第六講 母線差動(dòng)保護(hù)

數(shù)字母線保南大學(xué)電氣工程系Yuanyubo@Yybseu@袁宇波母線故障和裝設(shè)母線保護(hù)基本原則

發(fā)電廠和變電所的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組無故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴(yán)重的后果。母線上發(fā)生的短路故障可能是各種類型的接地和相間短路故障。母線短路故障類型的比例與輸電線路不同。在輸電線路的短路故障中，單相接地故障約占故障總數(shù)的80％以上。而在母線故障中，大部分故障是由絕緣子對(duì)地放電所引起的，母線故障開始階段大多表現(xiàn)為單相接地故障，而隨著短路電弧的移動(dòng)，故障往往發(fā)展為兩相或三相接地短路。一般來說，不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。例如：（1）如圖8-1所示的發(fā)電廠采用單母線接線，此時(shí)母線上的故障就可以利用發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)使發(fā)電機(jī)的斷路器跳閘予以切除；（2）如圖8-2所示的降壓變電所，其低壓側(cè)的母線正常時(shí)分開運(yùn)行，則低壓母線上的故障就可以由相應(yīng)變壓器的過電流保護(hù)使變壓器斷路器跳閘予以切除；（3）如圖8-3所示的雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)（或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)），當(dāng)變電所B母線上d點(diǎn)短路時(shí)，則可以由保護(hù)1和4的第II段動(dòng)作予以切除，等等。利用發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)切除母線故障

利用變壓器的過電流保護(hù)切除低壓母線故障

在雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)上，利用電源側(cè)的保護(hù)切除母線故障

當(dāng)利用供電元件的保護(hù)裝置切除母線故障時(shí)，故障切除的時(shí)間一般較長(zhǎng)。此外，當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線為分段單母線時(shí)，上述保護(hù)不能保證有選擇性地切除故障母線。此外超高壓樞紐變電站和大型發(fā)電廠母線為分段單母線時(shí)，上述保護(hù)不能保證有選擇性地切除故障母線。此外超高壓樞紐變電站和大型發(fā)電廠的母線聯(lián)系著各個(gè)地區(qū)系統(tǒng)和各臺(tái)大型發(fā)電機(jī)組，母線發(fā)生短路直接破壞了各部分系統(tǒng)之間或各臺(tái)機(jī)組之間的同步運(yùn)行，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全供電。雖然母線短路幾率比輸電線短路低的多，但一旦發(fā)生，后果特別嚴(yán)重。因此對(duì)那些威脅電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、使發(fā)電廠廠用電及重要負(fù)荷的供電電壓低于允許值（一般為額定電壓的60％）的母線故障，必須裝設(shè)有選擇性的快速母線保護(hù)。

因此，在下列情況下應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)：

（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（或段）母線上所發(fā)生的故障，而另一組（或段）無故障的母線仍能繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。（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(dòng)保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。

母線差動(dòng)保護(hù)基本原理

為滿足速動(dòng)性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動(dòng)原理構(gòu)成的。實(shí)現(xiàn)母線差動(dòng)保護(hù)所必須考慮的特點(diǎn)是在母線上一般連接著較多的電氣元件（如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等）。因此，就不能像發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)那樣，只用簡(jiǎn)單的接線加以實(shí)現(xiàn)。但不管母線上元件有多少，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則仍是適用的，即：（1）在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為:（2）當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與母線連接的元件都向故障點(diǎn)供給短路電流或流出殘留的負(fù)荷電流，按基爾霍夫電流定律，（短路點(diǎn)的總電流）；（3）如從每個(gè)連接元件中電流的相位來看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體說來，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其它元件中的電流是接近同相位的。根據(jù)原則（1）和原則（2）可構(gòu)成電流差動(dòng)保護(hù)，根據(jù)原則（3）可構(gòu)成電流比相式差動(dòng)保護(hù)。單母線完全電流差動(dòng)母線保護(hù)

