母差工作原理

母差保護(hù)的保護(hù)原理、保護(hù)范月保護(hù)原理 ：1.大小差由各母線段上連接的所有間隔單元電流所構(gòu)成的差動(dòng)元件稱為“大差”，由每段母線上連接的所有間隔單元電流所構(gòu)成的差動(dòng)元件稱為“小差”。當(dāng)大差和小差同時(shí)動(dòng)作時(shí)，判定該段母線故障，此時(shí)若差動(dòng)復(fù)合電壓閉鎖元件開(kāi)放，則跳該段母線上連接的所有間隔單元。簡(jiǎn)單的說(shuō)大差就是兩條母線上所有進(jìn)出線的電流總和.（不包括母聯(lián)）小差就是一條母線上所有進(jìn)出線電流之和當(dāng)然包括母聯(lián)電流.母差保護(hù)中大差啟動(dòng)小差選擇，大差是輔助啟動(dòng)條件，而小差是故障判別元件。在母差保護(hù)中，如接線方式為單母線分段，運(yùn)行方式可能為分段或不分段，分段運(yùn)行時(shí)母線I段II段分別有單獨(dú)的母差保護(hù)即為“小差”，不分段時(shí)總的為一套母差保護(hù)即為“大差”。有時(shí)，可能利用“小差”、“大差”的電流和刀閘輔助接點(diǎn)來(lái)判別運(yùn)行方式。對(duì)于保護(hù)范圍來(lái)說(shuō)，大差是無(wú)選擇性的，保護(hù)范圍是兩條母線小差是有選擇性的，即可以判斷是哪條母線故障。保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)故障母線上的所有開(kāi)關(guān)和母聯(lián)開(kāi)關(guān)。保護(hù)范圍是一條母線和母聯(lián)開(kāi)關(guān)CT之間的區(qū)域。原理上來(lái)說(shuō)，大差采的是所有母線上線路開(kāi)關(guān)的電流，不包括母聯(lián)開(kāi)關(guān)，小差采的是所在母線上所有開(kāi)關(guān)的電流，包括母聯(lián)開(kāi)關(guān)。如是母聯(lián)分段運(yùn)行說(shuō)明是單母分段（但并列）的運(yùn)行方式，I母差動(dòng)動(dòng)作就跳I母的所有開(kāi)關(guān)包括母聯(lián)分段，也就無(wú)所謂先跳母聯(lián)分段了，更不能兩段開(kāi)關(guān)全跳；如果單母不分段（母聯(lián)分段用刀閘直接短接），那是“大差”才兩段開(kāi)關(guān)全跳死區(qū)和失靈一般來(lái)講，母聯(lián)CT與母聯(lián)開(kāi)關(guān)之間稱為母聯(lián)死區(qū)母聯(lián)死區(qū)就是在滿足死區(qū)條件后,1母差動(dòng)跳2母,2母差動(dòng)跳1母，死區(qū)判斷分為母聯(lián)合閘死區(qū)和分閘死區(qū)對(duì)雙母線或單母線分段系統(tǒng)，如圖所示，在并列運(yùn)行的情況下，母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作或母聯(lián)（分段）充電保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)（分段）后，經(jīng)延時(shí)母聯(lián)（分段）支路仍有電流，則說(shuō)明母聯(lián)（分段）斷路器失靈，立即在保護(hù)判據(jù)中解除母聯(lián)電流，通過(guò)差動(dòng)保護(hù)來(lái)解除故障。對(duì)于雙母線或單母線分段系統(tǒng)，如圖所示，一般母聯(lián)（分段）單元只安裝一組電流互感器，此時(shí)母聯(lián)（分段）互感器與母聯(lián)（分段）斷路器之間K點(diǎn)）發(fā)生的故障稱為死區(qū)故障。死區(qū)故障會(huì)使小差失去選擇性，即當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生故障，母線1判為區(qū)內(nèi)故障，母線2判為區(qū)外故障，母線1保護(hù)動(dòng)作并跳開(kāi)母聯(lián)（分段）斷路器后，K點(diǎn)故障仍然存在。因故障前是并列運(yùn)行狀態(tài)，即母線并列運(yùn)行狀態(tài)為sm=1，因此母線1小差和母線2小差均記入母聯(lián)（分段）電流，從而使母線1判為區(qū)內(nèi)故障，母線2判為區(qū)外故障。