继电保护及二次回路(母线保护)

1、继电保护及二次回路继电保护及二次回路母线保护母线保护1 概述一、母线是发电厂和变电站的重要组成部分。母线又称汇流排，是汇集电一、母线是发电厂和变电站的重要组成部分。母线又称汇流排，是汇集电能及分配电能的重要设备。能及分配电能的重要设备。二、接线方式：二、接线方式：1、双母线接线。每个回路都经过一台断路器和两台母线隔离开关分别与、双母线接线。每个回路都经过一台断路器和两台母线隔离开关分别与两组母线连接，其中一台隔离开关闭合，另一台隔离开关断开；两母线之两组母线连接，其中一台隔离开关闭合，另一台隔离开关断开；两母线之间通过母线联络断路器（简称母联）连接。有两组母线后，使运行的可靠间通过母线联络断路

2、器（简称母联）连接。有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高。性和灵活性大为提高。电源1电源2QFcWL1WL2WL3WL4图图1 一般双母线接线一般双母线接线W2W1（1）优点：）优点： 1）供电可靠，表现在：）供电可靠，表现在：检修任一母线时，可以利用母联把该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，检修任一母线时，可以利用母联把该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，不会中断供电；不会中断供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需停该回路及与该隔离开关相连的母线；检修任一回路的母线隔离开关时，只需停该回路及与该隔离开关相连的母线；任一母线故障时，可将其线路和电源倒换到正常母线上，使装置迅速恢复

3、工任一母线故障时，可将其线路和电源倒换到正常母线上，使装置迅速恢复工作。作。2）运行方式灵活，可以采用：）运行方式灵活，可以采用：两组母线并列运行方式；两组母线并列运行方式；两组母线分裂运行方式（母联两组母线分裂运行方式（母联QFc断开）；断开）；一组母线工作，另一组母线备用的运行方式。多采用第一种方式。一组母线工作，另一组母线备用的运行方式。多采用第一种方式。3）扩建方便，可向母线的任一端扩建。）扩建方便，可向母线的任一端扩建。4）可以完成一些特殊功能。）可以完成一些特殊功能。（2）缺点：）缺点： 1）在母线检修或故障时，隔离开关作为倒换操作电器，操作复杂，）在母线检修或故障时，隔离开关作为

4、倒换操作电器，操作复杂，容易发生误操作；容易发生误操作； 2）当一组母线故障时仍短时停电，影响范围较大；）当一组母线故障时仍短时停电，影响范围较大； 3）检修任一回路的断路器，该回路仍停电；）检修任一回路的断路器，该回路仍停电； 4）所用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂。）所用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂。2、双母线分段接线、双母线分段接线分段的双母线接线是用分段断路器将其中一组母线分段，或将两组母线分段的双母线接线是用分段断路器将其中一组母线分段，或将两组母线都分段。前者称为双母线三分段接线；后者称为双母线四分段。都分段。前者称为双母线三分段接线；后者称为双母线四分段。电源1

5、电源2图图2 双母线四分段接线双母线四分段接线 图图3 双母线三分段接线双母线三分段接线（1）主要运行方式）主要运行方式 1）正常运行方式。正常运行时，电源和线路大致均分在四段）正常运行方式。正常运行时，电源和线路大致均分在四段母线上，母联和分段均合上，四段工作母线同时运行。母线上，母联和分段均合上，四段工作母线同时运行。 2）一段工作母线检修的运行方式。检修母线上的所有出线均）一段工作母线检修的运行方式。检修母线上的所有出线均倒闸到另一段工作母线上；与检修母线连接的母联、分段断路器倒闸到另一段工作母线上；与检修母线连接的母联、分段断路器及其两侧隔离开关断开；与检修母线连接的所有隔离开关断开。

6、及其两侧隔离开关断开；与检修母线连接的所有隔离开关断开。（2）优缺点）优缺点 1）具有一般双母线带旁路接线的全部优点；）具有一般双母线带旁路接线的全部优点； 2）当任一段母线故障时，只有）当任一段母线故障时，只有1/4的电源和负荷停电；当任的电源和负荷停电；当任一母联或分段断路器故障时，只有一母联或分段断路器故障时，只有1/2左右的电源和负荷停电（分左右的电源和负荷停电（分段单母线及一般双母线接线都会全停电）。段单母线及一般双母线接线都会全停电）。 3）这种接线的断路器及配电装置投资更大，用于进出线回路）这种接线的断路器及配电装置投资更大，用于进出线回路数甚多的配电装置。数甚多的配电装置。 （

