母线、断路器保护基本原理介绍
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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
电力系统继母线保护基础知识讲解
. 一般情况下，双母线同时运行，每组母线上连接的供 电元件与受电元件连接方式比较固定，因此有可能采 用元件固定连接的双母线差动保护。
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元件固定连接的双母线电流差动保护
• 保护由三组差动保护组成。第一组由选择元件电流互感器 TA1 、TA2 、TA5和差动继电器KD1组成，用以选择母线I 上的故障；第二组由选择元件电流互感器TA3 、TA4 、 TA6和差动继电器KD2 组成，用以选择母线II 上的故障。 第三组是由电流互感器 TA1~TA6 和差动继电器 KD3组成的一个完全电流 差动保护，它反应两组母 线上的故障，当任一组母 线上发生故障时，它都会 动作；而当母线外部故障 时，它不会动作；
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元件固定连接的双母线电流差动保护
. 对于发电厂和重要变电所的高压母线，大多采用双母 线同时运行(即母线联络断路器经常投入)，每组母线 上连接约1/2 的供电和受电元件。这样当任一组母线 上出现故障时，只需切除故障母线，而另一组母线上 的连接元件仍可继续运行，所以大大提高了供电的可 靠性。对于这种同时运行的双母线，要求母线保护应 能判断母线故障，并具有选择故障母线的能力。
11
单母线完全电流差动母线保护
. 差动继电器的动作电流应按如下条件考虑，并选择其 中较大的一个：
. (1) 躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流； . (2) 动作电流应大于任一连接元件中的最大负荷电流。 . 完全电流差动保护方式原理比较简单，灵敏度高，选
择性好，通常适用于单母线或双母线经常只有一组母 线运行的情况。因为电流互感器二次侧在其装设地点 附近是固定的，不能任意切换，所以不能用于双母线 系统。
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数字式母线差动保护抗TA饱和的措施
. 2) 利用TA线性区进行母线差动保护 . 当TA进入饱和后，在每个周波内的一次电流过零点附
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元件固定连接的双母线电流差动保护
• 保护由三组差动保护组成。第一组由选择元件电流互感器 TA1 、TA2 、TA5和差动继电器KD1组成，用以选择母线I 上的故障；第二组由选择元件电流互感器TA3 、TA4 、 TA6和差动继电器KD2 组成，用以选择母线II 上的故障。 第三组是由电流互感器 TA1~TA6 和差动继电器 KD3组成的一个完全电流 差动保护，它反应两组母 线上的故障，当任一组母 线上发生故障时，它都会 动作；而当母线外部故障 时，它不会动作；
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元件固定连接的双母线电流差动保护
. 对于发电厂和重要变电所的高压母线，大多采用双母 线同时运行(即母线联络断路器经常投入)，每组母线 上连接约1/2 的供电和受电元件。这样当任一组母线 上出现故障时，只需切除故障母线，而另一组母线上 的连接元件仍可继续运行，所以大大提高了供电的可 靠性。对于这种同时运行的双母线，要求母线保护应 能判断母线故障，并具有选择故障母线的能力。
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单母线完全电流差动母线保护
. 差动继电器的动作电流应按如下条件考虑，并选择其 中较大的一个：
. (1) 躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流； . (2) 动作电流应大于任一连接元件中的最大负荷电流。 . 完全电流差动保护方式原理比较简单，灵敏度高，选
择性好，通常适用于单母线或双母线经常只有一组母 线运行的情况。因为电流互感器二次侧在其装设地点 附近是固定的，不能任意切换，所以不能用于双母线 系统。
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数字式母线差动保护抗TA饱和的措施
. 2) 利用TA线性区进行母线差动保护 . 当TA进入饱和后，在每个周波内的一次电流过零点附
继电保护应用技术09母线和断路器失灵保护
1) 在正常运行以及母线范围以外故障 时 I 0 。 2）当母线上发生故障时 I I k 。 3) 如从每个连接元件中的电流的相位来 看，则在正常运行以及外部故障时，至少有一 个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位 是相反的，而当母线故障时，除电流等于零的 元件以外，其它元件中的电流则是同相位的。
