母线保护总结
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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
1
≥1
&
0 400
母联电流退出小差
≥1
& &
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Tsq
跳二母
&
&
Tsq
跳一母
母联死区保护在差动保护发母线跳令后，母联开关 已跳开而母联TA仍有电流，且大差比率差动元件及断路器侧小差比 率差动元件不返回的情况下，延时Tsq跳开另一条母线。为防止母联 在跳位时发生死区故障将母线全切除，当两母线都有电压且母联在 跳位时母联电流不计入小差。
断路器失灵保护
失灵保护电压闭锁元件
Uφ≤Ubs 3U0≥U0bs U2≥U2bs 为保证灵敏度，失灵保护的电压闭锁 定值与母差保护的电压闭锁定值完全独立。 为解决变压器低压侧故障时失灵保护 电压闭锁元件灵敏度不足的问题，元件支路应设 臵独立于失灵启动的解除电压闭锁的开入回路。 其判据为
失灵保护电压闭锁元件
母线保护常见告警及处理
• 开入异常： 可能原因：（1）、刀闸辅助接点与一次系统不对应； （2）、失灵接点误起动； （3）、联络开关常开与常闭接点不对应； （4）、误投“母线分列运行”压板； 导致后果：（1）、装置能自动修正则修正，否则会告警； （2）、闭锁失灵出口； （3）、默认联络开关处于合位； （4）、母线分列运行； 处理方法：（1）、对装置进行设置，强制恢复保护与系统的对应关系； 检查出错刀闸辅助接点的输入回路； （2）、断开与错误接点相对应的失灵起动压板；检查失灵起动回路； （3）、检查联络开关接点输入回路； （4）、检查“母线分列运行”压板投入是否正确。
TA断线
差电流大于TA断线定值,经延时发TA断线告警信号,同时 闭锁母差保护,电流正常后自动恢复正常运行. 母联（分段）电流回路断线,并不会影响保护对区内、区 外故障的判别，只是会失去对故障母线的选择性。 因此联络开关电流回路断线不需要闭锁差动保护。 只需要转入母线互联（单母线方式）即可。母联 （分段）电流回路正常后，需手动复归恢复正常运 行。
• 为解决变压器低压侧故障时失灵保护电压闭锁元件 灵敏度不足的问题，元件支路应设臵独立于失灵启 动的解除电压闭锁的开入回路。 • 可以有三种解除电压闭锁的方法：（1）、采用主 变压器保护中各侧“复合电压闭锁元件动作”的或 逻辑解除断路器失灵保护的电压闭锁元件；（2）、 采用在保护跳闸触点和电流判别元件同时动作时解 除电压闭锁，故障电流切断、保护收回跳闸命令后 重新闭锁失灵保护的方式；（3）、对失灵电流判 别功能有母线保护装臵内部判别的，可采用保护跳 闸触点动作时解除复合电压闭锁。
断路器失灵保护
2 TS >=1 & 1 TA IA>Isl TB IB>Isl TC IC>Isl & & >=1 &
>=1 投零序电流闭锁 I0>I0sl & >=1 >=1 SW YB & Tgt Tml Tsl & >=1 一母刀闸位置 运行方式判别 二母失灵电压闭锁开放 投不经电压闭锁 >=1 Tsl 切除二母各单元 二母刀闸位置 & Tml 跳母联 & Tgt 跟跳本线路 跟跳本线路 跳母联 切除一母各单元
投负序电流闭锁 I2>I2sl 一母失灵电压闭锁开放 投不经电压闭锁
&
SW YB
: :
断路器失灵保护保护投退控制字 断路器失灵保护保护投入压板
断路器失灵保护
• 断路器失灵保护是指当故障线路或元件的 继电保护装置动作发出跳闸脉冲后，断路 器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同 一发电厂或变电所内其他相关断路器，以 使停电范围限制为最小的一种近后备保护。
母线保护
保护原理及配臵
• • • • • • 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 断路器失灵保护
母线保护原理
母线差动保护的动作原理是建立在基尔霍 夫电流定律的基础之上的。 母线差动保护由分相式比率差动元件构成。 TA极性要求支路TA同名端在母线侧，母联 TA同名端在一母侧。 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。
母线保护常见告警及处理
• 母线互联： 可能原因：（1）、母线处于经刀闸互联状态； （2）、人为设置母线互联； （3）、母联TA断线； 导致后果：保护进入非选择状态，大差比率动作则 切除互联母线； 处理方法：（1）、确认是否符合当时的运行方式， 是则不用干预，否则对装置进行设置，使用强制 功能恢复保护与系统的对应关系； （2）、尽快安排检修；
大差电流
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大差电流
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FD1
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ML
I母
I母
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ML
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FD2
II母
II母
双母双分段主接线差流计算示意图
双母线或单母线分段的母线分列运行说明 • 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 位臵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。
母联过流保护
作为母线解列保护,也可以作为线路(变压 器)的临时应急保护. •相电流过流 •零序过流 •时间元件
•母联过流保护不经复合电压元件闭锁
母联失灵保护
母差跳一母（或母差跳二母） 充电保护动作 外部起动母联失灵开入 母联过流保护动作 SW1 SW2
>=1
母联IA>Imsl 母联IB>Imsl 母联IC>Imsl 一母复合电压闭锁 二母复合电压闭锁
失灵保护电压闭锁元件
• 第一种方法逻辑简单， 但在某些特定的运行 方式下会出现无法解 除闭锁的情况，如图 示。当故障发生在F1 点且主变高压侧断路 器失灵，由于开关1分 位，低压侧母线电压 未低落，导致低压侧 复合电压闭锁元件无 法动作。
