第9章母线保护

1、9.1 9.1 概述概述9.2 9.2 母线差动保护原理母线差动保护原理9.4 9.4 断路器失灵保护断路器失灵保护9.3 9.3 双母线差动保护双母线差动保护9.1.1 母线的故障母线的故障9.1.2 母线的保护方式母线的保护方式9.1.3 对母线保护的基本要求对母线保护的基本要求 造成母线短路的主要原因有：造成母线短路的主要原因有： 母线绝缘子、断路器套管以及电流、母线绝缘子、断路器套管以及电流、电压互感器的套管和支持绝缘子的闪络或损电压互感器的套管和支持绝缘子的闪络或损坏；坏； 运行人员的误操作，如带地线误合闸运行人员的误操作，如带地线误合闸或带负荷断开隔离开关产生电弧等。或带负荷断开隔

2、离开关产生电弧等。母线保护的主要方式有以下两种。母线保护的主要方式有以下两种。 根据规程规定，下列情况应装设专用的根据规程规定，下列情况应装设专用的母线保护。母线保护。 （1 1）由于系统稳定的要求，当母线上发）由于系统稳定的要求，当母线上发生故障时必须快速切除。生故障时必须快速切除。 （2 2）在某些较简单或较低电压的网络中，）在某些较简单或较低电压的网络中，有时没有提出稳定的要求，这时应根据母线有时没有提出稳定的要求，这时应根据母线发生故障时，主要发电厂用电母线上残余电发生故障时，主要发电厂用电母线上残余电压的数值来判断。压的数值来判断。 （3 3）双母线和分段单母线上，装设专用）双母线和

3、分段单母线上，装设专用的母线保护，可以有选择性地切除任一组（或的母线保护，可以有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组无故障的段）母线上所发生的故障，而另一组无故障的母线仍能继续运行，保证了供电的可靠性。母线仍能继续运行，保证了供电的可靠性。 （4 4）对于固定连接的母线和元件由双断）对于固定连接的母线和元件由双断路器连接母线时，应考虑装设专用母线保护。路器连接母线时，应考虑装设专用母线保护。 （5 5）当发电厂或变电所送电线路的断路）当发电厂或变电所送电线路的断路器，其切断容量按电抗器后短路选择时，在电器，其切断容量按电抗器后短路选择时，在电抗器前发生短路时保护不能切除，这时

4、应尽量抗器前发生短路时保护不能切除，这时应尽量装设母线保护，来切除部分或全部供电元件，装设母线保护，来切除部分或全部供电元件，以减少短路容量。以减少短路容量。 必须快速、有选择地切除故障母线；应必须快速、有选择地切除故障母线；应能可靠、方便地适应母线运行方式的变化；能可靠、方便地适应母线运行方式的变化；保护装置应十分可靠和具有足够的灵敏度；保护装置应十分可靠和具有足够的灵敏度；接线尽量简化。接线尽量简化。 9.2.1 母线完全差动电流保护母线完全差动电流保护9.2.2 母线电压差动保护母线电压差动保护9.2.3 具有比率制动特性的母线电具有比率制动特性的母线电流差动保护流差动保护9.2.4 电

5、流比相式母线保护电流比相式母线保护 （2 2）从每个连接元件中电流的相位来看，）从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行和外部故障时，至少有一个元件在正常运行和外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的，具体的说，就是电流流入的元件和电反的，具体的说，就是电流流入的元件和电流流出的元件中电流相位相反。流流出的元件中电流相位相反。 而当母线故障时，除电流等于零的元件而当母线故障时，除电流等于零的元件以外，其他元件中的电流几乎是同相位的。以外，其他元件中的电流几乎是同相位的。 由于这种保护是利用相位比较，所以有由于这种保护是利用相位

6、比较，所以有以下优点。以下优点。 动作条件与幅值无关，因此不要求各动作条件与幅值无关，因此不要求各电流互感器变比相同。电流互感器变比相同。 因该保护不受不平衡电流的影响，保因该保护不受不平衡电流的影响，保护灵敏性较高。护灵敏性较高。 9.3.1 元件固定连接的双母线电流元件固定连接的双母线电流差动保护差动保护9.3.2 母联电流比相式母线差动保母联电流比相式母线差动保护护9.3.3 双母线保护的其他方法双母线保护的其他方法 对于双母线，如果采用一组母线运行的对于双母线，如果采用一组母线运行的方式工作，在运行的母线上发生故障时，将方式工作，在运行的母线上发生故障时，将造成全部停电，然后把所连接在

