8.2 母线差动保护的基本原理
8.2-母线差动保护的基本原理
8.2 母线差动保护原理——单母线完全电流差动保护——高阻抗母线差动保护——具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护为了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。
实现母线差动保护必须考虑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。
（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。
（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符合电流。
（3）从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中德电流相位是相反的。
根据原则（1）和原则（2）可构造电流差动保护，根据原则（3）可以构造电流比相式差动保护。
负荷1电源负荷21I 2I 3I 321I I I +=负荷1电源负荷21I 2I 3I 0321=++I I I 若支路1、2、3上均安装相同变比的电流互感器，则三个电流互感器的电流之和应等于0（理想情况）。
=∑I母线故障时的电流特征若支路1、2、3上都安装有相同变比的电流互感器，则母线故障时，三个电流互感器的电流之和应等于短路电流（二次值）。
电源1I 2I 3I 0321=+++kI I I I kI 依KCL ：即：kI I I I -=++3218.2.1 单母线完全电流差动保护KD1p I 2p I 3p I pnI1s I 2s I 3s I snI KAI 011TA1===∑∑==ni pi ni siKA I n I I 正常工作时8.2.1 单母线完全电流差动保护KD1p I 2p I 3p I pnI1s I 2s I 3s I snI KAI kni pi ni si KA I n I n I I TA 1TA 111===∑∑==kI 母线故障时8.2.1 单母线完全电流差动保护差动继电器的整定方法（1）躲过最大不平衡电流（2）躲开任一TA 二次回路断线引起的差动电流TAmax .max ../1.0n I K I K I k rel unb rel set r ⋅=⋅=TAmax ../n I K I L rel set r ⋅=max.L I 任一元件中的最大负荷电流。
什么是母线差动保护-母线差动保护原理
什么是母线差动保护-母线差动保护原理什么是母线差动保护?母线差动保护原理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ΣI=0。
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; 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。
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。
因此在无电源元件上发生故障,它将动作。
电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。
原理因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。
如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。
有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。
如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。
母线完全差动保护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ΣI=0。
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;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。
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。
因此在无电源元件上发生故障，它将动作。
电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。
母线完全差动保护的主要优缺点母线完全差动保护的优点是:1、各组成元件和接线比较简单，调试方便，运行人员易于掌握。
母线差动保护的工作原理和保护范围精选文档
母线差动保护的工作原理和保护范围精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要设施,它的拒动和误动都将给电力系统带来严重危害.母线倒闸操作是电力系统最常见也是最典型的操作,因其连接元件多,操作工作量大,对运行人员的综合操作技能也提出了较高的要求.基于一次设备的客观实在性,运行人员对一次设备误操作所带来的危害都有一个直接的较全面的感性认识. 但对母线差动保护在倒闸操作过程中进行的一些切换、投退操作则往往认识模糊.1 母线差动保护范围是否是确定的,保护对象是否是不变的通常讲的差动保护包含了母线差动保护、变压器差动保护、发电机差动保护和线路差动保护.实现差动保护的基本原则是一致的,即各侧或各元件的电流互感器,按差接法接线,正常运行以及保护范围以外故障时,差电流等于零,保护范围内故障时差电流等于故障电流,差动继电器的动作电流按躲开外部故障时产生的最大不平衡电流计算整定.但也应该十分清楚,母线差动保护与变压器差动保护、发电机差动保护又有很大的不同:即母线的主结线方式会随母线的倒闸操作而改变运行方式,如双母线改为单母线运行,双母线并列运行改为双母线分段并列运行,母线元件(如线路、变压器、发电机等)可以从这一段母线倒换到另一段母线等等.换句话说,母线差动保护的范围会随母线倒闸操作的进行、母线运行方式的改变而变化(扩大或缩小),母线差动保护的对象也可以由于母线元件的倒换操作而改变(增加或减少).忽视了这一点,在进行母线倒闸操作时,对母线差动保护的一些必要的切换投退操作肯定就认识模糊、甚至趋于盲目了.2 母线倒闸操作时是否须将母线差动保护退出“在进行倒闸操作时须将母线差动保护退出”是错误的,之所以产生这种错误认识,是因为一些运行人员曾看到过,甚至在母线倒闸操作时发生过母线差动保护误动,但其根本原因是对母线差动保护缺乏正确认识.母线倒闸操作如严格按照规定进行,即并、解列时的等电位操作,尽量减少操作隔离开关时的电位差,严禁母线电压互感器二次侧反充电,充分考虑母线差动保护非选择性开关的拉、合及低电压闭锁母线差动保护压板的切换等等,是不会引起母线差动保护误动的.因此,在倒母线的过程中,母线差动保护的工作原理如不遭到破坏,一般应投入运行.根据历年统计资料看,因误操作引起母线短路事故,几率还很高.尽管近几年为防止误操作在变电站、发电厂的一次、二次设备上安装了五防闭锁装置,但一些运行人员违规使用万能钥匙走错间隔、误合、误拉仍时有发生.