母差保护

一、装设母差保护的原因
二、对母差保护的基本要求
母差保护的特点是母线的运行方式变化大。

穿越性故障CT饱和不误动
小方式区内故障不灵敏不拒动
1、母差保护要能快速有选择性的切除故障，一般要求切除时间小于0.1s
2、可靠性高，并有足够的灵敏度（K lm>1.5）
3、在外部故障和各种不正常情况下（电压、电流二次回路断线），母差保护不误动
4、不受电流互感器变比的影响
5、不受汲出电流的影响
6、不受CT饱和的影响
三、500kV母差保护和220kV母差保护的特点
1、500kV母差保护特点（3/2接线方式为例）
1）母差保护所接CT的位置，与线路保护交叉，无死区；
2）母差保护配置－两套相同原理（可靠性>安全性）；
3）不考虑复合电压闭锁；
原因a) 母差误动不会使线路停役
b) 母线压变为单相压变，不能构成复合电压闭锁回路
4）与其他保护的配合
a) 母差保护与线路保护没有配合关系
b) 母差保护与断路器保护有配合
母差起动失灵，失灵起动母差；
母差不起动重合闸，但闭锁重合闸
2、220kV母差保护的特点（双母线接线为例）
1）与线路保护交叉，无死区；
2）一套加闭锁（安全性>可靠性）
3）与其他保护的配合
a、与线路保护的配合
母线故障、开关拒动－强迫停信
开关和流变之间故障－强迫停信
b、与失灵保护的配合
故障在线路上，开关拒动－失灵起动母差
母线故障，线路开关拒动－母差动作强迫停信
母线故障、母联开关拒动－短接母联CT，使另一组母差动作
母联与CT之间故障－短接母联CT，使另一组母差动作
四、内联回路
1、两把母刀同时合上（相当于一条母线）
考虑母差动作的灵敏度要求－两套母差中都有不平衡电流，灵敏度降低对母差的要求：
REB－103母差保护
1）将副母差动退出；
2）将副母差动回路接入正母，形成大差；
3）将母联CT二次短接，退出差动回路
BP-2B母差保护
将小差退出运行，直接用大差。

母线隔离开关辅助触点关系
辅助触头与主触头的开、闭时间至少相差100ms，
隔离开关闭合时，a触点应提前100ms闭合；
隔离开关断开时，a触点应滞后100ms断开；
a触点提前闭合，先启动内联回路，若不这样，区外故障，两条母线保护均可能动作；
断开时，若辅助触点先断开（即先解除内联回路），区外故障，两条母线保护均可能误动。

为防止辅助接点接触不好，增加互联压板，倒母线前投入，结束后退出该压板。

五、母差保护异常情况及处理
1、出现母差闭锁信号时，将保护改信号状态，并对CT二次回路进行检查，未经处理不得擅自复归，复归运行10s无闭锁信号，才可将保护改为跳闸；
2、母差保护动作自保持，须手动复归；
3、母差直流消失，将保护改为信号再处理；
4、母差保护运行时，屏内无异常声音、闭锁灯不亮，无掉牌；
5、母线侧开关检修，将母差CT二次回路短接退出；
6、对于220kV母差保护停用，对侧距离二段、零序保护灵敏段改为0.5s；
7、220kV母差保护可能会出现低电压掉牌，属正常情况，应及时复归。

六、母差保护的种类
1、完全电流差动母线保护－适用于单母线接线方式
要求CT 变比、特性一致
区内故障：I d 为故障点的短路电流 区外故障、正常接线方式：I bp 起动电流整定：
外部故障时的最大不平衡电流、最大负荷电流I fmax
2、电流比相式母差保护
利用相位变化实现 外部故障：1•
I 、2•
I 大小相等、方向相反 内部故障：1•
I 、2•
I 方向相同
特点：1）采用相位比较，不需要考虑不平衡电流，灵敏度提高； 2）与幅值无关，变比不一致亦可用。

3、双母线的固定连接式电流差动保护
（一次回路与母差二次回路接线固定、一一对应）
1CJ、3CJ：选择元件2CJ：起动元件
特点：适应了双母线运行方式的需要，同时限制了母线运行的灵活性，一旦固定方式破坏，保护无选择性动作。

d1点短路：1CJ、2CJ、3CJ中均无电流
d2点短路：1CJ、2CJ中均有电流、3CJ中无电流
2CJ的作用：
1）提高安全性，出现辅助接点同时合上时；不误动；
2）提高可靠性，内联回路的作用。

4、母联电流相位比较型母差保护－适用于每条母线上都有电源线
原理：比较母联开关中电流与总差电流的相位作为故障母线的选择元件。

必须母联中有电流流过，选择元件才能起作用。

优点：固定连接方式可任意破坏
缺点：一旦母联中无电流，选择元件无法动作；
母线相继故障，只能切除先故障的一组母线。

在下列情况下，投入非选择性开关：
（母线故障但母联开关中无短路电流）
1单母运行；
2双母运行，一条母线上无电源线；
3热倒（母联开关中的电流被内联回路分流，不能保证灵敏度要求）；4分列运行（由低电压继电器选择故障母线）
BP-2B 母线差动保护
一、主要特点
1、快速、高灵敏复式比率差动保护，动作时间<12ms ；
2、自适应饱和检测器，有极强的抗饱和能力；
3、允许CT 变比、型号不一致<4；
4、母线运行方式灵活、自适应强。