7、此母线上的造成全部停电，然后把所连接在此母线上的元件切换至另一组母线上才能恢复供电，这元件切换至另一组母线上才能恢复供电，这是一个很大的缺点。是一个很大的缺点。 因此，对于发电厂和重要变电所的高压因此，对于发电厂和重要变电所的高压母线，大多采用双母线同时运行（用母线联母线，大多采用双母线同时运行（用母线联络断路器连接两组母线），每组母线上各连络断路器连接两组母线），每组母线上各连接约一半的供电和受电元件。接约一半的供电和受电元件。 这样当任一组母线上出现故障时，只需这样当任一组母线上出现故障时，只需切除故障母线，而另一组母线上的连接元件切除故障母线，而另一组母线上的连接元件仍可继续运行。仍可继

8、续运行。 差动回路差动回路3 3：TA1TA1 TA6TA6、KD3KD3。 母联电流比相式母线差动保护具有运行方式灵母联电流比相式母线差动保护具有运行方式灵活、接线简单等优点，的双母线得到了广泛的应用。活、接线简单等优点，的双母线得到了广泛的应用。 但它也存在如下缺点：但它也存在如下缺点： （1 1）正常运行时母联断路器必须投入运行；）正常运行时母联断路器必须投入运行； （2 2）保护的动作电流受外部短路时最大不平）保护的动作电流受外部短路时最大不平衡电流的影响；衡电流的影响； （3 3）在母联断路器和母联电流互感器之间发）在母联断路器和母联电流互感器之间发生短路时，将出现死区，要靠线路对侧

9、后备保护来生短路时，将出现死区，要靠线路对侧后备保护来切除故障。切除故障。 （4 4）两组母线相继发生故障时，只能切除先）两组母线相继发生故障时，只能切除先发生故障的母线，后发生故障的母线因母联断路器发生故障的母线，后发生故障的母线因母联断路器已跳闸，选择元件无法进行相位比较而不动作，因已跳闸，选择元件无法进行相位比较而不动作，因而不能切除故障。而不能切除故障。 （1 1）线路保护采用近后备方式并当线路）线路保护采用近后备方式并当线路故障后，断路器有可能发生拒动时，应装设故障后，断路器有可能发生拒动时，应装设断路器失灵保护，因为此时只有依靠断路器断路器失灵保护，因为此时只有依靠断路器失灵保护才

10、能将故障切除。失灵保护才能将故障切除。 （2 2）线路保护采用远后备方式并当线路）线路保护采用远后备方式并当线路故障后，断路器确有可能发生拒动，如由其故障后，断路器确有可能发生拒动，如由其他线路或变压器的后备保护来切除故障将扩他线路或变压器的后备保护来切除故障将扩大停电范围，并引起严重后果时，应装设断大停电范围，并引起严重后果时，应装设断路器失灵保护。路器失灵保护。 （3 3）如断路器与电流互感器之间发生故）如断路器与电流互感器之间发生故障，不能由该回路主保护切除，而由其他断障，不能由该回路主保护切除，而由其他断路器和变压器后备保护切除又将扩大停电范路器和变压器后备保护切除又将扩大停电范围并引

11、起严重后果时，应装设断路器失灵保围并引起严重后果时，应装设断路器失灵保护。护。 （4 4）相邻元件保护的远后备保护灵敏度）相邻元件保护的远后备保护灵敏度不够时应装设断路器失灵保护。不够时应装设断路器失灵保护。 （5 5）对分相操作的断路器，允许只按单）对分相操作的断路器，允许只按单相接地故障来校验其灵敏度时，应装设断路相接地故障来校验其灵敏度时，应装设断路器失灵保护。器失灵保护。 （6 6）根据变电所的重要性和装设断路器）根据变电所的重要性和装设断路器失灵保护作用的大小来决定装设断路器失灵失灵保护作用的大小来决定装设断路器失灵保护。保护。 例如，对于多母线例如，对于多母线220kV220kV及以上的变电所，及以上的变电所，当失灵保护能缩小断路器拒动引起的停电范当失灵保护能缩小断路器拒动引起的停电范围时，就应装设断路器失灵保护。围时，就应装设断路器失灵保护。 （1 1）失灵保护的误动和母线保护误动一样，）失灵保护的误动和母线保护误动一样，影响范围广，必须有较高的可靠性，即不应发生误影响范围广，必须有较高的可靠性，即不应发生误动作。动作。 （2 2）失灵保护首先动作于母联断路器和分段）失灵保护首先动作于母联断路器和分段断路器，此后相邻元件保护已能以相继动作切除故断路器，此后相邻元件保护已能以相继动作切除故障时，失灵保护仅动作于母联断路器和分段断