继电保护教材 第八章 母线的继电保护
母线的继电保护
电流保护策略
电流保护
01
通过检测母线电流的大小和持续时间，判断是否存在故障，实
现对母线的保护。
电流保护的优点
02
结构简单，易于实现。
电流保护的局限性
03
对电流变化的反应速度较慢，可能无法及时切除故障。
距离保护策略
距离保护
通过测量故障点到保护装置的距离，判断是否存 在故障，实现对母线的保护。
距离保护的优点
05
母线继电保护的发展趋势与 展望
智能化母线继电保护技术
总结词
随着人工智能和大数据技术的不断发展，智能化母线继电保护技术已成为未来 的发展趋势。
详细描述
智能化母线继电保护技术利用人工智能算法，如神经网络、模糊逻辑等，对母 线运行状态进行实时监测和故障诊断，能够快速准确地识别和定位故障，提高 保护的可靠性和响应速度。
总结词
随着可再生能源的广泛应用，微电网已成为智能电网的重要 组成部分，对母线继电保护技术提出了新的挑战和机遇。
详细描述
在微电网中，母线结构复杂，且经常出现分布式电源的接入 和退出，给传统的母线继电保护技术带来了困难。因此，需 要研究适应微电网运行特性的母线继电保护技术，以确保微 电网的安全稳定运行。
距离保护
通过测量故障点到保护装置的距离，判断是否发生母线故障 。根据距离的远近，保护装置会在不同的时限内切除故障。
母线继电保护的分类
按保护范围分类
可分为大差动保护和小差动保护。大差动保护适用于母线全部或大部分发生故障的情况；小差动 保护适用于母线局部故障的情况。
按动作原理分类
可分为电流型保护和电压型保护。电流型保护基于电流的变化来判断故障，响应速度快；电压型 保护基于电压的变化来判断故障，适用于高压母线。
母线的继电保护
母线的继电保护一．装设母线保护的基本原则和发电机、变压器一样，发电厂和变电所的母线也是电力系统中的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将使连接在故障母线上的所有元件在修复故障母线期间，或转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电。
此外，在电力系统中枢纽变电所的母线上故障时，还可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。
母线保护有两种情况，一般说来，不采用专门的母线保护，而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除。
例如：1. 发电厂的出线端采用单母线接线，此时母线上的故障就可以利用发电机的过电流保护使发电机的断路器跳闸予以切除；2. 对于降压变电所，其低压侧的母线正常时分开运行，则低压母线上的故障就可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸予以切除；3. 如果是双侧电源网络（或环形网络），如图8—1所示，当变电所B 母线上d 点短路时，则可以由保护1和保护4的第II 段动作予以切除，等等。
图 8-1 在双侧电源网络上，利用电源侧的保护切除母线故障当利用供电元件的保护装置切除母线故障时，切除故障的时间一般较长。
此外，当双母线同时运行或母线为分段单母线时，上述保护不能保证有选择性地切除故障母线。
因此，在下列情况下应装设专门的母线保护：（1） 在110KV 及以上的双母线和分段单母线上，为保证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（或段）无故障的母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。
（2） 110KV 及以上的单母线，重要的发电厂的35KV 母线或高压侧为110KV 及以上的重要降压变电所的35KV 母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。
为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。
二．母线差动保护的特点母线差动保护的特点是在母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、变压器、发电机、电抗器等）。
例如许继公司的WMH —800系列微机母线保护最多可以连接24个电气元件。
(完整word版)继电保护教材(超实用)
