继电保护-第8章_母线保护
母线的继电保护
电流保护策略
电流保护
01
通过检测母线电流的大小和持续时间，判断是否存在故障，实
现对母线的保护。
电流保护的优点
02
结构简单，易于实现。
电流保护的局限性
03
对电流变化的反应速度较慢，可能无法及时切除故障。
距离保护策略
距离保护
通过测量故障点到保护装置的距离，判断是否存 在故障，实现对母线的保护。
距离保护的优点
05
母线继电保护的发展趋势与 展望
智能化母线继电保护技术
总结词
随着人工智能和大数据技术的不断发展，智能化母线继电保护技术已成为未来 的发展趋势。
详细描述
智能化母线继电保护技术利用人工智能算法，如神经网络、模糊逻辑等，对母 线运行状态进行实时监测和故障诊断，能够快速准确地识别和定位故障，提高 保护的可靠性和响应速度。
总结词
随着可再生能源的广泛应用，微电网已成为智能电网的重要 组成部分，对母线继电保护技术提出了新的挑战和机遇。
详细描述
在微电网中，母线结构复杂，且经常出现分布式电源的接入 和退出，给传统的母线继电保护技术带来了困难。因此，需 要研究适应微电网运行特性的母线继电保护技术，以确保微 电网的安全稳定运行。
距离保护
通过测量故障点到保护装置的距离，判断是否发生母线故障 。根据距离的远近，保护装置会在不同的时限内切除故障。
母线继电保护的分类
按保护范围分类
可分为大差动保护和小差动保护。大差动保护适用于母线全部或大部分发生故障的情况；小差动 保护适用于母线局部故障的情况。
按动作原理分类
可分为电流型保护和电压型保护。电流型保护基于电流的变化来判断故障，响应速度快；电压型 保护基于电压的变化来判断故障，适用于高压母线。
电力系统继电保护原理习题
电力系统继电保护原理习题第一章绪论1、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：主保护是一次保护，当发生故障时瞬时动作；后备保护是在主保护不动作时再动作，一般有延时来判断主保护动作与否，它包括近后备和远后备.远后备保护是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护.近后备保护是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护2 、说明对电力系统继电保护有那些基本要求。
答：可靠性（安全性和信赖幸），速动性，灵敏性和选择性。
3、简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用.4、针对下图系统，分别在D1、D2、D3点故障时说明按选择性的要求哪些保护应动作跳闸。
第二章电网的电流保护1、分析电流保护中各段如何保证选择性？各段的保护范围如何,与哪些因素有关?2、什么是继电器的返回系数，增量动作继电器、欠量动作继电器的返回系数有什么区别？3、在图示网络中，试分析断路器1DL、4DL和9DL保护的最大和最小运行方式。
4、在图所示网络中,线路AB电源端装有三段式电流保护，线路BC装有二段式电流保护,均采用不完全星形接线方式，系数参数如图所示,线路AB和BC的最大负荷电流分别为2。
3A和2A，线路BC的过电流保护动作时限为3S，负荷自起动系数为1。
试计算：（1)、线路AB和BC各段电流继电器的动作电流和时间继电器的动作时限。
（2)、求出无时限电流速断的保护范围和校验Ⅱ、Ⅲ段的灵敏度。
()5、如图所示，对保护1进行三段式相间电流保护的整定计算。
，,,，，线路阻抗为0.4Ω/km，阻抗角为700，AB线最大负荷电流为170A。
电源阻抗，， ,，电源相电势为,，。
6、如图（a）所示网络中，线路AB装有三段式电流保护，各段保护的接线方式如图（b）所示.已知AB线路末端三相短路时的最大短路电流为1320A，末端三相短路时的最小短路电流为980A；限时电流速断保护的灵敏度为1.32.（a）（b)（1)计算保护1电流速断和限时电流速断保护的定值()（2)说明各段的接线方式，除此之外还有哪些常见接线方式?说明不同接线方式的异同及其特点。
继电保护摘要
继电保护知识要点第一章绪论1. 继电保护装置是什么？其基本任务是什么？答：能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
基本任务是：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2. 继电保护装置的组成？答：继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
） 传统继电保护装置的组成测量部分：测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。