7、3）应用：）应用：220kV配电装置，当进出线回路数为配电装置，当进出线回路数为15回及以上回及以上时；时；330500kV配电装置，当进出线回路数为配电装置，当进出线回路数为8及以上回时。及以上回时。 三、母线的故障类型主要有单相接地故障、两相接地短路故障三、母线的故障类型主要有单相接地故障、两相接地短路故障及三相短路故障。两相短路故障的几率很少。及三相短路故障。两相短路故障的几率很少。四、母线保护的要求：四、母线保护的要求： 1、高度的安全性和可靠性；、高度的安全性和可靠性； 2、选择性强、动作速度快。、选择性强、动作速度快。五、对电流互感器的要求：五、对电流互感器的要求： 1、母线保护应

8、接在专用的、母线保护应接在专用的TA二次回路中，且要求在该回路中二次回路中，且要求在该回路中不接入其他设备的保护装置或测量表计。不接入其他设备的保护装置或测量表计。TA的测量精度要求高，的测量精度要求高，暂态特性及抗饱和能力强。暂态特性及抗饱和能力强。 2、母差用的、母差用的TA使其与线路保护和变压器保护有重叠保护区，使其与线路保护和变压器保护有重叠保护区，不允许有保护死区存在。不允许有保护死区存在。合理分配电流互感器二次绕组，避免可能出现的保护死区 线路保护线路保护1线路保护线路保护2母差保护母差保护2母差保护母差保护1母线线路母差保护母差保护2母差保护母差保护1线路保护线路保护1线路保护线

9、路保护2母线线路正确布置错误布置3、线路、主变、母联、分段、线路、主变、母联、分段CT配置图配置图3 5 k V 母 线测 量差 动 保 护后 备 保 护计 量计 量测 量保 护零 序 保 护母 差 保 护测 量计 量第 2 套 保 护第 1 套 保 护测 量母 线 保 护充 电 保 护母 线 保 护母差保护母差保护充电保护测量后备保护后 备 保 护录波录 波计 量母 线 保 护测 量计量测量母差保护差动保护计量母差保护线路保护测量2 2 0 k V 副 母2 2 0 k V 正 母差 动 保 护备 用110kV副母110kV正母5 P 2 05 P 2 00 . 50 . 25 P 2 0图

10、 1 3 - 3 2 2 0 k V 变 电 所 电 流 电 压 互 感 器 典 型 配 置 图 六、与其他保护及自动装置的配合六、与其他保护及自动装置的配合 1、母差动作后作用于纵联保护停信（对闭锁式而言）。、母差动作后作用于纵联保护停信（对闭锁式而言）。 2、闭锁重合闸。、闭锁重合闸。 3、启动母联或分段开关的失灵保护（死区故障或母联开、启动母联或分段开关的失灵保护（死区故障或母联开关失灵）。关失灵）。 2微机型母线差动保护 电流概念：电流概念：“和电流和电流是指母线上所有连接元件电流的绝对是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和值之和 ； “和电流和电流 差电流差电流是指所有连接元件电流和

11、的绝对值是指所有连接元件电流和的绝对值 差电流差电流 Ij为母线上第为母线上第j个连接元件的电流。个连接元件的电流。 与传统差动保护不同，微机保护的与传统差动保护不同，微机保护的差电流差电流与与和电流和电流不是从模拟电流回路中直接获得，而是通过电流采样值的数不是从模拟电流回路中直接获得，而是通过电流采样值的数值计算求得。值计算求得。mjIjIr1mjIjId1 一、作用原理及逻辑框图一、作用原理及逻辑框图跳闸与复压闭锁元件TA饱和鉴定元件启动元件小差元件大差元件信号与 1、上图为微机型母差保护的逻辑框图，由图中我们、上图为微机型母差保护的逻辑框图，由图中我们可以看出它的主要元件构成。可以看出它

12、的主要元件构成。 母差保护，主要由三个分相电流差动元件（三相）。母差保护，主要由三个分相电流差动元件（三相）。另外为提高保护的动作可靠性，在保护中设有启动元另外为提高保护的动作可靠性，在保护中设有启动元件、复合电压闭锁元件、件、复合电压闭锁元件、TA二次回路断线闭锁元件二次回路断线闭锁元件和和TA饱和检测元件。饱和检测元件。 双母线接线：每相差动元件由两个小差元件及一个大双母线接线：每相差动元件由两个小差元件及一个大差元件构成。差元件构成。 大差元件作用于检查母线故障，小差元件选择出故大差元件作用于检查母线故障，小差元件选择出故障母线所在哪条母线障母线所在哪条母线 。大差、小差、启动元件，母。

13、大差、小差、启动元件，母差出口继电器才动作，另外，还得复合电压闭锁元件差出口继电器才动作，另外，还得复合电压闭锁元件也动作，保护才能出口跳闸。也动作，保护才能出口跳闸。 2、作用原理、作用原理： İ=0 (正常正常) İIop （内部故障）（内部故障）母线差动保护装置包括哪些保护？母线差母线差动保护装置包括哪些保护？母线差动保护有哪几部分组成？动保护有哪几部分组成？ （1）母差保护一般包括：母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联非全相以及断路器失灵保护。 （2） 母线差动保护，主要由三个分相差动元件构成。另外，为提高保护的动作可靠性，在保护中还设置有启动元件