完全電流差動(dòng)母線保護(hù)的原理接線如圖所示，為一次電流，為二次電流。在母線的所有連接元件上裝設(shè)具有相同變比和特性的電流互感器。因?yàn)樵谝淮蝹?cè)電流總和為零時(shí)，母線保護(hù)用電流互感器（TA）必須具有相同的變比，才能保證二次側(cè)的電流總和也為零。所有TA的二次側(cè)同極性端連接在一起，接至差動(dòng)繼電器中。這樣，繼電器中的電流即為各個(gè)母線連接元件二次電流的向量和。

實(shí)際上由于TA有誤差，因此在母線正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，繼電器中有不平衡電流出現(xiàn)；而當(dāng)母線上故障時(shí)，則所有與電源連接的元件都向d點(diǎn)供給短路電流，于是流入繼電器的電流為

即為故障點(diǎn)的全部短路電流，此電流足夠使差動(dòng)繼電器動(dòng)作而起動(dòng)出口繼電器，使連接元件的斷路器跳閘。差動(dòng)繼電器的起動(dòng)電流應(yīng)按如下條件考慮，并選擇其中較大的一個(gè)：

式中——可靠系數(shù)，取為1.3；——在母線范圍外任一連接元件上短路時(shí)，流過差動(dòng)保護(hù)TA一次側(cè)的最大短路電流；

——母線保護(hù)用TA的變比。（1）躲開外部故障時(shí)所產(chǎn)生的最大不平衡電流，當(dāng)所有電流互感器均按10%誤差曲線選擇，且差動(dòng)繼電器采用具有速飽和鐵心的繼電器時(shí)，其動(dòng)作電流可按下式計(jì)算：

（2）由于母線差動(dòng)保護(hù)電流回路中連接的元件較多，接線復(fù)雜，因此，TA二次回路斷線的幾率比較大。為了防止在正常運(yùn)行情況下，任一TA二次回路斷線引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作，動(dòng)作電流應(yīng)大于任一連接元件中最大的負(fù)荷電流，即

當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)采用下式校驗(yàn)靈敏系數(shù)，其值一般應(yīng)不低于2。

式中——在母線上發(fā)生故障的最小短路電流門檻值。完全電流差動(dòng)保護(hù)方式原理比較簡(jiǎn)單，通常適用于單母線或雙母線經(jīng)常只有一組母線運(yùn)行的情況。高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)

在母線發(fā)生外部短路時(shí)，一般情況下，非故障支路電流一般不很大，它們的TA不易飽和，但是故障支路電流集各電源支路電流之和，可能非常之大，它的TA就可能極度飽和，相應(yīng)的勵(lì)磁阻抗必然很小，極限情況近似為零。這時(shí)雖然一次電流很大，但其幾乎全部流入勵(lì)磁支路，二次電流近似為零。這時(shí)差動(dòng)繼電器中將流過很大的不平衡電流，上節(jié)中介紹的完全電流差動(dòng)保護(hù)將誤動(dòng)作。為避免上述情況下母線保護(hù)的誤動(dòng)，將圖中的電流差動(dòng)繼電器可以改用內(nèi)阻很高的電壓繼電器，其阻抗值很大，一般約為2.5～7.5kΩ。高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)的原理接線如下圖所示。