逻辑部分：根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。
执行部分：完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信号等。
3. 试述对继电保护的四个基本要求的内容： 答：选择性：※ 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
※ 主保护：正常情况下，有选择性切除故障· 但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动 ※ 后备保护：主保护不能切除故障时起作用· 远后备：在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。
· 近后备：在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。
速动性：※ 力求保护装置能够迅速动作切除故障 ● 提高电力系统并列运行的稳定性 · 暂态稳定等面积定则极限切除时间 · 高压/超高压输电线路保护 ● 减轻对设备、用户的损害※ 对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑） ● 切除故障时间：保护装置动作时间+断路器动作时间。
·快速保护动作时间：0.01～0.04s · 断路器动作时间：0.02～0.06s 灵敏性：对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
电力系统继电保护-8 母线保护
（图解：2007年2月1日，河南平顶山供电 公司生产技术部组织检修班工作人员对石龙 区孙岭变电站35KV西母线进行更换，确保 了该区工农业生产及春节电力供应）
8.2.5 元件固定联接的双母线电流差动保护
• 元件固定连接的电流差动保护的主要部分由三组差动保护组成。如图 8-7所示： • 第一组——由TA1、TA2、TA5和差动继电器KD1（I母分差动）组成 ，用以选择第I组母线上的故障； • 第二组——由TA3、TA4、TA6和差动继电器KD2（Ⅱ母分差动）组 成，用以选择第Ⅱ组母线上的故障； • 第三组——由TA1、TA2、TA3、 TA4和差动继电器KD3组成了一个 完全电流差动（总差动）保护，当 任一组母线故障时，它都会动作； 当母线外部故障时，它不会动作， 在正常运行方式下，它作为整个保 护的启动元件，当固定接线方式破 坏并保护范围外部故障时，可防止 图8-7：元件固定连接的双母线电流差动保护原理接线图 保护的非选择性动作。
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，动作判据可为最大值制动，即
I
i 1 nni源自 Kres I i
n
max
I set .0
i=1,2,3,„„,n（8.5）
或动作判据为模值和制动，即
Ii Kres Ii I set.0
• 主要优点——对母线上的元件就无需提出固定连接的要求，有利于用 在连接元件切换较多的场合。
8.2.7 母线保护常见类型及特点比较
• 按照母线保护装置差电流回路输入阻抗的大小，可将其分为： • 常规母线保护及微机数字式母线保护均为低阻抗型母线保护。 • 优点：低阻抗母线保护装置比较简单，一般采用先进的、久经考验的 判据，系统的监视较为简单。 • 缺点：低阻抗母线保护再在外部故障TA饱和时，母线差动继电器中 会出现较大不平衡电流，可能使母差保护误动作。 • 应用：目前数字式低阻抗母线保护中可通过采用TA饱和识别和闭锁 辅助措施，能有效地防止TA饱和引起的误动。因此，数字式低阻抗 母线保护在我国电力系统中得到了广泛的应用。 • 中阻抗型母线差动保护将高阻抗的特性和比率制动特性两者有效结合 ，中阻抗型母线保护采用了快速、灵敏、比率制动式电流差动保护方 案，即具有低阻抗、高阻抗保护的优点，又避开了它们的缺点，在处 理TA饱和方面具有独特优势。它以电流瞬时值作测量比较，测量元 件和差动元件多为集成电路或整流型继电器，当母线内部故障时，动 作速度极快，一般动作时间小于10ms，因此又被称为“半周波继电 器”。实践证明，目前中阻抗式母线保护是一种最好的目下保护方案 。在我国电力系统中得到了广泛的应用。
南昌大学继电保护第八章电网高频保护
(2)按通道工作频率分为电力载波通道的高频保护； 微波保护 (3)按高频信号作用分为闭锁信号、允许信号及 跳闸信号： （4)按高频通道工作方式可分为线路正常运行时 长期发信工作方式及只有在线路故障时才启动发 信的故障启动发信方式。 (5)按对高频信号的调制方式可分为幅度调制和 频率调制。 (6)按两端高频信号的频率的异同可分力单频制 和双频制。