14、、复合电压闭锁元件、TA二次回路断线闭锁元件及TA饱和检测元件等。3、主要特点、主要特点快速、高灵敏复式比率差动保护，整组动作时间小于快速、高灵敏复式比率差动保护，整组动作时间小于12ms；自适应全波饱和检测器，差动保护在区外饱和时有极强自适应全波饱和检测器，差动保护在区外饱和时有极强的抗饱和能力，又能快速切除转换性故障的抗饱和能力，又能快速切除转换性故障 ；允许允许TA型号、变比不同，型号、变比不同，TA变比可以现场设定；变比可以现场设定；母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误；的错误；二、启动元件二、启动元件 1、概述：为提高

15、母差保护的动作可靠性，设有专用的启动、概述：为提高母差保护的动作可靠性，设有专用的启动元件，只有在启动元件启动之后，母差保护才能动作，起动元件，只有在启动元件启动之后，母差保护才能动作，起动元件分相起动，分相返回。元件分相起动，分相返回。 不同的保护有不同的启动原理，这里只介绍两种常用的：不同的保护有不同的启动原理，这里只介绍两种常用的：差流越限元件以及和电流突变量元件。差流越限元件以及和电流突变量元件。 2、差流越限元件：当任一相的差电流大于差电流门坎定值、差流越限元件：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，启动母差保护。时，该相起动元件动作，启动母差保护。 其表达式为：其

16、表达式为： 其中其中Id为分相大差动电流；为分相大差动电流； Idset为差电流门坎定值为差电流门坎定值 IdsetId mjIjId1 3、和电流突变量元件、和电流突变量元件 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。动作。 其表达式为：其表达式为： 为和电流瞬时值比前一周波的突变量；为和电流瞬时值比前一周波的突变量； 为突变量门坎定值为突变量门坎定值IdsetirIdsetrimjIjIr1 4、起动元件返回判据、起动元件返回判据 起动元件一旦动作后自动展宽起动元件一旦动作后自动展宽40ms（ 50ms ），再），再根据起

17、动元件返回判据决定该元件何时返回。当任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一相差电流小于差电流门坎定值的K（75%）时，该）时，该相起动元件返回。相起动元件返回。其表达式为其表达式为： 注意事项注意事项: :n 起动元件分相起动，分相返回。起动元件分相起动，分相返回。 n 任一起动判据满足条件任一起动判据满足条件, ,差动起动条件满足差动起动条件满足, ,另一起另一起动判据不再判断动判据不再判断. .n 和电流起动返回仍需判差流和电流起动返回仍需判差流. .IdsetId75. 0三、小差元件（三、小差元件（1CJ、2CJ）母线保护差动元件由分相复式比率差

18、动判据和分相突变量复式比率差动母线保护差动元件由分相复式比率差动判据和分相突变量复式比率差动判据构成。判据构成。 1、作用：小差元件选择出故障母线所在哪条母线，其引入电流为该母、作用：小差元件选择出故障母线所在哪条母线，其引入电流为该母线上所有连接元件的线上所有连接元件的TA二次电流（包括母联）。二次电流（包括母联）。2、复式比率差动判据、复式比率差动判据动作表达式为：动作表达式为： 其中其中Idset为差电流门坎定值，为差电流门坎定值，Kr为复式比率系数（制动系数）。为复式比率系数（制动系数）。 ) 1 (IdsetId )2()(IdIrKrId复式比率差动元件动作特性复式比率差动元件动作

19、特性注意事项注意事项:比率制动斜率过原点。比率制动斜率过原点。 差动差动2个判据同时满足认为动作条件满足。个判据同时满足认为动作条件满足。任一起动条件满足进入此逻辑判断。任一起动条件满足进入此逻辑判断。复式比率差动判据的优点：复式比率差动判据的优点：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 。复式比率差动判据由于在制动量的计算中引入了差电流，使其在母线区外故障时有很强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确的区分区外故

20、障和区内故障。 3、 故障分量复式比率差动判据故障分量复式比率差动判据 动作表达式为：动作表达式为： “故障分量差电流故障分量差电流”- “故障分量和电流故障分量和电流”- Idset为故障分量差电流门坎，由为故障分量差电流门坎，由Idset推得；推得； Kr为复式比为复式比率系数（制动系数）。率系数（制动系数）。 mjIjIr1) 2()(IdIrKrId) 1 (IdsetIdmjIjId1) 3 (IdsetId) 4 ()(5 . 0IdIrId判据说明判据说明:故障分量为当前电流采样值减一周波前的采样值。 故障分量复式比率差动判据仅在和电流突变起动后投入。由于电流故障分量的暂态特性,