假設(shè)母線上連接有條支路（如圖8-5所示），第條支路為故障支路，母線外部短路的等值回路如圖8-6所示。圖中虛線框內(nèi)為故障支路TA的等效回路，為勵(lì)磁阻抗，和分別為TA一次和二次繞組漏抗，為故障支路TA至電壓繼電器二次回路的阻抗值（二次回路連線阻抗值），為電壓差動(dòng)繼電器的內(nèi)阻。在外部短路時(shí)，若電流互感器無誤差，則非故障支路二次電流之和與故障支路二次電流大小相等、方向相反，此時(shí)差動(dòng)繼電器（不論是電流型的還是電壓型的）中電流為零，非故障支路二次電流都流入故障支路TA的二次繞組。外部短路最嚴(yán)重的情況是故障支路的TA出現(xiàn)極度飽和的情況，其勵(lì)磁阻抗近似為零，一次電流全部流入勵(lì)磁支路。由于電壓繼電器的內(nèi)阻很高，非故障支路二次電流都流入故障支路TA的二次繞組，差動(dòng)繼電器中電流仍然很小，不會(huì)動(dòng)作。在內(nèi)部短路時(shí)所有引出線電流都是流入母線的，所有支路的二次電流都流向電壓繼電器。由于其內(nèi)阻很高，電壓繼電器端出現(xiàn)高電壓，于是電壓繼電器動(dòng)作。高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)的接線簡(jiǎn)單、選擇性好、靈敏度高，在一定程度上可防止母線發(fā)生外部短路并且TA飽和時(shí)母線保護(hù)的誤動(dòng)作。但高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)要求各個(gè)支路TA的變比相同，TA二次側(cè)電阻和漏抗要小。TA的二次側(cè)要盡可能在配電裝置處就地并聯(lián)，以減小二次回路連線的電阻。因而此種母線保護(hù)一般只適用于單母線。此外，由于二次回路阻抗較大，在區(qū)內(nèi)故障的大故障電流情況下，TA二次側(cè)可能出現(xiàn)相當(dāng)高的電壓，因此必須對(duì)二次電流回路的電纜和其它部件采取加強(qiáng)絕緣水平的措施。

具有比率制動(dòng)特性的中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)

將比率制動(dòng)的電流型差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用于母線，動(dòng)作判據(jù)可為最大值制動(dòng)：

或模值和制動(dòng)：

當(dāng)母線外部短路而使故障支路的TA嚴(yán)重飽和時(shí)，該TA二次電流接近于零，使式（8-5）和式（8-6）中失去一個(gè)最大的制動(dòng)電流。為了彌補(bǔ)這一缺陷，可在差動(dòng)回路中適當(dāng)增加電阻，如圖8-6，即使得因第條故障支路TA嚴(yán)重飽和而使流向繼電器的二次電流＝0，該TA的二次回路（回路）仍流過電流，此電流從其他支路流入，起制動(dòng)作用。由于保留了比率制動(dòng)特性，這種保護(hù)差動(dòng)回路的電阻不必象高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)回路內(nèi)阻那么高，也就不需要有限制高電壓的措施。由于這種保護(hù)差動(dòng)回路的電阻高于電流型差動(dòng)保護(hù)而低于高阻抗母線差動(dòng)保護(hù)，故稱之為中阻抗式母線差動(dòng)保護(hù)。

電流比相式母線保護(hù)

電流差動(dòng)保護(hù)要求在母線外部短路或正常運(yùn)行時(shí)的二次電流總和。由于在實(shí)際運(yùn)行中TA特性總是存在差異，差流中不平衡電流較大，這必然會(huì)影響電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。這里介紹一種僅僅比較電流相位關(guān)系的比相式母線保護(hù)。電流比相式母線保護(hù)的基本原理是根據(jù)母線在內(nèi)部故障和外部故障時(shí)各連接元件電流相位的變化來實(shí)現(xiàn)的。眾所周知，當(dāng)母線發(fā)生短路時(shí)，各有源支路的電流相位幾乎是一致的；當(dāng)外部發(fā)生短路時(shí)，非故障有源支路的電流流入母線，故障支路的電流則流出母線，兩者相位相反，利用這種相位關(guān)系來構(gòu)成電流比相式母線保護(hù)。

雙母線固定聯(lián)接的母線差動(dòng)保護(hù)

