母線保護的配置及相應的保護

母線保護的配置及相應的保護原理

2021/5/91時間：地點：人員：首先講述了母線故障產(chǎn)生的原因，主要為套管及絕緣子閃絡(luò)，電壓互感器故障及操作人員誤操作等。然后***為大家講解了母線故障的保護方法，主要有兩種：利用相鄰元件保護裝置切除故障和裝設(shè)專門的母線保護2021/5/92然后，大家就此展開了激烈的討論，深入淺出，大家伙對母線保護的理解越來越透徹，此次討論歷時1h。時間：地點：今天大家主要討論母線保護的基本原理及雙母線同時運行的差動保護2021/5/93888同學第一個發(fā)言詳細的為大家講解了母線保護的基本原理以及差動保護的基本原則。999同學緊隨其后為大家介紹了母線電流差動保護。大家就此展開了激烈的討論，其主要內(nèi)容是電流差動保護的基本原理以及動作電流的整定等諸多問題。000同學不甘示弱，為大家講解了電流相位比較式保護及其工作原理，還有它的特點。2021/5/94111同學發(fā)言，介紹了母線差動保護的分類，及其分類依據(jù)。然后大家就雙母線同時運行的母線差動保護進行了討論，主要討論了兩種方法的接線圖、工作原理、適用范圍、優(yōu)缺點、動作工程等。此次討論歷時一個半小時。2021/5/95母線保護討論成果介紹母線的故障母線故障的保護方法概述母線保護的基本原理母線差動保護分類雙母線同時運行的母線差動保護一個半斷路器接線的母線保護2021/5/96一、母線的故障

母線是電力系統(tǒng)中的一個重要元件，當母線上發(fā)生故障時，將使連接在母線的所有元件在修復故障母線期間或轉(zhuǎn)換到另一組無故障的母線上運行以前被迫停電，此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電站母線上發(fā)生故障時，可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴重的后果。2021/5/97二、母線故障的保護方法概述1.利用相鄰元件保護裝置切除母線故障（1）發(fā)電廠采用單母線接線，母線上的故障可利用發(fā)電機的定子過電流保護使發(fā)電機的斷路器跳閘予以切除tt-k++++

II-定子繞組過電流保護2021/5/98

（2）對降壓變電所，其低壓母線采用單母線分段，正常時分開運行，低壓母線上的故障可以由相應變壓器的過電流保護使變壓器的斷路器跳閘于以切除。t++-t++

-IIk電源變壓器的過電流保護高壓母線低壓母線2021/5/99（3）對雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)（或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)當變電所Ｂ母線故障時可由保護１和４的Ⅱ段動作于以切除

k1234ABCＢ變電所母線52021/5/9102.裝設(shè)專門的母線保護

若母線故障時電壓降低影響全系統(tǒng)的供電質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定運行，必須快速切除，用所連接元件的后備保護切除母線故障，時間較長，使系統(tǒng)電壓長時間降低，不能保證安全連續(xù)供電，甚至造成系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞。此外，當雙母線同時運行或單母線分段時，利用相鄰元件后備保護不能保證快速有選擇性地切除故障母線。應設(shè)置專門的母線保護。2021/5/911裝設(shè)母線保護的原則？1）在110kV及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組母線上所發(fā)生的故障，而另一組無故障母線仍能繼續(xù)運行，應裝設(shè)專用的母線保護。2）110kV及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35kV母線或高壓側(cè)為110kV及以上的重要降壓變電所的35kV母線，按照裝設(shè)全線速動保護的要求必須快速切除母線上的故障時，應裝設(shè)專用母線保護。2021/5/912三、母線保護的基本原理1.母線電流差動保護按保護范圍分類：

1）完全差動保護

2）不完全差動保護2021/5/913（1）完全差動保護

母線完全差動保護是將母線上所有的各連接支路的電流互感器按同名相、同極性接到差流回路；各支路應采用具有相同變比和特性的電流互感器，若電流互感器變比不相同時可采用中間變流器等方式進行補償，以保證在母線無故障情況下滿足母線流入流出電流矢量和為零。

2021/5/914正常運行及外部故障時，母線流入流出電流矢量和為零，母線中差流回路中的電流互感器特性不同而引起的不平衡電流，其值相對較小。當母線上某點發(fā)生短路時，所有與電源連接的支路都向該點供給短路電流，從而導致母線差流回路中電流很大，母線差動保護動作，使所有連接支路的斷路器跳閘。2021/5/915注意：

1）實際應用中，為了提高母線完全電流差動保護的靈敏度，仍需采取措施解決外部故障時差流回路的不平衡電流問題。

2）母線的完全電流差動保護原理簡單，適用于單母線或雙母線經(jīng)常只有一組母線運行的情況

2021/5/916（2）母線不完全電流差動保護

母線不完全電流差動保護，只是將連接于母線的各有電源支路的電流接入差流回路，而無電源支路的電流不接入差流回路。因而在無電源支路上發(fā)生的故障被認為是母線差動保護范圍內(nèi)的故障。此時差動保護的定值應大于所有這種線路的最大負荷電流和，這樣正常運行下才不會誤動作。2021/5/9172.電流相位比較式母線保護

電流相位比較母線保護基本原理是根據(jù)母線在內(nèi)部故障和外部故障是各連接支路電流相位的變化來實現(xiàn)的。（1）當母線正常運行及外部故障時，母線上兩個連接支路上電流大小相等相位相差180°。（2）當母線內(nèi)部故障時，兩個連接支路的電流在理想情況下，相位相同。對母線上各支路電流進行相位比較，便可判斷內(nèi)部或外部故障。

2021/5/918四、母線差動保護的分類按照差流回路的電阻大小，可分為:

低阻抗型母線差動保護（一般為幾Ω）中阻抗型母線差動保護（一般為幾百Ω）高阻抗型母線差動保護（一般為幾千Ω）2021/5/919低阻抗型母線差動保護必須抬高定值，火彩群復雜的制動措施，或采取可靠的電流互感器ＴＡ飽和判別，以防止母線差動保護誤動。低阻抗型母線保護差流回路中的差動繼電器一般采取內(nèi)阻很低的電流差動繼電器，故又稱為電流型母線差動保護。高阻抗型母線差動保護，又稱為電壓型母線差動保護。高阻抗型母線差流回路阻抗很大，因此可減小外部故障支路電流互感器ＴＡ飽和時差流回路的不平衡電流，不需要制動。2021/5/920中阻抗型母線差動保護實際上是上述兩種母線差動保護的折中方案。差流回路接入一定的阻抗，約３００歐姆，采用特殊的制動回路既能減小不平衡電流的影響，又不產(chǎn)生危險的過電壓，不需要專門的過電壓保護回路。2021/5/921五、雙母線同時運行時的母線差動保護

雙母線是發(fā)電廠和變電所中廣泛采用的一種母線方式。對于雙母線經(jīng)常以一組母線運行的方式，在母線發(fā)生故障后，將造成全部停電，需把所有連接元件倒換至另一組母線上才能恢復供電，這是一個很大的缺點。對于發(fā)電廠和重要變電站的高壓母線，一般采用雙母線同時運行，母線聯(lián)絡(luò)斷路器處于投入狀態(tài)。2021/5/922（1）雙母線固定連接方式的完全電流差動保護

雙母線同時運行時，每組母線上都固定連接約二分之一的供電電源和輸電回路。這種母線運行方式稱為固定連接式母線。這種母線的差動保護稱為固定連接式母線電流差動保護。2021/5/923原理接線圖如下：KD1KD2KD3QF1QF2QF3QF4QF5ⅠⅡTA1TA2TA3TA4562021/5/9241.基本工作原理保護功能組成部分（三組差動保護）：

（1）第一組由母線Ⅰ的小差動，即構(gòu)成母線Ⅰ故障的保護組成，包括電流互感器TA1，TA2，TA6，以及差動繼電器KD1。（2）第二組由母線Ⅱ的小差動，即構(gòu)成選擇母線Ⅱ故障的保護，包括電流互感器TA3，TA4，TA5，以及差動繼電器KD2。（3）第三組由母線Ⅰ、Ⅱ的大差動，即構(gòu)成母線Ⅰ、Ⅱ故障均在內(nèi)的保護，包括電流互感器TA3，TA4，TA5,以及差動繼電器KD2。2021/5/925

母線差動保護動作情況當母線正常運行或區(qū)外故障時，流經(jīng)差動繼電器KD1、KD2、KD3的電流均為不平衡電流，而差動保護的動作電流按躲過外部故障時最大不平衡電流來整定的，因此差動保護不會動作。區(qū)內(nèi)故障，母線差動保護的動作邏輯是差動繼電器KD3首先動作并跳開母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF5，之后差動繼電器KD1仍有二次故障電流流過，即對母線1的故障具有選擇性，動作于跳開母線1上連接支路的斷路器QF1、QF2；而差動繼電器KD2無二次故障電流流過，因此，無故障的母線2繼續(xù)保持運行。2021/5/926綜上所述，差動繼電器KD1、KD2分別只反映母線1、2的故障，也稱之為小差動，或故障母線選擇元件。差動繼電器KD3反應與兩個母線中一母線的故障，作為母線保護啟動元件，稱為大差動。2021/5/9272.雙母線固定連接方式破壞后母線差動保護的工作情況正常運行或區(qū)外故障時，在雙母線固定連接被破壞時候，作為啟動元件的差動繼電器KD3能夠防止外部故障是差動保護的誤動作。區(qū)內(nèi)故障時，母線差動保護的動作邏輯時繼電器KD3首先動作于跳開母聯(lián)斷路器，之后差動繼電器KD1、KD2上仍有二次故障電流流過，因此，差動繼電器KD1、KD2不能起到選擇故障母線的作用，兩者均動作并切除母線1與母線2。2021/5/928（2）母聯(lián)電流相位比較式差動保護母聯(lián)電流相位比較式差動保護適用于雙母線連接支路運行方式經(jīng)常改變的母線上。2021/5/929原理接線圖：QF1QF2QF3QF4QF5KAU3W3W2Wcd母聯(lián)電流總差電流TA5TA1TA2TA3TA42021/5/9301、基本工作原理

母聯(lián)電流差動保護主要由兩部分組成：第一部分由電流互感器TA1-TA4，以及總電流差動繼電器KA組成。第二部分由電流互感器TA1-TA4的總差流、母聯(lián)斷路器的電流互感器TA5和相位比較繼電器KP組成。2021/5/931總電流差動繼電器KA僅在母線范圍內(nèi)故障時才動作，它是母聯(lián)電流相位差動保護的啟動元件。KA在正常運行或外部故障時不動作，起閉鎖保護的作用。相位比較繼電器KP比較總差流與母聯(lián)互感器TA5二次電流的相位，實現(xiàn)對故障母線的選擇。2021/5/932

母聯(lián)電流差動保護動作情況在正常運行或區(qū)外運行時，母聯(lián)相位差動保護中的總電流差動繼電器KA不啟動，因此母聯(lián)保護不會誤動作。任意母線故障時，流入KA的總差動電流的相位是不變的，而流過母聯(lián)的電流方向取決于故障母線，即在兩個母線上故障時母聯(lián)電流相位相差180°。2021/5/933六、一個半斷路