21、投入时间仅为起动后一周波。并被使用低制动系数（0.5）的复式比率差动判据闭锁。 采用故障分量比率差动的作用：采用故障分量比率差动的作用：采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据。有效减少负荷电流对差动保护灵敏度的影响，进一步减少故障前系统电源功角关系对保护动作特性的影响，提高保护切除过渡电阻接地故障的能力。 四、大差元件（四、大差元件（3CJ） 1、大差元件作用于检查母线故障，其引入电流为该母线上所有连接元件的TA二次电流（除母联之外）。 2、大差元件的动作方程及动作特性曲线与小差相似。不同之处是大差元件的比率制动有两个，即有高定值和低定值。 母线并列运行时，用比率系数高值；母线分列运行时

22、，用比率系数低值 。小差元件则固定采取是比率系数高值。 如图所示，母线分列运行时，母故障，母上的负荷电流仍然可能流出母线。 特别是在、母线分别接大，小电源或者母线上有近距离双回线时，电流流出母线的现象特别严重。此时，大差灵敏度下降。 因此，装置的大差比率元件采用2个定值，母线并列运行时，用比率系数高值；母线分列运行时，用比率系数低值。装置根据母线运行状态自动切换定值；母线分列运行时但互联，比率系数仍取高值。差回路构成：差回路构成：差动回路是由大差动和几个各段母线小差动所组成的；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；大差与小差区别大差与小差区别大差比率差动差

23、电流与和电流计算与刀闸无关.大差比率差动差电流与和电流计算不计母联电流.大差复式比率动作 I母小差复式比率动作 I母差动复合电压 与II母小差复式比率动作 II母差动复合电压 与与与I母出口 II母出口五、五、TATA饱和鉴定元件饱和鉴定元件为防止区外故障时由于为防止区外故障时由于TA饱和母差保护误动，在保护中设置饱和母差保护误动，在保护中设置TA饱和鉴饱和鉴别元件。别元件。TA饱和饱和 由于电流互感器存在角差，因此即使一、二次电流有效值的差不大于10，它所引起的差流也往往会大于一次电流的10。 一次电流越大，其饱和时波形畸变得越厉害，因而在差动保护中所引起的差电流越大；但即使一次电流达到10

24、0多倍额定电流，其二次 电流也不会为零。 当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，即使稳态电流倍数满足10误差曲线，但在暂态过程中，尤其是在起始的23个周波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的差电流。 故障起始电流互感器总有一段正确传变时间，一般情况下大于3ms。050100150200250300350-200204060050100150200250300350-40-200204060 1、TA饱和时的二次电流的特点：饱和时的二次电流的特点： （1）、故障发生的瞬间，由于铁芯中的磁通不能突变，TA不能立即进入饱和区，而存在一个时域为35ms的线性传递区。在此区内，

25、TA的二次电流与一次电流成正比。 （2）、TA饱和后，在每个周期内一次电流过零点附近存在不饱和时段，在此区内，TA的二次电流与一次电流成正比。 （3）、TA饱和后其励次阻抗大大减小，使其内阻大大降低。 （4）、 TA饱和后，二次电流中含有很大的二次和三次谐波电流分量。 2、TA饱和对母线保护的影响饱和对母线保护的影响母线区外故障时TA饱和对母线保护的影响：由于离故障点最近支路的电流互感器饱和其电流不能线性传变到二次侧，最严重时其二次电流为零，使差动回路产生很大的差流造成保护误动。母线区内故障时TA饱和对母线保护的影响：由于电流互感器的饱和，饱和的电流互感器不能线性传变一次电流使差动回路的电流大

26、大降低，可能造成母差保护的拒动。 3、抗、抗TA饱和方法饱和方法采用比率制动的差动保护采用比率制动的差动保护 制动系数K，直接影响到其抗TA饱和能力。为提高抗饱和能力必须提高K值，而提高K值势必降低保护在区内故障时的灵敏度，尤其在重负荷下故障或经过渡电阻故障时矛盾更为突出。 采用抗采用抗TA饱和判据饱和判据 微机母差保护中TA饱和鉴别方法主要是同步识别法及利用电流波形存在线性传变区的特点，也可利用谐波制动的原理。mjjmjjIKI11同步识别法：同步识别法： TA饱和检测元件自适应全波暂态监视器 该监视器判别区内故障情况下截然不同于区外故障发生TA饱和情况下元件与元件的动作时序，以及利用了TA