式中Ik.min实际运行中连接元件最少时，在 线上发生故障的最小短路电流二次值。 3）比率制动电流母 （3）双母线同时运行时母差保护实现 1）双母线同时运行时，元件固定连接的电 流差动保护
2）双母线同时运行的母联相位差动保护 ①保护装置的主要部分由总差动电流回路、 相位比较回路和相应的继电器组成。 ②外部故障时，差动回路中仅有不平衡电 流，选择元件因启动元件不动作亦继续处于闭 锁状态，保护装置不可能动作。 ③母线内部故障时，差动回路电流永远反 应故障点的总电流，与故障母线的组别无关。 ④电压闭锁元件为两组低电压继电器。 ⑤各连接元件断路器的跳闸回路中均装设 了切换连接片QK。
4）保护的闭锁角 当电流之间的相位差大于等于180 时，保 护装置应当闭锁， 角又称为保护的闭锁角。 电流比相特点是：相位的比较，与幅值无关， 无需考虑不平衡电流，提高了保护的灵敏性。
9.3.2 微机分布式母线保护 母线保护单元分散装设在各回路保护装置上， 只输入本回路的电流量，用计算机局域网连接起 来，获得其他回路的实时信息后，综合判断是否 所在母线发生故障，本线路或母线故障跳本回路 断路器。
6）当失灵保护能缩小断路器拒动引起的 停电范围时。 （2）对断路器失灵保护的要求 1）必须有较高的可靠性； 2）失灵保护首先动作于母联断路器和分 段断路器； 3）可靠前提下，应以较短延时、有选择 性地切除有关断路器； 4）故障鉴别元件和闭锁元件，有足够的灵 敏度。
母线保护简介
注意：对于智能站的母差，单母或单母分段（或包含这类接线的 主接线，如双母单分或双母双分）调试菜单下整定的运行定值来识别 元件的运行方式。
19/60
保护原理介绍
20/60
差动保护基本原理
差动保护的基本原理： 根据基尔霍夫电流定律：在集总电路中，仸何时刻，对仸意结
点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。 把母线看做一个节点，在无故障的情况下，母线上流入流出的
测试制动系数时要考虑动作的绝对性，即保证测试时只有被测的对 象可以满足制动关系；例如：
测试制动系数时差流一定要满足定值；（如差流定值整定到最小） 测试常规比率差动时一定要考虑增量差动丌能动作； 测试大差制动系数时一定要满足小差是固定满足； 测试小差制动系数时一定要满足大差制动系数满足；
注意运行方式： 并列：母联/分段在运行状态；（非分列运行方式） 分列：母联/分段在断开状态分列运行压板投入、有母联跳闸位置、两条母线
母线保护简介
2017/7/21
许继电气技术中心
2/60
内容概要
母线的定义 常见接线方式 保护版本及功能 方式识别 保护原理概要 装置硬件介绍 配置解决方案 复合电压及CT断线 几种特殊运行方式 CT极性定义
3/60
母线的定义
4/60
一次系统主接线
5/60
母线的定义
母线的定义 母线是収电厂和发电站重要组成部分乊一。又称汇流排，同一电压
测试大差制动系数时，可以在两条母线上各加一个电流，这样两条母 线的小差均为只有一个电流，小差制动系数固定满足；
28/60
大差后备保护
大差连续动作达到大差后备延时（无论小差是否动作），跳开母线 上无隔离刀闸辅助触点位置的元件和母联，出口经复合电压闭锁。
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保护原理介绍
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差动保护基本原理
差动保护的基本原理： 根据基尔霍夫电流定律：在集总电路中，仸何时刻，对仸意结
点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。 把母线看做一个节点，在无故障的情况下，母线上流入流出的
测试制动系数时要考虑动作的绝对性，即保证测试时只有被测的对 象可以满足制动关系；例如：
测试制动系数时差流一定要满足定值；（如差流定值整定到最小） 测试常规比率差动时一定要考虑增量差动丌能动作； 测试大差制动系数时一定要满足小差是固定满足； 测试小差制动系数时一定要满足大差制动系数满足；
注意运行方式： 并列：母联/分段在运行状态；（非分列运行方式） 分列：母联/分段在断开状态分列运行压板投入、有母联跳闸位置、两条母线
母线保护简介
2017/7/21
许继电气技术中心
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内容概要
母线的定义 常见接线方式 保护版本及功能 方式识别 保护原理概要 装置硬件介绍 配置解决方案 复合电压及CT断线 几种特殊运行方式 CT极性定义
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母线的定义
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一次系统主接线
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母线的定义