雙母線是發(fā)電廠和變電所中廣泛采用的一種母線方式。在發(fā)電廠以及重要變電所的高壓母線上，一般都采用雙母線同時(shí)運(yùn)行（母線聯(lián)絡(luò)斷路器經(jīng)常投入），而每組母線上連接一部分（大約1/2）供電和受電元件的方式。這樣，當(dāng)任一組母線上發(fā)生故障，可只短時(shí)影響到一半的負(fù)荷供電，而另一組母線上的連接元件仍可繼續(xù)運(yùn)行，這就大大提高了供電的可靠性。為此，要求母線保護(hù)具有選擇故障母線的能力?，F(xiàn)就幾種實(shí)現(xiàn)方法分析說明如下。一般情況下，雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，每組母線上連接的供電元件和受電元件的連接方式較為固定，因此有可能裝設(shè)元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)。

一般情況下，雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，每組母線上連接的供電元件和受電元件的連接方式較為固定，因此有可能裝設(shè)元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)。元件固定連接的電流差動(dòng)保護(hù)的主要部分由三組差動(dòng)保護(hù)組成。如圖8-7所示，第一組由TA1、TA2、TA5和差動(dòng)繼電器KD1（I母分差動(dòng)）組成，用以選擇第Ⅰ組母線上的故障；第二組由TA3、TA4、TA6和差動(dòng)繼電器KD2（Ⅱ母分差動(dòng)）組成，用以選擇第Ⅱ組母線上的故障；第三組實(shí)際上是由TA1、TA2、TA3、TA4和差動(dòng)繼電器KD3組成的一個(gè)完全電流差動(dòng)（總差動(dòng)）保護(hù)，當(dāng)任一組母線上發(fā)生故障時(shí)，它都起動(dòng)，而當(dāng)母線外部故障時(shí)，它不動(dòng)作，在正常運(yùn)行方式下，它作為整個(gè)保護(hù)的起動(dòng)元件，當(dāng)固定接線方式破壞并保護(hù)范圍外部故障時(shí)，可防止保護(hù)的非選擇性動(dòng)作。

如圖8-8所示，當(dāng)正常運(yùn)行及母線外部故障（d點(diǎn)）時(shí)，流經(jīng)繼電器KD1、KD2和KD3的電流均為不平衡電流，保護(hù)裝置已從定值上躲開，不會(huì)誤動(dòng)作。如圖8-9所示，當(dāng)?shù)冖窠M母線上（d點(diǎn)）短路時(shí)，由電流的分布情況可見，繼電器KD1和KD3中流入全部故障電流，而繼電器KD2中為不平衡電流，于是KD1和KD3起動(dòng)。KD3動(dòng)作后使母聯(lián)斷路器QF5跳閘。KD1動(dòng)作后即可使斷路器QF1和QF2跳閘，并發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。這樣就把發(fā)生故障的第Ⅰ組母線從電力系統(tǒng)中切除了，而沒有故障的第Ⅱ組母線仍可繼續(xù)運(yùn)行。同理可分析當(dāng)?shù)冖蚪M母線上某點(diǎn)短路時(shí)，只有KD2和KD3動(dòng)作，最后由斷路器QF3、QF4和QF5跳閘切除故障。

在固定連接方式破壞時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作情況將發(fā)生變化。例如當(dāng)連接支路1自母線Ⅰ切換到母線Ⅱ上工作時(shí)，由于差動(dòng)保護(hù)的二次回路不能隨著切換，因此，按原有接線工作的Ⅰ、Ⅱ兩組母線的差動(dòng)保護(hù)都不能正確反映母線上實(shí)際連接元件的之值，因而在KD1和KD2中將出現(xiàn)差電流。在這種情況下保護(hù)的動(dòng)作將無法選擇在哪一組母線上發(fā)生了故障?？v上所述，當(dāng)母線按照固定連接方式運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置可以保證有選擇性地只切除發(fā)生故障的一組母線，而另一組母線可繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)固定接線方式破壞時(shí)，任一母線上的故障都將導(dǎo)致切除兩組母線，即保護(hù)失去選擇性。因此從保護(hù)的角度看，就希望盡量保證固定接線的運(yùn)行方式不被破壞，這就必然限制了電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行地靈活性，這是此種保護(hù)的主要缺點(diǎn)。