三、高频保护的构成
高频保护由继电部分和通信部分构成。继电部 分，对反应工频电气量的高频保护是在原有保护 原理上发展起来的，所以保护原理与原有保护原 则相似．而对于不反应工频电气量的高频保护来 说，则继电部分根据新原理构成。 通信部分出收发信机和通道组成。构
成高频保护的方电气量的高频保护为例，说
明继电部分和通信部分的工作情况。继电 部分根据被反应的工频电气量性质的高频
信号(它通过通道,从线路一端传送到另一端,对端 收信机收到高频信号后，将该高频信号还原成继 电部分所需的工频信号通过继电部分进行比较)， 决定保护装置是否动作.这高频信号也称为载波信 号，这种通信方式也称为载波通信，其通道也称 为载波通道。
(gp正常无高颇信号方式)；(c)“穗领”方式
所谓“短时发信”方式是指在正常运行情况 下，收、发信机一直处于不工作状态，高频通道 中没有高频信号通过。只有在系统中发生故障时， 发信机才由起动元件起动，高频通道中才有高频 信号通过。故障切除后，发信机经一定延时后自 动停止发信，通道中的高频信号也随之中断。因 此，又称为正常无高频信号方式，如图7—2(b) 所示。“短时发信”方式的优点是，可以减少对 相邻通道中信号的干扰和延长收、发信机的寿命， 但要求保护中应有快速动作的起倍元件。为了对 通道和收、发信机进行完好性的检查，要有人工 起信措施。目前我国生产的高频保护多采用“短
电力系统继电保护-8母线保护
电力系统继电保护-8母线保护概述电力系统中的母线是电能传输与分配的关键设备，它连接着发电机、变压器、负荷等各个局部。
在电力系统运行中，母线保护系统起着至关重要的作用，它能够及时检测和切除故障母线，确保电力系统的平安运行。
本文将介绍8母线保护的概念、原理、常见故障及保护方案等内容，以帮助读者深入了解和掌握电力系统中的8母线保护。
8母线保护的原理8母线保护是指对电力系统中8母线进行保护的一种继电保护方式。
其原理是通过对母线电流、电压、功率等参数进行监测和判断，当出现故障时及时切除故障母线，以防止故障扩大和对系统造成更大的影响。
具体来说，8母线保护包括了以下几个方面的内容： 1. 母线电流保护：对母线电流进行监测和判断，当电流超过设定值时，及时切除故障母线。
2. 母线电压保护：对母线电压进行监测和判断，当电压异常〔过高或过低〕时，及时切除故障母线。
3. 母线功率保护：对母线功率进行监测和判断，当功率异常〔过高或过低〕时，及时切除故障母线。
4. 母线频率保护：对母线频率进行监测和判断，当频率异常〔偏离正常运行范围〕时，及时切除故障母线。
5. 母线过温保护：对母线温度进行监测和判断，当温度异常〔过高〕时，及时切除故障母线。
常见的8母线保护方案在电力系统中，常见的8母线保护方案有以下几种： 1. 基于电流保护的方案：该方案通过对母线电流进行监测和判断，当电流超过设定值时，切除故障母线。
2. 基于电压保护的方案：该方案通过对母线电压进行监测和判断，当电压异常时，切除故障母线。
3. 基于功率保护的方案：该方案通过对母线功率进行监测和判断，当功率异常时，切除故障母线。
4. 基于频率保护的方案：该方案通过对母线频率进行监测和判断，当频率异常时，切除故障母线。
5. 基于温度保护的方案：该方案通过对母线温度进行监测和判断，当温度异常时，切除故障母线。
8母线保护的应用场景8母线保护主要应用于电力系统中的母线设备，如发电机、变压器、负荷母线等。
电力系统继电保护复习题
作的灵敏性和速动性？ 答：电流速断和限时电流速断配合时，动作的选择性依靠电流速断；动作的保护动作的 灵敏性和速动性依靠限时电流速断。 21. 为什么定时限过电流保护的动作时间和动作值需要逐级配合？而电流速断保护不需 要？ 答：定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本 线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。当远处短路时，应当保 证离故障点最近的过电流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配 合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间 级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。 由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需 要逐级配合。 22. 为什么需要配置低电压闭锁过电流保护？ 