母线的定义 母线是収电厂和发电站重要组成部分乊一。又称汇流排，同一电压
测试大差制动系数时，可以在两条母线上各加一个电流，这样两条母 线的小差均为只有一个电流，小差制动系数固定满足；
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大差后备保护
大差连续动作达到大差后备延时（无论小差是否动作），跳开母线 上无隔离刀闸辅助触点位置的元件和母联，出口经复合电压闭锁。
继电保护培训第五章母线及断路器
• 在母线倒闸操作过程中，为了保证在发生母线故障时，母线 差动保护能可靠发挥作用，需将保护切换成由启动元件直接 切除双母线的方式。但对隔离开关为就地操作的变电所，为 了确保人身安全，此时，一般需将母联断路器的跳闸回路断 开。
7
断路器失灵保护
断路器失灵保护
当断路器失灵而不能切除短路故障时,失灵保护动作后,将连接于拒绝动作
（2）鉴于失灵保护误动引起的严重后果，应严格要求： 配置有失灵保护的元件停电或其保护装置故障、异常、停用，应解除其
起动失灵保护的回路或停用该开关的失灵保护。 失灵保护故障、异常、试验，必须停用失灵保护，并解除其起动其它保
护的回路（如母差保护）。
1、母差保护的启动原件： 启动原件一般由“和电流突变量”和“差流越限”两个判据组成。和
电流是指：母线上所有连接原件电流的绝对值之和。
差电流：是指所有连接原件电流和的绝对值。
2
母线保护
大差、小差的概念 保护将母线上所有连接元件的电流采样值输入差动保护的差动判据，
构成大差比率差动元件；对于分段母线，将每一段母线所连接元件的 电流采样值输入差动判据，构成小差比率差动原件。各原件连接在哪 一段母线上，是根据各连接原件的刀闸（隔离开关）位置来决定的。 大差比率差动原件的差动保护范围涵盖各段母线，大多数情况下不受运 行方式的控制；小差比率差动元件受当时的运行方式控制，但差动保 护范围只是相应的一段母线，具有选择性。 母线充电及过流保护的设置 母联（分段）过流保护可以作为母线解列保护，也可作为线路（变压 器）的临时应急保护。母联过流（分段）保护投入后，当母联任一相 电流大于母联过流定值时，经延时跳母联开关，不经复合电压闭锁。
（2）断路器未断开的判别元件动作后不返回。若主设备保护出口继电器返 回时间不符合要求时，判别元件应双重化。
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断路器失灵保护
断路器失灵保护
当断路器失灵而不能切除短路故障时,失灵保护动作后,将连接于拒绝动作
（2）鉴于失灵保护误动引起的严重后果，应严格要求： 配置有失灵保护的元件停电或其保护装置故障、异常、停用，应解除其
起动失灵保护的回路或停用该开关的失灵保护。 失灵保护故障、异常、试验，必须停用失灵保护，并解除其起动其它保
护的回路（如母差保护）。
1、母差保护的启动原件： 启动原件一般由“和电流突变量”和“差流越限”两个判据组成。和
电流是指：母线上所有连接原件电流的绝对值之和。
差电流：是指所有连接原件电流和的绝对值。
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母线保护
大差、小差的概念 保护将母线上所有连接元件的电流采样值输入差动保护的差动判据，
构成大差比率差动元件；对于分段母线，将每一段母线所连接元件的 电流采样值输入差动判据，构成小差比率差动原件。各原件连接在哪 一段母线上，是根据各连接原件的刀闸（隔离开关）位置来决定的。 大差比率差动原件的差动保护范围涵盖各段母线，大多数情况下不受运 行方式的控制；小差比率差动元件受当时的运行方式控制，但差动保 护范围只是相应的一段母线，具有选择性。 母线充电及过流保护的设置 母联（分段）过流保护可以作为母线解列保护，也可作为线路（变压 器）的临时应急保护。母联过流（分段）保护投入后，当母联任一相 电流大于母联过流定值时，经延时跳母联开关，不经复合电压闭锁。
（2）断路器未断开的判别元件动作后不返回。若主设备保护出口继电器返 回时间不符合要求时，判别元件应双重化。
母线保护原理和配置课件
母线
QF1
只设置一个差动回路，将母线各支 路电流接入该回路即可。
QF2
单母线母差保护实现方法
QF 3
QF 4
I母
需引入各支路的隔离刀闸辅助触
II母
点，作为各段母线小差元件计算范
围的依据。QF1
QF2
当检测到某个支路两个隔离刀闸
都合或母线互联压板投入时，作单
母线处理。
双母线母差保护实现方法
QF5
母线保护的基本要求
1、要求能够快速有选择的切除故障 2、要求有足够的灵敏度和可靠性； 3、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。 4、在各种运行方式下，（电压回路断线、电流回路断 线、保护装置异常、母线外部故障）保护不应误动。 5、母线运行方式变化时，自适应能力。 6、倒母操作时，保护无需退出。 7、抗CT饱和能力强。
(2)双母线。双母线、双母线分段、双母线加旁路和双母线分段 加旁路。
(3)三母线。三母线、三母线分段、三母线分段加旁路。
(4) 3/2接线、3/2接线母线分段。4/3接线。