27、饱和时差电流波形畸变和每周波都存在线形传变区等特点，可以准确检测出饱和发生的时刻，具有极强的抗TA饱和能力。 在区外故障时：流过最大穿越性电流的TA可能会严重饱和，使差动保护误动。故障发生的初始和线路电流过零点附近有一线性传变区，差电流元件不动作而和电流元件动作，即差电流元件动作滞后一个时间，Id比Ir出现得慢，立即将差动保护闭锁一段时间。 区内故障时：差电流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，即Id与Ir同时出现。 TA饱和后每周至少一个线性传变区，因此对保护的闭锁应是周期性的，在判TA 饱和后，差动保护先闭锁一个周期，随后开放，这样在区外转区内故障，差动保护仍可靠

28、快速的动作，以满足系统稳定性的要求。 思考：故障电流比差动元件中的差流出现的早的原因？ 故障后35msTA 磁路才饱和，因此，差动元件中的电流比故障电压及故障电流出现晚35ms。 基于采样值的重复多次判别法基于采样值的重复多次判别法 连续R次采样值判别，有S次及以上不满足差动元件的动作条件，认为是外部故障TA饱和，闭锁母差保护；有S次及以上满足差动元件的动作条件，判断是区内故障，开放母差保护 该方法实际是基于TA一次故障电流过零附近存在线性传变区原理构成。六、复合电压闭锁元件六、复合电压闭锁元件 为防止保护出口继电器误动或其他原因误跳开关，采用复合电压闭锁元件。只有当母差保护元件差动元件和复合

29、电压闭锁元件均动作之后，保护才能出口跳闸。 3/2接线的母线保护，不设复合电压闭锁元件（思考？） 电压闭锁元件的动作表达式为： 式中 为母线线电压（相间电压）， 为母线三倍零序电压， 为母线负序电压，Uset 、U0set 、U2set 分别为各序电压闭锁定值。因为判据中用到了低电压、零序和负序电压，所以称之为复合电压闭锁。三个判据中的任何一个被满足，该段母线的电压闭锁元件就会动作，称为复合电压元件动作。 setUUsetUUUsetUab2200303U2UUab 该段母线的电压闭锁元件就会动作，称为复合电压元件动作。本元件瞬时动作，动作后自动展宽40ms再返回。如母线电压正常，则闭锁元件返

30、回。差动元件动作出口，必须相应母线段的母线差动复合电压元件动作（与失灵复合电压元件相区分）。 跳母联或分段开关的回路可不串复合电压元件的输出触点。母差保护中复合电压闭锁回路的作用及动作判母差保护中复合电压闭锁回路的作用及动作判据是什么？据是什么？（1）母差保护是电力系统的重要保护。母差保护动作后跳断路器的数量多，它的误动可能造成灾难性的后果。为防止保护出口继电器误动或其他原因跳断路器，通常采用复合电压闭锁元件。只有当母差保护差动元件及复合电压闭锁元件同时动作时，才能作用于去跳各路断路器。 （2）动作判据opopopUUUUUU22003七、故障母线选择逻辑七、故障母线选择逻辑1、对于3/2断路

31、器主接线，由于各个元件固定连接在一段母线上，不在母线段之间切换，因此大差电流只作为起动条件之一，各段母线的小差比率差动元件既是区内故障判别元件，也是故障母线选择元件。 2、对于双母线主接线，差动保护使用大差比率差动元件作为区内故障判别元件；使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。即由大差比率元件是否动作，区分母线区外故障与母线区内故障；当大差比率元件动作时，由小差比率元件是否动作决定故障发生在哪一段母线。这样可以最大限度的减少由于刀闸辅助接点位置不对应造成的母差保护误动作。3、考虑到分段母线的联络开关断开的情况下发生区内故障，非故障母线段有电流流出母线，影响大差比率元件的灵敏度，大差比率差动

32、元件的比率制动系数可以自动调整。联络开关处于合位时（母线并列运行），大差比率制动系数与小差比率制动系数相同；当联络开关处于分位时（母线分列运行），大差比率差动元件自动转用比率制动系数低值。4、母线上的连接元件倒闸过程中，两条母线经刀闸相连时（母线互联），装置自动转入母线互联方式（非选择方式）不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。当运行方式需要时，如母联操作回路失电，也可以设定保护控制字中的强制母线互联软压板，强制保护进入互联方式。综上所述，以双母线其中的I段为例，差动保护的整个逻辑关系如图： 八、母联（分段）失灵和死区保护八、母联（分段）失灵和死区保护 1、母线并列运行，当保护向

33、母联（分段）开关发出跳令后，经整定延时若大差电流元件不返回，母联（分段）流互中仍然有电流，则母联（分段）失灵保护应经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线各元件。只有母联（分段）开关作为联络开关时，才起动母联（分段）失灵保护，因此母差保护和母联（分段）充电保护起动母联（分段）失灵保护。2、母线并列运行，当故障发生在母联（分段）开关与母联（分段）流互之间时，断路器侧母线段跳闸出口无法切除该故障，而流互侧母线段的小差元件不会动作，这种情况称之为死区故障。此时，母差保护已动作于一段母线，大差电流元件不返回，母联（分段）开关已跳开而母联（分段）流互仍有电流，死区保护应经母线差动复合电压闭锁后切除相关母线。