若故障前是分列運(yùn)行狀態(tài)，死區(qū)點(diǎn)發(fā)生故障，兩段小差不會(huì)失去選擇性，可立即跳開(kāi)故障母線段。當(dāng)發(fā)生母聯(lián)（分段）失靈或死區(qū)故障時(shí)，只要使母聯(lián)（分段）電流不記入母線1小差和母線2小差，則母線1和母線2差動(dòng)保護(hù)均可立即正確判斷故障范圍并跳開(kāi)相關(guān)母線。母聯(lián)（分段）失靈或死區(qū)故障保護(hù)邏輯如圖所示。鑒于母聯(lián)（分段）斷路器狀態(tài)對(duì)保護(hù)判斷的極端重要性，在接線上應(yīng)確保母聯(lián)（分段）斷路器狀態(tài)十分可靠。對(duì)雙母線雙分段接線，整個(gè)母線由兩套母差保護(hù)構(gòu)成，每套保護(hù)均含兩個(gè)分段斷路器的失靈保護(hù)。分段斷路器的失靈保護(hù)可由來(lái)自另一套母差保護(hù)的開(kāi)入信號(hào)起動(dòng)。充電保護(hù)當(dāng)通過(guò)母聯(lián)（分段）斷路器對(duì)檢修母線充電時(shí)，自動(dòng)短時(shí)投入母聯(lián)（分段）充電保護(hù)，一旦檢修母線有故障，可跳母聯(lián)（分段）斷路器，并起動(dòng)母聯(lián)（分段）斷路器失靈保護(hù)。自動(dòng)短時(shí)投入充電保護(hù)需滿足以下條件：⑴母聯(lián)（分段）斷路器在分位；⑵一段母線正常運(yùn)行（有壓），另一段母線停運(yùn)（無(wú)壓）；⑶母聯(lián)（分段）電流從無(wú)到有。充電保護(hù)自動(dòng)投入的時(shí)間為300ms，在此期間可暫時(shí)閉鎖母線差動(dòng)保護(hù)（可投退）。如果被充電的母線段帶有變壓器或出線，則應(yīng)考慮充電保護(hù)定值靈敏度問(wèn)題，以免造成充電保護(hù)誤動(dòng)。充電保護(hù)不需要電壓閉鎖，保護(hù)邏輯如圖所示。對(duì)雙母線雙分段接線，整個(gè)母線由兩套母差保護(hù)構(gòu)成，每套保護(hù)只負(fù)責(zé)一個(gè)分段斷路器的充電保護(hù)（該套保護(hù)需引入相應(yīng)的另一段母線電壓）。需說(shuō)明的是，當(dāng)充電保護(hù)所在的母線被另一段母線充電時(shí)，充電保護(hù)不能保證可靠閉鎖另一段母線的差動(dòng)保護(hù)。3.CT斷線當(dāng)某相大差電流大于CT斷線定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)發(fā)CT斷線告警信號(hào)，同時(shí)閉

鎖該相母線差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)CT斷線消失后，延時(shí)0.2s自動(dòng)恢復(fù)該相母線差動(dòng)保護(hù)。保護(hù)邏輯如圖所示。母聯(lián)（分段）回路某相CT斷線時(shí)，大差電流平衡，小差電流不平衡，將使該相母差保護(hù)失去對(duì)故障母線段的選擇性，但不影響大差保護(hù)判別母線區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，因此，不閉鎖母線差動(dòng)保護(hù)，只發(fā)CT斷線告警信號(hào)。附1：運(yùn)行方式： 1.普通雙母線主接線如圖所示。2.母聯(lián)兼旁路雙母線接線分為母聯(lián)兼母線1旁路和母聯(lián)兼母線2旁路兩種形式，如圖所示，圖中PG是旁母刀。3.旁路3.旁路兼母聯(lián)雙母線接線分為旁路跨條在母線1和旁路跨條在母線2兩種形式，如圖所示，圖中PG是跨條刀。母線兼旁母雙母線接線如圖所示。雙母線單分段接線如圖所示。雙母線雙分段接線如圖所示。

母聯(lián)1母線1B母聯(lián)2母線2B母聯(lián)1母線1B母聯(lián)2母線2B/K —母線1A￥**/\母線2A*:■y^AH*分段1附2：運(yùn)行原理過(guò)程母線保護(hù)裝置是正確迅速切除母線故障的重要設(shè)施，它的拒動(dòng)和誤動(dòng)都將給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重危害.母線倒閘操作是電力系統(tǒng)最常見(jiàn)也是最典型的操作，因其連接元件多，操作工作量大，對(duì)運(yùn)行人員的綜合操作技能也提出了較高的要求.