(5) 母线一变压器一发电机组单元接线。
(6)桥形接线。内桥形接线、外桥形接线、复式桥形接线。
(7)角形接线(或称环形)。三角形接线、四角形接线、多角形接 线
具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一 母线故障或检修，均不致停电;除联络断路器
故障时与其相连的两回线路短时停电外，其 他任何断路器故障或检修都不会中断供电;甚 至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故 障)的极端情况下，功率仍能继续输送。但此
接线使用设备较多，特别是断路器和电流互
感器，投资较大，二次控制接线和继电保护 都比较复杂。
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。
断路器的工作原理
断路器的工作原理断路器是一种用来保护电路免受过载和短路的电气设备。
它在电路中起着非常重要的作用，能够及时切断电路，保护电器和设备免受损坏。
本文将介绍断路器的工作原理，以帮助读者更好地了解这一电气设备。
一、断路器的基本原理1.1 断路器的主要组成部分包括熔断器、触发器和触发机构。
1.2 熔断器是断路器的核心部件，其作用是在电路过载或短路时熔断，切断电路。
1.3 触发器是用来控制断路器动作的装置，可以手动或自动触发。
二、断路器的工作原理2.1 当电路中出现过载或短路时，电流会急剧增加，超过了熔断器的额定电流。
2.2 过载或短路时，熔断器内部的熔丝会熔断，导致电路断开，停止电流流动。
2.3 触发器感应到电路异常后，会立即触发，使断路器快速动作，切断电路，保护电器和设备。
三、断路器的保护作用3.1 断路器可以有效地保护电器和设备免受过载和短路的损害。
3.2 断路器的动作速度很快，可以在电路异常时立即切断电流，减少损失。
3.3 断路器可以手动或自动复位，恢复电路供电，提高电路的可靠性和安全性。
四、断路器的分类和应用4.1 按照额定电流分为低压断路器和高压断路器，用于不同电压等级的电路。
4.2 按照动作方式分为熔断断路器和磁断路器，适用于不同的电路保护需求。
4.3 断路器广泛应用于家庭、工业、商业等各种场所的电路保护中，是电气设备中不可或缺的一部分。
五、断路器的发展趋势5.1 随着科技的发展，断路器的智能化和数字化程度不断提高，能够实现远程监控和故障诊断。
5.2 断路器的节能性能不断改进，能够减少能源消耗，提高电路的效率。
5.3 断路器的安全性能不断提升，能够更好地保护电器和设备，确保电路运行的安全稳定。
总结：断路器作为电路保护的重要设备，其工作原理是基于熔断器和触发器的协同作用，能够及时切断电路，保护电器和设备免受损坏。
随着科技的不断进步，断路器的功能和性能将不断提升，为电路保护提供更加可靠和高效的保障。
母线、断路器保护的基本原理介绍
TA饱和对母线保护的影响：不能正常线性传变二次电流，将导致 母差保护在区外故障时误动，区内故障时拒动。
3、母线保护原理
抗TA饱和的三种方法： 1、同步识别法 2、自适应阻抗加权抗饱和 3、基于采样值的重复多次判别法
3、母线保护原理
与其它保护的配合： •闭锁线路重合闸 •启动断路器失灵保护
4、断路器保护面板简介
3、母线保护原理
母差保护要求：
• 区外故障不动作 • 区内故障灵敏性和快速性好 • 与其它自动装置配合可靠
3、母线保护原理
比率制动差动保护：
设3/2接线的母线上有m个串，即m个连接元件，m个连
接元件的电流和的绝对值即为差动电流。
差动电流
m.
Id I j
j 1
500KV母线I
…
设各电流的方向指向母线为正，理想下：
•中断路器的失灵：跳开它两侧的两个边断路器，并起动 远方跳闸功能，跳与中断路器相连线路对侧断路器（或 跳换流变各侧断路器）。
•失灵保护闭锁重合闸
5.断路器保护原理介绍
5.2自动重合闸 启动重合闸有两种：
一是由线路保护跳闸起动重合闸； 二是由跳闸位置起动重合闸。 跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起 动三重。可由控制字控制投退。 当“先合投入”压板投入时设定该断路器先合闸。 当“先合投入”压板退出时设定该断路器为后合重合闸。
若忽略CT误差和流出电流的影响，在区外故障时，Id = 0， 0/Ir为0；在区内故障时，Id = Ir，Id/0为∞。由此可见，复式 比率差动继电器能非常明确地区分区内和区外故障，Kr值的选 取范围达到最大，即从0到∞ 。
3、母线保护原理
大差元件 起动元件
饱和鉴别元件
信号 与
3、母线保护原理
抗TA饱和的三种方法： 1、同步识别法 2、自适应阻抗加权抗饱和 3、基于采样值的重复多次判别法
3、母线保护原理
与其它保护的配合： •闭锁线路重合闸 •启动断路器失灵保护
4、断路器保护面板简介
3、母线保护原理
母差保护要求：
• 区外故障不动作 • 区内故障灵敏性和快速性好 • 与其它自动装置配合可靠
3、母线保护原理
比率制动差动保护：
设3/2接线的母线上有m个串，即m个连接元件，m个连
接元件的电流和的绝对值即为差动电流。
差动电流
m.
