母线保护的配置及相应的保护

TA3
TA4
1.基本工作原理
• 保护功能组成部分（三组差动保护）： （1）第一组由母线Ⅰ的小差动，即构成母线Ⅰ 故障的保护组成，包括电流互感器TA1，TA2， TA6，以及差动继电器KD1。 （2）第二组由母线Ⅱ的小差动，即构成选择母 线Ⅱ故障的保护，包括电流互感器TA3，TA4， TA5，以及差动继电器KD2。 （3）第三组由母线Ⅰ、Ⅱ的大差动，即构成母 线Ⅰ、Ⅱ故障均在内的保护，包括电流互感器 TA3，TA4，TA5,以及差动继电器KD2。
• 综上所述，差动继电器KD1、KD2分别只 反映母线1、2的故障，也称之为小差动， 或故障母线选择元件。差动继电器KD3反 应与两个母线中一母线的故障，作为母 线保护启动元件，称为大差动。
2.双母线固定连接方式破坏后 母线差动保护的工作情况
• 正常运行或区外故障时，在双母线固定连 接被破坏时候，作为启动元件的差动继电 器KD3能够防止外部故障是差动保护的误 动作。 • 区内故障时，母线差动保护的动作逻辑时 继电器KD3首先动作于跳开母联断路器， 之后差动继电器KD1 、KD2上仍有二次故 障电流流过，因此，差动继电器KD1、KD2 不能起到选择故障母线的作用，两者均动 作并切除母线1与母线2 。
• 中阻抗型母线差动保护实际上是上述两 种母线差动保护的折中方案。差流回路 接入一定的阻抗，约３００欧姆，采用 特殊的制动回路既能减小不平衡电流的 影响，又不产生危险的过电压，不需要 专门的过电压保护回路。
五、双母线同时运行时的母线差 动保护
双母线是发电厂和变电所中广泛采 用的一种母线方式。对于双母线经常以 一组母线运行的方式，在母线发生故障 后，将造成全部停电，需把所有连接元 件倒换至另一组母线上才能恢复供电， 这是一个很大的缺点。 对于发电厂和重要变电站的高压母 线，一般采用双母线同时运行，母线联 络断路器处于投入状态。
• 111同学发言，介绍了母线差动保护的分 类，及其分类依据。然后大家就双母线同 时运行的母线差动保护进行了讨论，主要 讨论了两种方法的接线图、工作原理、适 用范围、优缺点、动作工程等。 • 此次讨论历时一个半小时。
母线保护讨论成果介绍
• • • • • • 母线的故障 母线故障的保护方法概述 母线保护的基本原理 母线差动保护分类 双母线同时运行的母线差动保护 一个半断路器接线的母线保护
（2）母线不完全电流差动保护
母线不完全电流差动保护，只是将连 接于母线的各有电源支路的电流接入差流 回路，而无电源支路的电流不接入差流回 路。因而在无电源支路上发生的故障被认 为是母线差动保护范围内的故障。此时差 动保护的定值应大于所有这种线路的最大 负荷电流和，这样正常运行下才不会误动 作。
2.电流相位比较式母线保护
电流相位比较母线保护基本原理是根据母线 在内部故障和外部故障是各连接支路电流相位的 变化来实现的。 （1）当母线正常运行及外部故障时，母线上两个 连接支路上电流大小相等相位相差180°。 （2）当母线内部故障时，两个连接支路的电流在 理想情况下，相位相同。 对母线上各支路电流进行相位比较，便可判 断内部或外部故障。
• 总电流差动继电器KA仅在母线范围内故 障时才动作，它是母联电流相位差动保 护的启动元件。KA在正常运行或外部故 障时不动作，起闭锁保护的作用。 • 相位比较继电器KP比较总差流与母联互 感器TA5二次电流的相位，实现对故障母 线的选择。
母联电流差动保护动作情况
• 在正常运行或区外运行时，母联相位差 动保护中的总电流差动继电器KA不启动， 因此母联保护不会误动作。 • 任意母线故障时，流入KA的总差动电流 的相位是不变的，而流过母联的电流方 向取决于故障母线，即在两个母线上故 障时母联电流相位相差180°。
• 正常运行及外部故障时，母线流入流出 电流矢量和为零，母线中差流回路中的 电流互感器特性不同而引起的不平衡电 流，其值相对较小。 • 当母线上某点发生短路时，所有与电源 连接的支路都向该点供给短路电流，从 而导致母线差流回路中电流很大，母线 差动保护动作，使所有连接支路的断路 器跳闸。
注意： 1）实际应用中，为了提高母线完全电 流差动保护的灵敏度，仍需采取措施解 决外部故障时差流回路的不平衡电流问 题。 2）母线的完全电流差动保护原理简单， 适用于单母线或双母线经常只有一组母 线运行的情况
• 今天大家主要讨论母线保护的基本原理 及双母线同时运行的差动保护
• 888同学第一个发言详细的为大家讲解 了母线保护的基本原理以及差动保护的 基本原则。 • 999同学紧随其后为大家介绍了母线电 流差动保护。大家就此展开了激烈的讨 论，其主要内容是电流差动保护的基本 原理以及动作电流的整定等诸多问题。 • 000同学不甘示弱，为大家讲解了电流 相位比较式保护及其工作原理，还有它 的特点。
三、母线保护的基本原理
1.母线电流差动保护 按保护范围分类： 1）完全差动保护 2）不完全差动保护
（1）完全差动保护
母线完全差动保护是将母线上所有的 各连接支路的电流互感器按同名相、同 极性接到差流回路；各支路应采用具有 相同变比和特性的电流互感器，若电流 互感器变比不相同时可采用中间变流器 等方式进行补偿，以保证在母线无故障 情况下满足母线流入流出电流矢量和为 零。
