母差保护基本原理参考文档
母差保护的组成,原理,保护范围
为了提高保护的可靠性，在保护中还设置有启动元 件、复合电压闭锁元件、CT回路断线闭锁元件等。
2.1母线差动保护 TA极性的定义 规定电流互感器正极性端的位置，是为了方便差流的 电流计算，电流互感器极性接反，会使差动保护误动 作或者拒动，以下是对一些保护装置正极性端的规定：
2.1母线差动保护 母差保护回路构成
2.4 母联死区保护
2.5 母联过流保护
母联过流保护是线路投运时，代替线路保护的临时保 护。 当流过母联断路器三相电流中的任一相或零序电流大 于整定值时，经整定延时跳开母联断路器。母联过流 保护不经复压元件闭锁。保护动作的逻辑框图如下：
差动保护的动作方程 首先规定CT的正极性端在母线侧，一次电流参考方 向由线路流向母线为正方向。 差动电流：指所有母线上连接元件的电流和的绝对值； 制动电流：指所有母线上链接元件的电流的绝对值之 和。
差动保护的动作方程 以如图的双母接线方式的大差为例。差动电流和制动 电流为：
差动继电器的动作特性一般如下图所示。蓝色区域为 非动作区，红色区域为动作区。这种动作特性称作比 率制动特性。动作逻辑的数学表达式也在图中给出。 此动作方程适用于南瑞继保RCS—915及许继电气 WMH—800A母线保护装置。
一、母线保护的重要性及分类
——故障类型
1.
母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障
2.
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
一、母线保护的重要性及分类
母线绝缘子和断路器套管因表面污秽而导致的闪络
母线故障原因
母线电压互感器及电流互感器发生故障
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
母线差动保护原理及说明书。解析
为防止在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够，大差比例差动元件的比率制动系数有高低两个定值。母联开关处于合闸位置以及投单母或刀闸双跨时大差比率差动元件采用比率制动系数高值，而当母线分列运行时自动转用比率制动系数低值。
小差比例差动元件则固定取比率制动系数高值。
另外, 如果希望外部保护动作时闭锁本装置母差保护(如充电保护)，将“投外部闭锁母差保护”控制字置1。装置检测到“闭锁母差保护”开入后，闭锁母差保护。该开入若保持1s不返回，装置报“闭锁母差开入异常”，同时解除对母差保护的闭锁。
母联充电保护的逻辑框图如图3.5所示。
图3.5母联充电保护的逻辑框图
3.2.3母联过流保护
图3.4母差保护的工作框图（以I母为例）
当用于中性点不接地系统时，将“投中性点不接地系统”控制字投入，此时电压闭锁元件为Ul≤Ubs；U2≥U2bs（其中Ul为线电压，U2为负序相电压，Ubs为线电压闭锁值，U2bs为负序电压闭锁定值）。
母差保护的工作框图（以I母为例）如图3.4所示。
3.2.2母联充电保护
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故障的极端情况下仍能快速切除母线故障。
图3.3为动模实验室实录的母线区外发生ABC三相故障时TA极度饱和波形，在此情况下本保护可靠制动，可见其优异的抗TA饱和性能。
饱和 TA一次电流——饱和TA二次电流
图3.3 动模实验室实录的母线区外发生ABC三相故障时TA饱和波形
母差保护工作原理
母差保护工作原理宝子，今天咱们来唠唠母差保护这个超有趣的东西。
你想啊，在一个电力系统的大家庭里，母线就像是个大家长，好多线路啊、设备啊都跟它连着呢。
母差保护呢，就是专门来保护这个大家长的小卫士。
母线正常工作的时候啊，电流那是规规矩矩的。
就好比一群小蚂蚁，各自沿着自己的路线走，有进有出的，而且进出的电流在理想状态下是一样多的。
这个时候呢，母差保护就像个悠闲的看门人，看着一切都井井有条。
可是呢，一旦出了状况，比如说某条线路出故障了，电流就开始乱套了。
就像一群调皮的小蚂蚁突然有一部分开始乱跑。
这时候，故障线路所在的母线连接部分，流入和流出的电流就不一样啦。
母差保护这个小机灵鬼呢，就会敏锐地察觉到这个变化。
它就像一个超级敏感的小侦探，一点点电流的差异都逃不过它的眼睛。
