電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù) 第4版 課件 第8章 母線保護(hù)

第8章母線保護(hù)8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則母線是電能集中和分配的重要場(chǎng)所，是重要組成元件之一。母線發(fā)生故障，將造成大面積用戶停電，可能破壞電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致電力系統(tǒng)瓦解，后果是十分嚴(yán)重的。故障類型：母線可能發(fā)生單相接地或者相間短路。

1、母線短路故障第8章裝設(shè)母線保護(hù)基本原則母線故障原因：1）母線絕緣子和斷路器套管的閃絡(luò)；2）母線電壓互感器和電流互感器的故障；3）母線隔離開關(guān)和斷路器的支持絕緣子損壞；4）運(yùn)行人員的誤操作等。8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則對(duì)母線保護(hù)要求：1）保護(hù)在動(dòng)作原理和接線上必須十分可靠，母線故障時(shí)有足夠的靈敏度，區(qū)外故障及保護(hù)裝置本身故障時(shí)保證不誤動(dòng)。2）保護(hù)裝置能快速地、有選擇地切除故障母線。3）大接地電流系統(tǒng)的母線保護(hù)，應(yīng)采用三相式接線，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。8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則

2、母線故障的保護(hù)方式（1）利用供電元件的保護(hù)兼母線故障的保護(hù)

8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則

利用發(fā)電機(jī)后備保護(hù)兼作母線保護(hù)。8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則

利用供電元件的保護(hù)兼作母線保護(hù)。8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則（2）專用母線保護(hù)裝設(shè)專用母線保護(hù)原則：1）110kV及以上雙母線和分段母線。2）110kV單母線，重要發(fā)電廠或110kV以上重要變電所的35～66kV母線，需要快速切除母線上的故障時(shí)。3）35～66kV電力網(wǎng)中主要變電所的35～66kV雙母線或分段單母線，在母聯(lián)或分段斷路器上裝設(shè)解列裝置和其它自動(dòng)裝置后，仍不滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求時(shí)。8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則

4）發(fā)電廠和主要變電所的1～10kV分段母線或并列運(yùn)行的雙母線，須快速地切除一段或一組母線上故障時(shí)，或者線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí)。保護(hù)原理：母線保護(hù)按差動(dòng)原理構(gòu)成。8.2母線差動(dòng)保護(hù)的基本原理比率制動(dòng)原理的母差保護(hù)，制動(dòng)電流可克服區(qū)外故障時(shí)由于電流互感器誤差而產(chǎn)生的不平衡電流，在高壓電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。8.1裝設(shè)母線保護(hù)基本原則1、動(dòng)作電流與制動(dòng)電流國(guó)內(nèi)微機(jī)母差保護(hù)一般采用完全電流差動(dòng)保護(hù)原理。完全電流差動(dòng)是將母線上的全部連接元件的電流按相接入差動(dòng)回路。差動(dòng)電流：制動(dòng)電流：8.2母線差動(dòng)保護(hù)（1）單母線完全電流差動(dòng)要求：母線的所有連接元件上裝設(shè)同變比同特性的電流互感器。8.2母線差動(dòng)保護(hù)（2）雙母線差動(dòng)保護(hù)總差動(dòng)（大差）的啟動(dòng)元件，反應(yīng)流入Ⅰ、Ⅱ段母線所有連接元件電流之和，區(qū)分母線短路故障和外部短路故障。采用Ⅰ母分差動(dòng)（小差）和Ⅱ母分差動(dòng)作為故障母線的選擇元件，分別反應(yīng)各連接元件流入Ⅰ母線、Ⅱ母線電流之和，從而區(qū)分出Ⅰ母線故障還是Ⅱ母線故障。8.2母線差動(dòng)保護(hù)大差Ⅰ母小差Ⅱ母小差“0”代表分，“1”代表合。8.2母線差動(dòng)保護(hù)（3）母聯(lián)兼旁路形式的雙母線接線閉合，打開時(shí)，母聯(lián)由雙母線形式中母線聯(lián)絡(luò)作用改作旁路斷路器。8.2母線差動(dòng)保護(hù)2、復(fù)式比率制動(dòng)母差保護(hù)判據(jù)差動(dòng)電流：制動(dòng)電流：由于在制動(dòng)電流中引入了差動(dòng)電流，使得該元件在發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)制動(dòng)電流近似為零，保護(hù)系統(tǒng)無(wú)制動(dòng)量；在發(fā)生區(qū)外故障時(shí)保護(hù)系統(tǒng)有極強(qiáng)的制動(dòng)特性。8.2母線差動(dòng)保護(hù)1）分相復(fù)式差動(dòng)判據(jù)拐點(diǎn)前動(dòng)作電流：＞拐點(diǎn)后動(dòng)作電流：＞8.2母線差動(dòng)保護(hù)8.2母線差動(dòng)保護(hù)