这就使在母线倒闸操作时,保持母线差动保护投入有着极其重要的现实意义.投入母线差动保护倒母线,可以在万一发生误操作造成母线短路时,由保护装置动作,切除故障,从而避免事故的进一步扩大,防止设备严重损坏、系统失去稳定或发生人身伤亡事故.事实上,与其说母线倒闸操作容易引起母线差动保护误动,倒不如说,母线倒闸操作常常会使母线差动保护失去选择性而误切非故障母线.3 母线倒闸操作后,是否要将母线差动保护的非选择性开关合入实际工作中一些运行人员片面地认为,母线倒闸操作会使母线差动保护失去选择性,故在操作完成后,合入母线差动保护的非选择性开关.产生这一认识误区的根源在于他们不明白母线差动保护装置中设置这一非选择性开关的目的.母线保护有多种类型,不同类型的母线保护其实现保护的工作原理是不一样的.某些类型的母线保护由于其工作原理本身存在缺陷, 在进行母线倒闸操作时会使装置失去对故障母线的选择性.因此,问题的关键是运行人员要弄清楚:哪种类型的母线保护在母线倒闸操作时会失去对故障母线的选择性以及怎样在适当的时候将装置的非选择性开关合入, 在什么时候又该将装置的非选择性开关拉开,抑或是否应使该开关保持合入状态.这里仅就固定连接的母线差动保护和母联电流相位比较原理差动保护以及电流相位比较式母线保护作一简单说明.(1) 固定连接的母线差动保护.这种母线差动保护要求母线上的电源元件,必须按照事先规定好的固定连接方式运行,母线故障时,母线差动保护的动作才有选择性.当母线保护采用此种类型时,进行电源元件的倒换,将使保护失去选择性.因此,倒换前合入母线差动保护非选择性开关,倒完后也不拉开.对负荷元件,则在倒换前合入非选择性开关,倒换后拉开非选择性开关,同时负荷元件的跳闸压板也作相应的切换.(2) 母联电流相位比较原理的母线差动保护.这种保护无固定连接的要求.只要母差保护的跳闸压板位置与元件母线隔离开关所接母线位置相对应就可以了.因此,倒换操作前将非选择性开关合入,倒换后再拉开,并对母线差动保护跳闸压板及重合闸放电压板,切换到倒换后所对应的母线位置就可以了.这种保护存在的缺点是2组母线分列运行时,母线将失去选择故障母线组的能力.(3) 电流相位比较式母线差动保护.这种保护只反应电流间的相位,具有较高的灵敏度.倒闸过程中,需合入非选择性开关,倒闸后将被操作元件的跳闸压板及重合闸放电压板切换至与所接母线对应的比相出口回路就可以了.如果片面地认为倒闸操作就使保护失去选择性,并没有适时地合入或拉开保护的非选择性开关,相反地会使母线差动保护不能按设计的工作原理工作,从而真正失去选择性.更具体地讲,倒母线时,母线差动保护的非选择性开关合理的操作顺序是:①双母线改为单母线运行前,先合入非选择性开关,后取母联断路器直流控制回路熔断器;②单母线改为双母线运行后,先投入母联断路器直流控制回路熔断器,后拉母线差动保护非选择性开关.这样,就能保证在任何情况下,由母线差动保护装置动作切除故障.4 母联断路器代路时,是否母线差动保护可不作任何切换操作一些运行人员错误地认为母联断路器自然是母差保护的范围,母差保护动作母联断路器也该跳开.殊不知,母联断路器代路时,由母联断路器送电的备用母线,实际上已是线路的一部分.线路上发生故障理应由线路断路器跳闸切除,而此时母联断路器代路实际上就只能起到线路断路器的作用.但如果此时母差保护不作任何切换,则备用母线故障母线保护也将动作.显然这种代路方式母线保护动作是不必要的,也是不合理的.这时,正确的切换操作是把母联断路器所代线路及其母线划出母线差动保护范围之外.无论哪种原理的母线差动保护,均要操作母联断路器的母线差动保护电流试验盒(或连片),同时使被代线路本身的母线差动保护电流互感器TA从运行的母线差动保护电流回路上甩开,短接好.这样,才能保证母联断路器代路时,母线差动保护安全、合理运行.5 做相关试验时,是否只要母线元件的隔离开关拉开了,就不会影响母线差动保护的正常工作运行人员本应该非常清楚,母线差动保护的动作与否取决于加入差动继电器的差电流大小,只要达到了动作值,母线差动保护就会动作切除母线元件.虽然停电母线元件的隔离开关拉开了,但因母线差动保护的所有电流互感器二次回路是并在一起的,即使一次设备已停电,其二次回路也要按运行设备对待,不得将母线差动电流回路随便接地、短路或误引入外接电源.运行人员要特别重视如下几个环节:(1) 运行中的母线差动保护的电流互感器二次电路被短接后,不管这种短接与母线差动保护的总差回路脱离或相连、均已破坏了母线差动保护的工作原理,在正常或发生穿越性故障时,均将引起二次差电流的不平衡,并可能产生误动.(2) 母线元件设备做一次回路短路试验,如电流互感器TA的一次通电试验,工作前应将母线差动保护停用,或将与试验回路有关的母线差动保护的电流互感器TA从运行的母线差动保护电流回路上甩开,短接好.应该指出,母线差动保护在母线倒闸操作过程中的切换、投退要与该母线采用的母线保护的类型,保护的技术特性、母线的结线方式及倒闸前后母线运行方式的变换,甚至要与电网的运行方式具体结合起来.运行人员在进行倒闸操作时,要十分明确:操作是否破坏了固定连接的要求、是否会使保护失去选择性;操作完毕后,母线方式是否改变、母线保护是否具有自适应性等等.只有这样,才能确保倒闸操作过程中及其操作完成后母线及其保护的安全合理运行.。
差动保护基本原理
差动保护基本原理1、母线差动保护基本原理母线差动保护基本原理,用通俗的比喻,就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的;因为母线上只有进出线路,正常运行情况,进出电流的大小相等,相位相同;如果母线发生故障,这一平衡就会破坏;有的保护采用比较电流是否平衡,有的保护采用比较电流相位是否一致,有的二者兼有,一旦判别出母线故障,立即启动保护动作元件,跳开母线上的所有断路器;如果是双母线并列运行,有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器,以缩小停电范围2、什么是差动保护为什么叫差动这样有什么优点差动保护是变压器的主保护,是按循环电流原理装设的;主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障;在绕组变压器的两侧均装设电流互感器,其二次侧按循环电流法接线,即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧,则将同级性端子相连,并在两接线之间并联接入电流继电器;在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差,也就是说差动继电器是接在差动回路的;从理论上讲,正常运行及外部故障时,差动回路电流为零;实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因,在正常运行和外部短路时,差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过,此时流过继电器的电流IK为 Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡点流应尽量的小,以确保继电器不会误动;当变压器内部发生相间短路故障时,在差动回路中由于I2改变了方向或等于零无电源侧,这是流过继电器的电流为I1与I2之和,即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠动作;变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线;由于差动保护对保护区外故障不会动作,因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合,所以在区内故障时,可以瞬时动作;3、为什么220KV高压线路保护用电压取母线TV不取线路TV事实上,两个电压都接入保护装置的,它们的作用各不相同母线电压,一般用来判别正方向故障和反方向故障,通过电流与电压之间的夹角来判别线路电压,一般用来重合闸的时候用,作为线路有压无压的判据现在220kV线路保护比较常用的就是一套光纤电流差动以及一套高频距离保护也有采用两套光纤电流,两套高频的比较少了4、变压器差动保护的基本原理1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同,都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小;2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同;因此,为了保证纵差动保护的正确工作,须适当选择各侧电流互感器的变比,及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时,两侧二次电流相等; 例如图8-5所示的双绕组变压器,应使1.全线速动保护在高压输电线路上,要求继电保护无时限地切除线路上任一点发生的故障;2.单侧测量保护无法实现全线速动所谓单侧测量保护是指保护仅测量线路某一侧的母线电压、线路电流等电气量;单侧测量保护有一个共同的缺点,就是无法快速切除本线路上的所有故障,最长切除时间为秒左右;由上图可以看出本线路末端故障k1与下线路始端故障k2两种情况下,保护测量到的电流、电压几乎是相同的;如果为了保证选择性,k2故障时保护不能无时限切除,则本线路末端k1故障时也就无法无时限切除;可见单侧测量保护无法实现全线速动的根本原因是考虑到互感器、保护均存在误差,不能有效地区分本线路末端故障与下线路始端故障; 3.双侧测量保护原理如何实现全线速动为了实现全线速动保护,保护判据由线路两侧的电气量或保护动作行为构成,进行双侧测量;双侧测量时需要相应的保护通道进行信息交换;双侧测量线路保护的基本原理主要有以下三种： 1以基尔霍夫电流定律为基础的电流差动测量； 2比较线路两侧电流相位关系的相位差动测量； 3比较两侧线路保护故障方向判别结果,确定故障点的位置;上图为电流差动保护原理示意图,保护测量电流为线路两侧电流相量和,也称差动电流;将线路看成一个广义节点,流入这个节点的总电流为零,正常运行时或外部故障时 ,线路内部故障时 ,即 ; 忽略了线路电容电流后,在下线路始端发生故障时,差动电流为零；在本线末端发生故障时,差动电流为故障点短路电流,有明显的区别,可以实现全线速动保护;电流差动原理用于线路纵联差动保护、线路光纤分相差动保护以及变压器、发电机、母线等元件保护上;上图为相位差动保护简称“相差保护”原理示意图,保护测量的电气量为线路两侧电流的相位差; 正常运行及外部故障时,流过线路的电流为“穿越性“的,相位差为1800；内部故障时,线路两侧电流的相位差较小;相位差动保护以线路两侧电流相位差小于整定值作为内部故障的判据,主要用于相差高频保护,由于该保护对通道、收发信机等设备要求较高,技术相对复杂,微机型线路保护已不采用相差高频保护原理;图为比较线路两侧保护对故障方向判别结果的纵联方向保护原理示意图;外部故障时远故障侧保护判别为正向故障,而近故障侧保护判别为反向故障；如果两侧保护均判别为正向故障,则故障在本线路上;由于纵联方向保护仅需由通道传输对侧保护的故障方向判别结果,属于逻辑量,对通道的要求较低,目前广泛应用于高压线路微机保护上;故障方向的判别既可以采用独立的方向元件各种方向纵联保护也可以利用零序电流保护、距离保护中的零序电流方向元件、方向阻抗元件完成纵联零序、纵联距离保护; 7.1.2纵联保护分类纵联保护按照通道类型、保护原理、信息含义等有多种分类方法; 1.按通道类型分类保护通道类型主要有：1导引线,两侧保护电流回路由二次电缆连接起来,用于线路纵差保护； 2载波通道,使用电力线路构成载波通道,用于高频保护； 3微波通道,用于微波保护； 4光纤通道,用于光纤分相差动保护; 2.按保护原理分类 1电流差动原理; 2纵联方向原理; 3.按通道传送信息含义分类上图a约定保护判明故障为反方向时,发出“闭锁信号”闭锁两侧保护,这就称为“闭锁式”纵联保护；图b则约定保护判明为正向故障时向对侧发出“允许信号”,保护启动后本侧判别为正向故障且收到对侧保护的允许信号时说明两侧保护均判别故障为正方向,动作于跳闸出口,这种方案为“允许式”纵联保护 . 纵联保护还可以在“跳闸信号“的基础上构成;线路两侧的Ⅰ段保护动作后跳开本侧断路器,同时向对侧保护发出”跳闸信号“,对侧保护收到跳闸信号后立即跳闸;只要线路两侧的Ⅰ段保护的保护区有重叠,就可以构成全线速动保护什么是差动保护差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的,通常讲的差动保护包含了母线差动保护、变压器差动保护、发电机差动保护和线路差动保护.实现差动保护的基本原则是一致的,即各侧或各元件的电流互感器,按差接法接线,正常运行以及保护范围以外故障时,差电流等于零,保护范围内故障时差电流等于故障电流,差动继电器的动作电流按躲开外部故障时产生的最大不平衡电流计算整定.差动又分为横差和纵差；横差：在平行的双回线路上,由于阻抗相等,其电流和相位也相等,当一回线路故障时,流过两线路的故障电流大小将不等,利用双回线路这个特点构成的保护;纵差：比较线路双侧的电气量.什么是母线完全差动保护什么是母线不完全差动保护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ΣI=0;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;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; 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;因此在无电源元件上发生故障,它将动作;电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。
母线差动保护原理
母线差动保护原理母线差动保护是一种重要的电力系统保护，通常用于保护电力系统中的母线和变压器。
它的基本原理是，当电力系统中发生故障时，母线差动保护会检测到电流的不平衡，并自动切断相关的设备，以防止更严重的损坏。
一、母线差动保护的基本原理母线差动保护的基本原理是，当电力系统中发生故障时，在故障点附近的母线上会产生电流不平衡，这种不平衡电流会被母线差动保护装置检测到，从而自动切断相关的设备，以防止更严重的损坏。