基于一次設(shè)備的客觀實(shí)在性，運(yùn)行人員對(duì)一次設(shè)備誤操作所帶來(lái)的危害都有一個(gè)直接的較全面的感性認(rèn)識(shí).但對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)在倒閘操作過(guò)程中進(jìn)行的一些切換、投退操作則往往認(rèn)識(shí)模糊.1母線差動(dòng)保護(hù)范圍是否是確定的，保護(hù)對(duì)象是否是不變的通常講的差動(dòng)保護(hù)包含了母線差動(dòng)保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)和線路差動(dòng)保護(hù).實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則是一致的，即各側(cè)或各元件的電流互感器，按差接法接線，正常運(yùn)行以及保護(hù)范圍以外故障時(shí)，差電流等于零，保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)差電流等于故障電流，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按躲開(kāi)外部故障時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電流計(jì)算整定.但也應(yīng)該十分清楚，母線差動(dòng)保護(hù)與變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)又有很大的不同：即母線的主結(jié)線方式會(huì)隨母線的倒閘操作而改變運(yùn)行方式，如雙母線改為單母線運(yùn)行,雙母線并列運(yùn)行改為雙母線分段并列運(yùn)行，母線元件（如線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等可以從這一段母線倒換到另一段母線等

等.換句話說(shuō)，母線差動(dòng)保護(hù)的范圍會(huì)隨母線倒閘操作的進(jìn)行、母線運(yùn)行方式的改變而變化（擴(kuò)大或縮?。?，母線差動(dòng)保護(hù)的對(duì)象也可以由于母線元件的倒換操作而改變（增加或減少）.忽視了這一點(diǎn)，在進(jìn)行母線倒閘操作時(shí),對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)的一些必要的切換投退操作肯定就認(rèn)識(shí)模糊、甚至趨于盲目了.2母線倒閘操作時(shí)是否須將母線差動(dòng)保護(hù)退出“在進(jìn)行倒閘操作時(shí)須將母線差動(dòng)保護(hù)退出”是錯(cuò)誤的，之所以產(chǎn)生這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，是因?yàn)橐恍┻\(yùn)行人員曾看到過(guò)，甚至在母線倒閘操作時(shí)發(fā)生過(guò)母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，但其根本原因是對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)缺乏正確認(rèn)識(shí).母線倒閘操作如嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，即并、解列時(shí)的等電位操作，盡量減少操作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)的電位差，嚴(yán)禁母線電壓互感器二次側(cè)反充電，充分考慮母線差動(dòng)保護(hù)非選擇性開(kāi)關(guān)的拉、合及低電壓閉鎖母線差動(dòng)保護(hù)壓板的切換等等，是不會(huì)引起母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的.因此，在倒母線的過(guò)程中，母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理如不遭到破壞，一般應(yīng)投入運(yùn)行.根據(jù)歷年統(tǒng)計(jì)資料看，因誤操作引起母線短路事故，幾率還很高.