证电网设备稳定可靠运行，提高供电可靠性。
【关键词】断路器；200kV失灵保护；原理；分析0 引言220kV断路器失灵保护作为变压器、断路器重要的继电保护，对电网的安全稳定运行意义重大。
同时也是电气运行值班员应掌握、了解的重要继电保护。
本文浅谈220kV断路器失灵保护原理及回路，分析了解失灵保护动作过程，对电气运行值班员在事故处理及分析时可起到积极作用。
1 220kV失灵保护的定义及基本工作原理1）定义：当母线引出线上发生故障时，当故障元件的保护动作而断路器因操作失灵拒绝跳闸时，为缩小故障范围，利用故障元件的保护作用在其所在母线相邻断路器使其跳闸，有条件的还可以利用通道，使远端有关断路器同时跳闸的保护装置或接线称为断路器失灵保护，也是“近后备”保护中防止断路器拒动的一项有效措施。
2）基本工作原理如图1所示：断路器失灵保护包括启动元件、时间元件和跳闸出口元件，在k点发生故障时，断路器QF7保护动作但断路器拒动，则失灵保护启动切除断路器QF4、QF5。
图1 断路器失灵保护原理图2 220kV断路器失灵保护分析2.1 启动方式线路的失灵保护启动装置中的相电流判别元件接点与线路保护该相保护动作触点串联后，提供给母线保护，经过母线保护中的母线运行方式识别元件判定失灵断路器所在母线，满足失灵保护电压闭锁条件后，经较短时限跳开母联断路器，再经一时限切除失灵断路器所在母线的各个连接元件。
线路保护装置向母线保护提供保护动作触点，与母线保护中的相电流启动接点构成与门，经过母线保护中的母线运行方式识别元件判定失灵断路器所在母线，满足失灵保护电压闭锁条件后，经较短时限跳开母联断路器，再经一时限切除失灵断路器所在母线的各个连接元件。
电力系统继电保护反事故措施培训(林志强)
2.3 经控制室零相小母线（N600）连通的几组电压互感器二次回路，变电站的 N600小母线应通过电缆（至少4平方以上多股黄绿线）在控制室内可靠一点直接 接地并严禁解开，在接地点应悬挂明显标示牌。各电压互感器二次中性点在开关 场地接地点应断开；为保证接地可靠，各电压互感器地中性线不得接有可能断开 的断路器或接触器等。对于没有与其他PT回路存在电气联系的电压互感器可直接 在线路PT端子箱可靠接地。 案例：水口电厂在改造220KV母线PT二次回路交直流混缆工作时，不慎将220KV 母线PT二次回路N611与接地点断开，导致PT一次电压通过一、二次绕组之间耦合 电容致使PT二次绕组产生过电压，造成其余5台主变间隙保护3U0动作，除接地运 行的#1主变外，其余 5台运行主变全部跳闸。 一二次耦合电路示意图：正常情况下，PT一二次绕组由于两端接地，耦合电容 PT C1不起作用，开口三角形电压输出为零。
以南自的PSL621C保护操作回路图为例： 保护操作回路的跳合闸电流要根据开关动作电流来调整，跳合闸电流 是由开关线圈本身的电阻决定的。保护保持继电器线圈为电流型内阻很小，所 以保护装置跳合闸回路本身的电阻可忽略不计，整个跳合闸回路电阻主要是开 关跳合闸线圈内阻，该回路的电流大小就决定于直流系统控制电压和开关线圈 电阻的大小，如直流电压为220V，开关合闸线圈阻值110 ，则电流为 220/110=2A。 现场只是调整的流过TBJ（/HBJ）线圈的电流。PSL621C跳合闸保持 继电器动作电流为250mA，如果一个并联电阻也不接入（不包括R12)，跳合 闸电流全部从保持线圈流过,可配合的跳合闸电流为0.5A，此时保持系数为2 。 并入电阻R13,该电阻的阻值设计同保持线圈回路阻值基本相等, 因为电阻分流, 则外部整个跳合闸电流为1A时，此时流过保持继电器线圈的电流还是0.5A,， 保持系数还是2。操作板上还有几个不同阻值的电阻，在并入该电阻后，可以 在原来0.5A基础上“增加”的跳合闸电流。通过这几个电阻的组合，就可以 适应外部开关动作电流从0.5A~4A的情况，目的就是要保证流经TBJ（/HBJ） 线圈的电流在0.5A左右。
母线保护与失灵保护
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
内容简介 母线差动保护原理 断路器失灵保护 母联（分段）失灵和死区保护
母联（分段）充电保护
母线保护远传、远跳实现
母线保护反措
母线差动保护原理
差动保护起动元件：
电压突变量（工频变化量）起动元件 电流突变量（工频变化量）起动元件 差流突变量起动元件 差流起动元件等
母线差动保护原理
母线差动保护原理
母差及失灵保护的电压闭锁回路：
其目的：一是防止有关人员误碰母差（失灵）保护 出口继电器时，发生母差（失灵）保护误动作。二是 为了防止电流回路断线引起差动保护误动作。
母线差动保护原理
CT饱和检测
为防止母差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作，根据CT饱和的波形特点设 置不同原理的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。 阻抗加权抗饱和法（差流和故障电流出现的相对时 序）、谐波制动（CT饱和时电流畸变）
母联(分段)保护应配置具有两段时限过流和一段时限零 序过流功能的充电保护。
谢 谢!