第一章绪论第一节电力系统继电保护的作用一、电力系统的故障和不正常运行状态1.电力系统的故障：三相短路f (3)、两相短路f (2)、单相短路接地f (1)、两相短路接地f (1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
二、发生故障可能引起的后果是：1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；2、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命；3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。
事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。
三、电保护装置及其任务1．继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
2．它的基本任务是：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。
（2）对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳闸），且能与自动重合闸相配合。
第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
1、利用基本电气参数的区别发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化，可以构成如下保护。
（1）过电流保护：反映电流的增大而动作，如图1-1所示，（2）低电压保护：反应于电压的降低而动作。
（3）距离保护（或低阻抗保护）：反应于短路点到保护安装地之间的距离（或测量阻抗的减小）而动作。
2、利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差别。
继电保护
第八章 继电保护
四、电流保护装置的接线方式 电流保护的接线方式是指: 电流继电器与电流互感器的连接方式。 常用接线方式有三种:如图8-10所示。
第八章 继电保护 1 .完全星型接线 （三相三继电器接法） 1）接法：图8-10a 1 2）接线系数:
I 3）特点：正确反映各类短路故障如相间短路、单相接地短路。 Kw K I2 4）应用：中性点直接接地系统且KW=1。 2 . 不完全星形接线。（两相继电器接法） 1）接法：图8-10b 2）接线参数： KW=1。 3）特点：相间短路保护。V相单相接地故障时，继电器不会动作。 4）应用：中性点不直接接地系统。
第八章 继电保护
继电保护是指能反映电力系统中电气设备或线路发生故障或不正常运行状态，
并能作用于断路器跳闸和发出信号的一种自动装置。 继电保护装置的作用是：当被保护线路或设备发生故障时，继电保护装置能
借助断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障部分断开，保证非故障部
分继续运行；当保护设备或线路出现不正常运行状态时，继电保护装置能 够发出信号，提醒工作人员及时采取措施。 2、对继电保护装置的要求。 1）选择性：切除故障部分，防 止越级跳闸。 如图8-1所示，段S点短路是， 短路电流经断路器1QF、3QF、 5QF，按选则性要求，保护装 置5应 图8-1 继电保护动作选择示意图 动作，是断路器5QF断开，如果保护装置3或1动作则扩大停电范围。
图8-15 保护区的划分
第八章 继电保护
（2）返回电流Ire应大于最大工作电流：
2）灵敏度校验 （1）最小的短路电流大于动作电流 （2）计算公式：8-13。
Kr
Kr
( I s2) min I op
( I s 2 ) n mi K i I op k
电力系统继电保护-8 母线保护
（图解：2007年2月1日，河南平顶山供电 公司生产技术部组织检修班工作人员对石龙 区孙岭变电站35KV西母线进行更换，确保 了该区工农业生产及春节电力供应）
8.2.5 元件固定联接的双母线电流差动保护
• 元件固定连接的电流差动保护的主要部分由三组差动保护组成。如图 8-7所示： • 第一组——由TA1、TA2、TA5和差动继电器KD1（I母分差动）组成 ，用以选择第I组母线上的故障； • 第二组——由TA3、TA4、TA6和差动继电器KD2（Ⅱ母分差动）组 成，用以选择第Ⅱ组母线上的故障； • 第三组——由TA1、TA2、TA3、 TA4和差动继电器KD3组成了一个 完全电流差动（总差动）保护，当 任一组母线故障时，它都会动作； 当母线外部故障时，它不会动作， 在正常运行方式下，它作为整个保 护的启动元件，当固定接线方式破 坏并保护范围外部故障时，可防止 图8-7：元件固定连接的双母线电流差动保护原理接线图 保护的非选择性动作。
