第二章母线及失灵保护

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母线差动保护、断路器失灵保护原理

交流电流断线检查： 1）差流大于CT 断线闭锁定值IDX ，延时5 秒发CT 断线报
警信号。 2）当发生CT 断线，随后电流回路恢复正常，须按屏上复
归按钮复归报警信号，母差保护才能恢复运行。
谢谢
母线差动保护、断路器失灵保护原理
母线保护装置简介
水电站内500KV保护分别有两套装置，一套为南瑞，一套为南自；
南瑞母线保护装置：
RCS—915GD 型微机母线保护装置，主要适用于一个半断路器主接线方式；
母线上允许所接的线路与元件数最多为9 个；
RCS—915GD型微机母线保护装置设有母线差动保护和断路器失灵保护功能。
南瑞母线差动保护原理
母线差动保护：
比率差动元件 a）常规比率差动元件动作判据为：其中：K 为比率制动系数，固定取0.5； I j 为第j 个连接
元件的电流； I cdzd为差动保护启动电流定值。）
南瑞母线差动保护原理
CT 饱和检测元件：为防止母线保护在母线近端发生区外故障时CT 严重饱
和的情况下发生误动，本装置根据CT 饱和波形特点设置了两个CT 饱和检测元件，用以判别差动电流是否由区外故障 CT 饱和引起，如果是则闭锁差动保护出口，否则开放保护出口。
l 母线差动保护 √ l 母联（分段）断路器失灵和盲区保护 l 断路器失灵保护 √ l 复合电压闭锁功能 l 运行方式识别功能 l CT断线告警及闭锁功能 l 母联（分段）充电过流保护（选配） l 母联（分段）非全相保护（选配）
南瑞母线差动保护原理
母线差动保护：
1）启动元件 a）电流工频变化量元件，当制动电流工频变化量大于门坎（由浮动门坎
和固定门坎构成）时电流工频变化量元件动作，其判据为： △si >△SIT +0.5IN 其中：△si 为制动电流工频变化量瞬时值；0.5IN 为固定门坎；△SIT

母线失灵保护动作原理

母线失灵保护动作原理1. 母线失灵保护简介母线失灵保护是电力系统中的一种重要保护装置，用于检测和保护电力系统中的母线设备。

母线是电力系统中的重要组成部分，负责将发电机、变压器和其他电力设备的输出电能汇集起来，并分配给各个负荷。

母线设备的失灵可能会导致电力系统的故障，甚至引发火灾等严重事故，因此对母线设备进行保护是非常必要的。

2. 母线失灵保护的基本原理母线失灵保护的基本原理是通过检测电流、电压等参数的异常变化，判断母线设备是否失灵，并及时采取保护动作，切断故障部分，保护电力系统的安全运行。

下面将详细介绍母线失灵保护的基本原理。

2.1 电流保护原理电流保护是母线失灵保护中的重要部分，通过检测电流的变化来判断母线设备是否失灵。

电流保护的原理主要包括以下几个方面：2.1.1 母线电流的采样母线电流的采样是电流保护的基础，通常采用电流互感器对母线电流进行采样。

电流互感器是一种用于测量高电流的装置，它可以将高电流变换成低电流，以便于保护装置的测量和判断。

2.1.2 电流的比较与判断采样得到的母线电流信号会经过放大、滤波等处理后，与事先设定的保护阈值进行比较。

如果电流超过了保护阈值，就说明母线设备可能失灵，需要进行保护动作。

2.1.3 保护动作的触发当电流超过保护阈值时，保护装置会触发保护动作，通常是通过控制断路器等开关装置实现。

保护动作的目的是切断故障部分，保护电力系统的安全运行。

2.2 电压保护原理除了电流保护外，电压保护也是母线失灵保护的重要组成部分。

电压保护主要通过检测电压的异常变化来判断母线设备是否失灵。

电压保护的原理包括以下几个方面：2.2.1 母线电压的采样母线电压的采样通常通过电压互感器来实现。

电压互感器是一种用于测量高电压的装置，它可以将高电压变换成低电压，以便于保护装置的测量和判断。

2.2.2 电压的比较与判断采样得到的母线电压信号会经过放大、滤波等处理后，与事先设定的保护阈值进行比较。

母联失灵保护、母联死区保护的保护原理及其跳闸方式

母联失灵保护、母联死区保护的保护原理及其跳闸方式摘要：电力系统中母线是具有很多进、出线的公共电气连接点，它起着汇总与分配电能的作用，所以发电厂和变电站的母线是电力系统的一个重要组成元件。