充电保护用简单的相电流和零序电流元件实现。
充电保护一旦投入自动展宽200~300ms后退出。 充电保护不经复合电压闭锁，同时根据控制字决定是否 闭锁母差保护。
母线保护远传、远跳实现
远传：线路T接高抗器、3/2接线开关失灵（或死区故 障）时启动远传。
远跳：一般母差（失灵）保护动作时，通过光纤差动 保护远跳对侧。（远跳在整定时要经对侧保护启动控制）
母差（失灵）保护将线路跳闸的同时，向线路对侧发 出允许跳闸、解除闭锁脉冲或远跳脉冲，将对侧开关跳 闸。（目的是防止在线路开关与CT之间发生短路时，对 侧的保护以Ⅱ段时限跳闸。）
断路器失灵保护和母线保护的运行情况及安全举措分析
断路器失灵保护和母线保护的运行情况及安全举措分析摘要：目前电力行业的不断发展，人们生活水平的提高，然而人们对断路器失灵保护和母线保护的了解也越来越多。
因此，母线断路器作为220kV变电站的重要组成部分，其保护效果直接影响着输配电效益。
受直流接地、线路闪络等影响，母线断路器非常容易出现失灵保护误动，造成大面积停电，在很大程度上影响了居民用电质量。
如何从影响母线断路器失灵保护误动的因素出发，对症下药，形成系统化、科学化防控体系，已经成为新时期220kV变电站管理的重中之重。
关键词：断路器；失灵保护；母线保护；运行；安全举措引言失灵动作保护与母线差动保护非常相似，所以通常也被称之为母线的后备保护。
断路器失灵保护借助故障设备的保护动作信息同未进行任何动作的断路器电流信息进行对接，从而在极短时间范围内对断路器失灵作出精准判别，可在极短的时间范围内将故障设备与厂内其它相关的断路器切断，尽可能缩减停电范围，确保电网处于稳定、安全的运行状态，将故障影响降到最低限度，避免产生整个电网系统停止运行的现象。
1断路器失灵保护的基本工作原理断路器失灵保护主要是指当电气设备产生故障时，继电保护动作发出但断路器未执行，通过故障设备保护动作信息与断路器电流信息共同组成对断路器失灵的精准判定，可在极短时间范围内将故障设备与其它支路连接断路器隔离，缩小影响范围，提高电网运行安全稳定性。
断路器拒绝执行动作是电网产生故障、断路器失灵两种故障同时产生的一种双重故障，可结合实际情况降低其保护需求，但必须要能够实现将故障切除的目的。
现代化环境之下，断路器失灵保护实质上是一种后备保护方式，在多个领域均得到了广泛应用。
失灵保护是由多个部分共同构成，如电压闭锁元件、保护动作与电流信息共同组成的启动回路等。
其中启动回路是核心模块，其与失灵保护功能能否发挥相应的效用存在直接关联，必须要确保其安全可靠性，必须要进行双重判别，避免单一条件判定导致断路器产生失灵，或由于保护触点出现异常状况、延误等误动作而发生意外状况。
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。
继电保护(9)-母线保护
m1 甲
m2
m3
m4
甲母线差动
k
QS
乙母线差动 乙
n1
n2
n3
n4
单母线或双母线保护，通常把安全性放在重要位置 一个半断路器接线的母线保护，要求它的可信赖性 （不拒动）比安全性（不误动）更高
m1 甲
m2
m3
m4
甲母线差动
k
QS
乙母线差动 乙
n1
n2
n3
n4
为了提高保护的可信赖性，通常采用保护双重化，即采用工 作原理不同的两套母线保护，每套保护应分别接于电流互感 器不同的二次绕组上，应有独立的直流电源，出口继电器触 点应分别接通断路器两个独立的跳闸线圈等。
（b）
二、双母线其他保护形式
• 可以在母联断路器单元只安装一组TA，如 图9-11所示。在微机母差保护中不需要将 所有TA的二次侧端子连接在一起，可以分 别接入差动回路。 • 但是，当故障发生在母联断路器与母联TA 之间时将无法切除故障母线，并将无故障 母线切除。
1TA QF1
2TA QF2
Ⅰ段母线 小差元件
• 高压电网中，由于各电源支路的助增作 用，实现远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，容易造成事故范围的扩大，甚至引 起系统失稳而瓦解。 • 电网中枢地区重要的220kV及以上的主干 线路，由于系统稳定要求必须装设全线 速动保护时，通常装设两套独立的全线 速动主保护（即保护双重化），以防保 护装置的拒动，而对于断路器的拒动， 则专门装设断路器失灵保护。
KD2
(a)
(b)
A相大差 Ⅰ段母线A相小差
Ⅱ段母线A相小差 B相大差 Ⅰ段母线B相小差
TA饱和判别