答：过电流保护的动作电流是按避开最大负荷电流整定的。为了防止误动作，整定值还 应大于允许的过负荷电流。但有时按此原则整定，其灵敏度往往难以满足要求。 低电压闭锁的过电流保护装置，可以提高该情况下灵敏度，防止误动作。 23. 三段式保护为何不能瞬时保护线路全长？（必须理解三段式保护的基本原理）★★★ 答：因为受系统运行方式和故障类型的影响，最大运行方式下发生三相短路时短路电流 最大，最小运行方式下发生相间短路时短路电流最小。若要求瞬时动作，如要保证选择性， 即保护动作电流要躲开线路末端故障的最大短路电流整定，则其他运行方式下故障时，线路 末端附近的故障电流将低于动作电流，故保护不能灵敏地反映线路全长的所有故障；如要保 证线路全长的灵敏性，则保护动作电流不能大于线路末端故障的最小短路电流，然而在其它 运行方式下故障时，下一级线路始端附近的短路电流将大于动作电流，保护将越限动作。对
继电保护习题册
作业及思考题第1章：绪论1-1 什么是故障、异常运行方式和事故？它们之间有何不同？又有何联系？1-2 常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？1-3 什么是主保护和后备保护？远后备保护和近各备保护有什么区别和特点？1-4 继电保护装置的任务及其基本要求是什么？1-5 继电保护基本原理是什么？1-6 在图1-1所示网络中，各断路器处均装有继电保护装置P1~P7。
试回答下列问题：（1）当K1拒动，保护又将如何动作？（2）当K2动或3QP拒跳，但保护P1为2QF，对保护P11-7在图1-2要求的满足情况：（1）保护P1（2）保护P1和保护P2（3）保护P1和保护P2（4）保护P1（5）保护P1未启动，保护P21-8 如图1.3所示，组互感器？为什么？第2章：电流保护2-1何谓保护的最大和最小运行方式，确定最大和最小运行方式时应考虑哪些因素？2-2在计算无时限电流速断和带时限电流速断保护的动作电流时，为什么不考虑负荷的自启动系数和继电器的返回系数？2-3比较电流、电压保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的灵敏系数，哪一段保护的灵敏系数最好和保护范围最长？为什么？2-4相间短路电流、电压保护中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段各有什么办法提高其灵敏系数？它为什么可以提高灵敏系数？2-5如图2-1所示电网中，线路L1和L2均装有三段式电流保护，当在线路L2的首端K点短路时，都有哪些保护启动和动作，跳开哪个断路器？图2-2 图2-12-6如图2-2所示电图中，试指出对6QF电流保护来说，在什么情况下具有最大和最小运行方式？2-7试说明电流保护整定计算时，所用各系数K rel、K re、K con、K ss、K s,m它们的意义和作用。
2-8电流保护采用两相三继电器接线时，若将C相电流互感器极性接反，如图2-3所示，试分析三相短路及AC两相短路时继电器1KA、2KA、3KA中电流的大小。
图2-32-9在Y，d11接线的变压器后面（△侧）发生两相短路时，装在Y侧的电流保护采用三相完全星形接线与采用不完全三继电器接方式其灵敏系数有何不同？为什么采用两相三继电器接线方式就能使其灵敏系数与采用三相完全星形接线相同呢？2-10如下图2-4所示网络，请分别确定保护1至保护4的定时限过电流保护及零序过电流保护的动作时间，并在同一坐标图上画出两种保护的时限特性。
国网考试电力系统继电保护-题库
第一章绪论习题1-1在图1—1所示的网络中，设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1和保护2对四项基本要求的满足情况：（1）保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回；（2）保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1DL和2DL；（3）保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1DL和2DL;（4）保护1起动但未跳闸，保护2动作跳开2DL;（5）保护1未动,保护2动作并跳开2DL；（6）保护1和保护2均未动作图1-1 习题1-1图第二章电网的电流保护和方向性电流保护一、三段式相间电流保护例题例题2。
1欲在图2-1所示的35KV中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路AB上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。