第8章母線保護(hù)8.3典型微機(jī)母線保護(hù)微機(jī)母線保護(hù)對(duì)輸入各路電流、電壓模擬量、開關(guān)量及差動(dòng)電流和負(fù)序、零序量的監(jiān)測(cè)和顯示，提高了裝置的可靠性和可信度，改善了保護(hù)人機(jī)對(duì)話的工作環(huán)境，減少了裝置的調(diào)試和維護(hù)工作量。

1、微機(jī)母線保護(hù)的配置微機(jī)母線保護(hù)在硬件上采用多技術(shù)，使保護(hù)各主要功能分別由不同的獨(dú)立完成，來(lái)提高保護(hù)的可靠性。8.3典型微機(jī)母線保護(hù)2）其他保護(hù)配置：斷路器失靈保護(hù)，由斷路器的失靈啟動(dòng)觸點(diǎn)來(lái)啟動(dòng)失靈保護(hù)，最終斷開連接該母線的所有支路斷路器。（1）微機(jī)母線保護(hù)的配置1）主保護(hù)配置：母線主保護(hù)為復(fù)式比率差動(dòng)保護(hù)，采用復(fù)合電壓及斷線閉鎖方式閉鎖差動(dòng)保護(hù)。8.3典型微機(jī)母線保護(hù)3）保護(hù)啟動(dòng)元件配置-啟動(dòng)元件有三種：母線電壓突變?cè)?；母線各支路的相電流突變量元件；雙母線的大差動(dòng)過(guò)電流元件。只要有一個(gè)啟動(dòng)元件動(dòng)作，母線差動(dòng)保護(hù)即啟動(dòng)工作。2、微機(jī)母差保護(hù)電流變比設(shè)置常規(guī)的母差保護(hù)要求母線上的各個(gè)支路變比必須完全一致，微機(jī)母線保護(hù)的變比可由菜單輸入到微機(jī)保護(hù)裝置，由軟件不平衡補(bǔ)償，允許母線各支路差動(dòng)不一致。8.3典型微機(jī)母線保護(hù)

1、啟動(dòng)元件程序邏輯大差動(dòng)受Ⅰ、Ⅱ段復(fù)合電壓閉鎖。啟動(dòng)元件由大差、母線電壓突變量啟動(dòng)、各支路電流突變量啟動(dòng)三個(gè)部分組成。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯啟動(dòng)元件動(dòng)作后，程序才進(jìn)入復(fù)式比率差動(dòng)保護(hù)的算法判據(jù)。因此要求啟動(dòng)元件必須在差動(dòng)保護(hù)計(jì)算判據(jù)前正確啟動(dòng)。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯

故障時(shí)瞬時(shí)采樣值

前一周波的采樣值電壓突變量當(dāng)＞時(shí)，母線電壓突變量啟動(dòng)。電流突變量啟動(dòng)類似電壓。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯

2、母線復(fù)式比率差動(dòng)保護(hù)程序邏輯8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯1）大、小差動(dòng)元件邏輯關(guān)系：大、小差都是差動(dòng)保護(hù)的兩個(gè)判據(jù)為核心，所不同的是它們的保護(hù)范圍和差動(dòng)電流、制動(dòng)電流取值不同。小差動(dòng)作，大差動(dòng)必然動(dòng)作，為提高保護(hù)可靠性，用大差與兩個(gè)小差成與門。2）復(fù)合電壓元件作用及其邏輯關(guān)系：防止二次回路電壓互感器斷線引起的誤動(dòng)，復(fù)合電壓起閉鎖作用。由正序低電壓、零序和負(fù)序過(guò)電壓構(gòu)成的“或”元件。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯復(fù)合電壓邏輯框圖：8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯

小差判出故障母線段、同時(shí)復(fù)合電壓動(dòng)作，才允許跳閘。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯3）母線并列運(yùn)行及在倒閘操作：某支路的兩副隔離開關(guān)同時(shí)合位，不需選擇元件判斷故障母線，在大差動(dòng)作時(shí)的同時(shí)復(fù)合電壓也動(dòng)作，與門條件滿足，跳所有支路斷路器。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯4）飽和識(shí)別原理及邏輯關(guān)系：母線出線故障時(shí)，可能飽和。雖母線差動(dòng)在區(qū)外故障時(shí)，允許有較大的誤差，但當(dāng)飽和嚴(yán)重超過(guò)允許誤差時(shí)，差動(dòng)保護(hù)可能誤動(dòng)作。某一出線元件故障，飽和，其二次電流大大減少。為防止區(qū)外故障時(shí)由于飽和母差保護(hù)誤動(dòng)，在保護(hù)中設(shè)置飽和識(shí)別元件。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯母差保護(hù)通過(guò)同步識(shí)別程序，識(shí)別電流互感器飽和時(shí)，閉鎖保護(hù)一周，然后再開放保護(hù)。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯3、母聯(lián)失靈或母線保護(hù)死區(qū)故障的保護(hù)非故障母線的差動(dòng)誤動(dòng)，而故障母線的差動(dòng)要拒動(dòng)。Ⅰ母小差Ⅱ母小差

8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯母聯(lián)斷路器已被跳開，但母線二次仍有電流,與母聯(lián)斷路器失靈現(xiàn)象一致。跳開母聯(lián)斷路器后，經(jīng)延時(shí)后判別母聯(lián)電流是否越限，經(jīng)延時(shí)母聯(lián)電流滿足越限條件，且母線復(fù)合電壓動(dòng)作，則跳開母線上所有斷路器。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯4、母線充電保護(hù)邏輯母線充電保護(hù)是臨時(shí)性保護(hù)。在母線安裝后投運(yùn)前或母線檢修后再投入前，利用母聯(lián)斷路器對(duì)母線充電時(shí)的保護(hù)。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯當(dāng)一段母線經(jīng)母聯(lián)斷路器對(duì)另一段母線充電時(shí)，若被充電母線存在故障，當(dāng)母聯(lián)電流的任一相大于充電保護(hù)的整定值，充電保護(hù)動(dòng)作于將母聯(lián)斷路器跳開。

8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯5、斷線閉鎖電壓回路斷線可以通過(guò)復(fù)合序電壓來(lái)判斷，當(dāng)Ⅰ母或Ⅱ母復(fù)合電壓動(dòng)作后經(jīng)延時(shí)，若差動(dòng)保護(hù)未動(dòng)作，說(shuō)明電壓回路斷線。

8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯電流回路斷線的方法有兩種：一是根據(jù)差電流越限而母線電壓正常（或門輸出“1”）；8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯二是依次檢測(cè)各單元的三相電流，若一相或兩相電流為零，而另兩相或一相有負(fù)載電流（與門2輸出“1”），則認(rèn)為是斷線。8.4微機(jī)母線保護(hù)程序邏輯6、微機(jī)母差保護(hù)動(dòng)作程序流程程序組成：在線保護(hù)程序部分，由其實(shí)現(xiàn)保護(hù)的功能；為方便運(yùn)行調(diào)試和維護(hù)而設(shè)置的離線輔助功能程序。主程序在