母聯(lián)電流比相式母線差動(dòng)保護(hù)

母聯(lián)電流比相式母線差動(dòng)保護(hù)是在具有固定連接元件的母線電流差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，它基本上克服了后者缺乏靈活性的缺點(diǎn)，使之更適于作母線連接元件運(yùn)行方式常常改變的母線保護(hù)。母聯(lián)電流比相式母線保護(hù)的原理接線如圖8-10所示。

此母線保護(hù)包括一個(gè)起動(dòng)元件KST和一個(gè)選擇元件KD。起動(dòng)元件接在除母聯(lián)斷路器外所有連接元件的二次電流之和回路中，它的作用是區(qū)分兩組母線的內(nèi)部和外部短路故障。只有在母線發(fā)生短路時(shí)，起動(dòng)元件動(dòng)作后整組母線保護(hù)才得以起動(dòng)。選擇元件KD是一個(gè)電流相位比較繼電器。它的一個(gè)線圈接入除母聯(lián)斷路器之外其他連接元件的二次電流之和，另一個(gè)線圈則接在母聯(lián)斷路器的電流互感器二次側(cè)。它利用比較母聯(lián)斷路器中電流與總差動(dòng)電流的相位作為故障母線的選擇元件。這是因?yàn)楫?dāng)?shù)冖窠M母線上故障時(shí)，流過母聯(lián)斷路器的短路電流是由母線Ⅱ流向母線Ⅰ，而當(dāng)?shù)冖蚪M母線上故障時(shí)，流過母聯(lián)斷路器的短路電流則是由母線Ⅰ流向母線Ⅱ。在這兩種故障情況下，母聯(lián)斷路器電流相位變化了180°，而總差動(dòng)電流是反應(yīng)母線故障的總電流，其相位是不變的。因此利用這兩個(gè)電流的相位比較，就可以選擇出故障母線，并切除選擇出的故障母線上的全部開關(guān)?；谶@種原理，當(dāng)母線上故障時(shí)，不管母線上的元件如何連接，只要母聯(lián)斷路器中有電流流過，選擇元件KD就能正確動(dòng)作。因此對(duì)母線上的元件就無需提出固定連接的要求，這是母聯(lián)電流比相式母線差動(dòng)保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)，它有利于用在連接元件切換較多的場(chǎng)合。母線保護(hù)常見類型及特點(diǎn)比較

按照母線保護(hù)裝置差電流回路輸入阻抗的大小，可將其分為低阻抗型母線保護(hù)（一般為幾Ω），中阻抗型母線保護(hù)（一般為幾百Ω）和高阻抗型母線保護(hù)（一般為幾千Ω）。常規(guī)的母線保護(hù)及目前使用的數(shù)字式母線保護(hù)均為低阻抗型母線保護(hù)。低阻抗母線保護(hù)裝置比較簡(jiǎn)單，一般采用先進(jìn)的、久經(jīng)考驗(yàn)的判據(jù)，系統(tǒng)的監(jiān)視較為簡(jiǎn)單。但低阻抗母線保護(hù)在外部故障TA飽和時(shí)，母線差動(dòng)繼電器中會(huì)出現(xiàn)較大不平衡電流，可能使母差保護(hù)誤動(dòng)作。目前數(shù)字式低阻抗母線保護(hù)中可通過采用TA飽和識(shí)別和閉鎖輔助措施，能有效地防止TA飽和引起的誤動(dòng)。因此，數(shù)字式低阻抗母線保護(hù)在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。高阻抗型母線差動(dòng)保護(hù)（參見8.2.2小節(jié)）較好地解決了母線區(qū)外故障TA飽和時(shí)保證保護(hù)不誤動(dòng)的問題。但在母線內(nèi)部故障時(shí)，TA的二次側(cè)可能出現(xiàn)過高電壓，對(duì)繼電器可靠工作不利，且要求TA的傳變特性完全一致、變比相同，這對(duì)于擴(kuò)建的變電站來說較難做到。中阻抗型母線保護(hù)方案于60年代末在IEEE上發(fā)表，70年代初由瑞典ASEA公司（現(xiàn)ABB公司）研制出基于中阻抗方案的RADSS母線保護(hù)。中阻抗型母線差動(dòng)保護(hù)將高阻抗的特性和比率制動(dòng)特性兩者有效結(jié)合，在處理TA飽和方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它以電流瞬時(shí)值作測(cè)量比較，測(cè)量元件和差動(dòng)元件多為集成電路或整流型繼電器，當(dāng)母線內(nèi)部故障時(shí)，動(dòng)作速度極快，一般動(dòng)作時(shí)間小于10ms，因此又被稱為“半周波繼電器”。目前在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。按照母線的接線方式對(duì)母線保護(hù)分類，主要有單母分段、雙母線、雙母帶旁路（專用旁路或母聯(lián)兼旁路）、雙母單分段、雙母雙分段、1/2接線母線保護(hù)等。橋式接線和四邊形接線母線不用專用母線保護(hù)。

