繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)

目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 1\o"CurrentDocument"第一部分繼電保護(hù)概述 2\o"CurrentDocument"1.1繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展 2\o"CurrentDocument"1.2繼電保護(hù)的種類(lèi) 2\o"CurrentDocument"1.3繼電保護(hù)的分類(lèi) 3\o"CurrentDocument"1.4系統(tǒng)保護(hù)概述 3\o"CurrentDocument"1.5繼電保護(hù)的條件 4\o"CurrentDocument"1.6對(duì)繼電保護(hù)的要求 5\o"CurrentDocument"1.7繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu) 6\o"CurrentDocument"第二部分母線保護(hù)的概述 7\o"CurrentDocument"2.1母線保護(hù)的重要性 7\o"CurrentDocument"2.2母線保護(hù)的要求及原理 7\o"CurrentDocument"2.3母線保護(hù)的相關(guān)技術(shù)原則 9\o"CurrentDocument"2.4母線保護(hù)反措要求 10\o"CurrentDocument"2.5裝設(shè)母線保護(hù)的基本整定原則 10\o"CurrentDocument"2.5.1母線完全差點(diǎn)保護(hù) 11\o"CurrentDocument"2.5.2固定連接母線的差動(dòng)保護(hù) 12\o"CurrentDocument"2.5.3電流比相式母線保護(hù) 14\o"CurrentDocument"總結(jié) 18致謝 19\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 20母線是電力系統(tǒng)變電站中最重要的設(shè)備之一，它起著匯集和分配電能的作用。母線保護(hù)是保障母線安全和可靠運(yùn)行的保護(hù)設(shè)備。獲取保護(hù)性能和可靠性更高的母線保護(hù)技術(shù)是母線保護(hù)研究的方向。母線保護(hù)相關(guān)技術(shù)是以繼電保護(hù)技術(shù)為基礎(chǔ)的研究對(duì)象，圍繞母線保護(hù)裝置在設(shè)計(jì)整定、保護(hù)安裝、靈敏性調(diào)試和安全運(yùn)行各個(gè)階段相關(guān)技術(shù)原則和母線保護(hù)裝置的相關(guān)反措要求等方面開(kāi)展研究。關(guān)鍵詞：母線保護(hù)技術(shù)原理整定計(jì)算第一部分繼電保護(hù)概述研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工作情況，以探討其對(duì)策的反應(yīng)事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害，所以沿稱(chēng)繼電保護(hù)。1.1繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工作情況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或者給出信號(hào)由值班人員消除異常工況的根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。簡(jiǎn)史19世紀(jì)的最后25年里，作為最早的繼電保護(hù)裝置熔斷器已開(kāi)始應(yīng)用。電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，短路容量不斷增大，到20世紀(jì)初期產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型繼電保護(hù)裝置。雖然在1928年電子器件已開(kāi)始被應(yīng)用于保護(hù)裝置，但電子型靜態(tài)繼電器的大量推廣和生產(chǎn)，只是在50年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速發(fā)展之后才得以實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動(dòng)作速度、維護(hù)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、體積小、消耗功率小等優(yōu)點(diǎn)，但較易受環(huán)境溫度和外界干擾的影響。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，極大地推動(dòng)了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，目前微機(jī)數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗(yàn)階段，并已有少量裝置正式運(yùn)行。繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展快速?gòu)碾姶判?、整流型、晶體管型、集成電路型，一直到微機(jī)型,母線保護(hù)也由過(guò)去的固定連接式母線完全差動(dòng)保護(hù)、電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)，發(fā)展到現(xiàn)在的中阻抗比率制動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)和微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)。