母线保护异常及处理：母线保护配置.pptx
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500KV母线保护PPT精品文档
运行灯 三相跳闸信号 母差动作信号
启动元件定值 电流回路断线定值
26
面板图
In service （运行信号） 正常运行
闪烁1Hz （装置小故障已消失）
闪烁3Hz （装置致命故障）
退出运行
装置轻微故障：CPU自动重起，信号灯1Hz闪烁 装置严重故障：轻微故障，CPU重起1s后，故障仍然
存在，保护退出，3Hz闪烁 退出运行： 保护CPU不能正常运行，装置失电
故有
UR22nRS(I.1I. 2I. m)
2
2
m.
nRS I j
j 1
可见该差动元件采用绝对值之和的制动方式
13
差动电压
在 N 接点上有电流关系
.
..
.
m.
动作电流 IdI1I2Im I j
j1
Id经过TD变换后，得IC3，在RD3上形成动作电压 UD
UD 2 2 kdIdRD3
2
2
m.
• 无充电保护 • 无互联状态 • 无需电压闭锁元件
4
三、比率制动特性母线差动保护原理分析
设3/2接线的母线上有m个串，即m个连接元件
m个连接元件的电流和的绝对值即为差动电流：
差动电流
m.
Id I j
j1
500KV母线I
…
设各电流的方向指向母线为正，理想下：
正常及外部故障：
I1 I2
Im
流出母线的电流（为负）与流入母线的电流（为正）相等
• 对母线内部故障，空载线路的电流互感器阻抗极大（b图）
I1 Z1
Z2 I2=0
一次
I Z
二次
I1=0 Z1 一次
Z2 I2=0
母线保护原理和配置课件
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
单母线
单母线分段
当母线电压为10~66kV、出线较少时，可采用单母接线方式； 当出线较多时，可采用单母线分段；对于110kV母线，当出线 数不大于4回线时，可采用单母分段。
母线保护装置调试方法
母线的接线方式
双母线
双母单分段
在大型发电厂或枢纽变电站，当母线电压为110kV及以上，出 线在4回以上时，一般采用双母接线方式，为减少正常检修和 故障时的倒闸操作，一般可将工作母线分成3~4段。
L3 600/5
L1 600/5
I母
II母
3A
4A
L4 600/5 L2 1200/5
差回路的构成
已知220kV母线正常运行，潮流情况如下图所示，求线路 2203/2204 二次电流数据，并模拟C相运行情况（分别计算大 小差电流，变比均1600/5，以二次流入为正，母联极性指向二 母，其余极性均指向母线）
母线保护原理与配置
母线保护的原理与配置
一、母线的基本概念 二、母线保护的相关知识 三、母线保护的原理 四、母线保护的配置 五、母线保护的安措
母线的基本概念
母线是指在变电站各级电压配电装置的 连接，以及变压器等电气设备和相应配电 装置的连接，起着汇集、分配和传递电能 的作用。
现场一次系统图
母线的相关知识
基本概念
为了防止发电厂和变电站母线发生故障 时，电力设备损坏以及系统稳定性破坏， 造成全厂或全变电站大停电乃至全电力系 统瓦解，必须设置性能良好、能正确检测 出故障、动作迅速可靠的母线保护。
母线的接线方式
接线方式主要有：单母线、单母线分段 、双母线、双母线单分段、双母线双分段 、3/2接线等。
母线保护原理和配置课件
母线
QF1
只设置一个差动回路，将母线各支 路电流接入该回路即可。
QF2
单母线母差保护实现方法
QF 3
QF 4
I母
需引入各支路的隔离刀闸辅助触
II母
点，作为各段母线小差元件计算范
围的依据。QF1
QF2
当检测到某个支路两个隔离刀闸
都合或母线互联压板投入时，作单
母线处理。
双母线母差保护实现方法
QF5
母线保护的基本要求
1、要求能够快速有选择的切除故障 2、要求有足够的灵敏度和可靠性； 3、母线保护不但要能很好地区分区内故障和外部故障 ，还要确定哪条或哪段母线故障。由于母线影响到系统 的稳定性，尽早发现并切除故障尤为重要。 4、在各种运行方式下，（电压回路断线、电流回路断 线、保护装置异常、母线外部故障）保护不应误动。 5、母线运行方式变化时，自适应能力。 6、倒母操作时，保护无需退出。 7、抗CT饱和能力强。
(2)双母线。双母线、双母线分段、双母线加旁路和双母线分段 加旁路。
(3)三母线。三母线、三母线分段、三母线分段加旁路。
(4) 3/2接线、3/2接线母线分段。4/3接线。
(5) 母线一变压器一发电机组单元接线。
(6)桥形接线。内桥形接线、外桥形接线、复式桥形接线。
(7)角形接线(或称环形)。三角形接线、四角形接线、多角形接 线
具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一 母线故障或检修，均不致停电;除联络断路器
故障时与其相连的两回线路短时停电外，其 他任何断路器故障或检修都不会中断供电;甚 至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故 障)的极端情况下，功率仍能继续输送。但此
