母差

式中
六 ．微机型母差保护功能简介
※ 微机型母差保护的主要特点： 微机母差保护最主要的特点是充分利用计算机进行数字 计算的能力，方便地实现带比率制动特性的电流瞬时值 差动原理、复式比率差动原理等。微机型母差保护对TA 饱和具有独特的检测方法，抗TA饱和能力强，多用“同 步识别法”来克服TA饱和的影响，通过判别差动动作与 故障发生是否同步来识别饱和情况。 “同步识别法”：由于TA即使饱和也是在短路发生5ms 后，所以若各连接元件电流的标量和（制动量）IR和各 连接元件电流的相量和（差流量）ICD同时出现，则是区 内故障,开放母差保护。若IR先出现，ICD在5ms后出现， 则是区外故障,闭锁母差保护。
三 ．500kV母差保护与220kV母差保护的不同点
※ 由于电网中500kV电压等级与220kV电压等级对于线路与母线的侧 重性要求不同，在母线保护的设计和配置就有所区别
一个半断路器主接线 （500kV）
1 2 属单母线差动 保护配置：两套原理相同的保护，不怕 误动，依赖性大于安全性，需双重 化考虑 没有电压闭锁 不存在互联回路 无母联、分段、简单 不与线路保护配合 1 2
Uab Uset或Ubc Uset或Uca Uset 3U 0 U 0set U 2 U 2set
式中Uab 、Ubc、Uca为母线线电压（相间电压）， 3U0为母线三倍零序电压， U2为 母线负序电压（相电压）， Uset 、 U0set 、 U2set分别为各序电压闭锁定值。三个判据 中的任何一个被满足，该段母线的电压闭锁元件就会动作，称为复合电压元件动作。 母差保护低电压、负序及零序电压闭锁元件的整定，按躲过最低运行电压整定，在故 障切除后能可靠返回，并保证对故障母线有足够的灵敏度，一般可整定为母线正常运 行电压的60%--70%。负序、零序电压闭锁元件按躲过正常运行最大不平衡电压整定。
双母线主接线（220kV）
属双母线差动 保护配置：一套差动保护，怕误动，安全性 大于依赖性
3 4 5 6
3 4 5 6
需要电压闭锁 存在互联回路 有母联、分段、复杂 与线路保护配合
四 ．母差是指除母联（分段）以 外所有支路电流构成的大差动回路，母线 大差用于判别母线区内与区外故障；某段 母线小差是指该段母线上所有支路（包含 母联）电流构成的差动回路，小差用于判 别故障母线。即“大差判别母线故障，小 差选择故障母线”。
六 ．微机型母差保护功能简介
※ 微机型母差保护母线运行方式识别：
在微机母差保护中，将出线母线刀闸和母联(分段)开关的辅助接点作为开 入量接入保护装置。刀闸位置主要用于识别运行方式，开关位置是母差 保护内辅助功能的需要。保护装置根据测量到的开入量状态确定该连接 元件接在哪条母线上，于是将该连接元件上的电流参与到该条母线的小 差计算中。所以，随着隔离开关位置的切换，保护装置的小差计算能自 适应地进行调整。当发现刀闸辅助接点状态与实际不符，即发出“开入 异常”（ BP-2B）或“刀闸位置报警”（RCS-915）告警信号，在状态确 定的情况下自动修正错误的刀闸接点，包括两段母线经两把刀闸双跨（ 母线互联）。刀闸辅助接点恢复正确后需复归信号才能解除修正。在BP2B保护中，如有多个刀闸辅助接点同时出错，则装置可能无法全部修正 ，需要运行人员操作“运行方式设置”菜单进行强制设定，直到刀闸辅 助接点检修完毕取消强制。在RCS-915AB保护中，为防止无隔离开关位 置的支路拒动，当无论哪条母线发生故障时，将切除TA调整系数不为零 且无隔离开关位置（无调整或记忆隔离开关）的支路。
※BP-2B屏后直流电源开关1K、2K的作用： 1K引入保护装置差动元件、闭锁元件、管理 元件的直流电源、出口电源（是出口驱动电 源±24V电平）。 2K引入闸刀切换单元（在外部使用的是 ±220V，在保护内部经光耦隔离成±24V电 平）、开关量输入（刀闸位置）。 RCS-915AB保护屏直流电源开关1K相当 于BP-2B屏后直流电源开关1K、2K的作用。 当RCS-915AB保护屏后1K跳开，在后台 机、测控屏或监控机上会有“装置闭锁” 和 “其它报警”信号，在保护面板上有“报警 ”灯亮,但是“运行”灯要熄灭。