8.2.3 具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护
将比率制动的电流型差动保护应用于母线，动作判据可为最大值制动，即
I
i 1 nni源自 Kres I i
n
max
I set .0
i=1,2,3,„„,n（8.5）
或动作判据为模值和制动，即
Ii Kres Ii I set.0
• 主要优点——对母线上的元件就无需提出固定连接的要求，有利于用 在连接元件切换较多的场合。
8.2.7 母线保护常见类型及特点比较
• 按照母线保护装置差电流回路输入阻抗的大小，可将其分为： • 常规母线保护及微机数字式母线保护均为低阻抗型母线保护。 • 优点：低阻抗母线保护装置比较简单，一般采用先进的、久经考验的 判据，系统的监视较为简单。 • 缺点：低阻抗母线保护再在外部故障TA饱和时，母线差动继电器中 会出现较大不平衡电流，可能使母差保护误动作。 • 应用：目前数字式低阻抗母线保护中可通过采用TA饱和识别和闭锁 辅助措施，能有效地防止TA饱和引起的误动。因此，数字式低阻抗 母线保护在我国电力系统中得到了广泛的应用。 • 中阻抗型母线差动保护将高阻抗的特性和比率制动特性两者有效结合 ，中阻抗型母线保护采用了快速、灵敏、比率制动式电流差动保护方 案，即具有低阻抗、高阻抗保护的优点，又避开了它们的缺点，在处 理TA饱和方面具有独特优势。它以电流瞬时值作测量比较，测量元 件和差动元件多为集成电路或整流型继电器，当母线内部故障时，动 作速度极快，一般动作时间小于10ms，因此又被称为“半周波继电 器”。实践证明，目前中阻抗式母线保护是一种最好的目下保护方案 。在我国电力系统中得到了广泛的应用。
南昌大学继电保护第八章电网高频保护
(2)按通道工作频率分为电力载波通道的高频保护； 微波保护 (3)按高频信号作用分为闭锁信号、允许信号及 跳闸信号： （4)按高频通道工作方式可分为线路正常运行时 长期发信工作方式及只有在线路故障时才启动发 信的故障启动发信方式。 (5)按对高频信号的调制方式可分为幅度调制和 频率调制。 (6)按两端高频信号的频率的异同可分力单频制 和双频制。
三、高频保护的构成
高频保护由继电部分和通信部分构成。继电部 分，对反应工频电气量的高频保护是在原有保护 原理上发展起来的，所以保护原理与原有保护原 则相似．而对于不反应工频电气量的高频保护来 说，则继电部分根据新原理构成。 通信部分出收发信机和通道组成。构
成高频保护的方电气量的高频保护为例，说
明继电部分和通信部分的工作情况。继电 部分根据被反应的工频电气量性质的高频
信号(它通过通道,从线路一端传送到另一端,对端 收信机收到高频信号后，将该高频信号还原成继 电部分所需的工频信号通过继电部分进行比较)， 决定保护装置是否动作.这高频信号也称为载波信 号，这种通信方式也称为载波通信，其通道也称 为载波通道。
(gp正常无高颇信号方式)；(c)“穗领”方式
所谓“短时发信”方式是指在正常运行情况 下，收、发信机一直处于不工作状态，高频通道 中没有高频信号通过。只有在系统中发生故障时， 发信机才由起动元件起动，高频通道中才有高频 信号通过。故障切除后，发信机经一定延时后自 动停止发信，通道中的高频信号也随之中断。因 此，又称为正常无高频信号方式，如图7—2(b) 所示。“短时发信”方式的优点是，可以减少对 相邻通道中信号的干扰和延长收、发信机的寿命， 但要求保护中应有快速动作的起倍元件。为了对 通道和收、发信机进行完好性的检查，要有人工 起信措施。目前我国生产的高频保护多采用“短
电力系统继电保护-8母线保护
电力系统继电保护-8母线保护概述电力系统中的母线是电能传输与分配的关键设备，它连接着发电机、变压器、负荷等各个局部。
在电力系统运行中，母线保护系统起着至关重要的作用，它能够及时检测和切除故障母线，确保电力系统的平安运行。
本文将介绍8母线保护的概念、原理、常见故障及保护方案等内容，以帮助读者深入了解和掌握电力系统中的8母线保护。
8母线保护的原理8母线保护是指对电力系统中8母线进行保护的一种继电保护方式。
其原理是通过对母线电流、电压、功率等参数进行监测和判断，当出现故障时及时切除故障母线，以防止故障扩大和对系统造成更大的影响。