迄今為止，在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用過(guò)的母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù)、電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)、比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)，經(jīng)各發(fā)、供電單位多年電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，普遍認(rèn)為就適應(yīng)母線運(yùn)行方式、故障類(lèi)型、過(guò)渡電阻等方面而言，無(wú)疑是按分相電流差動(dòng)原理構(gòu)成的比率制動(dòng)式母差保護(hù)效果最佳。隨著我國(guó)電網(wǎng)電壓等級(jí)的提高，新型傳感器的應(yīng)用以及1EC-61850標(biāo)準(zhǔn)（變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)）的推行，母線保護(hù)技術(shù)也必將提高到一個(gè)新的水平中阻抗比率制動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)和集中式微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)以其良好的性能在目前的市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，分布式微機(jī)母線保護(hù)將是未來(lái)的主要發(fā)展方向。1.2繼電保護(hù)的種類(lèi)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)運(yùn)行中有異?；虼嬖谌毕輹r(shí)，除了加強(qiáng)監(jiān)視外，對(duì)能引起誤動(dòng)的保護(hù)退其出口壓板，然后聯(lián)系繼保人員處理。如有下列異常情況，均應(yīng)及時(shí)退出：1） 母差保護(hù)。在發(fā)出“母差交流斷線”、“母差直流電壓消失”信號(hào)時(shí)；母差不平衡電流不為零時(shí)；無(wú)專(zhuān)用旁路母線的母聯(lián)開(kāi)關(guān)串代線路操作及恢復(fù)倒閘操作中。2） 高頻保護(hù)。當(dāng)直流電源消失時(shí)；定期通道試驗(yàn)參數(shù)不符合要求時(shí)；裝置故障或通道異常信號(hào)發(fā)出無(wú)法復(fù)歸時(shí)；旁母代線路開(kāi)關(guān)操作過(guò)程中。3） 距離保護(hù)。當(dāng)采用的PT退出運(yùn)行或三相電壓回路斷線時(shí)；正常情況下助磁電流過(guò)大、過(guò)小時(shí)；負(fù)荷電流超過(guò)保護(hù)允許電流相應(yīng)段時(shí)。4） 微機(jī)保護(hù)?？偢婢療袅?，同時(shí)四個(gè)保護(hù)（高頻、距離、零序、綜重）之一告警燈亮?xí)r，退出相應(yīng)保護(hù)；如果兩個(gè)CPU故障，應(yīng)退出該裝置所有保護(hù)；告警插件所有信號(hào)燈不亮，如果電源指示燈熄滅，說(shuō)明直流消失，應(yīng)退出出口壓板，在恢復(fù)直流電源后再投入；總告警燈及呼喚燈亮，且打印顯示CPUxERR信號(hào)，如CPU正常，說(shuō)明保護(hù)與接口CPU間通訊回路異常，退出CPU巡檢開(kāi)關(guān)處理，若信號(hào)無(wú)法復(fù)歸，說(shuō)明CPU有致命缺陷，應(yīng)退出保護(hù)出口壓板并斷開(kāi)巡檢開(kāi)關(guān)處理。5） 瓦斯保護(hù)。在變壓器運(yùn)行中加油、濾油或換硅膠時(shí)；潛油泵或冷油器（散熱器）放油檢修后投入時(shí)；需要打開(kāi)呼吸系統(tǒng)的放氣門(mén)或放油塞子，或清理吸濕器時(shí)；有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油路上有人工作時(shí)1.3繼電保護(hù)的分類(lèi)繼電保護(hù)可按以下4種方式分類(lèi)。按被保護(hù)對(duì)象分類(lèi)，有輸電線保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)（如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護(hù)）。按保護(hù)功能分類(lèi)，有短路故障保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)。前者又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)；后者又可分為過(guò)負(fù)荷保護(hù)、失磁保護(hù)、失步保護(hù)、低頻保護(hù)、非全相運(yùn)行保護(hù)等。按保護(hù)裝置進(jìn)行比較和運(yùn)算處理的信號(hào)量分類(lèi)，有模擬式保護(hù)和數(shù)字式保護(hù)。一切機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型（運(yùn)算放大器）保護(hù)裝置，它們直接反映輸入信號(hào)的連續(xù)模擬量，均屬模擬式保護(hù)；采用微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的保護(hù)裝置，它們反應(yīng)的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的離散數(shù)字量，這是數(shù)字式保護(hù)。按保護(hù)動(dòng)作原理分類(lèi)，有過(guò)電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、高頻（載波）保護(hù)等。1.4系統(tǒng)保護(hù)概述實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的設(shè)備稱(chēng)為繼電保護(hù)裝置。雖然繼電保護(hù)有多種類(lèi)型，其裝置也各不相同，但都包含著下列主要的環(huán)節(jié)：①言號(hào)的采集，即測(cè)量環(huán)節(jié)；②言號(hào)的分析和處理環(huán)節(jié)；③判斷環(huán)節(jié)；（④乍用信號(hào)的輸出環(huán)節(jié)。