试选择电流互感器的变比并进行I段、II 段、III段电流保护的整定计算,即求I、II、III段的一次和二次动作电流（I'dz、I'dz·J、I’’dz、I''dz·J、I dz、I dz·J）、动作时间（t'、t’’、t)和I段的最小保护范围l min％，以及II段和III段的灵敏系数K’'lm、K lm（1）、K lm（2）.对非快速切除的故障要计算变电所母线A的残余电压。
已知在变压器上装有瞬动保护，被保护线路的电抗为0.4Ω/km，可靠系数取K’k=1.3，K'’k=1。
1,K k=1.2，电动机自启动系数K zq=1.5，返回系数K h＝0。
85，时限阶段△t=0.5s，计算短路电流时可以忽略有效电阻.其他有关数据按3种方案列于表1中。
图2—1 例题2.1图表1 三种方案解参见图2-1。
已知X s=0.3Ω,l =10km，S B=2×10 MV A，U d%=7。
5，S fh=15MV A，t10＝2。
5s.1 求电流I段定值（1) 动作电流I’dzI’dz＝K’k×Ｉd·B·max＝1。
变电站继电保护、母线保护
调整系数
• TA调整系数：TA调整系数是专为母线上各连接支路TA变比不同的情况 TA调整系数：TA调整系数是专为母线上各连接支路TA变比不同的情况 调整系数是专为母线上各连接支路TA 调整系数 而设，一般取多数相同TA变比为基准变比，TA调整系数整定为 TA变比为基准变比 调整系数整定为1 而设，一般取多数相同TA变比为基准变比，TA调整系数整定为1 ，没 有用到的支路TA调整系数整定为0 TA调整系数整定为 有用到的支路TA调整系数整定为0。 • 例如母线上连接有3个支路，TA变比分别为600：5，600：5，1200：5， 例如母线上连接有3个支路，TA变比分别为600： 变比分别为600 600： 1200： 则将“支路01TA调整系数 整定为1 01TA调整系数” 支路02TA调整系数 02TA调整系数” 则将“支路01TA调整系数”整定为1 ，“支路02TA调整系数”也整定 而将“支路03TA调整系数 整定为2 其余各TA 03TA调整系数” TA调整系数均整定 为1，而将“支路03TA调整系数”整定为2，其余各TA调整系数均整定 为0 。 • 如果各连接支路 二次额定电流不同，订货时应特别声明。此时TA 如果各连接支路TA二次额定电流不同，订货时应特别声明。此时 二次额定电流不同 调整系数应反映各支路TA一次额定电流之比 一次额定电流之比。 调整系数应反映各支路 一次额定电流之比。 • 例如母线上连接有 个支路，TA变比分别为 ：1，600：5，1200： 例如母线上连接有3个支路 个支路， 变比分别为 变比分别为600： ， ： ， ： 5，则应将 二次额定电流整定为 ，将“支路 二次额定电流整定为5A， 支路01TA调整系数”整 调整系数” ，则应将TA二次额定电流整定为 调整系数 定为1（此时装置内支路1的电流变换器额定电流为 ），“ 的电流变换器额定电流为1A）， 定为 （此时装置内支路 的电流变换器额定电流为 ），“支路 02TA调整系数”也整定为 ，而将“支路 调整系数” 调整系数” 调整系数 也整定为1，而将“支路03TA调整系数”整定为 ， 调整系数 整定为2， 其余各TA调整系数均整定为 调整系数均整定为0。 其余各 调整系数均整定为 。
第8章 母线保护[详版课资]
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• 了解母线故障后果的严重性和在什么 情况下要安装专门的母线保护。
• 掌握几种常见的母线保护的工作原理， 通过比较，找出它们之间的异同点及 适用范围。
• 了解断路器失灵保护的基本概念。
课堂优质
44
有选择性地切除有关断路器； 故障鉴别元件和跳闸闭锁元件应有足够
的灵敏度。
课堂优质
42
II
QF3
QF4 QF5
I
QF1 QF2 k
出线1保护动作 & 出线1过电流
失灵保护 延时 I 段 &
跳分段 断路器
I段母线复合电压动作
失灵保护 延时 II 段
跳I段母线所有电 源的各个断路器
课堂优质
43
本章学习重点
i1 i2
I 2
课堂优质
37
** TA1
** TA2
QF1 k QF2
I QF5
II
QF3
QF4 TA5
**
TA3 **
TA4 **
KST KD ..
母联中电流：从母线II流向母线I
课堂优质
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** TA1
** TA2
QF1
QF2
I
k
QF5
II
QF3
QF4 TA5
**
TA3 **
TA4 **
KST KD ..