母差保护是怎么发现这个差异的呢？它有自己的一套小办法呢。
它会把母线连接的各个支路的电流都给收集起来，然后进行计算。
如果计算出来的结果显示流入和流出母线的电流差值超过了它设定的一个小标准，那它就知道坏事啦，肯定是哪里出故障了。
你知道吗？母差保护还特别的聪明，它能够区分是母线内部故障还是外部故障。
要是外部故障呢，它就不会大惊小怪的。
因为外部故障的时候，虽然电流也会有波动，但是母线整体的流入流出电流还是能保持一种特殊的平衡关系。
就像外面虽然有点小风雨，但是家里还是稳稳当当的。
可是一旦是母线内部故障，那可就像家里进了小偷一样，母差保护就会毫不犹豫地采取行动。
一旦确定是母线内部故障，母差保护就会像一个勇敢的战士一样，迅速地把故障母线给隔离起来。
这就好比发现家里有危险，赶紧把危险的区域给围起来，不让危险蔓延到其他地方。
这样呢，就保护了和母线相连的其他健康的线路和设备，让整个电力系统不至于因为母线故障而崩溃。
母差保护就像一个贴心的小棉袄，时刻守护着母线这个大家长。
它虽然是个小小的保护装置，但是在整个电力系统里的作用可大啦。
没有它的话，母线一旦出问题，那就像大树的树干断了一样，整个电力系统的枝枝叶叶都会受到影响呢。
母差保护原理介绍.ppt
Ubs
& ≥1
跳I母
母线运行方式变化时的自适应调整
• 利用各连接元件隔离刀闸的辅助接点作 为开入量输入装置。装置根据该开入量 的情况，将该连接元件的电流自动切换 到相应的小差的电流计算中去。所以当 母线运行方式变化时不必在二次回路中 进行任何工作，装置能自动调整。当母 线上发生短路时只切除故障母线。
⑤ 在充电保护300ms的I ch开g 放期间，若母联任一相电流大于 充电保护整定电流 。
• 母联充电保护不经复合电压闭锁。
• 母联充电保护动作是否需闭锁母差保护可由控制字选择
母联过流保护
• 在有些特殊情况下，例如母联断路器经 某一母线带一条输电线路运行（母联代 路）时，需用母联断路器的母联过流保 护临时作为输电线路的保护，当线路上 有故障时由母联过流保护跳母联断路器 切除故障。
母线外短路电流互感器深度饱 和时保护不误动
100
A 相(A)
0
-100
-40
-20
0
20
40
60
80
100 120
100
B 相(A)
0
-100
-40
-20
0
20
40
60
80
100 120
100
C 相(A)
0
-100
-40
-20
0
20
40
60
80
100 120
t (ms)
母线内短路电流互感器深度饱和时保护 10ms快速出口（包括出口继电器时间5ms）
模拟盘的原理
强制 接通
自动
强制 断开
I母刀闸
强制
强制
断开 自动 接通
母差保护(借鉴实操)
第六章母差保护母线保护主要是母差保护。
此外，还可以根据母线的型式、重要性及其他要求，配置断路器失灵保护、母线充电保护、母联过流保护及母联死区保护等。
第一节 母线差动保护目前，国内生产及广泛应用的微机型母差保护，全部属于电流式差动保护。
一 基本概念电流式母线差动保护，皆采用A 、B 、C 三相分相电流构成的三个分相差动元件；而对于35kV 及以下的母线保护也可以采用A 、C 两相式电流差动保护。
1 分相差动元件的动作方程dzo nj jI I≥∑=1。
（zdo j I I ≤∑）…………………………………………….（6—1）011≥-∑∑==nj jZ nj jI K I。
（zdo j I I 〉∑）…………………………………….（6—2）式（6－1）及式（6－2）中：I j —第j 支路中的电流； I dzo —初始动作电流； I zdo —拐点电流； K z —比率制动系数。
2 母线差动保护的构成为提高母差保护动作的可靠性，除分相差动元件之外，还采用了启动元件、区外故障TA 饱和鉴别元件及出口闭锁元件（对于一个半开关接线的500kV 母线，母差保护不采用出口闭锁元件）。
⑴ 启动元件采用差流越限及相电流突变量构成的“或门”作为差动保护的启动元件。
⑵ 区外故障TA 饱和鉴别元件通常采用差流越限与相电流突变是否同步，来鉴别差流的产生是由于区内故障还是因区外故障TA 饱和：当两者同时产生时，判为内部故障；而当相电流突变超前差流出现时，则判为区外故障TA 饱和。
⑶ 出口闭锁元件为防止由于差动出口回路误碰或出口继电器损坏等原因而导致误跳断路器，采用复合电压（低电压、负序电压、零序电压及相电压突变）元件闭锁跳闸出口。