34、如图： 上述两个保护有共同之处，即故障点在母线上，跳母联开关经延时后，大差元件不返回且母联流互仍有电流，跳两段母线。因此可以共用一个保护逻辑 。如图： 由于故障点在母线上，装置根据母联断路器的状态封母联TA后即母联电流不计入小差比率元件，差动元件即可动作隔离故障点。对母联开关失灵而言，需经过长于母联断路器灭弧时间并留有适当裕度的延时（母联失灵延时，可整定）才能封母联TA；对于母线并列运行（联络开关合位）发生死区故障而言，母联开关接点一旦处于分位（可以通过开关辅接点DL，或TWJ、HWJ接点读入），再考虑主接点与辅助接点之间的先后时序（50ms），即可封母联TA，这样可以提高切除死区故障的动作速

35、度。 母线分列运行时，死区点如发生故障，由于母联TA已被封闭，所以保护可以直接跳故障母线，避免了故障切除范围的扩大。 思考：倒母线时母差改方式和母联开关改非自动的顺序？为什么？九、母联（分段）充电保护九、母联（分段）充电保护 1、分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联（分段）开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时，跳开母联（分段）开关，切除故障。 2、母联（分段）充电保护的起动需同时满足三个条件：母联（分段）充电保护压板投入；其中一段母线已失压，且母联（分段）开关已断开；母联电流从无到有。 3、充电保护一旦投入自动展宽200ms后退出。充电保护

36、投入后，当母联任一相电流大于充电电流定值，经可整定延时跳开母联开关，不经复合电压闭锁。十、电流回路断线闭锁十、电流回路断线闭锁 1、一般采用系统无故障时，差流越限来判断差动TA二次回路断线。差电流大于TA断线定值，延时9秒发TA断线告警信号，同时闭锁母差保护。电流回路正常后，0.9秒自动恢复正常运行。对微机母差保护，母线连接元件多，使差动回路支数多，又由于制动电流为各个单元电流的绝对值和，因此，某一支路的一相二次回路断线，一般保护不会误动，若此时，区外发生故障，母差将误动，因此需闭锁母差。 2、母联（分段）电流回路断线，并不会影响保护对区内、区外故障的判别，只是会失去对故障母线的选择性。因此，

37、联络开关电流回路断线不需闭锁差动保护，只需转入母线互联（单母方式）即可。母联（分段）电流回路正常后，需手动复归恢复正常运行。由于联络开关的电流不计入大差，母联（分段）电流回路断线时上一判据并不会满足。而此时与该联络开关相连的两段母线小差电流都会越限，且大小相等、方向相反。十一、电压回路断线告警十一、电压回路断线告警 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。十二、母线运行方式的电流校验十二、母线运行方式的电流校验1、双母线运行时，各连接元件经常在两段母线之间切换。母差保护需要正确跟随母线运行方式的变化，才能保证母线保护的正确

38、动作。2、装置引入隔离刀闸的辅助接点实现对母线运行方式的自适应。同时用各支路电流和电流分布来校验刀闸辅助接点的正确性。当发现刀闸辅助接点状态与实际不符，即发出开入异常告警信号，在状态确定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两段母线经两把刀闸双跨（母线互联）。刀闸辅助接点恢复正确后需复归信号才能解除修正。如有多个刀闸辅助接点同时出错，则装置可能无法全部修正，需要运行人员操作运行方式设置菜单进行强制设定，直到刀闸辅助接点检修完毕取消强制。3、由于大差电流与刀闸辅助接点无关，以及装置具有运行方式电流校验功能，因此双母线倒排操作期间，装置不需运行人员手动干预，可以正确切除故障；刀闸辅助接点出错检修期间

39、不需退出保护；带电拉刀闸，保护可以正确快速动作。 思考：刀闸的辅助节点不好对保护的影响？3、母线分列运行的说明、母线分列运行的说明对于分段母线（双母线或单母分段），当联络开关断开，对于分段母线（双母线或单母分段），当联络开关断开，母线分列运行时，需要考虑以下两种情况。母线分列运行时，需要考虑以下两种情况。 如图3.13所示，母线分列运行时，母故障，母上的负荷电流仍然可能流出母线。特别是在、母线分别接大，小电源或者母线上有近距离双回线时，电流流出母线的现象特别严重。此时，大差灵敏度下降。因此，装置的大差比率元件采用2个定值，母线并列运行时，用比率系数高值；母线分列运行时，用比率系数低值。装置根据