以上所述僅限于組成電力系統(tǒng)的各元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線等）的繼電保護(hù)問(wèn)題，而各國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐已經(jīng)證明，僅僅配置電力系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，還遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長(zhǎng)期大面積停電的嚴(yán)重事故。為此必須從電力系統(tǒng)的全局和整體出發(fā)，研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作而切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這些正是系統(tǒng)保護(hù)所需研究的內(nèi)容。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破壞時(shí)，盡可能將其影響范圍限制到最小，負(fù)荷停電時(shí)間減小到最短。大電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，首先必須建立在電力系統(tǒng)的合理結(jié)構(gòu)布局上，這是系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)度工作中必須重視的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)保護(hù)的合理配置和正確整定，同時(shí)配合系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置(如解列裝置、自動(dòng)減負(fù)荷、切水輪發(fā)電機(jī)組、快速壓汽輪發(fā)電機(jī)出力、自動(dòng)重合閘、電氣制動(dòng)等)，達(dá)到電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。鑒于機(jī)、爐、電諸部分構(gòu)成電力生產(chǎn)中不可分割的整體，任一部分的故障均將影響電力生產(chǎn)的安全，特別是大機(jī)組的不斷增加和系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，使大電力系統(tǒng)與大機(jī)組的相互影響和協(xié)調(diào)問(wèn)題成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐設(shè)備的承受能力，機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計(jì)制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)際需要。為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全，不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)裝置，還應(yīng)積極研究和推廣故障預(yù)測(cè)技術(shù)，以期實(shí)現(xiàn)防患于未燃，進(jìn)一步提高大機(jī)組的安全可靠性。1.5繼電保護(hù)的條件繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)成。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：電流增大。短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過(guò)負(fù)荷電流。電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°?85°，而在保護(hù)反方向三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角則是180。+(60。?85。)。測(cè)量阻抗發(fā)生變化。測(cè)量阻抗即測(cè)量點(diǎn)(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運(yùn)行時(shí)，測(cè)量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時(shí)，測(cè)量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測(cè)量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量；單相接地時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。此外，除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護(hù)外，還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護(hù)。1.6對(duì)繼電保護(hù)的要求繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿(mǎn)足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。對(duì)于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù)，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求，而對(duì)于作用于信號(hào)以及只反映不正常的運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置，這四個(gè)基本要求中有些要求可以降低。選擇性選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。