另外，对于双母线及单母线分段的差动保护，采用一套大差及两套（或多套）小差。
此时，大差作为启动元件，小差用于选择并切除故障母线。
3 逻辑框图⑴ 单母线母差保护单母线母差保护的逻辑框图如图6－1所示。
母差保护基本原理
？
I
k
母 联 支 路 3 支 路 4
II
断路器失灵保护
• 断路器失灵保护是指当故障线路的继电保护动
作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够 以较短时限切除同一发电厂或变电所内其它有 关的断路器，以使停电范围限制为最小的一种 后备保护。
• 低电压闭锁(40V)、零序电压闭锁(6V)、负序电压闭锁(4V)、解复压闭锁等逻辑
I II
KD3
* *
TA3
QF3
QF4 KD2
*
*
TA4
* *
母线I故障
KD1 TA1
*
*
QF1
TA2
*
*
QF2
动作
* *TA6
QF5 TA5
k
I II
KD3
**
TA3
QF3
QF4 KD2
*
*
TA4
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母线I故障
KD1 TA1
*
*
QF1
TA2
*
*
QF2
动作
* *TA6
QF5 TA5
k
I II
KD3
2.极性要求
为表述方便，课件中约定母线1、2分别为I、II母。主接线示 意图如下，TA极性要求各支路TA同名端必须一致一般在母线侧， 母联TA同名端在母线1（即I母，深瑞BP系列指向II母）侧（装 置内部只认母线的物理位置，与编号无关，如果母线编号的定 义与本示意图不符，母联同名端的朝向以物理位置为准，单母 分段主接线分段TA的极性也以此为原则,可通过保护控制字整 定为单母运行,也可投互联压板强制母线互联,结果等同于将母 线故障选择功能退出）。
2018
母差保护基本原理
(完整word版)母差工作原理(word文档良心出品)
母差保护的保护原理、保护范围保护原理：1.大小差由各母线段上连接的所有间隔单元电流所构成的差动元件称为“大差”，由每段母线上连接的所有间隔单元电流所构成的差动元件称为“小差”。
当大差和小差同时动作时，判定该段母线故障，此时若差动复合电压闭锁元件开放，则跳该段母线上连接的所有间隔单元。
简单的说大差就是两条母线上所有进出线的电流总和.(不包括母联)小差就是一条母线上所有进出线电流之和当然包括母联电流.母差保护中大差启动小差选择，大差是辅助启动条件，而小差是故障判别元件。
在母差保护中，如接线方式为单母线分段，运行方式可能为分段或不分段，分段运行时母线I段II段分别有单独的母差保护即为“小差”，不分段时总的为一套母差保护即为“大差”。
有时，可能利用“小差”、“大差”的电流和刀闸辅助接点来判别运行方式。
对于保护范围来说，大差是无选择性的，保护范围是两条母线小差是有选择性的，即可以判断是哪条母线故障。
保护动作跳开故障母线上的所有开关和母联开关。
保护范围是一条母线和母联开关CT之间的区域。
原理上来说，大差采的是所有母线上线路开关的电流，不包括母联开关，小差采的是所在母线上所有开关的电流，包括母联开关。
如是母联分段运行说明是单母分段（但并列）的运行方式，I母差动动作就跳I母的所有开关包括母联分段，也就无所谓先跳母联分段了，更不能两段开关全跳；如果单母不分段（母联分段用刀闸直接短接），那是“大差”才两段开关全跳2.死区和失灵一般来讲，母联CT与母联开关之间称为母联死区母联死区就是在满足死区条件后,1母差动跳2母,2母差动跳1母,死区判断分为母联合闸死区和分闸死区对双母线或单母线分段系统，如图所示，在并列运行的情况下，母线差动保护动作或母联（分段）充电保护动作跳母联（分段）后，经延时母联（分段）支路仍有电流，则说明母联（分段）断路器失灵，立即在保护判据中解除母联电流，通过差动保护来解除故障。
对于双母线或单母线分段系统，如图所示，一般母联（分段）单元只安装一组电流互感器，此时母联（分段）互感器与母联（分段）断路器之间（K点）发生的故障称为死区故障。
变电运行母差保护
单母线分段接线方式
定义
单母线分段接线方式是指将一段 母线分成两段或多段，每段之间 通过断路器分隔，进出线分别挂
在不同分段上。
特点
分段断路器在正常运行时不承载 负荷电流，只在故障时承受故障 电流。这种接线方式提高了供电
可靠性和灵活性。
应用场景
适用于进出线回路数较多、负荷 较大的枢纽变电站。