TV断线
某一段母线失去电压，经延时发 TV 断线告警信号。除了 该段母线的复合电压元件将一直动作外，对保护没有其 他影响。
双母线或单母线分段的母线分列运行说明
• 母线分列运行时,死区故障,故障点位于母联的开关和CT之 间,此时,按差电流回路,I母差动动作,然后启动母联失灵跳II 母,如果两母线的复合电压闭锁均开放,则造成母线完全退 出运行.如果故障时I母复合电压闭锁不开放(故障点在II 母),II母复合电压闭锁开放,会造成保护拒动.因此母线分列 运行时,装置封母联CT,若发生下图所示的故障时,差动保 护直接出口跳II母. • 因此,从上述两点情况来开,母线并列运行还是分列运行的 判断,对差动保护来说,是很重要的,装置通过自动和手动两 种方式来判别.自动方式是将母联开关的常开和常闭辅助 接点引入装置;手动方式是运行人员在母联开关断开后,投" 母线分列压板",在合母联开关前,退出该压板. • 因此要求在母线分列运行时,应检查装置是否判断正确,若 不对应投入"母线分列压板"
母联死区保护
若母联开关和母联TA 之间发生故障，断路器 侧母线跳开后故障仍然 存在，正好处于TA侧母 线小差的死区，为提高 保护动作速度，专设了 母联死区保护。
I
II
母联死区保护
两母线均有电压 母联IA>0.04In 母联IB>0.04In 母联IC>0.04In 母联TWJ 母联IA>0.2In 母联IB>0.2In 母联IC>0.2In
母联非全相保护
TWJA HWJA + TWJB TWJC HWJB HWJC THWJ & SW9 YB Tbyz 跳母联1
母联1I2>I2byz 母联1I0>I0byz SW9: YB:
>=1
母联1非全相保护投退控制字 母联1非全相保护投入压板
非全相保护由母联TWJ和HWJ接点起动，并可采用零 序和负序电流作为动作的辅助判据。在母联非全相保护投入时，有 THWJ开入且母联零序电流大于母联非全相零序电流定值，或母联负 序电流大于母联非全相负序电流定值，经整定延时跳母联开关。
双母线或单母线分段的母线分列运行说明
电压闭锁元件
其判据为 Uφ≤Ubs 3U0≥U0bs U2≥U2bs
其中:
值
Uφ为相电压，3U0为三倍零序电压(自产),U2为负序相电压 Ubs 为相电压闭锁值，U0bs和U2bs分别为零序、负序电压闭锁
以上三个判据任一个动作时，电压闭 锁元件开放。在动作于故障母线跳闸时必须经相 应的母线电压闭锁元件闭锁。
II母小差电流
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大差电流
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旁母
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I母
II母
母联兼旁路 （母联方式）差流计算示意图
母差保护原理
母联兼旁路 （II母代路,代路极性负）差流计算示意图
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I母小差电流
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II母小差电流
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大差电流
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旁母
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I母
II母
母差保护原理
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I母小差电流
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II母小差电流
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III母小差电流
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大差电流
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I母 III母
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II母
双母单分段主接线差流计算示意图
母差保护原理
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I母小差电流
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II母小差电流
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I母小差电流
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II母小差电流
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>=1
Tmsl
跳I、II母
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SW1: 投外部起动母联失灵控制字 SW2: 投母联过流起动母联失灵控制字
当保护向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大于母联失 灵电流定值时，母联失灵保护经母线电压闭锁后切除对应两母线上 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。 另外,装臵提供了外部起动母联失灵保护的功能。
母差保护原理
采用比率制动原理：
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
I II
母差保护原理
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I母小差电流