Id I j
j 1
500KV母线I
…
设各电流的方向指向母线为正，理想下：
•中断路器的失灵：跳开它两侧的两个边断路器，并起动 远方跳闸功能，跳与中断路器相连线路对侧断路器（或 跳换流变各侧断路器）。
•失灵保护闭锁重合闸
5.断路器保护原理介绍
5.2自动重合闸 启动重合闸有两种：
一是由线路保护跳闸起动重合闸； 二是由跳闸位置起动重合闸。 跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起 动三重。可由控制字控制投退。 当“先合投入”压板投入时设定该断路器先合闸。 当“先合投入”压板退出时设定该断路器为后合重合闸。
若忽略CT误差和流出电流的影响，在区外故障时，Id = 0， 0/Ir为0；在区内故障时，Id = Ir，Id/0为∞。由此可见，复式 比率差动继电器能非常明确地区分区内和区外故障，Kr值的选 取范围达到最大，即从0到∞ 。
3、母线保护原理
大差元件 起动元件
饱和鉴别元件
信号 与
母线保护的配置及基本原理-广西电网电力调度控制中心
➢ 母线上连接元件的后备保护虽然可以切除母线故障，但时间较长， 系统电压长时间降低，破坏系统稳定性。
✓ 快速、准确、有选择切除故障的母线保护有利于电力系统的稳定， 因此设置专门的母线保护。
1
母线保护的背景知识
设置母线保护的场合
国家标准《继电保护及安全自动装置技术规程》GB14285-1993 规定，下列情况均装设专门的母线保护：
2
母线保护的配置及基本原理
双母线的母差保护
开关 母线
220kV#1M
L1 I1
L2 I2
CT I0
220kV#2M
线路
I3 L3
I4 L4
母联 开关
2
母线保护的配置及基本原理
220kV#1M 220kV#2M
L1
L2
I1
双母线的母差保护
I2
大差 #1M小差
I0
双母线母差保护
#2M小差
大差元件 小差元件
220kV#1M小差差动 220kV#2M小差差动电
电流为零
流大于整定值
I3
I4
L3
L4
母联死区保护：母联开关和母联CT之 间称为母差保护的死区，该区域发生 故障，母差保护动作一次后仍不能将 故障隔离。为提高保护动作速度，故 设置专门的母联死区保护。
判断故障发生在220kV#2M
母差保护动作跳开220kV#2M上 所有元件，但故障仍未被隔离
I3
I4
L3
L4
断路器失灵保护
线路发生故障
I0
线路保护动作跳开两侧开关
DL1接到跳闸指令后未跳开 断路器失灵保护动作
启动母差保护跳开DL1所在的220kV#1M 上所有开关
220kV母线保护基本原理与应用
• 当利用母联断路器作为线路的临时保护时可投入母联过流保护。 • 母联过流保护不经复合电压元件闭锁。
• 2.4 母联失灵与母联死区保护
• 1.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，母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接 元件。
• 2.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。
• 其中：△si 为制动电流工频变化量瞬时值；0.05IN 为固定门坎；
• △SIT 是浮动门坎,随着变化量输出变化而逐步自动调整。
• c）差流元件：
• 当任一相差动电流大于差流起动值时差流元件动作，其判据为： • Id > Icdzd • 其中：Id 为大差动相电流； • Icdzd 为差动电流起动定值。
15
线路保护提供接点 三跳动作接点
母线保护
相过电流动作
母隔离开关
开入公共端
相动作接点
失灵
启动
开入
相过电流动作
相动作接点
相过电流动作
母隔离开关
母失灵出口 母失灵出口
相动作接点
相过电流动作
母失灵出口启动 与
母失灵复合电压动作
• 2.5 母联非全相保护
13
母联Ia>0.1In 母联I >0.1In 母联I >0.1In
母差跳母联 大差比例差动元件
母联TWJ 母联HWJ
或
与
150
与 母联合位死区保护逻辑图
母联
一次故障位置示意图
母联电流退出小差
14
• 2.6 断路器失灵保护
• 断路器失灵保护：由母线上各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点
• 2.4 母联失灵与母联死区保护
• 1.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，母联失灵保护经两母线电压闭锁后切除两母线上所有连接 元件。
• 2.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。
• 其中：△si 为制动电流工频变化量瞬时值；0.05IN 为固定门坎；
• △SIT 是浮动门坎,随着变化量输出变化而逐步自动调整。
• c）差流元件：
• 当任一相差动电流大于差流起动值时差流元件动作，其判据为： • Id > Icdzd • 其中：Id 为大差动相电流； • Icdzd 为差动电流起动定值。
15
线路保护提供接点 三跳动作接点
母线保护
相过电流动作
母隔离开关
开入公共端
相动作接点
失灵
启动
开入
相过电流动作
相动作接点
相过电流动作
母隔离开关
母失灵出口 母失灵出口
相动作接点
相过电流动作
母失灵出口启动 与
母失灵复合电压动作
• 2.5 母联非全相保护
13
母联Ia>0.1In 母联I >0.1In 母联I >0.1In
母差跳母联 大差比例差动元件
母联TWJ 母联HWJ
或
与
150
与 母联合位死区保护逻辑图
母联
一次故障位置示意图
母联电流退出小差
14
• 2.6 断路器失灵保护