双母线接线方式
02 母差保护装置
母差保护装置的构成
01
02
03
输入部分
用于采集和接收各种保护 信号，如电流、电压等。
逻辑部分
根据输入信号进行逻辑运 算，判断是否发生故障。
输出部分
根据逻辑部分的判断结果， 输出跳闸信号或报警信号。
母差保护装置的工作原理
实时监测
母差保护装置实时监测母线的电 流、电压等参数，判断是否发生
作用
母差保护能够有效地保障电力系 统的安全稳定运行，避免因母线 故障导致的大规模停电事故。
母差保护的重要性
保障电力系统的稳定性
母差保护能够快速切除母线上的故障 ，防止事故扩大，从而保障电力系统 的稳定性。
提高供电可靠性
通过母差保护，可以避免因母线故障 导致的大规模停电事故，提高供电可 靠性。
母差保护的基本原理
变电运行母差保护
contents
目录
• 母差保护基本概念 • 母差保护装置 • 变电站母线运行方式 • 母差保护校验 • 母差保护异常处理 • 母差保护发展趋势和展望
01 母差保护基本概念
母差保护定义
母差保护
在电力系统中，母差保护是指能 够快速而有选择性地切除母线上 的故障，防止事故扩大的专用装 置。
06 母差保护发展趋势和展望
母差保护的工作原理、保护范围之欧阳术创编
母差保护的工作原理、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.。
(完整版)母差保护
第三章 母线保护逻辑框图
1、母线电流差动保护功能模块逻辑 图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
2、差动保护的启动元件 (1) 母线电压突变量起动AU (2) 支路电流突变量起动 (3)大差动电流越线起动，需与I II母线复合电压配合
≥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
第三章 母线保护逻辑框图
4、母联非全相逻辑图
第三章 母线保护逻辑框图
5、母线充电及过流保护
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，当被试验母线存在故障时，利 用充电保护切除故障。
第三章 母线保护逻辑框图
（4） 母差保护的复合电压闭锁元件，由低电 压元件、负序电压元件及零序电压元件构成。
U 3U 0 U2
信号
≥1
接通差动保护跳各断路器回路
第三章 母线保护逻辑框图
3、母线保护的死区问题与原因分析 （1）死区问题与原因分析
**
LH3
* *
LH4
i3 i4
QF 1 I3 I 4
5、双母线电流差动保护TA、TV接线原理图
第一章 母线保护原理
（三）、双母线电流差动保护的原理接线图
母差保护原理
母差保护原理1概述1．1概述母线保护的基本原理：母线正常运行时：母线发生故障时：母线保护的要求l区外故障绝对不允许误动l区内故障必须快速动作1．2母差保护现中阻抗母差保护l优点：1、动作速度快2、抗TA饱和能力强l缺点：1、需辅助变流器2、调试、维护复杂3、不适应综合自动化的要求微机母差保护目前普遍采用的是比率差动继电器制动系数K直接影响到其抗TA饱和能力。
为提高抗饱和能力必须提高K值，而提高K值势必降低保护在区内故障时的灵敏度，尤其在重负荷下故障或经过渡电阻故障时矛盾更为突出。
1．3母差保护的难点母差保护的难点在于如何兼顾区外故障时的安全性与区内故障时的灵敏度问题。
因此有必要研制一种全新的、不完全依赖于制动系数的抗TA饱和判据，以根本上解决了安全性与灵敏度矛盾的问题。
1．4电流互感器饱和的研究1．4．1电流互感器饱和的研究结论１由于电流互感器存在角差，因此即使一、二次电流有效值的差不大于10％，它所引起的差流也往往会大于一次电流的10％。
结论２一次电流越大，其饱和时波形畸变得越厉害，因而在差动保护中所引起的差电流越大；但即使一次电流达到100多倍额定电流，其二次电流也不会为零。
结论３当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，即使稳态电流倍数满足10％误差曲线，但在暂态过程中，尤其是在起始的2～3个周波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的差电流。
结论 4故障起始电流互感器总有一段正确传变时间，一般情况下大于2ms。
