母线保护知识培训

母线保护第一部分母线保护概述母线故障对于系统的危害性

－－为什么要配置母线保护

母线是电力传输的重要组成部分.

母线保护的稳定、安全、可靠直接关系到电力系统的稳定性及供电的可靠性。据资料统计按发生事故原因分：设备老化、雷击、误操作列前三按电气设备故障分：隔离刀闸、断路器、互感器列前三GB/T14285-2006

《继电保护和电网安全自动装置技术规程》

对110kV双母线、220kV、550kV母线，应装设快速有选择地切除母线的保护：

110kV单母线、重要发电厂或110kV以上重要变电所的35kV～66kV母线，需要快速切除母线上的故障时

35kV～66kV电力网中，主要变电所的35kV一66kV双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电。

对发电厂和主要变电所的3kV～lOkV分段母线及并列运行的双母线，在下列情况下，应装设专用母线保护：

a)须快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证发电厂及电力网安全运行和重要负荷的可靠供电时；

b)当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。

母线差动保护同其它差动保护一样，其动作原理是建立在基尔霍夫电流定律的基础之上。

从电流幅值来看：正常运行及外部故障：ΣI=0内部故障：ΣI=IΣ

注意外部故障支路的电流！！双母线同时运行时的母线保护

在电厂以及变电所重要的高压母线上，为了提高供电可靠性，一般采用双母线运行的方式。要求：母线保护应具有选择故障母线能力、有选择地切除故障的母线。保护组成第一组由L1、L2、母联及差动继电器KD1组成。KD1为I组母线故障选择元件。第二组由L3、L4、母联及差动继电器KD2组成。KD2为段母线故障选择元件。第三组由所有线路及差动继电器KD3组成，作为整个保护起动元件。完全差动保护母线大差(总差动)回路：指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。母线大差比率差动是故障判别元件，用于判别母线区内和区外故障；（就可以不经闸刀回路，这是无延时切除母线故障的条件。）母线小差(分差动)回路：某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联开关和分段开关）电流所构成的差动回路。是选择元件，用于故障母线的选择；

母线总差动动作后根据母线分差动的动作有选择性地切除故障母线对电流互感器变比和极性的要求所有单元电流的总传变变比相同、极性一致

当主TA变比不一致时，可通过键盘整定差动判据中的各单元电流通道平衡系数，使所有单元电流的总传变变比相同。对双母线或单母线分段，母联单元视为I母上的普通单元，即母联TA极性必须与I母上其它单元的TA极性相同电流差动保护判据的计算采用电流瞬时值（采样值）算法第二部分

RCS－915微机保护装置主

机

机

箱装置硬件配置

装置核心部分采用Mortorola公司的32位单片微处理器MC68332，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，保护运算采用AD公司的高速数字信号处理（DSP）芯片。装置采样率为每周波24点。

输入电流、电压首先经隔离互感器传变至二次侧，成为小电压信号分别进入CPU板和管理板。CPU板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通讯及与面板CPU的通讯；管理板内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，另外，管理板还具有完整的故障录波功能，录波格式与COMTRADE格式兼容，录波数据可单独串口输出或打印输出。RCS-915AB保护功能分相式比率制动完全差动保护复合电压闭锁（低电压、负序电压、零序电压、突变量电压）线路断路器失灵保护母联断路器失灵保护母联死区保护母联充电保护母联过流保护TA断线告警、闭锁TV断线告警母线电压切换常规比例制动完全差动保护对于每相的差动：取各单元电流之和的绝对值作为差动电流，取各单元电流绝对值之和作为制动电流启动元件：（Iop：差动动作电流）动作元件：（Kres：制动系数（Kres<1））同时满足“启动元件”和“动作元件”时，差动保护动作于出口差动保护动作，其出口跳闸命令保持500ms后返回，以确保各断路器可靠跳闸。若差电流不返回，差动出口命令也不返回电流差动保护制动特性差动保护制动特性如下图所示，动作区范围与差动动作电流（Iop）及制动系数（Kres）的整定值有关，其动作拐点（Iop/Kres,Iop）。