母线运行是否安全可靠，将直接影响发电厂、变电站和用户工作的可靠，甚至会破坏整个系统的稳定。

母线故障的类型，主要是单相接地和相间短路故障。

与输电线路故障相比较，母线故障的几率虽然小，但其造成的后果却十分严重。

因此必须采取措施来消除或减少母线故障所造成的后果。

关键词：故障母联失灵保护母联死区保护逻辑1 引言母联失灵保护、母联死区保护的保护原理及其跳闸方式对于继电保护初学者理解起来存在一定困难，但是继电保护工作者必须清楚的知道保护的原理及其保护的逻辑及其动作跳闸的方式。

母联失灵保护、母联死区保护的作用及其配置该保护的必要性是我们接下来将要论述的问题。

2 保护的原理与逻辑2.1母差保护原理母线差动保护大部分由分相式比率差动元件构成，CT极性要求：如图1主接线示意图，若支路 CT 同名端在母线侧，则母联CT同名端在II母侧。

差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。

母线大差是指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。

某段母线的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。

母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择。

图1图2图3母线差动原理结合图2与下列公式可以理解，上图大差、I母小差、II母小差数值为：及母联CT极性指向那个母线那个母线小差做和运算，另一条母线小差做差运算。

当II母发生故障时，则大差元件、II母小差元件应有很大的差流，I母小差元件应没有差流，II母差动动作，如图3所示2.2 母联失灵保护原理及其动作逻辑当母差保护动作向母联发跳令后，经整定延时母联电流仍然大于母联失灵电流定值时，母联失灵保护经各母线电压闭锁分别跳相应的母线。

现在大多数保护装置厂家的母联失灵保护功能固定投入。

母线保护及失灵保护

母线保护及失灵保护辛伟母线保护：母线是发电厂和变电站重要组成部分之一。

母线又称汇流排，是汇集电能及分配电能的重要设备。

运行实践表明：在众多的连接元件中，由于绝缘子的老化，污秽引起的闪路接地故障和雷击造成的短路故障次数甚多。

另外，运行人员带地线合刀闸造成的母线短路故障，也有发生。

母线的故障类型主要有单相接地故障，两相接地短路故障及三相短路故障。

两相短路故障的几率较少。

当发电厂和变电站母线发生故障时，如不及时切除故障，将会损坏众多电力设备及破坏系统的稳定性，从而造成全厂或全变电站大停电，乃至全电力系统瓦解。

因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速检测出母线故障所在并及时有选择性的切除故障是非常必要的。

对母线保护的要求：与其他主设备保护相比，对母线保护的要求更苛刻。

（1）高度的安全性和可靠性母线保护的拒动及误动将造成严重的后果。

母线保护误动将造成大面积停电；母线保护的拒动更为严重，可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。

（2）选择性强、动作速度快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。

母差保护的分类：母线差动保护按母线各元件的电流互感器接线不同可分为母线不完全差动保护和母线完全差动保护；母线不完全差动保护只需将连接于母线的各有电源元件上的电流互感器接入差动回路，在无电源元件上的电流互感器不接入差动回路。