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。
国家电网公司继电保护和安全自动装置软件管理规定
规章制度编号：国网（调/4)451-2014国家电网公司继电保护和安全自动装置软件管理规定第一章总则第一条为加强并规范国家电网公司（以下简称“公司”）继电保护和安全自动装置软件及其智能电子设备能力描述文件（ICD文件）管理工作，提高继电保护和安全自动装置可靠性和运行水平，制定本规定。
第二条本规定中继电保护和安全自动装置包括继电保护装置、安全自动装置（电网安全稳定控制装置、失步解列装置、频率电压紧急控制装置、备用电源自投装置）、故障录波器及其二次回路设备（含合并单元、智能终端等）。
第三条本规定适用于公司总（分）部、各单位及所属各级单位继电保护和安全自动装置软件管理工作。
第四条并网电厂和大用户的母线保护、线路保护、断路器失灵保护、过电压及远方就地判别保护等涉及电网安全的软件及ICD文件版本管理，应纳入相应调控中心的统一管理范畴。
第二章职责分工第五条国调中心是继电保护和安全自动装置软件管理工作的归口管理部门，总体负责继电保护和安全自动装置软件管理工作。
职责如下：（一）组织继电保护和安全自动装置专业检测工作；（二）受理继电保护和安全自动装置软件及ICD文件书面升级申请，并组织进行论证；（三）检查和考核继电保护和安全自动装置软件管理工作的执行情况。
第六条中国电科院职责如下：（一）负责继电保护和安全自动装置专业检测具体实施；（二）发布专业检测合格的继电保护和安全自动装置软件及ICD文件版本。
第七条各级调控中心职责如下：（一）监督检查调度范围内新投和改造的继电保护和安全自动装置采用经国调中心组织的专业检测合格版本；（二）负责调度范围内继电保护和安全自动装置软件版本档案管理；（三）受理调度范围内继电保护和安全自动装置软件及ICD文件临时更改申请。
第八条各级运维检修单位职责如下：（一）负责工程验收阶段和运行维护阶段继电保护和安全自动装置软件版本核查；（二）负责维护范围内继电保护和安全自动装置软件版本档案管理；（三）向调控中心报送新投和改造的继电保护和安全自动装置软件版本。
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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。
母线电流差动保护原理简单可靠，应用最广。该原
理的保护按其保护范围又可分为完全差动保护和不完
全差动保护两种。
1.2 母线完全电流差动保护
⑴ 基本原理 母线完全差动保护是将母线上所有的连接元件的电 流互感器按同名相、同极性接到差流回路；各支路应
采用具有相同变比和特性的电流互感器，若电流互感
k
QF2
QF1
跳发电机断 路器QF1
I>
t 0
I>
t 0
图1 利用发电机的过电流保护切除母线故障
b. 如图2所示的降压变电站，其低压侧的母线正常
时分开运行，若接于低压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
电流保护使变压器断路器跳闸予以切除。
QF4
QF2
I>
t 0
I>
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， （ 为短路点的总电流 I I I pi k k
）；
③ 从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行以及
(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
因此，对那些威胁电力系统稳定运行、使发电
厂厂用电及重要负荷的供电电压低于允许值（一般
为额定电压的60%）的母线故障，必须装设有选择
性的快速母线保护。
因此，在下列情况下应装设专门的母线保护： a. 在110kV及以上的双母线和分段单母线上，为保 证有选择性地切除任一组(或段)母线上发生的故障， 而另一组(或段)无故障的母线仍能继续运行，应装设 专用的母线保护。 b. 110kV及以上的单母线，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站的35kV 母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母
第一章
母线保护和断路器 失灵保护
