南瑞母线保护相关技术说明

1、母线保护相关技术说明,母线保护概述 典型母线保护方式 母线保护与其它保护配合 提高母线保护可靠性措施 母线保护交流电流二次回路 电流互感器的暂态特性 微机母线保护抗饱和方案,母线故障大部分是由于绝缘子对地放电引起，母线故障开始阶段很多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。 绝缘子污秽老化、电流互感器损坏或爆炸、运行人员误操作是造成母线故障主要原因。 拖长切除母线故障时间将给电力系统和设备安全运行带来严重后果： 由于需要由线路对侧和变压器后备保护来切除母线短路故障，扩大事故范围。 在长时间短路电流的热和力作用下，电气设备遭受破坏。 故障使功率输送不平衡，将使

2、故障母线两侧的发电机组失去同步，系统电压大幅波动，将大量甩负荷，而发电机组重新启动与电网并列花费很长时间，破坏电力系统稳定运行。 发电厂厂用电母线电压大幅度下降，使电动机的转矩大大减少，厂内热力系统的正常工作受到破坏，导致发电厂不能正常运行。,概述：母线保护的重要性,2,go top,单母线和单母分段母线：接线简单，占地小，投资少。单母线在母线检修或发生短路时将使全厂或全所停电。单母分段母线在母线检修或发生短路时将使大约一半的连接元件停电。 双母线：操作和运行比较灵活可靠，国内110220kv母线大多采用这种接线方式。当一组母线发生故障时，另一组母线仍可正常运行。 3/2断路器母线：可靠性高，

3、一次回路操作灵活，任一组母线发生短路故障时不影响变电所的安全运行。但该母线方式需一次设备多，造价高，继电保护和二次回路的接线复杂，主要应用于330500kv母线。 双母双分段母线：任一段母线故障时，可将停电范围限制到全部连接元件数的四分之一。但该母线方式需一次设备多，造价较高，主要应用于超高压或220kv出线较多的变电所。,概述：母线接线方式比较,3,go top,对于早期非微机式的电流差动式母线保护，如母线连接元件没有按照规定的方式接在母线上，即破坏元件的固定连接，此时母线保护的选择元件将失去判断故障母线的能力。 母联电流比相式母线保护为了适应连接元件在两段母线之间需经常切换而采用的一种母线

4、保护方式。当连接元件进行切换时，不需要对电流互感器二次回路改线，只要对出口回路进行相应切换，即可保证母线保护的选择性。 母联电流比相式电流之一指除母联开关外其它各连接元件的二次电流之和ic，另一个电流指母联开关二次电流ik。,母线保护方式：母联电流比相式,4,go top,左图为i母故障，ic电流方向和ik电流相同；右图为ii母故障，ic电流方向和ik电流相反。因此可通过ic和ik的相位关系，可判别除i母或ii母故障。,母线保护方式：母联电流比相式,母联电流比相式保护方式主要缺点 若两段母线分列运行时，母线保护将失去选择故障母线的能力。 当两段母线发生先后短路时，母线保护将不能切除第二段母线的

5、短路故障。,6,go top,母线保护方式：母联电流比相式,以i3电流相位和ic电流相位（ii母上所有连接元件电流之和，包括母联）进行比较，判别ii段母线发生区内或区外故障。发生区外故障时， i3电流和ic电流方向相反；发生区内故障时， i3电流和ic电流方向相反同。同样，i段母线上也设置一个电流相位比较保护元件。 由于这种母线保护方式只反映电流间的相位，与各连接元件电流的大小无关，具有较高的灵敏度。,母线保护方式：电流相位比较式,电流相位比较式保护方式主要缺点 在3/2断路器或环形母线接线中，当发生母线短路时，由于某些连接元件的电流可能从母线流向线路，使保护拒动。所以在没有对母线短路电流流出

6、母线采取措施的情况下，不能用电流相位比较式保护方式。 母线倒闸操作时若发生母线故障，由于母联开关的电流方向不能确定，有一段母线保护将会发生拒动。采取的措施是当在母线倒闸操作时，要求设一套总差动电流继电器，此时发生区内故障时先跳开母联断路器。,8,go top,母线保护方式：电流相位比较式,微机式电流完全差动保护保护方式主要优点 能适应各种主接线，保护原理上不存在缺陷。 二次回路接线简单，省去许多中间重动继电器和中间电流互感器。 装置调试方便。 装置硬件自检完善，便于维护和及早发现隐患问题。 具有详细的事件记录和录波记录，便于分析异常行为和故障行为。 具有灵活的通讯方式，便于实现无人值守和远方监