接线使用设备较多，特别是断路器和电流互
感器，投资较大，二次控制接线和继电保护 都比较复杂。
变电站母线保护原理及死区故障分析精品PPT30页
*
18
*
*
*
*
I 母 #2母母差动作 II 母
#2母失电
二、母线相继故障实例分析
2 事故经过
事故经过
第二阶段：190ms后，220kV#2母线母差保护再次动作，之后220kV#1母线母差保护动作，#1 母线所有运行线路跳闸，#1母线失电。
*
19
*
*
*
#2母失电
#1母失电
*
#1母母差动作 I母 II 母 #2母母差再次动作
13
一、母线保护原理
死区保护逻辑图
3 母联死区保护
第一部分： 第二部分：
14
保护跳母联 母联开关在分位
大差动作 Ⅰ母小差动作 Ⅰ母复压闭锁开放 Ⅱ母小差动作 Ⅱ母复压闭锁开放
&
150ms
母联电流退出小差
首先看第一部分： 母联死区故障时，
然Ⅱ后母看小第差二差部动分保护，
母会联先电跳流开退母出联开小关差
27
二、母线相继故障实例分析
4 第二阶段录波分析
第二阶段故障录波分析
差流消失， 故障切除
经过60ms，母联520开关跳 开，差流消失，故障切除
Ⅱ母小差 动作
&
Ⅱ母复压 闭锁开放
&
跳Ⅱ母、 母联
20
二、母线相继故障实例分析
4 第二阶段录波分析
第二阶段故障录波分析
#2母小差A相出现差流 母联出现与差流一致的电流
#2母故障切除后的某一时刻
#2母小差A相出现差流
同时母联开关出现了与差 流大小相同的电流 因为此时#2母线已失电 结论：发生了母联死区故障
这正是母联死区保护动作逻辑的第一部分： 母联电流退出小差
母线及失灵保护 教学PPT课件
• 2)正常情况下，如清扫母线、母线刀闸检 修、母线PT预试或母联开关检修等工作 需要倒单母线运行，母差和失灵保护跳闸 压板应全部投入。在倒闸操作前应将互联 压板投入，倒闸操作结束后检查母差保护 无异常，应立即将互联压板退出。
• 3)在倒单母线运行恢复送电前，当用 母联开关空充母线时，互联压板不允 许投入，否则在空充于故障母线时将 造成非故障母线全停，空充母线无问 题后再投互联压板，继续进行倒闸操 作。倒闸操作结束倒成正常运行方式 后检查母差保护无异常，应立即将互 联压板退出。
护处于互联。
3.母线保护互联操作的一般要求：
1)由于互联状态下一条母线出口会切除 两条母线，因此我们必须对互联的操作给 予足够的重视。
母差保护的互联（单母线运行）压板 的投退原则如下：母差保护的互联压护无异 常应立即将该压板退出。
4)对于母联开关更换CT工作倒单母线后 在恢复正常方式合母联开关空冲母线前， 必须退出所有母差保护跳闸出口压板， 只保留母差跳母联开关压板，失灵保护 跳闸压板应全部投入，同时退出互联压 板。空充母线无问题后投入互联压板将 一主变或负荷线路开关倒到另一母线做 母联CT的向量，待向量检查正确后投入 所有母差跳闸出口压板继续进行倒闸操 作，倒闸操作结束后检查母差保护无异 常，应立即将互联压板退出。
3.倒闸操作时母线保护的互联（单母线）压板 投退与母联断路器控制直流停投间的顺序问题
• 1)双母线接线形式的变电站倒闸操作时， 由于会出现一个单元的两个母线刀闸均在 合位的情况，这时两条母线相当于一条母 线运行。如果某条母线发生故障时，由于 正常母线会通过两个母线刀闸形成的回路 向故障母线提供故障电流，所以必须切除 两条母线才会最终切除故障。
8)说过了倒闸操作前压板和直流的操作顺 序，我们还要考虑到倒闸操作结束后两 者的顺序问题。其实讨论的思路与上面 一样，如果先退出压板的话还是有可能 形成相继动作的局面。所以在倒闸操作 结束后，应该先投入母联断路器的控制 直流然后再退出互联（单母线）压板。
电网异常及事故处理-母线
三 母线保护的工作原理
母 线 保 护 原 理
单母线电流差动保护的工作原理
双母线电流差动保护的工作原理
（一）单母线电流差动保护的工作原理
K
发生外部故障时： 接线图的特点： 发生内部故障时： 流入差动继电器的电流为： ◆要求电流互感器的变比要 . .. . . . . . .I 相同 K I I I 1 2 3 I I I I 1 2 3 0 ◆采用环流法接线 n 此时，保护不动作 此时，保护动作 保 护 装 置
由于运行人员的误操作，如带负荷拉刀闸造成弧光短路
二 母线保护
（一） 什么是母线保护？
就是保护母线的保 护
用通俗的定义，就是 按照收、支平衡的原 理进行判断和动作的 保护。
二 母线保护
（二）母线保护的实现
一种情况是，不采用专门的母线保护，而利用相 邻供电元件的保护装置就可以把母线故障切除。 一般用于较低电压等级的母线，例如10kV母线 。 另一种情况是，采用专门的母线保护，一般用于 非常重要的高压母线，其中差动原理的母线保护 应用尤其广泛 。
k
双母并 列运行
三 母线保护的工作原理