TA4
**
课堂优质
KD2
不动作
26
母线I故障
*
TA1
*
*
TA2
*
* *TA6
QF 5
TA5
*
*
k QF1
QF3
QF 2
I
II
电力系统继电保护课件-第8章-母线保护铭1
（一）不装设专门的母线保护，利用供电元件的保护切 除母线故障。
1、利用发电机的过电流保护 ２、利用变压器的过电流保护 ３、利用线路保护
（二） 装设专门的母线保护
下列情况应装设专门的母线保护： 1）在110KV及以上的双母线和单分段母线上，为保证有选择性地
优点：1、不需要考虑不平衡电流的影响。 2、不要求电流互感器变比相同。
双母线差动保护: （三）、元件固定连接的双母线差动保护 （四）、母联相位差动保护
双母线对母线差动保护的要求 1、母线故障时，母线保护应能够准确的判断出故障是发生在双 母线上。（判断母线故障） 2、母线故障时，母线保护应该能够准确判断出故障是发生在双 母线的哪一条母线上，使母线保护能够有选择性的切除故障母线， 保留非故障母线。（判断故障母线）
结论
1、当双母线按照固定连接方式运行时; 保护装置可以保证快速而有选择性的只切除故障母线； 2、当固定连接方式被破坏时： 正常运行时，保护不动作，但可靠性降低； 任一母线故障都将导致切除两组母线，即保护失去选 择性。
(四) 、母联相位差动保护
固定连接母线的差动保护的改进。 比较母联中电流与总差电流的相位作为故障母线的选择元件。 (1)Ⅰ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅱ母线流向Ⅰ母线 (2)Ⅱ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅰ母线流向Ⅱ母线，
?问题:元件的固定连接遭到破坏时 K3
6 5
保护区外故障
K4 母线故障
固定连接破坏时： 例线路L2由母线Ⅰ切换到母线Ⅱ，因二次回路不能随之切换，
所以外部短路时，1KD、2KD中有较大的差动电流而误动，但 3KD仍流过不平衡电流，不会误动。 区内短路时，1KD、2KD都可能动作，3KD动作，所以两条母线 都可能切除。
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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。
第八章 母线保护
1、母线故障的原因 ➢ 母线电压互感器和电流互感器的 故障。 ➢ 母线隔离开关和断路器的支持 绝缘子损坏。
➢ 运行人员的误操作等。
第八章 母线保护
2、母线主要故障类型 各种类型的接地和相间短路
3、母线故障的保护方式 利用供电元件的保护兼母线故 障的保护
采用专用母线保护
第八章 母线保护
第八章 母线保护
规定：在220～500KV电力网中以及110KV电力网个 别重要部分，按下列规定装设断路器失灵保护：
（1）线路保护采用近后备方式且断路器确有可能发生拒动 时；对于分相操作的断路器，可只考虑断路器单相拒绝动 作的情况。
（2）线路保护采用远后备方式且断路器确有可能发生拒动 时。如果由其它线路或变压器的后备保护切除故障，将扩 大停电范围（例如采用多角形接线、双母线或分段单母线 等接线）并引起严重后果时。
（1）利用其它供电元件的保护装置来切除母线 故障
k
+
+
It
-
+
+
It - 定子绕组过电流保护
1）发电厂采用单母线接线，母线上的故障可利用发电机的 定子过电流保护使发电机的断路器跳闸予以切除。
第八章 母线保护
+
I
电源
高压母线
+
t
-
+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+
I
t
-
变压器的过 电流保护
低压母线
k
单母线分段
2） 对降压变电所，低压母线上的故障可以由相应变压器的 过电流保护使变压器的断路器跳闸于以切除。
（2）固定连接破坏，外部短路故障时，保护 不会误动。
（3）固定连接破坏，且内部发生短路故障时， 保护将失去选择性。
第八章 母线保护
8.2.6 双母同时运行时的
KD
母联相位差动保护
U3
W3
U2
KST
W2
QF1
QF2
I&cd
Wcd
WM
总差电流
Ⅰ Ⅱ
DL2
母联电流 I&M
QF3
QF4
第八章 母线保护
利用比较母联中电流与总差电流的相位作为故障 母线的选择元件。
差 电 流
方式破坏并保护范围外部故障时，可防止保护的 非选择性动作
第八章 母线保护
(1)正常运行时，一次电流分布
KD1
QF1 QF5
QF2
KD3
Ⅰ Ⅱ
QF3
QF4
KD2
第八章 母线保护
(1)正常运行时，二次电流分布图
KD1
QF1 QF5
QF2
KD3
Ⅰ Ⅱ
QF3
QF4
KD2
第八章 母线保护
(2)母线外部故障时，一次电流分布图
QF5
Ⅰ
Ⅱ
QF3
QF4
KD2
当母线Ⅰ内部故障时短路电流分布
第八章 母线保护
二次电流分布
QF1
QF5
QF3
KD1
QF2
KD3
Ⅰ Ⅱ
当任一母线 故障，KD1， KD2， KD3均动作， 保护将切除 两组母线。
QF4
KD2
第八章 母线保护
结论：
（1）固定连接未破坏，区外短路故障时，保 护不起动；内部故障时保护动作具有选择性。
第八章 母线保护
第八章 母线保护
由于断路器失灵保护要动作于跳开一组母线上的 所有断路器，而且在保护的接线上将所有断路器的操 作回路都连接在一起，因此，应注意提高失灵保护动 作的可靠性，以防止误动而造成严重的事故。为此， 对断路器失灵保护的起动提出了附加的条件.
