电力系统继电保护技术 第4版 课件 第8章 母线保护

第8章母线保护8.1装设母线保护基本原则母线是电能集中和分配的重要场所，是重要组成元件之一。母线发生故障，将造成大面积用户停电，可能破坏电力系统稳定运行，导致电力系统瓦解，后果是十分严重的。故障类型：母线可能发生单相接地或者相间短路。

1、母线短路故障第8章装设母线保护基本原则母线故障原因：1）母线绝缘子和断路器套管的闪络；2）母线电压互感器和电流互感器的故障；3）母线隔离开关和断路器的支持绝缘子损坏；4）运行人员的误操作等。8.1装设母线保护基本原则对母线保护要求：1）保护在动作原理和接线上必须十分可靠，母线故障时有足够的灵敏度，区外故障及保护装置本身故障时保证不误动。2）保护装置能快速地、有选择地切除故障母线。3）大接地电流系统的母线保护，应采用三相式接线，反应相间和接地故障；小接地电流系统的母线保护，应采用两相式接线，只要求反应相间故障。8.1装设母线保护基本原则

2、母线故障的保护方式（1）利用供电元件的保护兼母线故障的保护

8.1装设母线保护基本原则8.1装设母线保护基本原则

利用发电机后备保护兼作母线保护。8.1装设母线保护基本原则

利用供电元件的保护兼作母线保护。8.1装设母线保护基本原则（2）专用母线保护装设专用母线保护原则：1）110kV及以上双母线和分段母线。2）110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所的35～66kV母线，需要快速切除母线上的故障时。3）35～66kV电力网中主要变电所的35～66kV双母线或分段单母线，在母联或分段断路器上装设解列装置和其它自动装置后，仍不满足电力系统安全运行的要求时。8.1装设母线保护基本原则

4）发电厂和主要变电所的1～10kV分段母线或并列运行的双母线，须快速地切除一段或一组母线上故障时，或者线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。保护原理：母线保护按差动原理构成。8.2母线差动保护的基本原理比率制动原理的母差保护，制动电流可克服区外故障时由于电流互感器误差而产生的不平衡电流，在高压电网中得到广泛的应用。8.1装设母线保护基本原则1、动作电流与制动电流国内微机母差保护一般采用完全电流差动保护原理。完全电流差动是将母线上的全部连接元件的电流按相接入差动回路。差动电流：制动电流：8.2母线差动保护（1）单母线完全电流差动要求：母线的所有连接元件上装设同变比同特性的电流互感器。8.2母线差动保护（2）双母线差动保护总差动（大差）的启动元件，反应流入Ⅰ、Ⅱ段母线所有连接元件电流之和，区分母线短路故障和外部短路故障。采用Ⅰ母分差动（小差）和Ⅱ母分差动作为故障母线的选择元件，分别反应各连接元件流入Ⅰ母线、Ⅱ母线电流之和，从而区分出Ⅰ母线故障还是Ⅱ母线故障。8.2母线差动保护大差Ⅰ母小差Ⅱ母小差“0”代表分，“1”代表合。8.2母线差动保护（3）母联兼旁路形式的双母线接线闭合，打开时，母联由双母线形式中母线联络作用改作旁路断路器。8.2母线差动保护2、复式比率制动母差保护判据差动电流：制动电流：由于在制动电流中引入了差动电流，使得该元件在发生区内故障时制动电流近似为零，保护系统无制动量；在发生区外故障时保护系统有极强的制动特性。8.2母线差动保护1）分相复式差动判据拐点前动作电流：＞拐点后动作电流：＞8.2母线差动保护8.2母线差动保护

第8章母线保护8.3典型微机母线保护微机母线保护对输入各路电流、电压模拟量、开关量及差动电流和负序、零序量的监测和显示，提高了装置的可靠性和可信度，改善了保护人机对话的工作环境，减少了装置的调试和维护工作量。