7、测、控制。 只要程序代码一样，便能保证两套装置的逻辑行为完全一样。,9,go top,母线保护方式：微机式电流完全差动保护,10,go top,提高母线保护可靠性措施,选择适当的母线保护方式。 正确选择电流互感器。要求母线保护接入一组专用的电流互感器二次线圈，并且电流互感器的比值误差应不大于10。 母线保护的直流电源应通过一对专用的熔丝供电。 母线保护应设置闭锁措施。 母线保护实现双重化配置。 加强装置的自动监视和值班人员定时巡查。 提高专业队伍的技术水平，包括现场运行人员的操作、维护水平和装置生产厂家的开发、调试、现场服务水平。,11,go top,母线保护与其它保护的配合,当线路上设置闭锁

8、式高频保护，母线保护动作时为使对侧的高频保护装置动作跳开断路器，母线保护应使本侧的高频发信机停信。 当线路上设置其它纵联保护，同样原因，母线保护动作时应使对侧的保护装置动作跳开断路器。 如果不采用母线重合闸，母线保护动作时应将线路上的自动重合闸装置放电，以防止线路断路器对故障母线进行重合闸。 500kv高压变电站，当220kv侧母线发生故障跳闸而主变开关失灵，或220kv侧主变断路器开关失灵需跳开相应母线，此两种情况下母线保护动作均需启动该主变保护的跳另两侧（35kv侧和500kv侧）。 当主变发生低压侧故障或发变组非全相运行，需跳母线侧开关而此开关失灵，主变保护装置需解除母线失灵复合电压闭锁

9、。,12,go top,母线保护的交流电流二次回路,增大二次电流电缆的截面，可减少二次电缆的阻抗，使电流互感器铁芯不进入饱和，来降低电流误差。选用较大变比、两组电流互感器串联使用、减少保护装置阻抗值也能降低电流误差。 电路互感器的二次回路应有且只能有一个接地点，母线保护装置的电流互感器均连接在一起，应在保护屏上经端子排接地。因为一个变电所的接地网并非实际的等电位面，因而在不同点会出现电位差。当大的接地电流注入地网时，如果二次回路有多点接地，则不同的二次回路就会感应不同电流，引起差流。此外，多点接地还会引起电流分流，或某些二次电流回路被短接。,13,go top,电流互感器的暂态特性,在发生短路

10、开始阶段的第一到第二周波之内，电流互感器铁芯的磁密尚未达到饱和磁密，电流互感器可以正确地传变一次电流。如果继电保护能在该时间内动作，基本可不受铁芯饱和影响。 当铁芯进入饱和阶段，二次电流波形出现缺损现象。如负载为纯电阻时，从铁芯进入饱和开始，二次电流很快从瞬时值下降到零。如果负载有电感时，二次电流逐步从瞬时值下降到零。 当一次电流从的瞬时值由正半波趋向负半波时，铁芯的磁密又恢复到非饱和状态，电流互感器可以正确地传变一次电流。因此，一次电流经过零点时，二次电流也经过零点。,14,go top,同步识别法： 在区外故障时，流过最大穿越性电流的ct可能会严重饱和，使得差动保护误动。但是，在故障发生的初始和线路电流过零点附近存在一个线性传交区，在这线性传变区内，差动保护不会动作。这说明，差动保护动作与实际故障在时间上是不同步的，差动保护动作滞后一个时间。 在区内故障时因为差动电流就是故障电流的实际反映，所以，差动保护动作与实际故障是同步发生的。 由此可见，通过判断差动动作与故障发生是否同步就可识别饱和情况。 考虑到ct饱和后，在每周波中存在至少一个线性传交区，因此对饱和的闭锁应该是周期性的。在判出ct饱和后，差动保护先闭锁一周期，随后开放，这样即使出现故障发展，如区外故障转区内故障，差动保护仍能可靠地快速动作，以满足系统稳定要求