• 断路器失灵保护：由母线上各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点
第八章母线保护
保护切除又将扩大停电范围并引起严重后果时。
一、断路器失灵保护的基本构成及作用
1、断路器失灵保护的基
本原理图
5QF
Ⅱ
4QF
Ⅰ
3QF 2QF 1QF
+2
+
2KM
+1
+
1KM
+
KT －
+1 +2 +5 3KM －
2、断路器失灵保护的逻辑框图如图
失灵保护延时Ⅰ段 出 线 1保 护 动 作 出 线 1过 流 Ⅰ段母线电压元件动作 失灵保护延时Ⅱ段
电流差动保护单相原理接线图
保护组成
第一组由L1、L2、母联及差动继 电器KD1组成。
KD1为I组 母线故障 第三组由所有 选择元件。 线路、母联及 差动继电器 KD3组成，作 为整个保护起 第二组由L3、L4、母联及差动继电器 段母线故障选择 II 为 动元件。 KD2组成。KD2 元件。
1.双母线固定连接的差动保护
跳母联或分段断路器
＆
＆
跳Ⅰ段母线所有 有电源的出线断路器
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。
单母线保护优缺点
优点：母线分段后，对重要用户，可以从不同段 供电。另外，当一段母线发生故障时，分段断路器 能够自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电。 缺点：当母线故障时，该母线上的回路都要停电， 而且扩建时需要向两个方向均衡扩建。
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。
母线保护原理
母线保护原理
母线保护是一种用于保护电力系统中母线的重要保护装置。
它的主要功能是及时检测和隔离可能发生的母线故障，以保证电力系统的安全运行。
母线保护的工作原理通常基于电流差动保护和电压差动保护。
对于电流差动保护，系统中的所有母线端点都会安装电流变压器（CT）。
当电流通过母线时，CT会检测电流的大小并将信
息传递给差动继电器。
差动继电器会将所有CT的输入电流进
行比较，若存在差异，则会启动保护动作以隔离故障点。
电压差动保护则是通过电压变压器（VT）来实现的。
VT会检
测母线两端的电压，并将信息传递给差动继电器。
差动继电器会将所有VT的输入电压进行比较，如果有差异，则会发出警
报或启动保护动作。
除了差动保护外，母线保护还可以采用过电流保护来实现。
过电流保护通常是通过在母线两端或者接地处安装电流保护继电器来实现的。
当电流超过设定值时，电流保护继电器会启动保护动作以隔离故障点。
为了提高母线保护的可靠性和准确性，还可以采用同期比较、相位比较、频率比较等方法来检测母线故障，并进行保护动作。
总之，母线保护的原理是基于电流差动保护、电压差动保护和过电流保护等手段，通过检测和隔离电流或电压差异来实现对母线的保护，以确保电力系统的安全运行。
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主要内容
1. 母线保护配置、取量及动作后果 2. 母线保护面板简介 3. 母线保护原理介绍 4. 断路器保护面板简介 5. 断路器保护原理介绍
1.母线保护配置、取量及动作后果
1.1母线保护配置
• 3/2接线的两段母线分别装设保护 • 每段母线保护双重化 • 配置差动保护 • 一般不装设闭锁装置 • 配有断路器失灵保护
2、母线保护面板简介
2、母线保护面板简介
2、母线保护面板简介 SGB 750树形目录结构
2、母线保护面板简介 RCS-915E树形目录结构
右（→）键为弹出下一级菜单 （必须是菜单项中标有箭头指向 的），左（←）键为回到前一级 菜单，上（↑）、下（↓）键为移 动菜单项，该移动为循环移动。
上一张
单相重合闸投入条件（与） 1、控制把手打至单重； 2、投重合闸控制字置1。
5.断路器保护原理介绍
5.断路器保护原理介绍 5.3、充电保护
用途：断路器对线路或换流变充电而合于故障元件上 时的保护。
动作后果：充电保护动作后，起动失灵保护，失灵保 护经失灵延时出口，并闭锁重合闸。
A相 电 流 IA B相 电 流 IB C相 电 流 IC
•中断路器的失灵：跳开它两侧的两个边断路器，并起动 远方跳闸功能，跳与中断路器相连线路对侧断路器（或 跳换流变各侧断路器）。
•失灵保护闭锁重合闸
5.断路器保护原理介绍
5.2自动重合闸 启动重合闸有两种：
一是由线路保护跳闸起动重合闸； 二是由跳闸位置起动重合闸。 跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起 动三重。可由控制字控制投退。 当“先合投入”压板投入时设定该断路器先合闸。 当“先合投入”压板退出时设定该断路器为后合重合闸。
5.断路器保护原理介绍
断路器保护配置
每个开关配置一套RCS-921保护装置和一个操作箱。完 成失灵保护及重合闸功能。
5.1断路器失灵保护
当系统发生故障，断路器因操作失灵跳不开时，用于跳 开相邻断路器的保护，避免故障扩大。失灵动作时经“失灵 跳本开关时间”跳开本开关，经“失灵动作时间” 跳开相邻开 关。
若忽略CT误差和流出电流的影响，在区外故障时，Id = 0， 0/Ir为0；在区内故障时，Id = Ir，Id/0为∞。由此可见，复式 比率差动继电器能非常明确地区分区内和区外故障，Kr值的选 取范围达到最大，即从0到∞ 。
3、母线保护原理
大差元件 起动元件
饱和鉴别元件
信号 与
跳断路器 与
3、母线保护原理
3、母线保护原理
母差保护要求：
• 区外故障不动作 • 区内故障灵敏性和快速性好 • 与其它自动装置配合可靠
3、母线保护原理
比率制动差动保护：
设3/2接线的母线上有m个串，即m个连接元件，m个连
接元件的电流和的绝对值即为差动电流。
差动电流
m.