母线差动保护装置由两部分组成，即差动检测部分和分闸部分。
差动检测部分由两个电流互感器组成，其中一个电流互感器分别连接到母线的两侧，另一个电流互感器连接到母线的中央，它们的输出电流可以检测到母线上的电流不平衡情况。
当检测到电流不平衡时，分闸部分就会自动切断相关的设备，以防止更严重的损坏。
二、母线差动保护的工作原理母线差动保护的工作原理是，当发生故障时，在母线上会产生电流不平衡，电流互感器会检测到这种电流不平衡，并将信号发送给母线差动保护装置，母线差动保护装置会根据信号的大小自动切断相关的设备，以防止更严重的损坏。
母线差动保护的工作原理可以通过下图来说明：图1 母线差动保护的工作原理从图中可以看出，当发生故障时，母线上会出现电流不平衡，电流互感器会检测到这种电流不平衡，并将信号发送给母线差动保护装置，母线差动保护装置会根据信号的大小自动切断相关的设备，以防止更严重的损坏。
三、母线差动保护的优点母线差动保护的优点有很多，其中最主要的优点是：（1）快速反应。
母线差动保护的反应速度非常快，可以在短时间内检测到电流的不平衡，从而及时切断相关的设备，以防止更严重的损坏。
（2）精确度高。
母线差动保护的精确度非常高，可以准确检测到母线上的电流不平衡，从而及时切断相关的设备，以防止更严重的损坏。
（3）容易安装。
母线差动保护装置安装简单，只需将电流互感器安装在母线的两侧和中央即可，无需额外的安装成本。
四、母线差动保护的应用母线差动保护的应用非常广泛，它可以用于保护电力系统中的母线和变压器，以及其他电力设备，如电机、负荷开关、断路器等。
母线差动保护的原理及作用
母线差动保护的原理及作用以母线差动保护的原理及作用为标题，本文将介绍母线差动保护的原理、作用以及其在电力系统中的应用。
一、母线差动保护的原理母线差动保护是一种广泛应用于电力系统的保护方式，它通过对母线两侧电流进行比较，以实现对电力系统母线的保护。
其基本原理是利用母线两侧电流之差来判断是否存在故障，从而实现对故障的快速检测和保护动作。
具体而言，母线差动保护的原理可以分为以下几个步骤：1. 采集电流信号：通过电流互感器等装置，采集母线两侧电流信号。
2. 信号传输：将采集到的电流信号传输到差动保护装置。
3. 信号比较：差动保护装置将母线两侧电流信号进行比较，并计算差值。
4. 判断故障：差动保护装置根据差值的大小判断是否存在故障。
若差值超过设定阈值，则判定为故障。
5. 动作保护：当差动保护装置判断为故障时，会发出保护信号，触发断路器等装置进行动作，实现对故障的隔离。
二、母线差动保护的作用母线差动保护在电力系统中起到了重要的作用，其主要体现在以下几个方面：1. 故障检测：母线差动保护能够快速检测电力系统中的故障，包括短路故障、接地故障等。
通过对母线两侧电流进行比较，能够准确判断是否存在故障，并实现对故障的快速隔离，从而保护电力系统的安全运行。
2. 故障定位：母线差动保护不仅可以检测故障，还可以对故障进行定位。
由于差动保护装置能够判断故障发生的位置，可以通过对故障信号的分析，确定故障点的位置，提高故障的定位精度，减少故障排除的时间。
3. 系统稳定性：母线差动保护在电力系统中能够提高系统的稳定性。
在电力系统中，母线是连接各种电源和负载的关键节点，一旦母线发生故障，可能会导致电力系统的不稳定甚至崩溃。
通过差动保护装置对母线进行保护，可以及时发现故障并进行隔离，从而保持电力系统的稳定运行。
4. 经济性：母线差动保护具有较高的经济性。
相比传统的电流保护方式，差动保护装置只需要对母线两侧的电流进行比较，不需要对整个电力系统进行监测，因此可以减少设备和维护成本，并提高电力系统的可靠性。
8.母线保护
回路中，它的作用是区分两组母线的内部和外部短路故障。 只有在母线发生短路时，启动元件动作后整组母线保护才得 以启动
母联电流比相式母线差动保护
▪ 选择元件KD是一个电流相位比较继电器。它的一个线圈接入除母 联断路器之外其他连接元件的二次电流之和，另一个线圈则接在 母联断路器的电流互感器二次侧。它利用比较母联断路器中电流 与总差动电流的相位作为故障母线的选择元件。这是因为当第I组 母线上故障时，流过母联断路器的短路电流是由母线Ⅱ流向母线 I， 而当第Ⅱ组母线上故障时，流过母联断路器的短路电流则是由母 线I流向母线Ⅱ。
▪ 在这两种故障情况下，母联断路器电流相位变化了180°。而总差 动电流是反应母线故障的总电流，其相位是不变的。因此利用这 两个电流的相位比较，就可以选择出故障母线，并切除选择出的 故障母线上的全部开关。
▪ 基于这种原理，当母线上故障时，不管母线上的元件如何连接， 只要母联断路器中有电流流过，选择元件KD就能正确动作。因此 对母线上的元件就无需提出固定连接的要求。这是母联电流比相 式母线保护的主要优点，该保护用于连接元件切换较多的场合十 分有利。
▪ 而当母线上故障时，流入继电器的电流为：
IKA
n i 1
Isi
1 nTA
n
Ipi
i 1
1 nTA
Ik
• 即为故障点的全部短路电流，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。
差动继电器的启动电流
▪ 应按如下条件考虑，并选择其中较大的一个：
• 躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流：
元件固定连线的双母线电流差动保护
差动保护基本原理
精心整理差动保护基本原理1、母线差动保护基本原理母线差动保护基本原理,用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。
因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。
如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。
有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。
如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围2、什么是差动保护？为什么叫差动？这样有什么优点？差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
I1与I2之和，即3、现在4、12、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。
例如图8-5所示的双绕组变压器，应使1.全线速动保护在高压输电线路上，要求继电保护无时限地切除线路上任一点发生的故障。
2.单侧测量保护无法实现全线速动所谓单侧测量保护是指保护仅测量线路某一侧的母线电压、线路电流等电气量。
单侧测量保护有一个共同的缺点，就是无法快速切除本线路上的所有故障，最长切除时间为0.5秒左右。
由上图可以看出本线路末端故障k1与下线路始端故障k2两种情况下，保护测量到的电流、电压几乎是相同的。
如果为了保证选择性，k2故障时保护不能无时限切除，则本线路末端k1故障时也就无法无时限切除。