1.1 母线的故障与保护 1.2 母线完全电流差动保护
1.3 母线不完全电流差动保护
1.4 断路器失灵保护简介
1.1 母线的故障与保护
(1) 母线的故障
母线为电能供应的枢纽，是电力系统中的一个
重要组成元件。运行经验表明，母线可能发生各种 相间短路故障和单相接地短路故障。 引起母线短路故障的主要原因有：断路器套管 及母线绝缘子的闪络；母线电压互感器的故障；运
线上的故障时，应装设专用的母线保护。
⑶ 母线保护的基本原理 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。实现母线差动保护所必须考虑的特 点是在母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、
变压器、发电机等）。因此，就不能像发电机的差动
保护那样，只用简单的接线加以实现。但不管母线上
元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的，
源连接的元件都向k点供给短路电流，此时母线差动回
路中的电流为：
1 1 ' ' ' I d I1 I 2 I 3 I1 I 2 I 3 Ik KTA KTA
I k
为故障点的全部短路电流。该电流足以驱动出口
继电器，使断路器QF1、QF2、QF3跳闸。
I 0 。因此，母线差动回路中的电流是由于各电
I ub ，其值相对
流互感器特性不同而引起的不平衡电流
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
源元件的电流接入差流回路，而无电源支路的电流不
接入差流回路。因而在母线和无电源元件上发生故障
，它将动作。所谓无电源元件一般指的是电抗器或变
压器。差动保护的定值应大于所有这种元件的最大负
荷电流之和，在正常运行情况下差动保护才不会误动
作。
⑵ 整定计算
具体定值整定规则如下：
① 第一段的动作电流按电抗器（变压器）后出口
外部故障时，必然有流进母线的电流，也有流出母线
的电流。因此，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的相位相反。而当
母线故障时，除电流等于零的元件以外，其他元件中
的电流是接近同相位的。
根据原则 (1) 和原则 (2) 可构成电流差动保护 ,根据原
，造成巨大损失。
据统计，人为错误造成母线保护误动作的概率
约为母线保护动作总次数的7%。而母线上所连接支
路(线路和变电器)的后备保护都可保护母线，因而 不必设置专门的母线保护。
一般来说，不采用专门的母线保护,而利用供电 元件的保护装置就可以把母线故障切除。例如： a 如图1所示的发电厂采用单母线接线，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予以切 除。
器变比不能相同时，可采用补偿变比的方式进行补偿
。该保护的原理接线如图4所示。
k
QF1 QF2 QF3 QFn
I>
' In
1' I 1 I 2 I
图4
' 2 I
' I3
…
n I
3 I
母线完全电流差动保护的原理接线图
对于母线完全差动保护，所有接于母线的回路，不 论该回路对端有无电源，都将其电流接入差动回路形成 差电流，因而这些回路本身 (电流互感器以外 )都不在差 动保护范围内。 在正常运行及外部故障时，母线的流入流出电流之 和
动作时限与之配合的相邻元件电流保护动作时间大 一个级差Δt。
1.4 断路器失灵保护简介
(1)装设断路器失灵保护的条件
(2)对断路器失灵保护的要求
短路电流整定，即
I op Krel I k .max
式中 K rel ──可靠系数，取1.3；
I k . max ──电抗器（变压器）后出口最大短路
电流。 动作时限可取0.5s。
② 第二段的动作电流按下列条件计算、整定，取其 最大值。 a. 躲过最大负荷电流（考虑电动机自启动）； b. 与之配合的相邻元件电流保护在灵敏度上配合，
了防止在正常运行情况下，任一TA二次回路断线引
起保护装置误动作，动作电流应大于任一连接元件
中最大的负荷电流 I L.max
I r.set Krel I L.max / nTA
式中
K rel ──可靠系数，
⑴ 基本原理
母线不完全差动保护是只将连接于母线的各有电
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。