Id I j
j1
500KV母线I
…
设各电流的方向指向母线为正，理想下：
5.断路器保护原理介绍
5.4 三相不一致保护 用途：保护断路器发生非全相运行情况。 动作后果：跳本断路器三相并闭锁重合闸。 本站三相不一致保护用的是开关本体的时间继电器。时间
设置为：2S。
5.断路器保护原理介绍 ABB开关三相不一致保护时间继电器
1.2母线保护取量 母线侧所接所有开关CT。
1.3动作后果： 对于2/3接线形式的母线来说，动作后果为跳开与母线
相连的断路器，启动所有断路器失灵保护并闭锁重合闸。
1.母线保护配置、取量及动作后果
2、母线保护面板简介
2、母线保护面板简介
运行 母差动作 失灵动作 断线报警
报警Leabharlann 区号 取消2、母线保护面板简介
TA饱和对母线保护的影响：不能正常线性传变二次电流，将导致 母差保护在区外故障时误动，区内故障时拒动。
3、母线保护原理
抗TA饱和的三种方法： 1、同步识别法 2、自适应阻抗加权抗饱和 3、基于采样值的重复多次判别法
3、母线保护原理
与其它保护的配合： •闭锁线路重合闸 •启动断路器失灵保护
4、断路器保护面板简介
Imax
充 电 Ⅰ 段
Imax>Icd1
时 间 定 值
投 充 电 保 护 Ⅰ 段
充 电 Ⅱ 段 Imax>Icd2 投 充 电 保 护 Ⅱ 段 时 间 定 值
≥ 1
充 电 保 护 充 电 保 护 动 作
Icd1:充 电 Ⅰ 段 过 流 定 值 Icd2:充 电 Ⅱ 段 过 流 定 值 Imax: A、 B、 C三 相 电 流 中 的 最 大 相 电 流 值
I1 I2
Im
正常及外部故障：流出母线的电流（为负）
与流入母线的电流（为正）相等，Id = 0
母线区内故障：所有电流同相，Id = Ik
（故障点的短路电流）
3、母线保护原理
复式比率制动差动保护动作判据：
I d Idset ( 1 ) I d K ( Ir r I)d ( 2 )
其中：Id为母线上各元件的矢量和，即差电流。 Ir为母线上各元件的标量和，即和电流。 Idset为差电流门坎定值； Kr为复式比率系数（制动系数）
1.母线保护配置、取量及动作后果
保护范围
保护装置型号
设备厂家
东北侧母线WAA、WAB保护 1
东北侧母线WAA、WAB保护 2
华北侧母线WBA、WBB保护 1
华北侧母线WBA、WBB保护 2
RCS-915E BP-2B
SGB 750 SGB 750
南瑞继保 深圳南瑞 国电南自 国电南自
1.母线保护配置、取量及动作后果
失灵保护分为:故障相失灵、非故障相失灵和发、变 三跳起动失灵
5.断路器保护原理介绍
L3
Ⅰ
1
TV1
4
TA1 P
L1
7
TV5 TA2
TV3
5 2
TV6
L2
8
6
TV4
3
Ⅱ
TV2
5.断路器保护原理介绍
5.断路器保护原理介绍
动作后果： •边断路器的失灵：跳开边断路器所在母线上的所有断路 器和中断路器并起动远方跳闸功能（或跳换流变各侧断 路器）。
1. 母线保护配置、取量及动作后果 2. 母线保护面板简介 3. 母线保护原理介绍 4. 断路器保护面板简介 5. 断路器保护原理介绍
1.母线保护配置、取量及动作后果
1.1母线保护配置
• 3/2接线的两段母线分别装设保护 • 每段母线保护双重化 • 配置差动保护 • 一般不装设闭锁装置 • 配有断路器失灵保护
2、母线保护面板简介
2、母线保护面板简介
2、母线保护面板简介 SGB 750树形目录结构
2、母线保护面板简介 RCS-915E树形目录结构
右（→）键为弹出下一级菜单 （必须是菜单项中标有箭头指向 的），左（←）键为回到前一级 菜单，上（↑）、下（↓）键为移 动菜单项，该移动为循环移动。
上一张
单相重合闸投入条件（与） 1、控制把手打至单重； 2、投重合闸控制字置1。
5.断路器保护原理介绍
5.断路器保护原理介绍 5.3、充电保护
用途：断路器对线路或换流变充电而合于故障元件上 时的保护。
动作后果：充电保护动作后，起动失灵保护，失灵保 护经失灵延时出口，并闭锁重合闸。
A相 电 流 IA B相 电 流 IB C相 电 流 IC
•中断路器的失灵：跳开它两侧的两个边断路器，并起动 远方跳闸功能，跳与中断路器相连线路对侧断路器（或 跳换流变各侧断路器）。
•失灵保护闭锁重合闸
5.断路器保护原理介绍
5.2自动重合闸 启动重合闸有两种：