第八章 母线保护
二、断路器失灵保护的动作条件 （1）故障引出线的保护装置出口继电器动作后不 返回； （2）在保护范围内仍然存在故障（断路器拒动且 故障仍未消除）。当母线上引出线较多时，鉴别 元件采用检查母线电压的低电压元件（或复合电 压元件、或负序过电压元件等）；当母线上引出 线较少时，鉴别元件采用检查故障电流的电流元 件。
第八章 母线保护
2、差动继电器动作电流的整定（选择其中较大的一个）
（1）躲过外部短路时的最大不平衡电流
Ir.set K I rel unbmax Krel 0.1Ikmax nTA
（2）任一TA二次回路断线，按躲过任一 连接元件中的最大负荷电流
Ir.set K I rel Lmax / nTA
元件1提供的
KD1
短路电流
QF1 QF5
QF2
KD3
Ⅰ Ⅱ
QF3
QF4
KD2
元件3提供的 短路电流
元件4提供的 短路电流
第八章 母线保护
(2)母线外部故障时，二次电流分布图
KD1
QF1 QF5
QF2
KD3
Ⅰ Ⅱ
QF3
QF4
KD2
第八章 母线保护
(3)母线内部故障时，一次电流分布
KD1
QF1 QF5
i 1
i 1
第八章 母线保护
8.2.4 电流比相式母线保护
1. 原理 母线在内部故障和外部故障时各连接元
件电流相位发生变化。
１
I&p1
母线 ２
I&p2
注意：
母线保护规定：电流从 线路流向母线为正，从 母线流向线路为负。
第八章 母线保护
1) 当母线正常运行及外部故障时（k1点），按规定
的电流正方向来看，至少有一元件的电流相位
第八章 母线保护
8.2.1 单母线完全电流母线差动保护
要求： 母线的所有 连接元件上
+
+
I-I
装设同变比
. . . . I&s1
. I&s 2
. I&sn
同特性的电 I&p1
I&p2
I&pn
流互感器
12
+
3-
第八章 母线保护
1. 原理
a. 在正常运行及外部故障时，流入继电器的是由各 互感器特性不同而引起的不平衡电流Iunb
为保证高压电网的安全运行，对于断路器失灵故 障，目前采取的主要措施之一是装设专用的断路器失 灵保护。
第八章 母线保护
断路器失灵保护又称为后备接线，是一种近后备保 护。当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲而断 路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电 厂或变电所内其它有关的断路器，将故障元件隔 离，使停电范围限制到最小程度，从而保证整个电 网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元 件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故的一种近后备 保护。
+
3-
解决：改用内阻很高的电压继电器（实际应用中采用中阻抗）
第八章 母线保护
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，动作判据 可为最大值制动，即：
n
.
Ii
I set.0
K res
.
Ii
i 1
max
或为模值和制动，即：
n.
n.
Ii Iset.0 Kres I i
B）当双母同时运行或单母分段 时，保护不能保证有选择性地 切除故障母线。（选择性）
电源
k
双母同 时运行
第八章 母线保护
什么情况下应装设专门的母线保护？
✓ 110kV及以上双母线和分段母线。
✓ 110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所 的35～66kV母线，需要快速切除母线上的故障时。
（3）如断路器和电流互感器之间距离较长，在其间发生故 障不能由该回路主保护切除，而由其它线路和变压器后备 保护切除又将扩大停电范围并引起严重后果时。
第八章 母线保护 QF3
QF4 QF5
QF1
QF2
1ZJ
2ZJ