的值有高、低两个定值。当双母线分列运行时取低值，当母联合位、投单母时及母联双跨时取高值。、两小差的值固定取高值。用谐波制动抗TA饱和。常规稳态比率差动继电器

工频变化量比率差动继电器()大差K’可整定，小差K’=0.75

其中K’为工频变化量比例制动系数，母联开关处于合闸位置以及投单母或刀闸双跨时取0.75，而当母线分列运行时则自动转用比率制动系数低值，小差则固定取0.75

工频变化量阻抗继电器()工频变化量阻抗继电器(）

实际使用时并留有一定裕度。工频变化量电压开放元件()电压开放元件（

）：：母线电压工频变化量瞬时值

：母线电压工频变化量浮动门坎：固定门槛无论何种故障，元件都会自适应地开放。自适应加权算法加权算法等权算法

以元件动作为基准时间，元件动作后和元件动作得越早加的权越大。当权值和达到阈值时发跳值命令。最多只计算半个周波的权值和。母线内短路时上述三个元件同时动作，加的权很大。所以用不了多长时间就可以发跳闸命令。保护动作得很快。母线外短路且TA饱和。元件短路后立即动作，但由于短路初始阶段TA是不饱和的，所以和元件一开始不动作。到TA饱和后才动作，所以加的权值小。半周内的权值和也达不到跳闸的阈值，所以差动保护不动作。自适应加权算法在3/2接线方式，或双母线等接线方式情况下发生电压互感器断线等无母线电压的情况下，此时工频变化量电压开放元件和工频变化量阻抗元件都不能工作，此时将工频变化量电压开放元件改为工频变化量电流标量和开放元件，工频变化量差动继电器动作后即给以加权值。并将权值略抬高。常规比率差动继电器

、

、

的

此继电器不经谐波制动和工频变化量比例差动构成与门分相式比例制动完全差动保护出口跳I母防拒动措施区外故障转区内故障，加权算法闭锁防拒动措施延时启动装置在比率差动连续动作500ms后将退出所有的抗饱和措施，仅保留比率差动元件，若其动作仍不返回则跳相应母线。后备保护回路延时250ms动作出口装置在比率差动连续动作500ms后将退出所有的抗饱和措施，仅保留比率差动元件，若其动作仍不返回则跳相应母线。

将1QK置于“双母”位置时，同时监测两段母线TV的输入电压量，任一段的电压动作均开放跳母联出口闭锁

。电压切换开关母线电压切换

当有一组PT检修或故障时，可利用屏上的电压切换开关进行切换。开关位置有双母，Ⅰ母、Ⅱ母三个位置

当置在双母位置，引入装置的电压分别为Ⅰ母、Ⅱ母TV来的电压;当置在Ⅰ母位置，引入装置的电压都为Ⅰ母电压，即UA2=UA1，UB2=UB1，UC2=UC1;当置在Ⅱ母位置，引入装置的电压都为Ⅱ母电压，即UA1=UA2，UB1=UB2，UC1=UC2。

母差保护的工作框图

母联断路器失灵保护

当母线保护判别到一段母线发生故障，保护向母联发跳令后，经整定延时（确保母联断路器可靠跳闸），若母联TA故障电流仍存在，则启动母联断路器失灵保护，动作于另一段母线保护的出口，从而彻底切除故障，保护装置发“母联失灵”动作信号。双母线母联单元热备用状态，母线保护按双母线分列运行时的保护逻辑判别及出口，I母小差及II母小差判据中不计入母联电流。断路器失灵保护对220kV及以上电压等级（包括一些重要的110kV）的母线，需配置断路器失灵保护。当母线上的联接单元（非母联）发生故障、保护动作而该单元断路器拒动，或故障发生在该单元断路器与电流互感器之间时，断路器失灵保护作为后备能够彻底切除故障。断路器失灵保护启动条件：联接单元的保护动作，经延时该单元故障电流不返回。断路器失灵按相启动断路器失灵保护跟跳延时虚框内应为母联充电保护的启动回路。充电保护已经启动，其开放时间为300ms。母联充电保护母联过流保护当利用母联断路器与线路断路器串联运行，母联保护作为线路的临时保护时可投入母联过流保护。