一是由线路保护跳闸起动重合闸； 二是由跳闸位置起动重合闸。 跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起 动三重。可由控制字控制投退。 当“先合投入”压板投入时设定该断路器先合闸。 当“先合投入”压板退出时设定该断路器为后合重合闸。
5.断路器保护原理介绍
断路器保护配置
每个开关配置一套RCS-921保护装置和一个操作箱。完 成失灵保护及重合闸功能。
5.1断路器失灵保护
当系统发生故障，断路器因操作失灵跳不开时，用于跳 开相邻断路器的保护，避免故障扩大。失灵动作时经“失灵 跳本开关时间”跳开本开关，经“失灵动作时间” 跳开相邻开 关。
若忽略CT误差和流出电流的影响，在区外故障时，Id = 0， 0/Ir为0；在区内故障时，Id = Ir，Id/0为∞。由此可见，复式 比率差动继电器能非常明确地区分区内和区外故障，Kr值的选 取范围达到最大，即从0到∞ 。
3、母线保护原理
大差元件 起动元件
饱和鉴别元件
信号 与
跳断路器 与
3、母线保护原理
3、母线保护原理
母差保护要求：
• 区外故障不动作 • 区内故障灵敏性和快速性好 • 与其它自动装置配合可靠
3、母线保护原理
比率制动差动保护：
设3/2接线的母线上有m个串，即m个连接元件，m个连
接元件的电流和的绝对值即为差动电流。
差动电流
m.
Id I j
j1
500KV母线I
…
设各电流的方向指向母线为正，理想下：
5.断路器保护原理介绍
5.4 三相不一致保护 用途：保护断路器发生非全相运行情况。 动作后果：跳本断路器三相并闭锁重合闸。 本站三相不一致保护用的是开关本体的时间继电器。时间
设置为：2S。
5.断路器保护原理介绍 ABB开关三相不一致保护时间继电器
1.2母线保护取量 母线侧所接所有开关CT。
1.3动作后果： 对于2/3接线形式的母线来说，动作后果为跳开与母线
相连的断路器，启动所有断路器失灵保护并闭锁重合闸。
1.母线保护配置、取量及动作后果
2、母线保护面板简介
2、母线保护面板简介
运行 母差动作 失灵动作 断线报警
报警Leabharlann 区号 取消2、母线保护面板简介
TA饱和对母线保护的影响：不能正常线性传变二次电流，将导致 母差保护在区外故障时误动，区内故障时拒动。
3、母线保护原理
抗TA饱和的三种方法： 1、同步识别法 2、自适应阻抗加权抗饱和 3、基于采样值的重复多次判别法
3、母线保护原理
与其它保护的配合： •闭锁线路重合闸 •启动断路器失灵保护
4、断路器保护面板简介
Imax
充 电 Ⅰ 段
Imax>Icd1
时 间 定 值
投 充 电 保 护 Ⅰ 段
充 电 Ⅱ 段 Imax>Icd2 投 充 电 保 护 Ⅱ 段 时 间 定 值
≥ 1
充 电 保 护 充 电 保 护 动 作
Icd1:充 电 Ⅰ 段 过 流 定 值 Icd2:充 电 Ⅱ 段 过 流 定 值 Imax: A、 B、 C三 相 电 流 中 的 最 大 相 电 流 值
I1 I2
Im
正常及外部故障：流出母线的电流（为负）
与流入母线的电流（为正）相等，Id = 0
母线区内故障：所有电流同相，Id = Ik
（故障点的短路电流）
3、母线保护原理
复式比率制动差动保护动作判据：
I d Idset ( 1 ) I d K ( Ir r I)d ( 2 )
其中：Id为母线上各元件的矢量和，即差电流。 Ir为母线上各元件的标量和，即和电流。 Idset为差电流门坎定值； Kr为复式比率系数（制动系数）
1.母线保护配置、取量及动作后果
保护范围
保护装置型号
设备厂家
东北侧母线WAA、WAB保护 1
东北侧母线WAA、WAB保护 2
华北侧母线WBA、WBB保护 1
华北侧母线WBA、WBB保护 2
RCS-915E BP-2B
SGB 750 SGB 750
南瑞继保 深圳南瑞 国电南自 国电南自
1.母线保护配置、取量及动作后果
失灵保护分为:故障相失灵、非故障相失灵和发、变 三跳起动失灵
5.断路器保护原理介绍
L3
Ⅰ
1
TV1
4
TA1 P
L1
7
TV5 TA2
TV3
5 2
TV6
L2
8
6
TV4
3
Ⅱ
TV2
5.断路器保护原理介绍
5.断路器保护原理介绍
动作后果： •边断路器的失灵：跳开边断路器所在母线上的所有断路 器和中断路器并起动远方跳闸功能（或跳换流变各侧断 路器）。