可见单侧测量保护无法实现全线速动的根本原因是考虑到互感器、保护均存在误差，不能有效地区分本线路末端故障与下线路始端故障。
3.双侧测量保护原理如何实现全线速动为了实现全线速动保护，保护判据由线路两侧的电气量或保护动作行为构成，进行双侧测量。
母线差动保护的工作原理和保护范围
母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要设施,它的拒动和误动都将给电力系统带来严重危害.母线倒闸操作是电力系统最常见也是最典型的操作,因其连接元件多,操作工作量大,对运行人员的综合操作技能也提出了较高的要求.基于一次设备的客观实在性,运行人员对一次设备误操作所带来的危害都有一个直接的较全面的感性认识. 但对母线差动保护在倒闸操作过程中进行的一些切换、投退操作则往往认识模糊.1 母线差动保护范围是否是确定的,保护对象是否是不变的通常讲的差动保护包含了母线差动保护、变压器差动保护、发电机差动保护和线路差动保护.实现差动保护的基本原则是一致的,即各侧或各元件的电流互感器,按差接法接线,正常运行以及保护范围以外故障时,差电流等于零,保护范围内故障时差电流等于故障电流,差动继电器的动作电流按躲开外部故障时产生的最大不平衡电流计算整定.但也应该十分清楚,母线差动保护与变压器差动保护、发电机差动保护又有很大的不同:即母线的主结线方式会随母线的倒闸操作而改变运行方式,如双母线改为单母线运行,双母线并列运行改为双母线分段并列运行,母线元件(如线路、变压器、发电机等)可以从这一段母线倒换到另一段母线等等.换句话说,母线差动保护的范围会随母线倒闸操作的进行、母线运行方式的改变而变化(扩大或缩小),母线差动保护的对象也可以由于母线元件的倒换操作而改变(增加或减少).忽视了这一点,在进行母线倒闸操作时,对母线差动保护的一些必要的切换投退操作肯定就认识模糊、甚至趋于盲目了.2 母线倒闸操作时是否须将母线差动保护退出“在进行倒闸操作时须将母线差动保护退出”是错误的,之所以产生这种错误认识,是因为一些运行人员曾看到过,甚至在母线倒闸操作时发生过母线差动保护误动,但其根本原因是对母线差动保护缺乏正确认识.母线倒闸操作如严格按照规定进行,即并、解列时的等电位操作,尽量减少操作隔离开关时的电位差,严禁母线电压互感器二次侧反充电,充分考虑母线差动保护非选择性开关的拉、合及低电压闭锁母线差动保护压板的切换等等,是不会引起母线差动保护误动的.因此,在倒母线的过程中,母线差动保护的工作原理如不遭到破坏,一般应投入运行.根据历年统计资料看,因误操作引起母线短路事故,几率还很高.尽管近几年为防止误操作在变电站、发电厂的一次、二次设备上安装了五防闭锁装置,但一些运行人员违规使用万能钥匙走错间隔、误合、误拉仍时有发生.这就使在母线倒闸操作时,保持母线差动保护投入有着极其重要的现实意义.投入母线差动保护倒母线,可以在万一发生误操作造成母线短路时,由保护装置动作,切除故障,从而避免事故的进一步扩大,防止设备严重损坏、系统失去稳定或发生人身伤亡事故.事实上,与其说母线倒闸操作容易引起母线差动保护误动,倒不如说,母线倒闸操作常常会使母线差动保护失去选择性而误切非故障母线.3 母线倒闸操作后,是否要将母线差动保护的非选择性开关合入实际工作中一些运行人员片面地认为,母线倒闸操作会使母线差动保护失去选择性,故在操作完成后,合入母线差动保护的非选择性开关.产生这一认识误区的根源在于他们不明白母线差动保护装置中设置这一非选择性开关的目的.母线保护有多种类型,不同类型的母线保护其实现保护的工作原理是不一样的.某些类型的母线保护由于其工作原理本身存在缺陷, 在进行母线倒闸操作时会使装置失去对故障母线的选择性.因此,问题的关键是运行人员要弄清楚:哪种类型的母线保护在母线倒闸操作时会失去对故障母线的选择性以及怎样在适当的时候将装置的非选择性开关合入, 在什么时候又该将装置的非选择性开关拉开,抑或是否应使该开关保持合入状态.这里仅就固定连接的母线差动保护和母联电流相位比较原理差动保护以及电流相位比较式母线保护作一简单说明.(1) 固定连接的母线差动保护.这种母线差动保护要求母线上的电源元件,必须按照事先规定好的固定连接方式运行,母线故障时,母线差动保护的动作才有选择性.当母线保护采用此种类型时,进行电源元件的倒换,将使保护失去选择性.因此,倒换前合入母线差动保护非选择性开关,倒完后也不拉开.对负荷元件,则在倒换前合入非选择性开关,倒换后拉开非选择性开关,同时负荷元件的跳闸压板也作相应的切换.(2) 母联电流相位比较原理的母线差动保护.这种保护无固定连接的要求.只要母差保护的跳闸压板位置与元件母线隔离开关所接母线位置相对应就可以了.因此,倒换操作前将非选择性开关合入,倒换后再拉开,并对母线差动保护跳闸压板及重合闸放电压板,切换到倒换后所对应的母线位置就可以了.这种保护存在的缺点是2组母线分列运行时,母线将失去选择故障母线组的能力.(3) 电流相位比较式母线差动保护.这种保护只反应电流间的相位,具有较高的灵敏度.倒闸过程中,需合入非选择性开关,倒闸后将被操作元件的跳闸压板及重合闸放电压板切换至与所接母线对应的比相出口回路就可以了.如果片面地认为倒闸操作就使保护失去选择性,并没有适时地合入或拉开保护的非选择性开关,相反地会使母线差动保护不能按设计的工作原理工作,从而真正失去选择性.更具体地讲,倒母线时,母线差动保护的非选择性开关合理的操作顺序是:①双母线改为单母线运行前,先合入非选择性开关,后取母联断路器直流控制回路熔断器;②单母线改为双母线运行后,先投入母联断路器直流控制回路熔断器,后拉母线差动保护非选择性开关.这样,就能保证在任何情况下,由母线差动保护装置动作切除故障.4 母联断路器代路时,是否母线差动保护可不作任何切换操作一些运行人员错误地认为母联断路器自然是母差保护的范围,母差保护动作母联断路器也该跳开.殊不知,母联断路器代路时,由母联断路器送电的备用母线,实际上已是线路的一部分.线路上发生故障理应由线路断路器跳闸切除,而此时母联断路器代路实际上就只能起到线路断路器的作用.但如果此时母差保护不作任何切换,则备用母线故障母线保护也将动作.显然这种代路方式母线保护动作是不必要的,也是不合理的.这时,正确的切换操作是把母联断路器所代线路及其母线划出母线差动保护范围之外.无论哪种原理的母线差动保护,均要操作母联断路器的母线差动保护电流试验盒(或连片),同时使被代线路本身的母线差动保护电流互感器TA从运行的母线差动保护电流回路上甩开,短接好.这样,才能保证母联断路器代路时,母线差动保护安全、合理运行.5 做相关试验时,是否只要母线元件的隔离开关拉开了,就不会影响母线差动保护的正常工作运行人员本应该非常清楚,母线差动保护的动作与否取决于加入差动继电器的差电流大小,只要达到了动作值,母线差动保护就会动作切除母线元件.虽然停电母线元件的隔离开关拉开了,但因母线差动保护的所有电流互感器二次回路是并在一起的,即使一次设备已停电,其二次回路也要按运行设备对待,不得将母线差动电流回路随便接地、短路或误引入外接电源.运行人员要特别重视如下几个环节:(1) 运行中的母线差动保护的电流互感器二次电路被短接后,不管这种短接与母线差动保护的总差回路脱离或相连、均已破坏了母线差动保护的工作原理,在正常或发生穿越性故障时,均将引起二次差电流的不平衡,并可能产生误动.(2) 母线元件设备做一次回路短路试验,如电流互感器TA的一次通电试验,工作前应将母线差动保护停用,或将与试验回路有关的母线差动保护的电流互感器TA从运行的母线差动保护电流回路上甩开,短接好.应该指出,母线差动保护在母线倒闸操作过程中的切换、投退要与该母线采用的母线保护的类型,保护的技术特性、母线的结线方式及倒闸前后母线运行方式的变换,甚至要与电网的运行方式具体结合起来.运行人员在进行倒闸操作时,要十分明确:操作是否破坏了固定连接的要求、是否会使保护失去选择性;操作完毕后,母线方式是否改变、母线保护是否具有自适应性等等.只有这样,才能确保倒闸操作过程中及其操作完成后母线及其保护的安全合理运行.。