40、母线运行状态自动切换定值。 如图3.14所示，母线分列运行时，死区故障，故障点位于母联的开关和TA之间。此时，按差电流回路，母差动动作，然后启动母联失灵跳母，如果两母线的复合电压闭锁均开放，则造成母线完全退出运行。如果故障时母复合电压闭锁不开放（故障点在母），母复合电压闭锁开放，会造成保护拒动。因此，在母线分列运行时，装置封母联TA，若发生图3.14所示故障时，差动保护直接出口跳母。 装置通过自动和手动两种方式判别母线是并列运行还是分列运行。自动方式是将母联（分断）开关的常开和常闭辅助接点引入装置的端子，若开关的常开和常闭接点不对应，装置默认为开关合，同时发开入异常告警信号；手动方式是运行人员

41、在母联（分段）开关断开后，投“母线分列压板”，在合母联（分段）开关前，退出该压板。以上两种方式中，手动方式优先级最高。即，若投“母线分列压板”，装置认为母线分列运行。若退“母线分列压板”，装置根据自动方式判别母线运行状态。十三、断路器失灵保护十三、断路器失灵保护 a、与失灵起动装置配合、与失灵起动装置配合开入公共端失灵起动开入保护动作接点过流动作I母刀闸II母刀闸 I母失灵出口起动 II母失灵出口起动 外部接点 BP-2B I母失灵出口起动 I母失灵复合电压动作与 失灵出口延时1 失灵出口延时2 跳母联 跳I母b、自带电流检测元件方式、自带电流检测元件方式 2、失灵电压闭锁元件及主变失灵解除电

42、压闭锁、失灵电压闭锁元件及主变失灵解除电压闭锁失灵的电压闭锁元件，与差动的电压闭锁类似，也是以低电压（线电压）、负序电压和3倍零序电压构成的复合电压元件。只是使用的定值与差动保护不同，需要满足线路末端故障时的灵敏度。同样失灵出口动作，需要相应母线段的失灵复合电压元件动作。对于变压器或发变组间隔，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。防止电力生产重大事故的二十五项重点要求防止电力生产重大事故的二十五项重点要求继电保护实继电保护实施细则施细则5.45.4为解决变压器断路器失灵保护因保护灵敏度不足而

43、不能投运的问题，为解决变压器断路器失灵保护因保护灵敏度不足而不能投运的问题，对变压器和发电机变压器组的断路器失灵保护可采取以下措施：对变压器和发电机变压器组的断路器失灵保护可采取以下措施：1)1) 采用采用“零序或负序电流零序或负序电流”动作，配合动作，配合“保护动作保护动作”和和“断路器合闸位断路器合闸位置置”三个条件组成的与逻辑，经第一时限去解除断路器失灵保护的复三个条件组成的与逻辑，经第一时限去解除断路器失灵保护的复合电压闭锁回路。合电压闭锁回路。2)2) 同时再采用同时再采用“相电流相电流”、“零序或负序电流零序或负序电流”动作，配合动作，配合“断路器合断路器合闸位置闸位置”两个条件组

44、成的与逻辑经第二时限去启动断路器失灵保护并两个条件组成的与逻辑经第二时限去启动断路器失灵保护并发出发出“启动断路器失灵保护启动断路器失灵保护”中央信号。中央信号。3)3) 采用主变保护中由主变各侧采用主变保护中由主变各侧“复合电压闭锁元件复合电压闭锁元件”（或逻辑）动作解（或逻辑）动作解除断路器失灵保护的复合电压闭锁元件，当采用微机变压器保护时，除断路器失灵保护的复合电压闭锁元件，当采用微机变压器保护时，应具备主变应具备主变“各侧复合电压闭锁动作各侧复合电压闭锁动作”信号输出的空接点。信号输出的空接点。主变失灵解除电压闭锁主变失灵解除电压闭锁a、与失灵起动装置配合、与失灵起动装置配合b、自带电

45、流检测元件方式、自带电流检测元件方式 十四、微机母差保护的计算逻辑十四、微机母差保护的计算逻辑微机母差保护差动回路和出口回路的计算逻辑。 其实这里所说的差动回路和出口回路只是借用传统保护的概念，微机母线差动保护装置中并不存在这样的硬件回路，各连接元件三相电流和刀闸位置全部都已转换成为数字量，由程序流程来实现切换。因此装置的差动回路和出口回路可以说是实时地无触点地（非继电器）切换。 双母线接线以 I1，I2，-，In 表示各元件电流数字量；以 Ilk 表示母联电流数字量；以S11，S12，-，S1n表示各元件I母刀闸位置，0表示刀闸分，1表示刀闸合；以S21，S22，-，S2n表示各元件II母刀