數(shù)字式母線保護(hù)的基本判據(jù)及算法

數(shù)字式母線保護(hù)主要采用電流差動(dòng)母線保護(hù)原理。此外由于數(shù)字式保護(hù)的特點(diǎn)，一些保護(hù)原理得以充分發(fā)揮自身性能優(yōu)勢(shì)。本節(jié)將就目前數(shù)字式母線保護(hù)普遍采用的普通比率制動(dòng)特性、復(fù)式比率制動(dòng)特性和故障分量比率制動(dòng)特性母線差動(dòng)保護(hù)的判據(jù)及算法進(jìn)行介紹。

由于比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)判據(jù)是建立在基爾霍夫電流定律的基礎(chǔ)之上的，它反映了各個(gè)連接元件電流的向量和，在通常情況下能保證在區(qū)外故障時(shí)具有良好的選擇性，在區(qū)內(nèi)故障時(shí)有較高的靈敏度，因此在數(shù)字式母線保護(hù)被廣泛應(yīng)用。

復(fù)式比率制動(dòng)特性母線差動(dòng)保護(hù)

普通比率制動(dòng)特性電流差動(dòng)保護(hù)利用穿越性故障電流作為制動(dòng)電流克服差動(dòng)不平衡電流，以防止在外部短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。但在母線內(nèi)部短路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)繼電器中也有制動(dòng)電流，尤其是在1斷路器接線的母線中可能有部分故障電流流出母線，加大了制動(dòng)量，在此種情況下普通的比率制動(dòng)特性的母線保護(hù)的靈敏度將有所下降。為了提高比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)的靈敏性，希望進(jìn)一步降低在發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)的制動(dòng)電流。

理想條件下在母線外部短路時(shí)差動(dòng)電流為零，則式（8-8）中第二式的左邊為零；在內(nèi)部短路時(shí)式（8-8）第二式的左邊分母近似為零，則式（8-8）左側(cè)很大。可見復(fù)式比率差動(dòng)保護(hù)測(cè)量到的比率在內(nèi)部和外部短路兩種狀態(tài)下擴(kuò)展到了理想的極限，使得制動(dòng)系數(shù)有極廣的范圍可以選擇。所以復(fù)式比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)較普通比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)具有更加良好的選擇性。從理論上也可分析出復(fù)式差動(dòng)原理和普通差動(dòng)保護(hù)相互之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3.故障分量比率制動(dòng)特性母線差動(dòng)保護(hù)將故障分量比率制動(dòng)特性應(yīng)用于母線差動(dòng)保護(hù)中可避免故障前的負(fù)荷電流對(duì)比例制動(dòng)特性產(chǎn)