继电保护-第8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。
母线差动保护的原理及作用
母线差动保护的原理及作用以母线差动保护的原理及作用为题，本文将详细介绍母线差动保护的原理和作用。
一、母线差动保护的原理母线差动保护是一种用于保护电力系统中母线的重要保护装置。
它的原理是通过对比母线两侧的电流差值来判断系统是否存在故障。
当系统正常运行时，母线两侧的电流是相等的，而当系统发生故障时，母线两侧的电流就会有差异。
母线差动保护利用这种差异来判断系统是否存在故障，并在出现故障时迅速切除故障部分，以保护系统的安全运行。
母线差动保护的原理主要包括以下几个方面：1. 电流互感器：母线差动保护需要使用电流互感器来测量母线两侧的电流。
电流互感器是一种特殊的变压器，它能够将高电流变换成低电流，以便进行测量和保护。
在母线差动保护中，电流互感器将母线两侧的电流变换成低电流信号，并输入到差动保护装置中进行处理。
2. 差动保护装置：差动保护装置是母线差动保护的核心部分，它根据电流互感器输入的电流信号进行差动运算，并判断系统是否存在故障。
差动保护装置一般采用微处理器技术，具有高速运算和抗干扰能力，能够对复杂的电流差动进行精确的计算和判断。
3. 通信系统：母线差动保护通常需要与其他保护装置进行通信，以便实现对系统的全面保护。
通信系统可以通过光纤、串口、以太网等方式进行数据传输，将差动保护装置的测量数据和判断结果传送给其他保护装置，以实现系统的协调保护。
二、母线差动保护的作用母线差动保护在电力系统中起着非常重要的作用，主要表现在以下几个方面：1. 故障判断：母线差动保护能够快速准确地判断系统是否存在故障。
通过对比母线两侧的电流差异，差动保护装置能够精确地判断系统是否出现故障，并根据判断结果做出相应的动作，保护系统的安全运行。
2. 故障定位：母线差动保护能够帮助定位系统故障的位置。
在系统发生故障时，差动保护装置会根据电流差异的大小和相位关系来判断故障位置，从而指导维修人员快速找出故障点并进行修复。
3. 故障隔离：母线差动保护能够迅速切除故障部分。
母线差动及其保护的安全合理运行
母线差动及其保护的安全合理运行母线差动保护是电力系统中重要的保护装置之一，其作用是及时检测和定位电力系统母线发生故障的位置，防止故障扩大，并确保电力系统的安全稳定运行。
本文将从母线差动原理、保护装置的组成和工作原理、保护的安全合理运行等方面进行详细介绍，以期帮助读者全面了解母线差动及其保护的安全合理运行。
一、母线差动原理母线差动保护的基本原理是通过差动电流来判断母线是否存在故障。
当母线周围的各个分支线路和负荷电流的代数和为零时，母线正常工作。
一旦发生故障，导致母线差动电流不为零，则可以判断出母线故障的发生，并进行相应的保护措施。
母线差动保护的原理可以简单地用以下公式表示：∑Ii = 0其中，∑Ii表示所有进入母线的电流的代数和，当该和为零时，表示母线正常运行；当该和不为零时，表示母线存在故障。
二、母线差动保护的组成和工作原理母线差动保护装置通常包括差动元件、测量元件、判据元件和动作元件等部分。
1. 差动元件：差动元件是母线差动保护装置的核心部分，通常由差动变压器或差动电流互感器构成。
差动元件的作用是测量母线差动电流，并将其转换成电压信号，以供后续的测量和判断。
2. 测量元件：测量元件主要是指差动保护装置中的电流和电压测量部分，通常由电流互感器和电压互感器组成。
测量元件的作用是将差动元件输出的电压信号与系统其他部分的电流信号进行测量和比较，以判断电流是否流入母线。
3. 判据元件：判据元件是母线差动保护装置中的逻辑部分，主要负责根据测量结果判断母线是否存在故障。
判据元件通常由比较器、逻辑门电路等组成，当测量结果与设定值或预定规则不符时，判据元件会发出相应信号，触发后续的动作。
4. 动作元件：动作元件是母线差动保护装置中的执行部分，由继电器、断路器等组成。
当判据元件发出触发信号时，动作元件会根据信号进行相应的动作，比如切断故障分支线路，保护母线不受损坏。
母线差动保护装置的工作原理是通过以上部分的相互配合来实现的。
母线差动保护原理
母线差动保护原理
母线差动保护是一种常用的电力系统保护方式，也是较为重要的一种电力系统的安全保障技术。
母线差动保护的主要作用是发现短路故障，并及时自动合理处理，以便恢复电力系统的正常状态，保护电网的安全运行。
母线差动保护的原理分为两大类：直流差动保护和交流差动保护。
直流差动保护原理是，在系统中设置一组变压器，将两侧母线以一定比例分配到一般线路，并测量两侧线路的电流，当母线短路时，两端的电流不再平衡，过载继电器就会启动，达到保护的作用。
而交流差动保护的原理是，在系统中放置一组变压器，将两侧母线分配到不同的线路，让线路上的各个相位电流之间发生一定的相位关系，当短路时，相位关系会由正变负，过载断路器就会自动启动，从而达到保护的作用。
母线差动保护具有若干典型性特点，其中包括故障定位准确、反应快速、动作可靠、保护要求低等。
例如，母线差动保护的故障定位准确性非常高，能够精确检测出母线的短路故障，而其他保护方式则可能会出现杂故障，从而影响电力系统的安全稳定运行。
另外，母线差动保护反应时间比较短，并且保护动作可靠性比一般保护高，其保护要求也比较低，不需要开启保护装置就可以自动启动，使用比较方便。
此外，母线差动保护的实现也非常简单，其线路接线及保护装置接线都十分方便，只需要按照一定的建设规范进行操作，就能实现故
障的快速处理。
综上所述，母线差动保护是一种重要的电力系统保护方式，具有定位准确、反应快速、使用方便等特点，是保障电网安全运行的有效保护手段。
母线差动保护基本原理
母线差动保护基本原理发电厂和变电站的母线是电力系统中的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将连接在故障母线上的全部元件在修复故障母线期间，或在转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电。
在母线爱护中，最主要的是母差爱护。
全部母线差动爱护均是反映母线上各连接单元TA二次电流的向量和。
当母线上发生故障时，一般状况下，各连接单元的电流均流向母线；而在母线之外（线路上或变压器内部）发生故障时各连接单元的电流有流向母线的，有流出母线的。
母线上故障母差爱护应动作，而母线外故障母差爱护应牢靠不动作。