原理：因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进 出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障， 这一平衡就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡 ，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼 有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件， 跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行， 保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进 出线路断路器，以缩小停电范围
与
切除母联 I母出口 切除母联 II母出口 切除母联
大差判别 母线故障
与
II母差动复合电压
母线保护异常及处理：电压互感器的异常处理
①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧隔离开关远控隔离。
①置在等处 ）理，电做•压好互相②感应器保线异护常及路的自过动压程装变中置，的停应调注整用意。与还异应常互考感器虑相关对的线电压路回路重（距合离闸保护的、功影率方响向，、低联压保络护、线自的投装重置及合低压解列装 ①置在等处 ）理，电做压好互相闸感应器保装异护常及置的自过动须程装停中置，的用应调注整，意。与对异于常互发感器电相关厂的联电压络回路线（距应离停保护用、功重率方合向闸、低或压保改护、由自另投装一置及通低压解列装 道并网。 ④禁止将该电压互感器的次级与正常运行的电压互感器次级进行并列。
①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧隔离开关远控隔离。 电力系统自动化技术资源库 --电气设备运行与维护 ①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧隔离开关远控隔离。 电压互感器发生异常情况可能发展成故障时，处理原则如下 电压互感器发生异常情况可能发展成故障时，处理原则如下 ②无法采用高压侧隔离开关远控隔离时，应用断路器切断该电压互感器所在母线（线路）的电源，然后再隔离故障的电压互感器。 ①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧隔离开关远控隔离。
电力系统自动化技术资源库
--电气设备运行与维护
电压互感器的异常处理
目录
1
电压互感器的相关规定
3
电压互感器的异常处理注意事项
电压互感器发生异常情况可能发展成故障时，处理原则如下
①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧 隔离开关远控隔离。
②无法采用高压侧隔离开关远控隔离时，应用断路器切断该 电压互感器所在母线（线路）的电源，然后再隔离故障的电压互感 器。
③禁止用近控的方法操作该电压互感器高压侧隔离开关。
①置在等处 ）理，电做•压好互相②感应器保线异护常及路的自过动压程装变中置，的停应调注整用意。与还异应常互考感器虑相关对的线电压路回路重（距合离闸保护的、功影率方响向，、低联压保络护、线自的投装重置及合低压解列装 ①置在等处 ）理，电做压好互相闸感应器保装异护常及置的自过动须程装停中置，的用应调注整，意。与对异于常互发感器电相关厂的联电压络回路线（距应离停保护用、功重率方合向闸、低或压保改护、由自另投装一置及通低压解列装 道并网。 ④禁止将该电压互感器的次级与正常运行的电压互感器次级进行并列。
①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧隔离开关远控隔离。 电力系统自动化技术资源库 --电气设备运行与维护 ①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧隔离开关远控隔离。 电压互感器发生异常情况可能发展成故障时，处理原则如下 电压互感器发生异常情况可能发展成故障时，处理原则如下 ②无法采用高压侧隔离开关远控隔离时，应用断路器切断该电压互感器所在母线（线路）的电源，然后再隔离故障的电压互感器。 ①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧隔离开关远控隔离。
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电压互感器的异常处理
目录
1
电压互感器的相关规定
3
电压互感器的异常处理注意事项
电压互感器发生异常情况可能发展成故障时，处理原则如下
①电压互感器高压侧隔离开关可以远控操作时，应用高压侧 隔离开关远控隔离。
②无法采用高压侧隔离开关远控隔离时，应用断路器切断该 电压互感器所在母线（线路）的电源，然后再隔离故障的电压互感 器。