母线完全差动保护是将母线上所有的各连接元件的电流互感器连接到差动回路。

母线完全差动保护又包括固定连接方式母差保护、电流相位比较式母差保护、比率制动式母差保护（阻抗母线差动保护）、带速饱和电流互感器的电流式母线保护等。

莲花厂的WMH-800微机型母线保护装置为比率制动式母差保护。

固定连接系指一次元件的运行方式下二次回路结线固定，且一一对应。

双母线同时运行方式,按照一定的要求,将引出线和有电源的支路分配固定连接于两条母线上,这种母线称为固定连接母线。

母线保护和断路器失灵保护

2)在整定计算发电机变压器组的过励磁保护时应全面考虑主变压器及高压厂用变压器的过励磁能力，并按电压调节器过励限制首先动作，其次是发电机变压器组过励磁保护动作，然后再是发电机转子过负荷动作的阶梯关系进行。
3)在整定计算发电机定子接地保护时必须根据发电机在带不同负荷的运行工况下实测基波零序电压和发电机中性点侧三次谐波电压的有效值数据进行。
6.13重视与加强发电厂厂用系统的继电保护整定计算与管理工作，杜绝因厂用系统保护不正确动作，扩大事故范围。
4)为与保护双重化配置相适应， 500千伏变压器高、中压侧和220千伏变压器高压侧必须选用双跳圈机构的断路器，断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路，辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。
6.4发电机变压器组过励磁保护的启动元件、反时限和定时限应能分别整定，并要求其返回系数不低于0.96。整定计算时应全面考虑主变压器及高压厂用变压器的过励磁能力。
5.2要完善防止变压器低阻抗保护在电压二次回路失压、断线闭锁以及切换过程交流和直流失压等异常情况下误动的有效措施。
5.3变压器过励磁保护的启动元件、反时限和定时限应能分别整定并要求其返回系数不低于0.96，同时应根据变压器的过励磁特性曲线进行整定计算。
5.4为解决变压器断路器失灵保护因保护灵敏度不足而不能投运的问题，对变压器和发电机变压器组的断路器失灵保护可采取以下措施：
母线保护和断路器失灵保护
4.1母线差动保护对系统安全、稳定运行至关重要。母线差动保护一旦投入运行后，就很难有全面停电的机会进行检验。因此，对母线差动保护在设计、安装、调试和运行的各个阶段都应加强质量管理和技术监督，不论在新建工程，还是扩建和技改工程中都必须保证母线差动保护不留隐患地投入运行。

母差及失灵保护讲解

母差二次回路电流分析一、母差保护基本原理由于母差保护二次电流回路上三相独立的，任一相电流回路断线，或有差流都不会影响另外两相电流回路，因此以下讨论都只针对母差保护单相二次电流回路，三相电流回路与单相是完全一样的，只需A、B、C 相并联。

1.正常情况下母差二次电流分析母差保护，其基本原理是电流的基尔霍夫定理：即同一时刻，流入某一节点（或封闭曲面）的总电流为零。

固定连接母差保护二次电流回路原理图如下：左图为二次电流回路图，右图为一次接线图。

其中，各线路开关电流正方向规定如图，以流入母线为正方向，母联开关电流以流入I母为正方向。

CJI、CJ2和CJ11分别为I母选择元件、II母选择元件和母差启动元件，电流正方向规定如图，以流出元件方向为正方向。

CJ1电流为母线I各线路电流和母联电流之和，CJ2电流为母线II各线路电流和母联电流之差，CJ11为CJ1和CJ2电流之和，ICJ11=ICJ1+ICJ2。

ICJ1=I11+I12+…+I1n+ILICJ2=I21+I22+…+I2n-ILICJ11=ICJ1+ICJ2= I11+I12+...+I1n+I21+I22+ (I2)以上各母差二次线圈CT，若固定接死在母差二次回路中（I母或II母），则称为固定连接式母差保护；若能够在I母和II母之间切换（由闸刀辅助接点），则称为自适应式母差保护，微机保护都是自适应式。

，正常运行及区外故障时（由于区外故障与正常运行类似，故以下讨论，提到正常运行时，若无特别说明，都包括区外故障情况）。

流入I母和II母的总电流为零，由基尔霍夫定理可知，此时CJ1、CJ2和CJ11的电流都为零，故母差不动作。

区内故障，例如母线I故障，则各线路和母联都有短路电流流入I母，此时CJ1电流为总短路电流，即故障电流；对II母来说，各线路电流流入，而母联电流流出，故总电流为零，CJ2电流为零；而CJ11为CJ1和CJ2电流之和，故CJ1和CJ11电流都不为零，为短路电流，故I母母差动作。

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。

500kV母线保护及失灵保护

500kV母线保护及失灵保护第一部分500kV母线保护第一节保护的配置500kV母线采用两套RADSS/S型中阻抗差动母线保护和两套BP-2AE型复式比率差动母线保护。