具体来说，8母线保护包括了以下几个方面的内容： 1. 母线电流保护：对母线电流进行监测和判断，当电流超过设定值时，及时切除故障母线。
2. 母线电压保护：对母线电压进行监测和判断，当电压异常〔过高或过低〕时，及时切除故障母线。
3. 母线功率保护：对母线功率进行监测和判断，当功率异常〔过高或过低〕时，及时切除故障母线。
4. 母线频率保护：对母线频率进行监测和判断，当频率异常〔偏离正常运行范围〕时，及时切除故障母线。
5. 母线过温保护：对母线温度进行监测和判断，当温度异常〔过高〕时，及时切除故障母线。
常见的8母线保护方案在电力系统中，常见的8母线保护方案有以下几种： 1. 基于电流保护的方案：该方案通过对母线电流进行监测和判断，当电流超过设定值时，切除故障母线。
2. 基于电压保护的方案：该方案通过对母线电压进行监测和判断，当电压异常时，切除故障母线。
3. 基于功率保护的方案：该方案通过对母线功率进行监测和判断，当功率异常时，切除故障母线。
4. 基于频率保护的方案：该方案通过对母线频率进行监测和判断，当频率异常时，切除故障母线。
5. 基于温度保护的方案：该方案通过对母线温度进行监测和判断，当温度异常时，切除故障母线。
8母线保护的应用场景8母线保护主要应用于电力系统中的母线设备，如发电机、变压器、负荷母线等。
母线继电保护
断路器失灵保护的构成原理
1KA为电流速断保护，2KA为过电流保护。
母线的不完全电流差动保护原理接线图
三、电流比相式母线保护
母线外部故障和内部故障时的电流分布 (a)外部故障；(b)内部故障
电流比相式母线保护原理接线图
元件固定连接的双母线完全差动电流保护单相原理接线图 (a)交流回路；(b)直流回路
元件固定连接的母线差动保护范围外部故障时的电流分布图
利用供电元件保护装置切除母 线故障
(a)利用发电机过电流保护
(b)利用变压器过电流保护
利用供电元件保护装置切除母 线故障
(c)利用供电电源线路的第Ⅱ、Ⅲ段保护
第二节 母线电流差动保护
一、母线完全电流差动保护
常用作单母线或只有一组母线经常运行的双母线
的保护；
母线完全电流差动保护按差动原理构成，和母线
母线保护方式
母线保护方式有两种：
利用供电元件的保护切除母线故障；
装设专用母线保护。
母线专用保护应能保证快速性和选择性，并应有足
够的灵敏性和工作可靠性。按差动原理构成的母线 保护得到了广泛的应用。在直接接地系统中，母线 保护采用三相式接线，以便反应相间及单相短路。 在非直接接地系统中可采用两相式接线。
连接的所有元件上，都装设变比和特性均相同的 TA，TA的二次绕组端子并联后接上差动继电器。
各互感器之间的一次电气设备，即为母Байду номын сангаас差动保
护的保护区。
母线完全电流差动保护原理接线图 (a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布
二、母线不完全电流差动保护
不完全电流差动保护通常用作发电厂或大容量变电 站6-10Kv母线保护。 保护采用两相式，由两段电流保护构成。如下图， 仅对有电源的连接元件上装设电流互感器，即发动 机、变压器、分段断路器及母联断路器上装设，有 时也会装设在常用变压器上.这些TA型号和变比均 相同，二次绕组按照环流法连接。1KA、2KA 和电 流互感器的二次绕组并联，由于这种保护的电流互 感器不是在所有与母线连接的元件上装设，因此称 为不完全差动电流保护。
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第八章
母线的继电保护
一 装设母线保护的基本原则 母线发生故障的几率较线路低，但故障的影响面很大。
这是因为母线上通常连有较多的电气元件，母线故障将使这些元件停电，从而造成大面积停电事故，并可能破坏系统的稳定运行，使故障进一步扩大，可见母线故障是最严重的电气故障之一，因此利用母线保护清除和缩小故障造成的后果，是十分必要的。
母线保护总的来说可以分为两大类型：一、利用供电元件的保护来保护母线，二、装设母线保护专用装置。
一般来说母线故障可以利用供电元件的保护来切除。
B 处的母线故障，可由1DL 处的Ⅱ或Ⅲ段切除，2DL 和3DL 处的发电机、变压器的过流保护切除。
缺点：延时太长，当双母线或单母线时，无选择性。
所以下列情况应装设专门的母线保护：
母线保护应特别强调其可靠性，并尽量简化结构。
对电力系统的单母线和双母线保护采用差动保护一般可以满足要求，所以得到广泛应用。
母线上连接元件较多，所以母差保护的基本原则为：
