第八章-母线保护

第八章母线的继电保护本章主要内容:装设母线保护的基本原则完全电流差动母线保护电流比相式母线保护双母线同时运行时，母线保护的实现方法（不讲解）断路器失灵保护8.1装设母线保护的基本原则

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，在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。

一般不采用专门的母线保护,而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障予以切除,例如: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。tt-k++++

II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。t++t++IIk电源单母线分段高压母线低压母线变压器的过电流保护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。

k1234ABCＢ变电所母线5装设专用母线保护的原因：A）利用供电元件的保护装置切除母线故障的时间较长。（速动性）电源kB）当双母同时运行或单母分段时，保护不能保证有选择性地切除故障母线。（选择性）双母同时运行什么情况下应装设专门的母线保护？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。为满足速动性和选择性的要求，母线保护均按照差动原理构成，母线上一般连接着较多的电气元件（线路、变压器、发电机等），不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。8.2母线差动保护的基本原则b)当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都向故障点供给短路电流，而在供电给负荷的连接元件中电流等于零，故（短路点的总电流）母线差动保护的基本原则a)在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，即: （流入母线为电流的正方向）c)若从电流相位看，则正常运行及外部故障时，至少有一元件中的电流相位和其余元件中的电流相位相反，而当母线故障时，除电流等于零的元件以外，其它元件的电流则是同相位的。8.2.1单母线完全电流差动母线保护

在母线的所有连接元件上装具有相同变比和特性的电流互感器，所有互感器的二次线圈在母线侧的端子互相连接，另一端的端子也互相连接，然后接入差动继电器，继电器中的电流即为各个二次电流的向量和。I-I

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-+++......1231.原理在正常运行及外部故障时，流入继电器的是由各互感器特性不同而引起的不平衡电流IunbI-I

-+++......123而当母线上故障时，则所有与电源连接的元件均向短路点供给短路电流，于是流入继电器的电流为：

此电流足够使差动继电器动作而起动出口继电器３，从而使所有连接元件的断路器跳闸。2.差动继电器启动电流整定原则：

——按如下条件整定，选择其中较大的一个躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流，当所有电流互感器均按10%误差曲线选择，且差动继电器采用具有速饱和铁芯的继电器时，其动作电流Ir.set可按以下计算：为防止在正常运行情况下，任一电流互感器二次回路断线时，引起保护装置误动作，起动电流应大于任一连接元件中最大的负荷电流IL.max3.灵敏系数校验当保护范围内部故障时，应采用下式校验灵敏系数：其中：Ik.min--应采用实际运行中可能出现的母线连接元件最少时，在母线上发生故障的最小短路电流值。

灵敏系数Ksen其值一般应不低于2按照母线保护装置输入阻抗的大小，可分为：低阻抗型母线保护（一般为几Ω）中阻抗型母线保护（一般为几百Ω）高阻抗型母线保护（一般为几千Ω）。4.母线保护常见类型

在外部故障时，非故障支路电流不很大，其TA不易饱和，但故障支路电流是集各电源支路电流之和，可能非常大，其TA可能极度饱和，这时一次电流大部分消耗在励磁上，传变到二次侧近似为零，故差动回路将流过很大的不平衡电流，从而引起差动保护误动。8.2.2高阻抗型母线电流差动保护I-I+++......123kU-U

+++......123k解决的办法是采用电压型差动继电器，由于电压差动继电器的内阻很高，非故障支路的二次电流都被故障支路TA的二次绕组旁路，故流入差动继电器的电流很小，差动继电器不会动作。..U-U

+++....123k当母线内部故障时，所有引出线电流都是流入母线的，所有支路的二次电流都流向电压差动继电器。由于其内阻很高，在电压差动继电器两端出现高电压，从而使保护动作。8.2.3比率制动式中阻抗型母线电流差动保护比率制动式中阻抗型母线电流差动保护，其动作判据可为最大值制动，即：或动作判据为模值和制动，即：其中：Kres—制动系数Ii—母线各连接元件TA二次电流值。--中的最大电流值Iset.0—动作电流门槛值8.2.4电流比相式母线保护1.