RADSS/S型的工作原理是将高阻抗特性和比率制动两者结合，从而显著降低了差动回路的负载阻值。

此保护是一种高速、灵敏、中阻抗的、以电流瞬时值作测量比较的电流差动保护。

在母线外部故障时，不管电流互感器饱和与否，差动，差动继电器均可靠不动作；但当母线内部故障时，差动继电器动作且动作速度极快，约1～3ms。

两套保护分别由两组直流电源供电，分别作用于断路器跳闸线圈1、2。

BP-2AE型的工作原理是在制动量的计算中引入了差动电流，使得在区内故障时无制动，而在区外故障时则有极强的制动特性，因此更能明确地区别区内故障和区外故障。

500kV 1M、2M母线保护各有两套。

1M母线保护对应1M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A（I）；2M母线保护对应2M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A （Ⅱ）。

1M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5011、5021、5031、5041、5051开关；2M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5013、5023、5033、5043、5053开关。

第二节保护的投入和退出编号压板名称正常方式备注1LP 5011三跳出口Ⅰ投入2LP 5021三跳出口Ⅰ投入3LP 5031三跳出口Ⅰ投入4LP 5041三跳出口Ⅰ投入5LP 5051三跳出口Ⅰ投入7LP 5011三跳出口Ⅱ投入8LP 5021三跳出口Ⅱ投入9LP 5031三跳出口Ⅱ投入10LP 5041三跳出口Ⅱ投入19LP A相差动电流连片投入始终保持在投入位置20LP B相差动电流连片投入21LP C相差动电流连片投入22LP 差动电流总连片投入1.2.1．保护压板表:1. 1M母差一保护屏压板投退2．2M母差一保护屏压板投退编号压板名称正常方式备注1LP 5013三跳出口Ⅰ投入2LP 5023三跳出口Ⅰ投入3LP 5033三跳出口Ⅰ投入4LP 5043三跳出口Ⅰ投入5LP 5053三跳出口Ⅰ投入7LP 5013三跳出口Ⅱ投入8LP 5023三跳出口Ⅱ投入9LP 5033三跳出口Ⅱ投入10LP 5043三跳出口Ⅱ投入19LP A相差动电流连片投入始终保持在投入位置20LP B相差动电流连片投入21LP C相差动电流连片投入22LP 差动电流总连片投入3．1M、2M母差二保护屏压板投退编号压板名称正常方式备注LP1 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5011三跳出口Ⅱ投入退出1M母差保护时退出LP2 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5021三跳出口Ⅱ投入LP3 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5031三跳出口Ⅱ投入LP4 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5041三跳出口Ⅱ投入LP5 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5051三跳出口Ⅱ投入LP11 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5011三跳出口I 投入LP12 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5021三跳出口I 投入LP13 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5031三跳出口I 投入LP14 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5041三跳出口I 投入LP1 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5013三跳出口Ⅱ投入退出2M母差保护时退出LP2 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5023三跳出口Ⅱ投入LP3 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5033三跳出口Ⅱ投入LP4 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5043三跳出口Ⅱ投入LP5 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5053三跳出口Ⅱ投入LP11 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5013三跳出口I 投入LP12 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5023三跳出口I 投入LP13 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5033三跳出口I 投入LP14 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5043三跳出口I 投入1.2.2．保护投退步骤1．1M母差保护退出（1）在1M母差一保护屏退出所有跳闸出口压板；（2）在1M、2M母差二保护屏退出Ⅰ母差动Ⅱ跳闸出口压板。

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第二章母线及失灵保护
第一节保护的现场配置
一、500kV部分
1.保护装置概况
2.SU91A母差保护原理简介
(1)过电压继电器UT91和短路模块功能简介
1)过电压继电器UT91的电压反映高阻差交流输入回路的差流。

作用为：
① UT91起动接点作为高阻差保护动作输出跳闸命令的必要条件。

②作为高阻差保护CT回路监视当CT回路断线时，UT91起动（UT91定值远低于UZ92）经3秒延时后，起动短路控制模件将高阻差保护交流电流输入回路短接，起CT回路断线闭锁作用。

2)短路控制模件动作后短接高阻差保护的交流电流输入回路，作用为：
①在差流很大时，保护的输入元件及内部元件上会出现危险的过电压，此时短路控制模件动作，从而避免元器件损坏。