速動(dòng)性速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶(hù)在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。一般必須快速切除的故障有：使發(fā)電廠或重要用戶(hù)的母線電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。大容量的發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障。中、低壓線路導(dǎo)線截面過(guò)小，為避免過(guò)熱不允許延時(shí)切除的故障。可能危及人身安全、對(duì)通信系統(tǒng)或鐵路信號(hào)造成強(qiáng)烈干擾的故障。故障切除時(shí)間包括保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間，一般快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.04s?0.08s，最快的可達(dá)0.01s?0.04s，—般斷路器的跳閘時(shí)間為0.06s?0.15s，最快的可達(dá)0.02s?0.06s。對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置，一般不要求快速動(dòng)作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。靈敏性靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。能滿(mǎn)足靈敏性要求的繼電保護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置和短路的類(lèi)型如何，以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻，都能正確反應(yīng)動(dòng)作，即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)能可靠動(dòng)作，而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過(guò)較大的過(guò)渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能可靠動(dòng)作。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：被保護(hù)線路末端短路時(shí)，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式；系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。保護(hù)裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來(lái)衡量?？煽啃钥煽啃园ò踩院托刨?lài)性，是對(duì)繼電保護(hù)最根本的要求。安全性：要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)。信賴(lài)性：要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。繼電保護(hù)的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重危害。即使對(duì)于相同的電力元件，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，保護(hù)不誤動(dòng)和不拒動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)發(fā)生變化。以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實(shí)際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶(hù)的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。1.7繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)一般情況而言，整套繼電保護(hù)裝置由測(cè)量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成。測(cè)量比較部分測(cè)量比較部分是測(cè)量通過(guò)被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯部分邏輯部分使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類(lèi)型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或是否動(dòng)作及是否延時(shí)等，并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。執(zhí)行輸出部分執(zhí)行輸出部分根據(jù)邏輯傳過(guò)來(lái)的指令，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時(shí)動(dòng)作于跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào)，而在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。第二部分母線保護(hù)的概述發(fā)電廠和變電所的母線可能發(fā)生單相接地或者相間短路故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，單相接地故障占母線故障的絕大多數(shù)，而相間短路則較少。