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II母小差电流
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大差电流
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I母
II母
标准双母线差流计算示意图
母差保护原理
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I母小差电流
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母联充电保护
BSMC
1
0 100
SW2
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 母联IA>Ichg 母联IB>Ichg 母联IC>Ichg
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0 300
>=1
CDBS
& >=1
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闭锁母差
SW1
YB
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跳母联
Ichg:母联充电保护定值 CDBS:母联充电保护闭锁母差保护控制字投入
II母小差电流
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大差电流
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旁母
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I母
II母
旁路兼母联（母联方式）差流计算示意图
母差保护原理
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I母小差电流
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II母小差电流
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大差电流
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旁母源自文库
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I母
II母
旁路兼母联（I母代路）差流计算示意图
母差保护原理
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I母小差电流
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SW1 SW2
:母联充电保护投退控制字 :投外部闭锁母差保护控制字
YB BSMC
:母联充电保护投入压板 : 外部闭锁母差保护开入
母联充电保护一般用于母线充电故障时，快 速而有选择地断开有故障的母线。
母联充电保护
• 当母联断路器跳位继电器由“ 1 ”变为“ 0 ”或母 联TWJ=1且由无电流变为有电流(大于0.04In)，或 两母线变为均有电压状态，则开放充电保护300ms， 同时根据控制字决定在此期间是否闭锁母差保护。 在充电保护开放期间，若母联电流大于充电保护 整定电流，则将母联开关切除。母联充电保护不 经复合电压闭锁。 • 另外,装臵提供了外部闭锁母差保护功能。
母线保护常见告警及处理
• TA断线: 可能原因:（1）、TA的变比设置错误； （2）、TA的极性接反； （3）、接入母差装置的TA断线； （4）、其他持续使差流大于TA断线门槛定值的情 况。 导致后果：闭锁差动保护 处理方法：（1）、查看各间隔电流幅值、相位关系； （2）、确认变比设置正确； （3）、确认电流回路接线正确； （4）、如仍无法排除，则建议退出装置，尽快安排检修。
母线保护常见告警及处理
• TV断线： 可能原因：（1）、电压相序接错； （2）、TV断线或停电检修； （3）、母线停运； （4）、保护元件电压回路异常； 导致后果：保护元件中该段母线失去电压闭锁； 处理方法：（1）、查看各间隔电流幅值、相位关系； （2）、确认电压回路接线正确； （3）、确认电压空气开关处于合位； （4）、操作电压切换把手； （5）、尽快安排检修
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0 400
母联电流退出小差
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跳二母
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跳一母
母联死区保护在差动保护发母线跳令后，母联开关 已跳开而母联TA仍有电流，且大差比率差动元件及断路器侧小差比 率差动元件不返回的情况下，延时Tsq跳开另一条母线。为防止母联 在跳位时发生死区故障将母线全切除，当两母线都有电压且母联在 跳位时母联电流不计入小差。
断路器失灵保护
失灵保护电压闭锁元件
Uφ≤Ubs 3U0≥U0bs U2≥U2bs 为保证灵敏度，失灵保护的电压闭锁 定值与母差保护的电压闭锁定值完全独立。 为解决变压器低压侧故障时失灵保护 电压闭锁元件灵敏度不足的问题，元件支路应设 臵独立于失灵启动的解除电压闭锁的开入回路。 其判据为
失灵保护电压闭锁元件
母线保护常见告警及处理
• 开入异常： 可能原因：（1）、刀闸辅助接点与一次系统不对应； （2）、失灵接点误起动； （3）、联络开关常开与常闭接点不对应； （4）、误投“母线分列运行”压板； 导致后果：（1）、装置能自动修正则修正，否则会告警； （2）、闭锁失灵出口； （3）、默认联络开关处于合位； （4）、母线分列运行； 处理方法：（1）、对装置进行设置，强制恢复保护与系统的对应关系； 检查出错刀闸辅助接点的输入回路； （2）、断开与错误接点相对应的失灵起动压板；检查失灵起动回路； （3）、检查联络开关接点输入回路； （4）、检查“母线分列运行”压板投入是否正确。
TA断线