②在保护装置内部故障或CT回路断线时，短路控制模件动作闭锁保护。

3)起动短路控制模件的条件
满足下列条件之一，短路控制模件即动作：
① UT91动作（面板上黄灯和红灯均亮，差动电流输入回路异常）；
② UT92动作（面板上红灯亮，差动保护动作）；
③高阻差保护装置故障（UZ92面板上绿灯熄灭）；
④直流电源故障。

4)短路控制模件动作后自保持，其CT短接接触器上黄色和绿色按键吸入（CT短接接触器安装在屏后）。

屏面“试验插接单元”面板上绿色按钮灯亮。

短路控制模件动作后，按“试验插接单元”面板上绿色复归按钮（RESET）复归，接触器上按键弹出。

注意：保护直流电源重新投入运行时，须手动复归短路控制模件!
（4）保护的跳闸输出接线：高阻差继电器的动作接点和电压继电器的起动接点串联后起动跳闸单元。

3.BP-2B母差保护原理简介
BP-2B母差保护采用带制动特性的电流差动原理，采用一次的穿越电流作为制动电流。

其结合微机数字处理的特点，采用分相瞬时值复式比率差动元件为主的电流差动保护方案。

BP-2B 母线保护由保护元件、闭锁元件和管理元件系统构成。

保护元件主要完成各间隔模拟量、开关量的采集，各保护功能的逻辑判别并出口至TJ；闭锁元件主要完成各电压量的采集，各段母线的闭锁逻辑并出口至BJ；管理元件的工作是实现人机交互、记录管理和后台通讯。

各系统独立工作，相互配合。

二、220kV部分
本站采用BP—2B型双母线微机保护装置，可实现本站220KV部分的母线差动保护、母联充
电保护、母联过流保护、母联失灵（或死区保护）保护及断路器失灵保护出口等。

三、35kV部分
（一）35kV#2母线各装设一套二相式单母线差动保护装置。

该保护还包括有母线过电压保护和失压保护。

（二）35kV#3母线装设一套BP—2B型母线微机保护装置
第二节保护的投入和退出
一、500kV部分
（一）SU91A保护的投入
1.保护的投入
1）检查屏后“母线保护电源”空气小开关在合上位置，然后将直流逆变电源面板上1/0拨动小开关由“0”拨至“1”位置；再按“RESET”键，母差保护才是投入。

2）检查高阻差继电器单元（UZ92-13）、CT回路监视单元（UT91）和直流逆变电源（NF92-1）面板上绿灯亮，其余指示灯均不亮；检查屏后CT短接接触器的绿色和黄色按键均没有吸入，说明保护进入正常运行状态。

3）对母差保护，应作为一整套保护来投入或退出，装置运行中调整保护定值，须向调度申请将该保护退出运行。

2.保护的退出
1）退出相应母线的压板；
2）将直流逆变电源面板上1/0拨动小开关由“1”拨到“0”位置。

3.运行时注意事项
1）任何插件在插入或拔出时，须关闭相应直流逆变电源；而直流逆变电源插入或拔出时，须关闭相应空气小开关。

2）直流逆变电源关闭后，须等至少30秒后才能再次投入。

3）复归按钮外，禁止按动其它按钮。

（二）BP-2B保护的投入
1.保护屏处于正常上电状态；
2.保护屏上液晶显示及指示灯指示正常，无异常现象出现；
3.测量保护压板正极确无电压；
4.母差保护压板根据调度命令并按现场实际投停。

5.对母差保护，应作为一整套保护来投入或退出，装置运行中调整保护定值，须向调度申请将该保护退出运行。

6.在投入和退出保护压板时，须参照运行图纸写操作票（继电保护安全措施票）并严格按操作票（继电保护安全措施票）执行；禁止凭记忆投入和退出压板。

（三）有关压板
1、500kVI母母差保护II（BP-2B）屏
2、500kVII母母差保护II（BP-2B）屏
3、500kVI、II母母差保护I（SU91A）屏
二、220kV部分
（一）BP-2B保护投入的步骤：
1.保护屏处于正常上电状态；
2.保护屏上液晶显示及指示灯指示正常，无异常现象出现；
3.测量保护压板正极确无电压；
4.母差保护压板根据调度命令并按现场实际情况投停。