1. 动作电流与制动电流的取得方式对于双母线接线的母线差动爱护，采纳总差动作为差动爱护总的启动元件，反应流入I、II母线全部连接元件电流之和，能够区分母线故障和外部短路故障。
采纳I母分差动和II母分差作为故障母线的选择元件，分别反应各连接元件流入I母线、II母线电流之和，从而区分出I母线故障还是II母线故障。
因总差动的爱护范围涵盖了各段母线，因此总差动也常被称为“总差”或“大差”；分差动因其差动爱护范围只是相应的一段母线，常称为“分差”或“小差”。
以动作电流为例说明总差动（大差）与分差动（小差）的电流取得方法：①双母线接线；②母联兼旁路形式的双母线接线；③旁路兼母联形式的双母线接线。
2. 复式比率差动母线爱护的动作判据：①比率制动原理的母线差动爱护，采纳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TA误差而产生的差动不平衡电流，在高压电网中得了广泛应用。
动作电流与制动电流的取得方式国内微机型母线差动爱护一般采纳完全电流差动爱护原理。
完全电流差动指的是将母线上的全部连接元件的电流按相均接入差动回路。
打算母差动爱护是否动作的电流量是动作电流和制动电流。
制动电流是指母线上全部连接元件电流的肯定值之和Ires。
动作电流是指母线上全部连接元件电流相量和的肯定值Id。
Ij为各元件电流二次值（相量），Id为动作电流幅值，n为出线条数，Ires为制动电流幅值。
母线差动保护
母线差动保护母线差动保护基本原理,用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。
因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。
如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。
有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。
如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。
母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。
迄今为止，在电网中广泛应用过的母联电流比相式差动保护、电流相位比较式差动保护、比率制动式差动保护，经各发、供电单位多年电网运行经验总结，普遍认为就适应母线运行方式、故障类型、过渡电阻等方面而言，无疑是按分相电流差动原理构成的比率制动式母差保护效果最佳。
但是随着电网微机保护技术的普及和微机型母差保护的不断完善，以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的局限性逐渐体现出来。
从电流回路、出口选择的抗饱和能力等多方面，传统型的母差保护与微机母差保护相比已不可同日而语。
尤其是随着变电站自动化程度的提高，各种设备的信息需上传到监控系统中进行远方监控，使传统型的母差保护无法满足现代变电站运行维护的需要。
下面通过对微机母差保护在500 kV及以下系统应用的了解，依据多年现场安装、调试各类保护设备的经验，对微机母差保护与以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的原理和二次回路进行对比分析。
1微机母差保护与比率制动母差保护的比较1.1微机母差保护特点 a. 数字采样，并用数学模型分析构成自适应阻抗加权抗TA饱和判据。
b. 允许TA变比不同，具备调整系数可以整定，可适应以后扩建时的任何变比情况。
c. 适应不同的母线运行方式。
d. TA回路和跳闸出口回路无触点切换，增加动作的可靠性，避免因触点接触不可靠带来的一系列问题。
母线差动保护的基本原理
母线差动保护的基本原理母线是电力系统中的重要组成部分，它负责将电能从电源输送到各个负载。
母线故障可能导致严重的后果，包括设备损坏、系统停电甚至可能引发更广泛的事故。
因此，母线保护是确保电力系统安全稳定运行的关键环节之一。
母线差动保护作为一种高效、快速的保护方式，被广泛应用于高压、超高压电力系统中。
一、母线差动保护的概念母线差动保护是基于基尔霍夫电流定律（KCL）原理设计的一种保护方式。
根据KCL原理，在任何时刻，流入一个节点的电流的代数和等于零。
在母线正常运行时，流入母线的电流与流出母线的电流相等，电流差为零。
当母线发生故障时，故障电流会导致流入和流出母线的电流不再相等，产生差流，差动保护装置通过检测这个差流来判断母线是否发生故障，并迅速切除故障，以保护电力系统的安全。
二、母线差动保护的基本原理母线差动保护通过比较母线各进出线电流的幅值和相位来实现。
其核心元件是差动继电器，它接收来自母线各侧电流互感器的二次电流，并计算它们的差流。
差动继电器的构成差动继电器通常由几个主要部分组成：操作电源、电流互感器、比较元件和执行元件。
操作电源为继电器提供工作电压；电流互感器将母线的高电流按比例变换为适合继电器工作的小电流；比较元件负责比较各侧电流的幅值和相位，判断是否存在差流；执行元件则根据比较结果来控制断路器的跳闸。
差动保护的动作判据差动保护的动作判据基于差流的存在。
在正常运行或外部故障时，由于母线各进出线电流的平衡，差流很小或几乎为零，差动继电器不动作。
当母线发生内部故障时，故障电流破坏了原有的电流平衡，产生较大的差流，差动继电器检测到差流超过设定值后，迅速动作于跳闸，切除故障。
差动保护的特性母线差动保护具有选择性、速动性和灵敏性的特点。
选择性是指保护能够区分母线内部故障和外部故障，仅在内部故障时动作；速动性是指保护能够在极短的时间内切除故障，减少对电力系统的冲击；灵敏性则是指保护对于各种类型的故障都有足够的反应能力。
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正常运行或区外故障时母线电流特征
（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。
（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符合电流。
（3）从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行 及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元 件中德电流相位是相反的。
母线保护。
母线故障时
Ik
I1 I2 I3 I4
电源 电源 负荷1 负荷2
母线故障时，有源支路的电流
是近似同相的，即 I1 和 I2
是近似同相的。
故障出现在非有源支路
I1 I2 I3 I4
电源 电源 负荷1 负荷2
I1、I2 和 I4 是反相的。
故障出现在有源支路
I1 I2 I3 I4
电源 电源 负荷1 负荷2
I1 和 I2 是反相的。
8.2.5 元件固定连接的双母线电流差动保护
在发电厂及重要变电站的高压母线上，一般都采用双母 线同时运行（母线联络器经常投入），每组母线上采用连接 一部分（大约为1/2）供电和受电元件的方式。这样，任一 母线出现故障时，只会影响一半的供电和用电负荷，大大提 高了供电的可靠性。这样就需要母线保护具有选择故障母线 的能力。