發(fā)生引起母線故障的原因很多，其中主要有：因空氣污染損壞絕緣，從而導(dǎo)致母線絕緣子、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)套管閃絡(luò)，母線電壓互感器及裝設(shè)在斷路器和母線之間的電流互感器的故障，倒閘操作時(shí)引起斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的支持絕緣子損壞，運(yùn)行人員誤操作，例如帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)與帶地線合閘等，從而引起母線故障。母線故障遠(yuǎn)較線路故障機(jī)會(huì)少，但是由于母線故障后果特別嚴(yán)重，所以裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的母線保護(hù)，有選擇性地迅速切除母線故障，對(duì)重要母線來(lái)說(shuō)，因后備保護(hù)切除故障時(shí)間長(zhǎng)且選擇性差，往往不能滿(mǎn)足運(yùn)行上的要求。按照差動(dòng)原理構(gòu)成的母線保護(hù)，能夠保證有較好的選擇和快速性，因此，得到了廣泛的應(yīng)用。2.1母線保護(hù)的重要性母線差動(dòng)保護(hù)是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對(duì)保證整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。因此，對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和運(yùn)行的各個(gè)階段都應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理和技術(shù)監(jiān)督，不論在新建工程，還是擴(kuò)建和技改工程中都必須保證母線差動(dòng)保護(hù)不留隱患地投入運(yùn)行。隨著電網(wǎng)微機(jī)保護(hù)技術(shù)的普及和微機(jī)型母差保護(hù)的不斷完善，以中阻抗比率差動(dòng)保護(hù)為代表的傳統(tǒng)型母差保護(hù)的局限性逐漸體現(xiàn)出來(lái)。尤其是隨著變電站自動(dòng)化程度的提高，各種設(shè)備的信息需上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控，使傳統(tǒng)型的母差保護(hù)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代變電站運(yùn)行維護(hù)的需要。母線故障大部分是由于絕緣子對(duì)地放電引起，母線故障開(kāi)始階段很多表現(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。絕緣子污穢老化、電流互感器損壞或爆炸、運(yùn)行人員誤操作是造成母線故障主要原因。拖長(zhǎng)切除母線故障時(shí)間將給電力系統(tǒng)和設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重后果：由于需要由線路對(duì)側(cè)和變壓器后備保護(hù)來(lái)切除母線短路故障，擴(kuò)大事故范圍。故障使功率輸送不平衡，將使故障母線兩側(cè)的發(fā)電機(jī)組失去同步，系統(tǒng)電壓大幅波動(dòng)，將大量甩負(fù)荷，而發(fā)電機(jī)組重新啟動(dòng)與電網(wǎng)并列花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，破壞電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。2.2母線保護(hù)的要求及原理一、對(duì)母線保護(hù)的基本要求如下：保護(hù)裝置在動(dòng)作原理和接線上必須十分可靠，母線故障時(shí)應(yīng)有足夠的靈敏度，區(qū)外故障及裝置本身故障時(shí)保證不誤動(dòng)。保護(hù)裝置應(yīng)能快速且有選擇性地切除故障母線。大接地電流系統(tǒng)的母線保護(hù)應(yīng)采用三相式接線，以便反應(yīng)相間和接地故障；小接地電流系統(tǒng)的母線保護(hù)，應(yīng)采用兩相式接線，只要求反應(yīng)相間故障。母聯(lián)電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)母聯(lián)電流相位比較式母差保護(hù)，可以克服元件固定連接式雙母線差動(dòng)保護(hù)的缺點(diǎn)。它不受元件連接方式的影響。具有較高的可靠性和動(dòng)作選擇性，目前在10kV?220kV電力系統(tǒng)中廣泛采用。二、 基本工作原理保護(hù)裝置接線：差動(dòng)繼電器1?3CQf是整套保護(hù)的啟動(dòng)元件，接在母線差動(dòng)電流回路中，由它來(lái)判斷足母線故障還是保護(hù)范圍外故障。若故障發(fā)生在保護(hù)區(qū)內(nèi)，則1?3CQJ動(dòng)作，1?3LXU是I母線和U母線故障的選擇元件，用來(lái)判斷故障發(fā)生在哪組母線上。保護(hù)裝置工作的基本原理是比較母聯(lián)電流和差動(dòng)回路電流的相位，作為選擇故障母線的依據(jù)。當(dāng)?shù)?組母線故障時(shí)，母聯(lián)故障電流(即母聯(lián)斷路中的電流)從母線II流向母線I,執(zhí)行元件1Ja、1Jb、1Jc動(dòng)作；當(dāng)?shù)趎組母線上發(fā)生故障時(shí)，母聯(lián)故障電流從母線I流向母線II,執(zhí)行元件2h、2Jb、2Jc動(dòng)作。在卜述兩種情況下差回路電流相位是不變的，而母聯(lián)電流相位改變了180。因此，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)電流的相位進(jìn)行比較，就可以選擇出故障母線。按此原理構(gòu)成的保護(hù)裝置，在任一組母線故障時(shí)，只要母聯(lián)斷路罪中有故障電流流過(guò)，選擇元件就能正確工作。為此，母聯(lián)斷路器正常運(yùn)行時(shí)必須處于合閘狀態(tài)，且每組母線上都應(yīng)有電源元件，以保證任一組母線上發(fā)生故障時(shí)，都有足夠大的故障電流流過(guò)母聯(lián)斷路器進(jìn)行相位比較。