（1） 幅值上看：，正常运行和区外故障时)0()0(≠=≠out in I I ，即
∑=0I 母线故障时 out I ＝0 dz d I I I >=∑动作
（2） 相位上看：正常运行和区外故障时，流入、流出电流反相位
母线故障时 流入电流同相位
母差保护分为：1 母线完全差动 2 固定连接的双母线差动保护 3 电流比相式差动保 护 4 母联相位差动保护
二 母线的完全差动保护
1 作用原理
将母线的连接元件都包括在差动回路中，需在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的CT 。
① 正常运行或外部故障时 out in I I = （321I I I =+）
所以， ∑=−+=03.2.1..I I I
I 二次侧
0'3'2'1=−+=∑I I I I J
② 母线故障时
∑=++=d I I I I I 3.2.1.. 二次侧
dz l d J I n I I I I I >=
++=∑'3'2'1 2 整定计算 两个条件： ① 躲外部短路可能产生的max .bp I
l d K bp K J dz n I K I K I max max .1.0××=×=
②CT(LH)二次回路断线时不误动
l f K J dz n I K I /max .×=
max f I ： 母线连接元件中，最大负荷支路上最大负荷电流。
取较大者为定值。
2min ≥×=l
dzJ d lm n I I K min d I ——连接元件最少时
应用： 35KV 及以上单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况，母线故障时，所有联于母线上的设备都要跳闸。
三 固定连接母线的差动保护
为提高供电的稳定性，常采用双母线同时运行的方式。
按一定要求将引出线和有电源的支路固定联于两条母线上——固定连接母线。
任一母线故障时，只切除联于该母线上的元件，另一母线可以继续运行，从而缩小了停电范围，提高了供电可靠性，此时需要母线差动保护具有选择故障母线的能力。
1 构成以及作用原理
5DL母联（开关）断路器
三部分组成：①1CT、2CT、6CT和1CJ——用于选择母线Ⅰ的故障
②3CT、4CT、5CT和2CJ——用于选择母线Ⅱ的故障
③完全差动保护1~6CT和3CJ——整套保护的启动元件
原理：①正常运行或区外故障时
由上图电流分布情况可知：1CJ、2CJ、3CJ中均为不平衡电流，保护不动作
②区内故障时，例，母线Ⅰ故障，见上图红色电流分布情况可见：1CJ、3CJ中流
入全部短路电流，所以1CJ、3CJ启动，跳开1DL、2DL和5DL；2CJ中为不平衡电流，不动，所以母线Ⅱ仍可继续运行。
当母线Ⅱ故障时，分析同上。
2CJ、3CJ起动，跳开3DL、4DL、和5DL，母线Ⅰ继续运行。
2 固定连接破坏时，例线路1由母线Ⅰ切换到母线Ⅱ，因二次回路不能随之切换，所以外
部短路时，1CJ、2CJ中有较大的差动电流而误动，但3CJ仍流过不平衡电流，不会误动。
区内短路时，1CJ、2CJ都可能动作，3CJ动作，所以两条母线都可能切除。
该保护优点：能快速而有选择性的切除母线故障；
缺点：当固定连接破坏时，不能选择故障母线，限制了系统运行调度的灵活性。
四电流比相式母线保护
为提高母线保护运行的灵活性而提出
正常运行或者1d 故障时： 02.
1.180=∧
I I
母线故障时： 02.
1.=∧I I
①Ⅰ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅱ母线流向Ⅰ母线
②Ⅱ母线发生故障时，母联中电流方向从Ⅰ母线流向Ⅱ母线，两种情况下电流相位变化
1800。
基准量：总差电流，相位不变，同时为故障启动元件。
可见，不管母线上元件如何连接，只要母联中有电流流过，则能选择出故障母线，无固定连接的要求。
这是它的优点。
六断路器失灵保护
定义：P226
例：
d处发生故障时候，5DL拒动，装设于变电所B的断路器失灵保护动作，加速断开2DL、3DL。
可使故障范围不至于影响到变电所A和C。
（1DL、4DL的远后备保护动作亦可达到同样的目的，但因为动作时间太长满足不了系统的要求）
原理：
原理方框图
当d处发生故障的时候，5DL保护动作，若5DL拒动，而且U<动作，则“与”门开放，经延时t跳开2DL、3DL。
t通常取t=0.3~0.5s。
延时元件t：鉴别断路还是失灵。
>
DL
U< ：辅助判别元件。
各保护出口（2DL、3DL、5DL）：起动元件。