③禁止用近控的方法操作该电压互感器高压侧隔离开关。
母线保护装置的配置与调试方法ppt课件
倒闸操作：
可预先投互联压板； 可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板； 依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作。 小差比率差动元件自动退出，一旦发生故障同时切除两段母线。
概述—母线的基本概念
硬母线
软母线
概述—母线的接线方式
变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后， 所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接 方式。
其接线方案主要有：单母线、单母线分段、双母线、 双母线单分段、双母线双分段、3/2接线等。
概述—母线的接线方式
单母线
单母线分段
当母线电压为35~66kV、出线较少时，可采用单母接线方式，当出线较多 时，可采用单母分段；对于110kV母线，当出线数不大于4回线时，可采用 单母分段。
≥1
1
母联IC>0.04In
母联TWJ
母联IA>0.2In
母联IB>0.2In
≥1
母联IC>0.2In
母差跳一母
一母比例差动元件
&
大差比例差动元件
二母比例差动元件
&
母差跳二母
&
0 400
母联电流退出小差
&
&
Tsq
跳二母
&
Tsq
跳一母
母联充电保护
分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联 （分段）开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时 投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时， 跳开母联（分段）开关，切除故障。
母联充电保护的逻辑框图
母联TWJ 两母线均有电压
母联IA>0.04In 母联IB>0.04In 母联IC>0.04In
1 1
可预先投互联压板； 可预先设定保护控制字中的“强制母线互联”软压板； 依靠刀闸辅助接点自适应倒闸操作。 小差比率差动元件自动退出，一旦发生故障同时切除两段母线。
概述—母线的基本概念
硬母线
软母线
概述—母线的接线方式
变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后， 所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接 方式。
其接线方案主要有：单母线、单母线分段、双母线、 双母线单分段、双母线双分段、3/2接线等。
概述—母线的接线方式
单母线
单母线分段
当母线电压为35~66kV、出线较少时，可采用单母接线方式，当出线较多 时，可采用单母分段；对于110kV母线，当出线数不大于4回线时，可采用 单母分段。
≥1
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母联IC>0.04In
母联TWJ
母联IA>0.2In
母联IB>0.2In
≥1
母联IC>0.2In
母差跳一母
一母比例差动元件
&
大差比例差动元件
二母比例差动元件
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母差跳二母
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0 400
母联电流退出小差
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Tsq
跳二母
&
Tsq
跳一母
母联充电保护
分段母线其中一段母线停电检修后，可以通过母联 （分段）开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时 投入母联（分段）充电保护，当检修母线有故障时， 跳开母联（分段）开关，切除故障。
母联充电保护的逻辑框图
母联TWJ 两母线均有电压
母联IA>0.04In 母联IB>0.04In 母联IC>0.04In
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--电气设备运行与维护
母线异常及事故处理 母线保护配置
母线保护配置
母 线 保 护 配 置
差动保护 复合电压闭锁
母联充电保护 母联失灵及死区保护 母联过流、CT\PT断线（闭锁）告警
差动保护
I II
大差
是指除母联开关 和分段开关以外 的母线上所有其 余支路电流所构 成的差动回路
I3
I4
I0
母联死区故障
Ⅰ
I0
Ⅱ
I3
I4
跳Ⅰ母后，由于故障未切除，大差不返回（I3+I4≠0） 母联分位，经延时后封母联TA
❖Ⅱ 母 小 差 ： I3+I4≠ 0，Ⅱ 母小差 起动跳 Ⅱ母
母联失灵保护
差动保护动作跳母联
充电保护动作
≥
外部启动开入
投外部接点启动母联失灵
