母线保护的配置及相应的保护

关于母线保护的配置及相应的保护时间：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第2页,共35页，2024年2月25日，星期天然后，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：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第3页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第4页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第5页,共35页，2024年2月25日，星期天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第6页,共35页，2024年2月25日，星期天一、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。第7页,共35页，2024年2月25日，星期天二、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tt-k++++

II-定子绕组过电流保护第8页,共35页，2024年2月25日，星期天

（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电源变压器的过电流保护高压母线低压母线第9页,共35页，2024年2月25日，星期天（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第10页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第11页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第12页,共35页，2024年2月25日，星期天三、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）不完全差动保护第13页,共35页，2024年2月25日，星期天（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。

第14页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第15页,共35页，2024年2月25日，星期天注意：

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

第16页,共35页，2024年2月25日，星期天（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。第17页,共35页，2024年2月25日，星期天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。

第18页,共35页，2024年2月25日，星期天四、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）第19页,共35页，2024年2月25日，星期天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ＴＡ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。第20页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第21页,共35页，2024年2月25日，星期天五、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。第22页,共35页，2024年2月25日，星期天（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。第23页,共35页，2024年2月25日，星期天原理接线图如下：KD1KD2KD3QF1QF2QF3QF4QF5ⅠⅡTA1TA2TA3TA456第24页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第25页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第26页,共35页，2024年2月25日，星期天综上所述，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。第27页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第28页,共35页，2024年2月25日，星期天（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。第29页,共35页，2024年2月25日，星期天原理接线图：QF1QF2QF3QF4QF5KAU3W3W2Wcd母联电流总差电流TA5TA1TA2TA3TA4第30页,共35页，2024年2月25日，星期天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。第31页,共35页，2024年2月25日，星期天总电流差动继电器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。第32页,共35页，2024年2月25日，星期天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