图1.4.1为动模实验室实录的母线区内、外故障波形。
图1.4.2 为区外故障，短路支路电流互感器极度饱和的情况下，差动保护也不会误动。
图1.4.3为区内故障伴随电流互感器深度饱和，保护10ms 快速出口（包括出口继电器时间5ms）。
图1.4.4为电流20In，时间常数180ms（89°），电流互感器的波形1．4．2抗电流互感器饱和判据1．4．2．1 RCS-915判据１：反应工频变化量的自适应阻抗加权式差动保护（专利技术）自适应阻抗加权式差动保护：即利用电压工频变化量起动元件自适应地开放加权算法。
母差保护的原理
母差保护的原理母差保护呢，就像是母线的超级保镖。
母线你知道吧，就像是一个大家庭里的大家长，好多线路都要跟它连接，电流啊就在这些线路和母线之间跑来跑去的。
母线就像一个交通枢纽，电流从不同的支路流进流出。
母差保护的关键就在于比较这些进出母线的电流。
你想啊，如果一切正常，流进母线的电流总和肯定和流出母线的电流总和是相等的，就像收支平衡一样。
这时候呢，母差保护就安安静静地在那待着，觉得世界很美好呢。
但是呢，如果有故障了，那就像平静的湖面被扔进了一块大石头。
比如说某条线路和母线连接的地方出问题了，可能是短路啦之类的。
这时候，进出母线的电流就不平衡了。
就好比本来应该进来10个电流，出去10个电流，现在因为故障，进来10个，出去可能只有5个了，那另外5个电流就乱套了，可能在故障点那捣鼓出很多麻烦事，像发热啊，损坏设备啊之类的。
母差保护这个机灵鬼呢，它就能敏锐地察觉到这种电流的不平衡。
它里面有专门的装置，就像一个个小侦探一样，时刻盯着这些电流。
一旦发现电流不平衡的差值超过了它设定的安全范围，它就知道坏事了，母线可能受到威胁了。
那母差保护发现问题后会怎么做呢？它就像一个勇敢的守护者，立马采取行动。
它会迅速地把和母线连接的那些可能有问题的线路切断。
这就好比在火灾的时候，把着火那一片的电闸拉掉一样，防止火势蔓延。
这样做的目的呢，就是为了保护母线这个大家庭的家长，不让故障进一步扩大，保护整个电力系统的稳定。
母差保护还有一个很贴心的地方呢。
它会区分是母线内部故障还是外部故障。
如果是母线外部的线路故障，它可不会轻易地就切断母线和其他线路的连接哦。
因为如果误切断了，那会造成很多不必要的停电，就像本来只是邻居家有点小麻烦，结果你把自己家的电闸也拉了，多冤啊。
它会通过一些巧妙的计算和判断，确定是母线内部真的出问题了才会果断出手。
而且啊，母差保护在不同的电力系统里还会有一些小变化呢。
就像不同的家庭有不同的安全防护措施一样。
在一些大型的变电站里，母差保护可能会更加复杂和精密，因为那里的母线要承担更多的电力传输任务，就像一个超级繁忙的交通枢纽，容不得一点差错。
母差原理
母线差动保护暂态不平衡电流的波形：
波形中含有较大的直流分量，且最大 值滞后于短路的最初时刻，故短路开始流 互能正确传变，保护正确动作，饱和后二 次电流下降至0。且饱和具有周期性。
2、双母线保护要在任何情况下都能有选择性的 切除故障母线。（倒母、分裂运行等）
3、有时要考虑母线内部故障时有电流汲出的情 况。
典型母线保护方式
一、固定连接式的双母线完全电流差动保护
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固定连接于两条母线上，这 种母线称为固定连接母线。以此连接方式构成的 母差保护称为固定连接式。
二、母联电流相位比较式母线差动保护
比较母联电流与差动电流的相位来作为方向元 件，差动元件作为启动元件而构成的母差保护。
4.母线保护的灵敏性
外部故障时的不平衡电流很大，而内部故障的 短路电流可能很小，选择性和灵敏性都满足有难 度。
母差保护基本原理
区内故障： ∑I=Id 区外故障： ∑I=0 母线完全电流差动保护：将母线上所有的连接元 件的流互按同名相、同极性连接到差动回路，流 互的特性与变比均应相同，若变比不同，可采用 补偿变流器进行补偿。 整定：1）躲外故的最大不平衡电流 2）躲支路的最大负荷电流
Kr 1 2 3 4
Ext % 40 20 15 12
δ % 67 80 85 88
43
GO TOP
故障分量复式比率差动判据
i(k ) i(k ) i(k N )
Id
Ij
j 1
m
Ir Ij
j 1
m
故障分量复式比率差动判据动作表达式为：