若兩組母線中的一組母線無(wú)電源元件，則在有電源的母線上故障時(shí)，母聯(lián)便無(wú)故障電流流過(guò)，相比元件就不能動(dòng)作。當(dāng)單母線運(yùn)行或母聯(lián)斷路器停用時(shí)需將“嚴(yán)隔離開(kāi)關(guān)合上，此時(shí)就沒(méi)有選擇性了。如母線發(fā)生故障，則將兩段母線上的元件全部跳掉。三、 三極隔離開(kāi)關(guān)P的使用雙母線母聯(lián)電流相比式母線差動(dòng)保護(hù)，為保證選擇元件在母線故障時(shí)能夠正確動(dòng)作，要求雙母線運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)斷路器必須處于合閘狀態(tài)，且每組母線均有電源。但是在運(yùn)行過(guò)程中，有可能會(huì)出現(xiàn)如下運(yùn)行方式：?jiǎn)文妇€運(yùn)行。雖雙母線運(yùn)行，但其中一條母線沒(méi)有電源。利用母聯(lián)斷路器向另一組母線充電。倒閘操作過(guò)程。，利用母聯(lián)斷路器代替連接元件斷路器運(yùn)行。在以上運(yùn)行方式下，都有可能在母聯(lián)回路中沒(méi)有電流或不適合作為選擇元件正常工作的比較電流，其結(jié)果在母線故障時(shí)，使選擇元件不能正常工作，造成母差保護(hù)不正確動(dòng)作。所以，出現(xiàn)上述運(yùn)行方式時(shí)，必須把選擇元件退出工作，用三極隔離開(kāi)關(guān)P短接選擇元件1Ja、1Jb、1Jc，2Ja、2Jb、2Jc觸點(diǎn)。這時(shí)，母差保護(hù)按完全電流差動(dòng)保護(hù)方式工作，只要啟動(dòng)元件13CQJ動(dòng)作，就把母觸線全部連接元件切除。三極隔離開(kāi)關(guān)閉合后，信號(hào)燈HD亮，以示標(biāo)志。四、 復(fù)合電壓閉鎖加裝復(fù)合電壓閉鎖回路的目的，一是為了當(dāng)母聯(lián)斷路器首先跳開(kāi)后，無(wú)故障母線的復(fù)合電壓閉鎖裝置將返回，使母差（失靈）保護(hù)跳無(wú)故障母線一［:的線路回路增加了一個(gè)斷開(kāi)點(diǎn)，進(jìn)一步保證不誤動(dòng)。二是防止運(yùn)行人員誤碰母差（失靈）保護(hù)出口繼電器時(shí)，發(fā)生母差（失靈）保護(hù)誤動(dòng)作。五、 信號(hào)回路XJL——母聯(lián)出口信號(hào)；）XII——I段母線母差出口信號(hào)；XIIII——丌段母線母差出口信號(hào)；XX--母差動(dòng)作閉鎖雙回線保護(hù)信號(hào)。六、 裝置連接片及運(yùn)行規(guī)定SMC--X母聯(lián)電流相位比較式母線保護(hù)連接片（以雙母線專(zhuān)用母聯(lián)、專(zhuān)用旁路接線為例，各現(xiàn)場(chǎng)以實(shí)際情況及運(yùn)行規(guī)程為準(zhǔn)）的使用方法如下：I段母線復(fù)合電壓閉鎖連接片，正常投入運(yùn)行；n段母線復(fù)合電壓閉鎖連接片，正常投入運(yùn)行；I、n段母線復(fù)合電壓聯(lián)絡(luò)連接片，正常時(shí)不運(yùn)行，當(dāng)I、n段母線公用一段TV電壓時(shí)投入運(yùn)行，另一段母線復(fù)合電壓閉鎖連接片退出；短接零相電流表連接片，正常投入運(yùn)行，測(cè)量交流電流回路零相電流時(shí)斷開(kāi)；母差保護(hù)跳各元件連接片，正常投入運(yùn)行；2.3母線保護(hù)的相關(guān)技術(shù)原則一、 斷路器或隔離開(kāi)關(guān)閉鎖回路輔助觸點(diǎn)的選擇斷路器或隔離開(kāi)關(guān)閉鎖回路不能用重動(dòng)繼電器，應(yīng)直接用斷路器或隔離開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)；母差CT切換用的隔離刀閘輔助接點(diǎn)對(duì)于母差失靈保護(hù)的正常運(yùn)行和可靠動(dòng)作具有特別重要的意義。二、 電流互感器的選擇要求現(xiàn)今，電磁式電流互感器是一個(gè)鐵芯元件。它是一個(gè)非線性元件。當(dāng)一次電流很大時(shí)、當(dāng)一次電流中含有較大直流分量時(shí)、當(dāng)鐵芯有很大剩磁時(shí)、當(dāng)二次負(fù)載電阻很大時(shí)，它的工作點(diǎn)將進(jìn)入磁化曲線的飽和部份為避免差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)而設(shè)立的電流互感器飽和的判據(jù)又往往造成母線內(nèi)短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)的延緩動(dòng)作。鑒于電流互感器飽和的問(wèn)題，尤其對(duì)于高壓母線差動(dòng)保護(hù)用電流互感器的選擇，由于母線故障時(shí)短路電流大，而且外部短路時(shí)流過(guò)個(gè)電流互感器的差別也可能很大，即使各側(cè)選用特性相同的電流互感器，其暫態(tài)飽和程度也可能很不一致。另外，在保護(hù)裝置原理方面采取了由諧波制動(dòng)原理構(gòu)成的TA飽和檢測(cè)元件、自適應(yīng)加權(quán)式抗TA飽和的差動(dòng)保護(hù)來(lái)抗CT飽和。三、 母線互聯(lián)或分裂運(yùn)行時(shí)汲出電流影響母差靈敏度問(wèn)題對(duì)于雙母單分段或雙分段的中阻抗沒(méi)有大差元件的母差，均在母差上增設(shè)一個(gè)靈敏電流繼電器作為母線分列保護(hù)，在母線互聯(lián)時(shí)投入，該元件動(dòng)作后，第一時(shí)間將非互聯(lián)段母分開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。對(duì)于沒(méi)有裝設(shè)母線分裂繼電器的母差保護(hù)，要求在母線倒閘操作時(shí)，將非互聯(lián)母線段上的母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，則可避免母差保護(hù)靈敏度問(wèn)題。