盡管近幾年為防止誤操作在變電站、發(fā)電廠的一次、二次設(shè)備上安裝了五防閉鎖裝置，但一些運(yùn)行人員違規(guī)使用萬(wàn)能鑰匙走錯(cuò)間隔、誤合、誤拉仍時(shí)有發(fā)生這就使在母線倒閘操作時(shí)，保持母線差動(dòng)保護(hù)投入有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義.投入母線差動(dòng)保護(hù)倒母線,可以在萬(wàn)一發(fā)生誤操作造成母線短路時(shí)，由保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障,從而避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，防止設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞、系統(tǒng)失去穩(wěn)定或發(fā)生人身傷亡事故.事實(shí)上，與其說(shuō)母線倒閘操作容易引起母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，倒不如說(shuō)，母線倒閘操作常常會(huì)使母線差動(dòng)保護(hù)失去選擇性而誤切非故障母線.3母線倒閘操作后,是否要將母線差動(dòng)保護(hù)的非選擇性開(kāi)關(guān)合入實(shí)際工作中一些運(yùn)行人員片面地認(rèn)為，母線倒閘操作會(huì)使母線差動(dòng)保護(hù)失去選擇性，故在操作完成后，合入母線差動(dòng)保護(hù)的非選擇性開(kāi)關(guān).產(chǎn)生這一認(rèn)識(shí)誤區(qū)的根源在于他們不明白母線差動(dòng)保護(hù)裝置中設(shè)置這一非選擇性開(kāi)關(guān)的目的.母線保護(hù)有多種類(lèi)型，不同類(lèi)型的母線保護(hù)其實(shí)現(xiàn)保護(hù)的工作原理是不一樣的.某些類(lèi)型的母線保護(hù)由于其工作原理本身存在缺陷，在進(jìn)行母線倒閘操作時(shí)會(huì)使裝置失去對(duì)故障母線的選擇性.因此，問(wèn)題的關(guān)鍵是運(yùn)行人員要弄清楚:哪種類(lèi)型的母線保護(hù)在母線倒閘操作時(shí)會(huì)失去對(duì)故障母線的選擇性以及怎樣在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⒀b置的非選擇性開(kāi)關(guān)合入，在什么時(shí)候又該將裝置的非選擇性開(kāi)關(guān)拉開(kāi)，抑或是否應(yīng)使該開(kāi)關(guān)保持合入狀態(tài).這里僅就固定連接的母線差動(dòng)保護(hù)和母聯(lián)電流相位比較原理差動(dòng)保護(hù)以及電流相位比較式母線保護(hù)作一簡(jiǎn)單說(shuō)明.固定連接的母線差動(dòng)保護(hù).這種母線差動(dòng)保護(hù)要求母線上的電源元件，必須按照事先規(guī)定好的固定連接方式運(yùn)行，母線故障時(shí)，母線差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作才有選擇性.當(dāng)母線保護(hù)采用此種類(lèi)型時(shí)，進(jìn)行電源元件的倒換，將使保護(hù)失去選擇性.因此，倒換前合入母線差動(dòng)保護(hù)非選擇性開(kāi)關(guān)，倒完后也不拉開(kāi).對(duì)負(fù)荷元件，則在倒換前合入非選擇性開(kāi)關(guān)，倒換后拉開(kāi)非選擇性開(kāi)關(guān)，同時(shí)負(fù)荷元件的跳閘壓板也作相應(yīng)的切換.母聯(lián)電流相位比較原理的母線差動(dòng)保護(hù).這種保護(hù)無(wú)固定連接的要求.只要母差保護(hù)的跳閘壓板位置與元件母線隔離開(kāi)關(guān)所接母線位置相對(duì)應(yīng)就可以了.因此,倒換操作前將非選擇性開(kāi)關(guān)