失灵保护动作跳母联
投失灵保护启动母联失灵 ≥
过流保护动作
投过流保护启动母联失灵
母联I A I S
母联I B I S
≥
母联IC I S
Ⅰ母复压闭锁开放
&
Ⅱ母复压闭锁开放
母联失灵保护软压板
跳两段母线
&
Ts 0
死区保护
大差判别 母线故当保护向母联发跳令后，经整定 延时母联电流仍然大于母联失灵电流 •定值当时保，护母向联母失联灵发保跳护令经后两，母经线整电定压延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵 闭锁保后护第经一两段母时线限电切压除闭（锁母后联第）一分段段时限切除（母联）分段开关，第二段时限切除两母线上 开关所，有第连二接段元时件限。切除两母线上所有 连接元件。
差动保护
I II
小差
是指该段母线 上所连接的所 有支路（包括 母联和分段开 关）电流所构 成的差动回路
差动保护动作逻辑
大差复式比率动作
I母小差复式比率动作
与
I母差动复合电压 II母小差复式比率动作
与
II母差动复合电压
I/II母互联
与 与 与
切除母联 I母出口 切除母联 II母出口
切除母联 I/II母出口
• 若母联开关和母联TA 之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于TA 侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，通常设置母联死区保护。在差动保护发母线 跳令后，母联开关已跳开而母联TA 仍有电流，且大差比率差动元件及断路器侧小差比率 差动元件不返回的情况下，死区动作经延时跳开另一条母线。
母联死区故障
I1
I2
Ⅰ
Ⅱ
（紫色框所示）
❖大 差
： ∑I母线≠0，即 I 1+I 2+I3+I4 ≠0，大 差起动
（蓝色框所示）
❖Ⅰ 母 小 差
： ∑IⅠ母≠0，即 I 1+I 2+I0≠0 ，Ⅰ母 小差起 动跳Ⅰ 母
（绿色框所示）
❖Ⅱ 母 小 差
： ∑IⅡ母=0，即 I 3+I4- I0=0， Ⅱ 母 小 差不 起动
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母线保护配置
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差动保护 复合电压闭锁
母联充电保护 母联失灵及死区保护 母联过流、CT\PT断线（闭锁）告警
差动保护
I II
大差
是指除母联开关 和分段开关以外 的母线上所有其 余支路电流所构 成的差动回路
I3
I4
I0
母联死区故障
Ⅰ
I0
Ⅱ
I3
I4
跳Ⅰ母后，由于故障未切除，大差不返回（I3+I4≠0） 母联分位，经延时后封母联TA
❖Ⅱ 母 小 差 ： I3+I4≠ 0，Ⅱ 母小差 起动跳 Ⅱ母
母联失灵保护
差动保护动作跳母联
充电保护动作
≥
外部启动开入
投外部接点启动母联失灵
失灵保护动作跳母联
投失灵保护启动母联失灵 ≥
过流保护动作
投过流保护启动母联失灵
母联I A I S
母联I B I S
≥
母联IC I S
Ⅰ母复压闭锁开放
&
Ⅱ母复压闭锁开放
母联失灵保护软压板
跳两段母线
&
Ts 0
死区保护
大差判别 母线故当保护向母联发跳令后，经整定 延时母联电流仍然大于母联失灵电流 •定值当时保，护母向联母失联灵发保跳护令经后两，母经线整电定压延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵 闭锁保后护第经一两段母时线限电切压除闭（锁母后联第）一分段段时限切除（母联）分段开关，第二段时限切除两母线上 开关所，有第连二接段元时件限。切除两母线上所有 连接元件。
差动保护
I II
小差
是指该段母线 上所连接的所 有支路（包括 母联和分段开 关）电流所构 成的差动回路
差动保护动作逻辑
大差复式比率动作
I母小差复式比率动作
与
I母差动复合电压 II母小差复式比率动作
与
II母差动复合电压
I/II母互联
与 与 与
切除母联 I母出口 切除母联 II母出口
切除母联 I/II母出口
• 若母联开关和母联TA 之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于TA 侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，通常设置母联死区保护。在差动保护发母线 跳令后，母联开关已跳开而母联TA 仍有电流，且大差比率差动元件及断路器侧小差比率 差动元件不返回的情况下，死区动作经延时跳开另一条母线。
母联死区故障
I1
I2
Ⅰ
Ⅱ
（紫色框所示）
❖大 差
： ∑I母线≠0，即 I 1+I 2+I3+I4 ≠0，大 差起动
（蓝色框所示）
❖Ⅰ 母 小 差
： ∑IⅠ母≠0，即 I 1+I 2+I0≠0 ，Ⅰ母 小差起 动跳Ⅰ 母
（绿色框所示）
❖Ⅱ 母 小 差
： ∑IⅡ母=0，即 I 3+I4- I0=0， Ⅱ 母 小 差不 起动