2.4母線保護(hù)反措要求一、 雙重化配置為確保母線差動(dòng)保護(hù)檢修時(shí)母線不至失去保護(hù)、防止母線差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)而危及系統(tǒng)穩(wěn)定和事故擴(kuò)大，必要時(shí)在500千伏母線以及重要變電站、發(fā)電廠的220千伏母線應(yīng)采用雙重化保護(hù)配置，同時(shí)還應(yīng)注意做到：每條母線采用兩套完整、獨(dú)立的母線差動(dòng)保護(hù)，并安裝在各自的柜內(nèi)。進(jìn)行母差保護(hù)校驗(yàn)工作時(shí)，應(yīng)保證每條母線至少保留一套母差保護(hù)運(yùn)行；用于母線差動(dòng)保護(hù)的斷路器和隔離刀閘的輔助接點(diǎn)、切換回路、輔助變流器以及與其他保護(hù)配合的相關(guān)回路亦應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則按雙重化配置。二、 采用相位比較原理的母線差動(dòng)保護(hù)在用于雙母線時(shí)，必須增設(shè)兩母線相繼發(fā)生故障時(shí)能可靠切除后一組故障母線的保護(hù)回路。三、 對(duì)空母線充電時(shí)，固定連接式和母聯(lián)電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)應(yīng)退出運(yùn)行。四、 母聯(lián)、母聯(lián)分段斷路器宜配置獨(dú)立的母聯(lián)、母聯(lián)分段斷路器充電保護(hù)。該保護(hù)應(yīng)具備可瞬時(shí)跳閘和延時(shí)跳閘的回路。五、 斷路器失靈保護(hù)按一套配置。斷路器失靈保護(hù)二次回路牽涉面廣、依賴(lài)性高，投運(yùn)后很難有機(jī)會(huì)利用整組試驗(yàn)的方法進(jìn)行全面檢驗(yàn)。因此，對(duì)斷路器失靈保護(hù)在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和運(yùn)行各個(gè)階段都應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理和技術(shù)監(jiān)督，保證斷路器失靈保護(hù)不留隱患地投入運(yùn)行。六、 做好電氣量保護(hù)與非電氣量保護(hù)出口繼電器分開(kāi)的反措，不得使用不能快速返回的電氣量保護(hù)和非電量保護(hù)作為斷路器失靈保護(hù)的起動(dòng)量，并要求斷路器失靈保護(hù)的相電流判別元件動(dòng)作時(shí)間和返回時(shí)間均不應(yīng)大于20毫秒。七、 用于雙母線接線形式的變電站，其母差保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖接點(diǎn)應(yīng)分別串接在各斷路器的跳閘回路中，不得共用。2.5裝設(shè)母線保護(hù)的基本整定原則母線發(fā)生故障的幾率較線路低，但故障的影響面很大。這是因?yàn)槟妇€上通常連有較多的電氣元件，母線故障將使這些元件停電，從而造成大面積停電事故，并可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，可見(jiàn)母線故障是最嚴(yán)重的電氣故障之一，因此利用母線保護(hù)清除和縮小故障造成的后果，是十分必要的。母線保護(hù)總的來(lái)說(shuō)可以分為兩大類(lèi)型：一、利用供電元件的保護(hù)來(lái)保護(hù)母線，二、裝設(shè)母線保護(hù)專(zhuān)用裝置。一般來(lái)說(shuō)母線故障可以利用供電元件的保護(hù)來(lái)切除。圖1.1主電路圖B處的母線故障，可由1DL處的II或III段切除，2DL和3DL處的發(fā)電機(jī)、變壓器的過(guò)流保護(hù)切除。缺點(diǎn)：延時(shí)太長(zhǎng)，當(dāng)雙母線或單母線時(shí)，無(wú)選擇性。所以下列情況應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的母線保護(hù)：母線保護(hù)應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)其可靠性，并盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。對(duì)電力系統(tǒng)的單母線和雙母線保護(hù)采用差動(dòng)保護(hù)一般可以滿(mǎn)足要求，所以得到廣泛應(yīng)用。母線上連接元件較多，所以母差保護(hù)的基本原則為：幅值上看：，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí) ，即S7=0母線故障時(shí)打觀=0遲打〉抵動(dòng)作相位上看：正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，流入、流出電流反相位母線故障時(shí)流入電流同相位母差保護(hù)分為：1母線完全差動(dòng)2固定連接的雙母線差動(dòng)保護(hù)3電流比相式差動(dòng)保護(hù)4母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)2.5.1母線完全差點(diǎn)保護(hù)1作用原理將母線的連接元件都包括在差動(dòng)回路中，需在母線的所有連接元件上裝設(shè)具有相同變比和特性的CT。