1、微机母线保护的配置微机母线保护在硬件上采用多技术，使保护各主要功能分别由不同的独立完成，来提高保护的可靠性。8.3典型微机母线保护2）其他保护配置：断路器失灵保护，由断路器的失灵启动触点来启动失灵保护，最终断开连接该母线的所有支路断路器。（1）微机母线保护的配置1）主保护配置：母线主保护为复式比率差动保护，采用复合电压及断线闭锁方式闭锁差动保护。8.3典型微机母线保护3）保护启动元件配置-启动元件有三种：母线电压突变元件；母线各支路的相电流突变量元件；双母线的大差动过电流元件。只要有一个启动元件动作，母线差动保护即启动工作。2、微机母差保护电流变比设置常规的母差保护要求母线上的各个支路变比必须完全一致，微机母线保护的变比可由菜单输入到微机保护装置，由软件不平衡补偿，允许母线各支路差动不一致。8.3典型微机母线保护

1、启动元件程序逻辑大差动受Ⅰ、Ⅱ段复合电压闭锁。启动元件由大差、母线电压突变量启动、各支路电流突变量启动三个部分组成。8.4微机母线保护程序逻辑启动元件动作后，程序才进入复式比率差动保护的算法判据。因此要求启动元件必须在差动保护计算判据前正确启动。8.4微机母线保护程序逻辑

故障时瞬时采样值

前一周波的采样值电压突变量当＞时，母线电压突变量启动。电流突变量启动类似电压。8.4微机母线保护程序逻辑

2、母线复式比率差动保护程序逻辑8.4微机母线保护程序逻辑1）大、小差动元件逻辑关系：大、小差都是差动保护的两个判据为核心，所不同的是它们的保护范围和差动电流、制动电流取值不同。小差动作，大差动必然动作，为提高保护可靠性，用大差与两个小差成与门。2）复合电压元件作用及其逻辑关系：防止二次回路电压互感器断线引起的误动，复合电压起闭锁作用。由正序低电压、零序和负序过电压构成的“或”元件。8.4微机母线保护程序逻辑复合电压逻辑框图：8.4微机母线保护程序逻辑

小差判出故障母线段、同时复合电压动作，才允许跳闸。8.4微机母线保护程序逻辑3）母线并列运行及在倒闸操作：某支路的两副隔离开关同时合位，不需选择元件判断故障母线，在大差动作时的同时复合电压也动作，与门条件满足，跳所有支路断路器。8.4微机母线保护程序逻辑4）饱和识别原理及逻辑关系：母线出线故障时，可能饱和。虽母线差动在区外故障时，允许有较大的误差，但当饱和严重超过允许误差时，差动保护可能误动作。某一出线元件故障，饱和，其二次电流大大减少。为防止区外故障时由于饱和母差保护误动，在保护中设置饱和识别元件。8.4微机母线保护程序逻辑母差保护通过同步识别程序，识别电流互感器饱和时，闭锁保护一周，然后再开放保护。8.4微机母线保护程序逻辑3、母联失灵或母线保护死区故障的保护非故障母线的差动误动，而故障母线的差动要拒动。Ⅰ母小差Ⅱ母小差

8.4微机母线保护程序逻辑母联断路器已被跳开，但母线二次仍有电流,与母联断路器失灵现象一致。跳开母联断路器后，经延时后判别母联电流是否越限，经延时母联电流满足越限条件，且母线复合电压动作，则跳开母线上所有断路器。8.4微机母线保护程序逻辑8.4微机母线保护程序逻辑4、母线充电保护逻辑母线充电保护是临时性保护。在母线安装后投运前或母线检修后再投入前，利用母联断路器对母线充电时的保护。8.4微机母线保护程序逻辑当一段母线经母联断路器对另一段母线充电时，若被充电母线存在故障，当母联电流的任一相大于充电保护的整定值，充电保护动作于将母联断路器跳开。

8.4微机母线保护程序逻辑5、断线闭锁电压回路断线可以通过复合序电压来判断，当Ⅰ母或Ⅱ母复合电压动作后经延时，若差动保护未动作，说明电压回路断线。

8.4微机母线保护程序逻辑电流回路断线的方法有两种：一是根据差电流越限而母线电压正常（或门输出“1”）；8.4微机母线保护程序逻辑二是依次检测各单元的三相电流，若一相或两相电流为零，而另两相或一相有负载电流（与门2输出“1”），则认为是断线。8.4微机母线保护程序逻辑6、微机母差保护动作程序流程程序组成：在线保护程序部分，由其实现保护的功能；为方便运行调试和维护而设置的离线辅助功能程序。主程序在