差电流大于TA断线定值,经延时发TA断线告警信号,同时 闭锁母差保护,电流正常后自动恢复正常运行. 母联（分段）电流回路断线,并不会影响保护对区内、区 外故障的判别，只是会失去对故障母线的选择性。 因此联络开关电流回路断线不需要闭锁差动保护。 只需要转入母线互联（单母线方式）即可。母联 （分段）电流回路正常后，需手动复归恢复正常运 行。
• 为解决变压器低压侧故障时失灵保护电压闭锁元件 灵敏度不足的问题，元件支路应设臵独立于失灵启 动的解除电压闭锁的开入回路。 • 可以有三种解除电压闭锁的方法：（1）、采用主 变压器保护中各侧“复合电压闭锁元件动作”的或 逻辑解除断路器失灵保护的电压闭锁元件；（2）、 采用在保护跳闸触点和电流判别元件同时动作时解 除电压闭锁，故障电流切断、保护收回跳闸命令后 重新闭锁失灵保护的方式；（3）、对失灵电流判 别功能有母线保护装臵内部判别的，可采用保护跳 闸触点动作时解除复合电压闭锁。
断路器失灵保护
2 TS >=1 & 1 TA IA>Isl TB IB>Isl TC IC>Isl & & >=1 &
>=1 投零序电流闭锁 I0>I0sl & >=1 >=1 SW YB & Tgt Tml Tsl & >=1 一母刀闸位置 运行方式判别 二母失灵电压闭锁开放 投不经电压闭锁 >=1 Tsl 切除二母各单元 二母刀闸位置 & Tml 跳母联 & Tgt 跟跳本线路 跟跳本线路 跳母联 切除一母各单元
投负序电流闭锁 I2>I2sl 一母失灵电压闭锁开放 投不经电压闭锁
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SW YB
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断路器失灵保护保护投退控制字 断路器失灵保护保护投入压板
断路器失灵保护
• 断路器失灵保护是指当故障线路或元件的 继电保护装置动作发出跳闸脉冲后，断路 器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同 一发电厂或变电所内其他相关断路器，以 使停电范围限制为最小的一种近后备保护。
母线保护
保护原理及配臵
• • • • • • 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 断路器失灵保护
母线保护原理
母线差动保护的动作原理是建立在基尔霍 夫电流定律的基础之上的。 母线差动保护由分相式比率差动元件构成。 TA极性要求支路TA同名端在母线侧，母联 TA同名端在一母侧。 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。
母线保护常见告警及处理
• 母线互联： 可能原因：（1）、母线处于经刀闸互联状态； （2）、人为设置母线互联； （3）、母联TA断线； 导致后果：保护进入非选择状态，大差比率动作则 切除互联母线； 处理方法：（1）、确认是否符合当时的运行方式， 是则不用干预，否则对装置进行设置，使用强制 功能恢复保护与系统的对应关系； （2）、尽快安排检修；
大差电流
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大差电流
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I母
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II母
II母
双母双分段主接线差流计算示意图
双母线或单母线分段的母线分列运行说明 • 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 位臵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。
母联过流保护
作为母线解列保护,也可以作为线路(变压 器)的临时应急保护. •相电流过流 •零序过流 •时间元件
•母联过流保护不经复合电压元件闭锁
母联失灵保护
母差跳一母（或母差跳二母） 充电保护动作 外部起动母联失灵开入 母联过流保护动作 SW1 SW2
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母联IA>Imsl 母联IB>Imsl 母联IC>Imsl 一母复合电压闭锁 二母复合电压闭锁
失灵保护电压闭锁元件
• 第一种方法逻辑简单， 但在某些特定的运行 方式下会出现无法解 除闭锁的情况，如图 示。当故障发生在F1 点且主变高压侧断路 器失灵，由于开关1分 位，低压侧母线电压 未低落，导致低压侧 复合电压闭锁元件无 法动作。
TV断线
某一段母线失去电压，经延时发 TV 断线告警信号。除了 该段母线的复合电压元件将一直动作外，对保护没有其 他影响。
双母线或单母线分段的母线分列运行说明
• 母线分列运行时,死区故障,故障点位于母联的开关和CT之 间,此时,按差电流回路,I母差动动作,然后启动母联失灵跳II 母,如果两母线的复合电压闭锁均开放,则造成母线完全退 出运行.如果故障时I母复合电压闭锁不开放(故障点在II 母),II母复合电压闭锁开放,会造成保护拒动.因此母线分列 运行时,装置封母联CT,若发生下图所示的故障时,差动保 护直接出口跳II母. • 因此,从上述两点情况来开,母线并列运行还是分列运行的 判断,对差动保护来说,是很重要的,装置通过自动和手动两 种方式来判别.自动方式是将母联开关的常开和常闭辅助 接点引入装置;手动方式是运行人员在母联开关断开后,投" 母线分列压板",在合母联开关前,退出该压板. • 因此要求在母线分列运行时,应检查装置是否判断正确,若 不对应投入"母线分列压板"
母联死区保护
若母联开关和母联TA 之间发生故障，断路器 侧母线跳开后故障仍然 存在，正好处于TA侧母 线小差的死区，为提高 保护动作速度，专设了 母联死区保护。
I
II
母联死区保护
两母线均有电压 母联IA>0.04In 母联IB>0.04In 母联IC>0.04In 母联TWJ 母联IA>0.2In 母联IB>0.2In 母联IC>0.2In
母联非全相保护
TWJA HWJA + TWJB TWJC HWJB HWJC THWJ & SW9 YB Tbyz 跳母联1
母联1I2>I2byz 母联1I0>I0byz SW9: YB:
>=1
母联1非全相保护投退控制字 母联1非全相保护投入压板