46、闸位置；以Slk 表示母线并列运行状态，0表示分列运行，1表示并列运行；各元件TA的极性端必须一致；一般母联只有一侧有TA，装置默认母联TA的极性与II母上的元件一致。则差流计算公式为：大差电流Id = I1 + I2 + - + InI母小差电流 Id1 = I1 * S11+ I2* S12 + - + In* S1n- Ilk * Slk II母小差电流 Id2 = I1 * S21+ I2* S22 + - + In* S2n- + Ilk * Slk以T1，T2，-Tn表示差动动作于各元件逻辑，0表示不动作，1表示动作；以Tlk 表示差动动作于母联逻辑；以F1，F2 分别表示I母、I

47、I母故障，0表示无故障，1表示故障。则出口逻辑计算公式为：T1 = F1 * S11+ F2* S21T2 = F1 * S12+ F2* S22Tn = F1 * S1n+ F2* S2nTlk = F1 + F2十五、装置面板及告警信号十五、装置面板及告警信号 十六、两个特殊的压板的介绍十六、两个特殊的压板的介绍1、 “母线互联母线互联”压板压板当倒母线操作时，母线侧刀闸都在合闸位置时差动保护将自动转入“母线互联方式”即：若任一母线有故障跳开两条母线上所有开关。在母联改为非自动后，可通过设定控制字中的“强制母线互联”软压板，转入“母线互联方式”，但目前该软压板在退出状态，所以必须投入“母线

48、互联”硬压板实现互联（压板两端有110V电压）；由于非选择方式的影响非常大，故该压板在必要时投入且时间越短越好：方式倒完、在投入母联开关操作电源后、拉母联开关前，即退出该压板。BP-2B差动保护引入刀闸的辅助接点来实现母线运行方式的自适应，同时用各支路电流分布校验辅助接点的正确性。当发现刀闸辅助接点于实际状态不符时，即发“开入异常”信号，并自动修正错误的刀闸接点，复归信号后才能解除修正。若装置不能正确修正时，值班员可以手动操作“运行方式设置”菜单进行强制设定，防止单一母线故障切除两条母线，并通知专业人员尽快处理。由于大差动保护不采母联电流，故母联电流回路断线，并不影响保护对区内、区外故障的判别

49、，但会失去对故障母线的选择性；因此，母联开关电流回路断线不闭锁差动保护，而是延时20ms，转入强制互联，同时发互联信号。此时如果任一母线发生故障，则切除两条母线运行。所以互联信号发出后应立即通知专业人员尽快处理。母联开关电流正常后，需手动复归恢复正常运行。2、 “分列运行分列运行”压板：压板：BP-2B装置通过自动和手动两种方式判别母线是并列还是分列运行。自动方式是将母联开关的辅助接点引入，装置自动判断；若母联开关的常开和常闭接点不对应，则装置默认开关合位，同时发“开入异常”告警信号。手动方式是值班员在拉开母联开关后投入“分列运行”压板（压板两端有110V电压）；合上母联前，退出该压板。手动方

50、式优先于自动方式。母线分列运行时，一条母线故障，另一条母线上的仍然可能有大负荷电流流出母线，特别是在两条母线分别接大、小电源或者有近距离双回线时，电流流出情况非常严重，此时可能造成大差灵敏度降低拒动；所以，在母线并列或分列运行时Kr取值不同：并列是取2、分列时取0.5，以提高分列运行时大差的灵敏度。母线分列运行时，死区故障（见上图死区故障），装置应判断母联开关在分位，母联流变被封死，直接跳II母切除故障。若母联开关辅助接点不好或装置采样错误，有可能不封母联流变，装置则判断是I母故障，如果I母线复压闭锁开放（空开跳开或电压采样故障），则造成两母线都跳闸。如果I母线复压闭锁不开放（故障点在II母）

51、，则造成保护拒动。所以根据母联开关的运行状态手动投、退“分列运行”压板对母差保护的正确动作与否至关重要。谢谢 谢谢 大大 家！家！3 中阻抗母线差动保护 一、概述一、概述 1、中阻抗型母线保护快速、灵敏、采用比率制动、中阻抗型母线保护快速、灵敏、采用比率制动式电流差动保护方案。瑞典式电流差动保护方案。瑞典ASEA公司公司RADSS母线母线保护、美国保护、美国GE公司的公司的BUS1000、ABB公司的公司的REB-103保护都是基于中阻抗方案母差保护。保护都是基于中阻抗方案母差保护。 2、带制动特性的中阻抗型母线差动保护、带制动特性的中阻抗型母线差动保护,其选择元其选择元件是一个具有比率制动特性的中阻抗型电流差动继件是一个具有比率制动特性的中阻抗型电流差动继电器电器,解决了电流互感器饱和引起母线差动保护在区解决了电流互感器饱和引起母线差动保护在区外故障时的误动问题。保护装置是以电流瞬时值测外故障时的误动问题。保护装置是以电流瞬时值测量、比较为基础的量、比较为基础的,