二、BP-2B 母差保护构成及复式比率差动原理
BP-2B 微机母线保护装置，适用于500KV 及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母分段以及
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1接线在内的各种主接线方式。

多母线系统，差动回路由大差和几个由各段母线小差组成。

大差：除母联和分段开关外，各母线上所有支路电流所构成的差动回路。

小差：该母线所连接的各支路构成的差动回路（包括母联和分段）。

复式比率制动原理 差动电流 ∑=
i
d I
I
制动电流 ∑=i r I I 复合制动电流
∑∑-=
-i
i
r d I
I I I
复式比率制动系数 r d d r I I I K -= 动作判据：
1D I d > （正常运行时的最大不平衡电流）
2D K r >
区内故障：r d I I ≈
0≈-r d I I r K 很大，保护无制动量
区外故障：r d I I << r K 很小，制动量很大 所以 可以明确的区分区内和区外故障
关于D 2的整定－考虑区内故障汲出电流的影响和区外故障CT 允许最大误差的影响两方面因素，在可靠性和灵敏性中寻求平衡。

三、保护各主要逻辑 1、起动元件逻辑
对起动元件的要求：快速、灵敏。

1）和电流∑==m
j Ij Ir 1突变量判据，当任一相的和电流突变量大于突
变量门坎时，该相起动元件动作。

其表达式为： Idset i r ∆>∆
2）差电流∑==
m
j Ij Id 1
越限判据，当任一相的差电流大于差电流门坎
定值时，该相起动元件动作。

其表达式为： Idset Id >
3）起动元件返回判据，起动元件一旦动作后自动展宽40ms ，再根据起动元件返回判据决定该元件何时返回。

当任一相差电流小于差电流门坎定值的75%时，该相起动元件返回。

其表达式为： Idset Id 75.0< 2、差动元件逻辑 1）分相复式比率差动判据
Idset
Id > )
(Id Ir Kr Id -⨯>
注意事项:
a 、比率制动斜率过原点。

b 、差动2个判据同时满足认为动作条件满足。

c 、任一起动条件满足进入此逻辑判断。

2）分相故障分量复式比率差动判据
动作表达式为：
)1(Idset
Id ∆>∆ )2()
(Id Ir Kr Id ∆-∆⨯>∆
)3(Idset
Id > )4()
(5.0Id Ir Id -⨯>
故障分量的作用:
a) 有效减少负荷电流对差动保护灵敏度的影响 b) 提高保护切除经过渡电阻接地故障的能力。

3、复合电压闭锁逻辑
set U U set
U U Uset Uab 22003≥≥≤
1 可反应各种类型的故障
2 分为差动电压闭锁定值与失灵复合电压闭锁定值，其中失灵的 电压闭锁逻辑按线路末端故障有灵敏度整定，因此，定值高一些。

4、故障母线选择逻辑
大差比率差动元件作为区内故障判别元件； 小差比率差动元件作为故障母线选择元件；
5、母联失灵和死区逻辑
和常规的相比，多了一个母联死区逻辑
作用：
1）并列运行时，提高了切除死区故障的动作速度；
2）分列运行时，避免切除范围扩大（大差用比率系数低值）；
6、充电保护逻辑
说明：
1）充电保护不能躲过负荷电流和励磁涌流，被充母线上不能接有负荷；2）充电保护投入期间是否闭锁母差由保护控制字选择；
（建议充电保护投入期间，差动保护投入，空母线故障，充电保护、差动保护都会动作。

）
3）充电保护动作不经复合电压闭锁。

问题1、母联、分段开关的投退操作原则
先投母差、后合开关
先切开关、后退母差
合开关时，若后投母差，被充母线上的故障将导致两条母线全跳；
分开关时，若先退母差，对于双母分段接线，将导致运行母线误跳闸，所以双母分段倒闸操作时，先分分段开关，有其作用。

问题2、充电保护是否闭锁母差的问题
故障1（被充母线上）故障2（死区）
闭锁母差充电保护动作线路对侧保护动作 ZII，或经充
电保护延时跳母线I
I母母差动作
不闭锁母差充电保护、母差保护均
动作
7、母联（分段）过流保护
母联过电流保护是临时性保护。

当用母联代路时投入运行。

不经复合电压闭锁。

8、CT 断线逻辑
对于出线开关－差动电流越限
对于母联开关
不影响大差，影响小差
不影响区内、外故障判断，但影响保护的选择性。

母联（分段）电流回路正常后，需手动复归恢复正常运行。

9、电压回路断线逻辑
某一段非空母线失去电压，延时9秒发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。

10、开关非全相运行逻辑
t
&
〉
2I 〉
0I m
n
TWJA
TWJB TWJC
HWJB HWJC
≥1
根据开关的跳闸位置继电器和合闸位置继电器并联判断，可经零序或负序电流闭锁，要躲过单相重合闸时间。

11、与失灵保护的配合
为了确保失灵保护能可靠切除故障，复合电压闭锁元件有1秒的延时返回时间是必要的。

主变失灵解闭锁
设置“主变失灵解闭锁”的开入接点。

当该支路失灵保护起动接点和“主变失灵解闭锁”的开入接点同时动作，实现解除该支路所在母线的失灵保护电压闭锁。

四、装置面板介绍。