非全相保护由母联TWJ和HWJ接点起动，并可采用零 序和负序电流作为动作的辅助判据。在母联非全相保护投入时，有 THWJ开入且母联零序电流大于母联非全相零序电流定值，或母联负 序电流大于母联非全相负序电流定值，经整定延时跳母联开关。
双母线或单母线分段的母线分列运行说明
电压闭锁元件
其判据为 Uφ≤Ubs 3U0≥U0bs U2≥U2bs
其中:
值
Uφ为相电压，3U0为三倍零序电压(自产),U2为负序相电压 Ubs 为相电压闭锁值，U0bs和U2bs分别为零序、负序电压闭锁
以上三个判据任一个动作时，电压闭 锁元件开放。在动作于故障母线跳闸时必须经相 应的母线电压闭锁元件闭锁。
II母小差电流
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大差电流
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I母
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母联兼旁路 （母联方式）差流计算示意图
母差保护原理
母联兼旁路 （II母代路,代路极性负）差流计算示意图
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I母小差电流
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母差保护原理
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II母小差电流
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双母单分段主接线差流计算示意图
母差保护原理
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I母小差电流
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II母小差电流
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I母小差电流
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II母小差电流
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跳I、II母
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SW1: 投外部起动母联失灵控制字 SW2: 投母联过流起动母联失灵控制字
当保护向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大于母联失 灵电流定值时，母联失灵保护经母线电压闭锁后切除对应两母线上 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。 另外,装臵提供了外部起动母联失灵保护的功能。
母差保护原理
采用比率制动原理：
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
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母差保护原理
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标准双母线差流计算示意图
母差保护原理
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母联充电保护
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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 母联IA>Ichg 母联IB>Ichg 母联IC>Ichg
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闭锁母差
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Ichg:母联充电保护定值 CDBS:母联充电保护闭锁母差保护控制字投入
II母小差电流
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母差保护原理
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旁路兼母联（I母代路）差流计算示意图
母差保护原理
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SW1 SW2
:母联充电保护投退控制字 :投外部闭锁母差保护控制字
YB BSMC
:母联充电保护投入压板 : 外部闭锁母差保护开入
母联充电保护一般用于母线充电故障时，快 速而有选择地断开有故障的母线。
母联充电保护
• 当母联断路器跳位继电器由“ 1 ”变为“ 0 ”或母 联TWJ=1且由无电流变为有电流(大于0.04In)，或 两母线变为均有电压状态，则开放充电保护300ms， 同时根据控制字决定在此期间是否闭锁母差保护。 在充电保护开放期间，若母联电流大于充电保护 整定电流，则将母联开关切除。母联充电保护不 经复合电压闭锁。 • 另外,装臵提供了外部闭锁母差保护功能。
母线保护常见告警及处理
• TA断线: 可能原因:（1）、TA的变比设置错误； （2）、TA的极性接反； （3）、接入母差装置的TA断线； （4）、其他持续使差流大于TA断线门槛定值的情 况。 导致后果：闭锁差动保护 处理方法：（1）、查看各间隔电流幅值、相位关系； （2）、确认变比设置正确； （3）、确认电流回路接线正确； （4）、如仍无法排除，则建议退出装置，尽快安排检修。
母线保护常见告警及处理
• TV断线： 可能原因：（1）、电压相序接错； （2）、TV断线或停电检修； （3）、母线停运； （4）、保护元件电压回路异常； 导致后果：保护元件中该段母线失去电压闭锁； 处理方法：（1）、查看各间隔电流幅值、相位关系； （2）、确认电压回路接线正确； （3）、确认电压空气开关处于合位； （4）、操作电压切换把手； （5）、尽快安排检修