动继电器，一般内阻为：2.4~7.5kΩ。电压型差动继电器 的动作判据为：
Ur U set
高阻抗继电器的电路原理
+
+
非常小
-
-
当外阻非常小时，各支路电流将会 通过外电路形成回路。此时，几乎 所有电流都会流经外电路。
+
+
非常大
-
-
当外阻非常大时，各支路电流将会 在由支路自身构成的回路中流动， 外电路中的电流是非常小的。
继电器的端口处将出现较大的电压，电压继电器动作切除故障。
注意：当内部短路电流非常大时，流过电压继电器的差动电流
非常大，此时在电压继电器中将出现很高的电压，危及绝缘。
8.2.3 具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护
将比率制动的电流型差动保护应用于母线： （1）最大值制动
n Ii Kres{ Ii }max Iset.0
根据原则（1）和原则（2）可构造电流差动保护，根 据原则（3）可以构造电流比相式差动保护。
正常运行或区外故障时母线电流特征
I1
I2 I3
电源 负荷1 负荷2
I1 I2 I3
I1
I2 I3
电源
负荷1 负荷2
I1 I2 I3 0 I 0
若支路1、2、3上均安装相同变比的电流互感器， 则三个电流互感器的电流之和应等于0（理想情况）。
i1
（2）模值和制动
n Ii Kres n Ii Iset.0
i1
i1
8.2.4 电流比相式母线保护
基本原理 当母线发生故障时，各有源支路的电流相位几乎是
一致的； 当外部出现故障时，非故障有源支路的电流流入母
线，故障支路的电流则流出母线，两者相位相反。 利用这种相位关系构成的母线保护称为电流比相式
母线故障时的电流特征
电源
I1
I2 I3
Ik
依KCL：
I1 I2 I3 Ik 0
即：
I1 I2 I3 Ik
若支路1、2、3上都安装有相同变比的电流互感器，则母线故障时，三个电 流互感器的电流之和应等于短路电流（二次值）。
8.2.1 单母线完全电流差动保护
正 常
Ip1
Ip2
Ip3 Ipn KD
8.2 母线差动保护原理
——单母线完全电流差动保护 ——高阻抗母线差动保护 ——具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护
正常运行或区外故障时母线电流特征
为了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。实现母线差动保护必须考虑在母线上一 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。
100A
1
200A 2
1A
2A
QF1
QF2
KD1
3A 300A QF5
-3A 300A
I
KD3
II
50A
250A
QF3
QF4
-0.5A
-2.5A
-50A 3
-250A 4
KD2
1 QF1
2 QF2
KD1
使QF1和 QF2跳闸
I
KD3
QF5
II 使QF5跳闸
QF3
QF4
3
4
KD2
8.2.5 元件固定连接的双母线电流差动保护
采用高阻抗的电压继电器且外部故障时
Ip1
Ip2
Is1
Is 2
Ip3
Is3
Ipn U
n1
Isi
i1
Ir 0
由于电压继电器的阻抗非常高，兼之第n条支路电流互感器严重饱
和时相当于短路，所以其他n-1条支路的电流基本上不通过电压互
感器而是通过 TA构n成回路。于是，流入电压继电器的电流非常
小，电压继电器的端口电压也非常小，低于整定值，不会误动。
差动继电器的整定方法 （1）躲过最大不平衡电流
可靠系数， 母线以外短路
取1.3
时的最大电流
Ir.set Krel Iunb.max Krel 0.1Ik.max / nTA
（2）躲开任一TA二次回路断线引起的差动电流
Ir.set Krel I L.max / nTA
I L.max 任一元件中的最大负荷电流。
第n个互感器严重饱和时的等效电路
n1
Isi
ru
i1
ru 2.5 ~ 7.5k
Z2
Z1
Z 0
Ipn
采用高阻抗的电压继电器且区内（母线）故障时
Ik（二次侧）
Ip1
Ip2
Is1Is 2来自Ip3 Is3
Ipn Isn
U
-+
Ir
1 nTA
Ik
由于电压继电器的阻抗大，同时流过的电流 I也r 较大，所以电压
母联电流比相式母线差动保护采用了一个启动元件KST和 一个选择元件KD。
启动元件KST的作用是区分是母线故障还是外部故障。只 有母线发生了故障，启动元件才启动整组保护。
选择选件KD通过比较母联断路器中的电流和总差动电流 的相位选择出故障母线。
1 QF1
2 QF2
I
QF
II
KST
KD
QF3
QF4
3
4
流过差动继电器的电流较大， 可能引起差动继电器的误动作。
8.2.1 单母线完全电流差动保护
外
部 故
Ip1
Ip2
障
工 作
Is1
Is 2
时
Ip3 Ipn KD
Is3
Isn
IKA
饱和
IKA
n Isi
i 1
1 nTA
n Ipi
i 1
0
8.2.2 高阻抗母线差动保护
解决电流互感器极度饱和问题的方法 将低内阻的电流型差动继电器换成高内阻的电压型差
缺点：当固定连接方式被破坏时，差动保护将误动作。 即元件固定连接的双母线电流差动保护受系统运行方式的 影响较大。当采用此种保护方式时，必然会影响电力系统 调度的灵活性。
8.2.6 母联电流比相式母线差动保护
在元件固定连接的母线差动保护的基础上进行改进，克服 了其缺乏灵活性的特点，使之更适合元件连接方式经常改变 的情况。
m
正常工作时的情况
I1 I2 I3
IKA Is1 Is2 Is3 (Ip1 I1) (Ip2 I2 ) (Ip3 I3) (I1 I2 I3)
当励磁电流非常小时，由此产生 的不平衡电流尚可通过设置差动 继电器的整定值来躲过。
区外故障使互感器严重饱和的情况
I1 I2 I3
IKA Is1 Is2 Is3 (Ip1 I1) (Ip2 I2 ) 0 (0.9Ip1 0.9Ip2 )
工
作 时
Is1
Is 2
Is3
Isn
IKA
IKA
n Isi
i1
1 nTA
n Ipi
i1
0
8.2.1 单母线完全电流差动保护
Ik
母 线
Ip1
Ip2
Ip3 Ipn KD
故
障 时
Is1
Is 2
Is3
Isn
IKA
IKA
n Isi
i1
1 nTA
n i1
Ipi
1 nTA
Ik
8.2.1 单母线完全电流差动保护
8.2.2 高阻抗母线差动保护
引入高阻抗母线差动保护的原因（电流互感器的极度饱和情况）
X 1
X 2
X 1
X 2
Ip I X m Is ZL
Ip I X m Is ZL
当TA不饱和时，I较小，一 般时不Is较会大超，过基I本p的能10正%确，反此映
电流变换关系。
当TA极度饱和时，励磁电抗X
很认小为，：IIs很大0，严重时可近似
采用低阻抗的电流继电器且外部故障时
Ip1
Ip2
Is1
Is 2
Ip3
Is3
Ipn I Isn 0
n1
Isi 0
i1
由于电流继电器的阻抗非常小，所以各个电流互感器的电流基本 上都通过电流继电器构成回路。此时，第n条支路电路互感器出现 的严重饱和并不影响其它的n-1条支路的电流流入电流继电器。