母联过流保护在任一相母联电流大于过流整定值或母联零序电流大于零序过流整定值时，经整定延时跳母联断路器。不经复合电压元件闭锁。母联非全相保护主判据：跳、合位置不一致辅助判据：母联非全相序电流母线运行方式变化时的自适应调整利用各连接元件电压切换继电器的接点作为开入量输入装置。装置根据该开入量的情况，将该连接元件的电流自动切换到相应的小差的电流计算中去。所以当母线运行方式变化时不必在二次回路中进行任何工作，装置能自动调整。当母线上发生短路时只切除故障母线。差动保护的自适应特性小差计算电流自动跟踪一次主接线方式

用闸刀辅助触点自动跟踪一次主接线方式，决定小差计算电流和故障母线的跳闸元件，做到故障母线无延时切除。差动元件比率制动系数的自适应：大差的自适应－－当母联断开时小差自适应－－当环型母线运行时自适应阻抗加权抗饱和判据

由ΔZ＝Δumax/ΔIcdzd的动作时间决定权值第三部分

RCS－915微机保护装置运行RCS-915AB微机保护装置菜单压板说明投母差保护投单母投母联充电投母联过流投断路器失灵投母联非全相MNP-3型模拟盘母线差动保护装置不断地对刀闸辅助触点进行自检，当发现与实际不符（如某条支路有电流而无刀闸位置），则发出刀闸位置报警，通知运行人员检修。在运行人员检修期间，可以通过模拟盘强制指定相应的刀闸位置，保证母差保护在此期间的正常运行。模拟盘的原理图如下：

MNP-3型模拟盘

装置液晶显示说明双母主接线方式，显示界面大致如下:

保护动作时液晶显示说明

当保护动作时，液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告，再根据当前是否有自检报告，液晶屏幕将可能显示以下两种界面：

保护动作时液晶显示说明有保护动作报告，没有自检报告，此时界面如下：

交流电压断线检查

1）母线负序电压3U2大于12V，延时1.25秒报该母线TV断线。2）母线三相电压幅值之和（|Ua|+|Ub|+|Uc|）小于Un，且母联或任一出线的任一相有电流（>0.04In）或母线任一相电压大于0.3Un，延时1.25秒延时报该母线TV断线。3）当用于中性点不接地系统时，将“投中性点不接地系统”控制字整定为1，此时TV断线判据改为3U2>12V或任一线电压低于70V。4）三相电压恢复正常后，经10秒延时后全部恢复正常运行。5）当检测到系统有扰动或任一支路的零序电流大于0.1In时不进行TV断线的检测，以防止区外故障时误判。6）若任一母线电压闭锁条件开放，延时3秒报该母线电压闭锁开放。

交流电流断线检查

1）任一支路3I0>0.25Iфmax+0.04In时延时5秒发该支路TA断线报警信号，对于母联支路发母联不平衡断线信号，该判据可由控制字选择退出。

2）差流大于TA断线整定值IDX，延时5秒发TA断线报警信号。3）大差电流小于TA断线整定值IDX，两个小差电流均大于IDX时，延时5秒报母联TA断线，当母联代路时不进行该判据的判别。4）如果仅母联TA断线不闭锁母差保护，但此时自动切到单母方式，发生区内故障时不再进行故障母线的选择。其它TA断线情况时均闭锁母差保护（其它保护功能不闭锁）。5）大差电流大于TA异常报警整定值IDXBJ时，延时5秒报TA异常报警；大差电流小于TA异常报警整定值IDXBJ，两个小差电流均大于IDXBJ时，延时5秒报母联TA异常报警。TA异常报警不闭锁母差保护。TA回路恢复正常后延时5秒TA异常报警信号自动复归。6）当母线电压异常（母差电压闭锁开放或母线电压3U0大