合入，倒換后再拉開(kāi)，并對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)跳閘壓板及重合閘放電壓板，切換到倒換后所對(duì)應(yīng)的母線位置就可以了.這種保護(hù)存在的缺點(diǎn)是2組母線分列運(yùn)行時(shí)，母線將失去選擇故障母線組的能力.電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù).這種保護(hù)只反應(yīng)電流間的相位，具有較高的靈敏度.倒閘過(guò)程中，需合入非選擇性開(kāi)關(guān)，倒閘后將被操作元件的跳閘壓板及重合閘放電壓板切換至與所接母線對(duì)應(yīng)的比相出口回路就可以了.如果片面地認(rèn)為倒閘操作就使保護(hù)失去選擇性，并沒(méi)有適時(shí)地合入或拉開(kāi)保護(hù)的非選擇性開(kāi)關(guān)，相反地會(huì)使母線差動(dòng)保護(hù)不能按設(shè)計(jì)的工作原理工作，從而真正失去選擇性.更具體地講，倒母線時(shí)，母線差動(dòng)保護(hù)的非選擇性開(kāi)關(guān)合理的操作順序是:①雙母線改為單母線運(yùn)行前,先合入非選擇性開(kāi)關(guān),后取母聯(lián)斷路器直流控制回路熔斷器;②單母線改為雙母線運(yùn)行后，先投入母聯(lián)斷路器直流控制回路熔斷器，后拉母線差動(dòng)保護(hù)非選擇性開(kāi)關(guān).這樣，就能保證在任何情況下，由母線差動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障.4母聯(lián)斷路器代路時(shí)，是否母線差動(dòng)保護(hù)可不作任何切換操作一些運(yùn)行人員錯(cuò)誤地認(rèn)為母聯(lián)斷路器自然是母差保護(hù)的范圍,母差保護(hù)動(dòng)作母聯(lián)斷路器也該跳開(kāi).殊不知,母聯(lián)斷路器代路時(shí)，由母聯(lián)斷路器送電的備用母線，實(shí)際上已是線路的一部分.線路上發(fā)生故障理應(yīng)由線路斷路器跳閘切除，而此時(shí)母聯(lián)斷路器代路實(shí)際上就只能起到線路斷路器的作用.但如果此時(shí)母差保護(hù)不作任何切換，則備用母線故障母線保護(hù)也將動(dòng)作.顯然這種代路方式母線保護(hù)動(dòng)作是不必要的，也是不合理的.這時(shí)，正確的切換操作是把母聯(lián)斷路器所代線路及其母線劃出母線差動(dòng)保護(hù)范圍之外.無(wú)論哪種原理的母線差動(dòng)保護(hù)，均要操作母聯(lián)斷路器的母線差動(dòng)保護(hù)電流試驗(yàn)盒(或連片)，同時(shí)使被代線路本身的母線差動(dòng)保護(hù)電流互感器TA從運(yùn)行的母線差動(dòng)保護(hù)電流回路上甩開(kāi)，短接好.這樣，才能保證母聯(lián)斷路器代路時(shí)，母線差動(dòng)保護(hù)安全、合理運(yùn)行.5做相關(guān)試驗(yàn)時(shí)，是否只要母線元件的隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)了，就不會(huì)影響母線差動(dòng)保護(hù)的正常工作運(yùn)行人員本應(yīng)該非常清楚，母線差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作與否取決于加入差動(dòng)繼電器的差電流大小，只要達(dá)到了動(dòng)作值，母線差動(dòng)保護(hù)就會(huì)動(dòng)作切除母線元件.雖然停電母線元件的隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)了，但因母線差動(dòng)保護(hù)的所有電流互感器二次回路是并在一起的，即使一次設(shè)備已停電，其二次回路也要按運(yùn)行設(shè)備對(duì)待，不得將母線差動(dòng)電流回路隨便接地、短路或誤引入外接電源.運(yùn)行人員要特別重視如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：運(yùn)行中的母線差動(dòng)保護(hù)的電流互感器二次電路被短接后，不管這種短接與母線差動(dòng)保護(hù)的總差回路脫離或相連、均已破壞了母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理，在正?；虬l(fā)生穿越性故障時(shí)，均將引起二次差電流的不平衡，并可能產(chǎn)生誤動(dòng).母線元件設(shè)備做一次回路短路試驗(yàn)，如電流互感器TA的一次通電試驗(yàn),工