正常運(yùn)行或外部故障時(shí)①二‘他(5)所以，S7=；i+；2-；3=0二次側(cè)S7J=』1+』2-厶=0母線故障時(shí)B=二次側(cè)S二次側(cè)S7J=A+』；+』；=%>ldz2整定計(jì)算兩個(gè)條件：①躲外部短路可能產(chǎn)生的』血」=疋氏X厶pmax=貶氏X1X爲(wèi)啊沁②CT(LH)二次回路斷線時(shí)不誤動(dòng)』血.J=芨氏X與max十叫'如:母線連接元件中，最大負(fù)荷支路上最大負(fù)荷電流。取較大者為定值。——連接元件最少時(shí)應(yīng)用：35KV及以上單母線或雙母線經(jīng)常只有一組母線運(yùn)行的情況，母線故障時(shí)，所有聯(lián)于母線上的設(shè)備都要跳閘。2.5.2固定連接母線的差動(dòng)保護(hù)為提高供電的穩(wěn)定性，常采用雙母線同時(shí)運(yùn)行的方式。按一定要求將引出線和有電源的支路固定聯(lián)于兩條母線上一一固定連接母線。任一母線故障時(shí)，只切除聯(lián)于該母線上的元件，另一母線可以繼續(xù)運(yùn)行，從而縮小了停電范圍，提高了供電可靠性，此時(shí)需要母線差動(dòng)保護(hù)具有選擇故障母線的能力。1構(gòu)成以及作用原理圖1.3圖1.3固定連接線母線差點(diǎn)保護(hù)原理5DL母聯(lián)（開(kāi)關(guān)）斷路器圖1.45DL母聯(lián)斷路器三部分組成：①I(mǎi)CT、2CT、6CT和1J——用于選擇母線I的故障3CT、4CT、5CT和2CJ——用于選擇母線II的故障完全差動(dòng)保護(hù)1~6CT和3CJ——整套保護(hù)的啟動(dòng)元件原理：①正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)由上圖電流分布情況可知：1CJ、2CJ、3CJ中均為不平衡電流，保護(hù)不動(dòng)作②區(qū)內(nèi)故障時(shí)，例，母線I故障，見(jiàn)上圖紅色電流分布情況可見(jiàn)：1CJ、3CJ中流入全部短路電流，所以1CJ、3CJ啟動(dòng)，跳開(kāi)1DL、2DL和5DL；2CJ中為不平衡電流，不動(dòng)，所以母線II仍可繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)母線II故障時(shí)，分析同上°2CJ、3CJ起動(dòng)，跳開(kāi)3DL、4DL、和5DL,母線I繼續(xù)運(yùn)行。2固定連接破壞時(shí)，例線路1由母線I切換到母線II,因二次回路不能隨之切換，所以外部短路時(shí)，1CJ、2CJ中有較大的差動(dòng)電流而誤動(dòng)，但3CJ仍流過(guò)不平衡電流，不會(huì)誤動(dòng)。區(qū)內(nèi)短路時(shí)，1CJ、2CJ都可能動(dòng)作，3CJ動(dòng)作，所以?xún)蓷l母線都可能切除。該保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：能快速而有選擇性的切除母線故障；缺點(diǎn)：當(dāng)固定連接破壞時(shí)，不能選擇故障母線，限制了系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的靈活性。四電流比相式母線保護(hù)為提三部分組成：①I(mǎi)CT、2CT、6CT和1CJ——用于選擇母線I的故障3CT、4CT、5CT和2CJ——用于選擇母線II的故障完全差動(dòng)保護(hù)1~6CT和3CJ——整套保護(hù)的啟動(dòng)元件原理：①正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)由上圖電流分布情況可知：1CJ、2CJ、3CJ中均為不平衡電流，保護(hù)不動(dòng)作②區(qū)內(nèi)故障時(shí)，例，母線I故障，見(jiàn)上圖紅色電流分布情況可見(jiàn)：1CJ、3CJ中流入全部短路電流，所以1CJ、3CJ啟動(dòng)，跳開(kāi)1DL、2DL和5DL；2CJ中為不平衡電流，不動(dòng)，所以母線II仍可繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)母線II故障時(shí)，分析同上°2CJ、3CJ起動(dòng)，跳開(kāi)3DL、4DL、和5DL，母線I繼續(xù)運(yùn)行。2固定連接破壞時(shí)，例線路1由母線I切換到母線II，因二次回路不能隨之切換，所以外部短路時(shí)，1CJ、2CJ中有較大的差動(dòng)電流而誤動(dòng)，但3CJ仍流過(guò)不平衡電流，不會(huì)誤動(dòng)。區(qū)內(nèi)短路時(shí)，1CJ、2CJ都可能動(dòng)作，3CJ動(dòng)作，所以?xún)蓷l母線都可能切除。該保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：能快速而有選擇性的切除母線故障；缺點(diǎn)：當(dāng)固定連接破壞時(shí)，不能選擇故障母線，限制了系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的靈活性。2.5.3電流比相式母線保護(hù)為提高母線保護(hù)運(yùn)行的靈活性而提出高母線保護(hù)運(yùn)行的靈活性而提出圖1.5電流比相母線保護(hù)原理正常運(yùn)行或者故障時(shí)：71/2=1SO°

即：利用比相元件比較各元件的相位，便可判斷區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。子母線電糜?■電糜?■相位比較u延時(shí)回路L］蹴中矗寬圖1.6單相方框圖從每個(gè)連接元件的CT引出三相電流，經(jīng)電壓形成回路分別送入各相的小母線，每相的小母線分別送至本相的比較回路。延時(shí)回路的作用是從時(shí)間上躲開(kāi)外部短路時(shí)出現(xiàn)的相位誤差，脈沖展寬回路的作用是使出口繼電器可靠動(dòng)作。特點(diǎn)：①只與電流相位有關(guān)，而與電流的幅值大小無(wú)關(guān)不需考慮不平衡電流的影響，提高了靈敏度不要求采用同型號(hào)和同變比的CT,增加了使用的靈活性。五母聯(lián)相位差動(dòng)保護(hù)固定連接母線的差動(dòng)保護(hù)的改進(jìn)。比較母聯(lián)中電流與總差電流的相位作為故障母線的選擇元件。

圖1.7母聯(lián)差點(diǎn)保護(hù)原理I母線發(fā)生故障時(shí)，母聯(lián)中電流方向從II母線流向I母線II母線發(fā)生故障時(shí)，母聯(lián)中電流方向從I母線流向II母線，兩種情況下電流相位變化1800?；鶞?zhǔn)量：總差電流，相位不變，同時(shí)為故障啟動(dòng)元件。可見(jiàn)，不管母線上元件如何連接，只要母聯(lián)中有電流流過(guò)，則能選擇出故障母線，無(wú)固定連接的要求。這是它的優(yōu)點(diǎn)。六斷路器失靈保護(hù)定義：P22