Id Idset Id Kr ( Ir Id ) Id Idset Id 0.5 ( Ir Id ) (1) (2) (3) (4)
母差保护的组成原理保护范围课件
案例三
协调配合重要性
母线差动保护作为电力系统中的重要保护装置，需要与其他保护装 置协调配合，确保电力系统的稳定运行和可靠供电。
与线路保护的协调
当母线故障时，母线差动保护动作切除故障，同时线路保护也应相 应动作，隔离故障区域，防止故障扩大。
与变压器保护的协调
母线差动保护与变压器保护的协调能够确保在母线故障时，变压器 能够迅速断开与故障母线的连接，保证变压器的安全运行。Leabharlann 母差保护在电力系统中的重要性
01 02
保障系统稳定
母线作为电力系统中的重要组成部分，其故障往往会导致大面积的停电 事故。母差保护的设置能够迅速隔离母线故障，防止事故扩大，保障电 力系统的稳定运行。
提高供电可靠性
通过快速、准确地切除母线故障，母差保护能够减少停电时间，提高供 电可靠性，降低因停电造成的经济损失。
母差保护与其他保护的配合与协调
01
与线路保护的配合
02
与变压器保护的配合
03
保护整定与协调
母线与线路之间存在紧密的联系，母 差保护应与线路保护相互配合，确保 在母线故障时线路保护能够迅速动作， 共同维护电网稳定。
母线与变压器之间也有保护配合的需 求，母差保护应与变压器保护协调动 作，避免故障扩大影响变压器的安全 运行。
保护动作原理
母线差动保护通过检测母线各相电流的差值来判断故障，当相间短 路故障发生时，差动电流超过整定值，保护动作迅速切断故障电流。
保护配合与协调
母线差动保护应与其他保护如线路保护、变压器保护等相互配合，确 保故障时能够快速、准确地切除故障部分，最小化停电范围。
案例二：母线接地故障的保护动作分析
故障情况描述
工作方式
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四、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
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。
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。
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。
二、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。
母差保护的原理
主讲人：刘永佩
SHENZHEN CLOU ELECTRONICS CO., LTD.
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。
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。
三、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。
跳闸
第五章 典型母差保护装置介绍
第五章 典型母差保护装置介绍
第五节 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。
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。
二、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。
三、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I2ห้องสมุดไป่ตู้、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。
三、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
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。
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：
· 母联电流相位比较式母线差动保护
四、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。