k
+
+
+
+
I
t -
I
t 定子绕组过电流保护
（2）对降压变电所，其低压母线采用单 母线分段，正常时分开运行，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。
电源
高压母线
+
+
+
+
I
t
-
I
t
-
变压器的过 电流保护
低压母线
k
（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
（2）母联电流相位比较式 差动保护
• 母联电流相位比较式差动保护适用于双 母线连接支路运行方式经常改变的母线 上。
原理接线图：
U3 W3
W2
KA TA1
QF1
TA2
QF2
Wcd
总差电流
QF5 TA5
母联电流
QF3
QF4
TA3
TA4
1、基本工作原理
母联电流差动保护主要由两部分组成： • 第一部分由电流互感器TA1-TA4，以及总 电流差动继电器KA组成。 • 第二部分由电流互感器TA1-TA4的总差流、 母联断路器的电流互感器TA5和相位比较 继电器KP组成。
A
1 2 4
C k
3
B
5
Ｂ变电所母线
2.装设专门的母线保护
若母线故障时电压降低影响全系统的供电 质量和系统稳定运行，必须快速切除，用所连 接元件的后备保护切除母线故障，时间较长， 使系统电压长时间降低，不能保证安全连续供 电，甚至造成系统稳定的破坏。此外，当双母 线同时运行或单母线分段时，利用相邻元件后 备保护不能保证快速有选择性地切除故障母线。 应设置专门的母线保护。
一、母线的故障
母线是电力系统中的一个重要元件， 当母线上发生故障时，将使连接在母线 的所有元件在修复故障母线期间或转换 到另一组无故障的母线上运行以前被迫 停电，此外，在电力系统中枢纽变电站 母线上发生故障时，可能引起系统稳定 的破坏，造成严重的后果。
二、母线故障的保护方法概述
1.利用相邻元件保护装置切除母线故障 （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
• 为防止电流互感器发生故障时酿成母线 短路，必须用于母线保护的电流互感器 安装在线路断路器的外侧，即靠近引线 线路的一侧。
四、母线差动保护的分类
• 按照差流回路的电阻大小，可分为: 低阻抗型母线差动保护（一般为几Ω） 中阻抗型母线差动保护（一般为几百Ω） 高阻抗型母线差动保护（一般为几千Ω）
• 低阻抗型母线差动保护必须抬高定值，火彩群 复杂的制动措施，或采取可靠的电流互感器Ｔ Ａ饱和判别，以防止母线差动保护误动。低阻 抗型母线保护差流回路中的差动继电器一般采 取内阻很低的电流差动继电器，故又称为电流 型母线差动保护。 • 高阻抗型母线差动保护，又称为电压型母线差 动保护。高阻抗型母线差流回路阻抗很大，因 此可减小外部故障支路电流互感器ＴＡ饱和时 差流回路的不平衡电流，不需要制动。
六、一个半断路器接线的 母线保护
500KV变电站和220KV枢纽变电站，要求 求在母线发生短路时不影响变电站的连续 供电，在母线发生短路并伴随断路器失灵 时，要求将停电的范围缩减到最小。为满 足呀要求，应采用一个半断路器的母线连 接方式，即3／2断路器接线。
母线保护原则：
• 在两母线中间接线上放置电流互感器
（1）双母线固定连接方式的完全 电流差动保护
双母线同时运行时，每组母线上都固定连 接约二分之一的供电电源和输电回路。这种 母线运行方式称为固定连接式母线。这种母 线的差动保护称为固定连接式母线电流差动 保护。
原理接线图如下：
KD1
TA1
QF1
TA2
QF2
KD3
6
QF5
Ⅰ百度文库Ⅱ
5
QF3 QF4
KD2
装设母线保护的原则？
1）在110kV及以上的双母线和分段单母线上，为 保证有选择性地切除任一组母线上所发生的故 障，而另一组无故障母线仍能继续运行，应装 设专用的母线保护。
2）110kV及以上的单母线，重要发电厂的35kV 母线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电 所的35kV母线，按照装设全线速动保护的要求 必须快速切除母线上的故障时，应装设专用母 线保护。
母线差动保护动作情况
• 当母线正常运行或区外故障时，流经差动 继电器KD1、KD2、KD3的电流均为不平 衡电流，而差动保护的动作电流按躲过外 部故障时最大不平衡电流来整定的，因此 差动保护不会动作。 • 区内故障，母线差动保护的动作逻辑是差 动继电器KD3首先动作并跳开母线联络断 路器QF5，之后差动继电器KD1仍有二次 故障电流流过，即对母线1的故障具有选 择性，动作于跳开母线1上连接支路的断 路器QF1、QF2；而差动继电器KD2无二 次故障电流流过，因此，无故障的母线2 继续保持运行。
母线保护的配置及相 应的保护原理
电力四班
• 时间： • 地点： • 人员： 首先讲述了母线故 障产生的原因，主要为套管及绝缘子闪络，电 压互感器故障及操作人员误操作等。 • 然后***为大家讲解了母线故障的保护方法， 主要有两种：利用相邻元件保护装置切除故障 和装设专门的母线保护
• 然后，大家就此展开了激烈的讨论，深 入浅出，大家伙对母线保护的理解越来 越透彻，此次讨论历时1h。 • 时间： • 地点：