六 ．微机型母差保护功能简介
※ 母联充电保护、母联过流保护：
充电保护分为“短充电”和“长充电”两种方式。220kV、110kV母线检修 结束，恢复送电时，应及时启用母联短充电保护对检修母线充电。若是 对新投入或改造后的线路充电时，应启用母联长充电保护对该线路充电 。当用母联DL经某一母线带一条输电线路运行（母联代路）时，用母联 DL的母联过流保护作为线路的临时保护。 短充电保护：专指母差内的充电保护，合母联瞬间短时投入，闭锁母差 保护 ；调度不发令。 长充电保护：专指母差内的过流保护，压板启用即投入，不闭锁母差保 护；由调度发令停启用。 母联过流保护：专指母联独立电流保护，有一段或 两段，不闭锁母差保 护； 由调度发令停启用。
BP-2B保护屏后电源开关
RCS-915保护屏后电源开关
七．微机型母差保护常见异常分析：
※母线刀闸辅助接点位置不对应对母差保护的影响： （1）母线刀闸辅助接点接触不良对母差保护的影响
举例1：某支路单元在运行状态，但母线刀闸辅助接点为断 开。 举例2：某单元倒母过程中，两把母线刀闸都已闭合，但其一 组母刀辅助接点为断开。
如图（B)所示，母线分列运行时，死区故障，故障点位于母联的开关和TA之间。装置直接封 母联TA，此时差动保护只出口跳Ⅱ母。
图（A）母线分列运行
Ⅱ母故障
图（B） 母线分列运行 死区故障
七．微机型母差保护常见异常分析：
※BP-2B保护装置屏后1K、2K跳开对母差保护的影响： （RCS-915AB保护屏后只有一个直流电源空开1K）
六 ．微机型母差保护功能简介
※
断路器失灵保护：
断路器失灵的原因：DL主触头粘住、机构失灵、跳闸线圈开路、空气DL 的气压降低或液压DL的液压降低、控制回路断线等原因引起的拒动。 断路器失灵保护：当故障线路的继电保护发出跳闸脉冲后，DL拒绝动作 ，能够以较短的时间切除所有来电侧其它断路器，以使故障可靠隔离的 一种近后备保护。 失灵保护启动条件：保护动作不返回且故障电流依然存在。 当母线所连的某断路器失灵时，由该线路或元件的失灵起动装置提供一 个失灵起动接点给本装置。本装置检测到某一失灵起动接点闭合后，起 动该断路器所连的母线段失灵出口逻辑， 经失灵复合电压闭锁，按可整 定的“失灵出口短延时”跳开联络开关，“失灵出口长延时” 跳开该母 线连接的所有断路器。对于变压器间隔，设置“主变失灵解闭锁”的开 入接点。当该支路失灵保护起动接点和“主变失灵解闭锁”的开入接点 同时动作，实现解除该支路所在母线的失灵保护电压闭锁。 母线差动保护动作是同时跳开母联和故障母线上所有开关，没有先后的 ，但失灵保护动作是先短延时跳开母联开关，然后再以较长延时跳开拒 动开关所在母线的开关！所以DL失灵保护不是母差保护，而是一种后备 保护！
母差保护选择逻辑框图
六 ．微机型母差保护功能简介
※ 母联死区保护和母联失灵保护：
母联失灵保护：当保护向母联发跳令后，以整定延时母联电流仍然大于母联失灵电 流定值时，母联失灵保护经母线电压闭锁后切除对应两母线上所有连接元件。只 有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护，投入控制字，母联过流也可以 起动母联失灵保护，还有“外部启动母联失灵保护”控制字（RCS915）。对母联 开关失灵而言，需经过长于母联断路器灭弧时间并留有适当裕度的延时（母联失 灵延时，0.16 ~ 0.25 S可整定）才能封母联TA（BP—2B）。 母联死区保护：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。此时，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，经死区保护动作延时跳开另一条母线。为防止母联在跳位时发 生死区故障将母线全切除，当两母线都有电压且母联在跳位时母联电流不计入小 差。（在母联合位时RCS915有专门的死区保护跳闸出口，BP-2B对于母线并列运 行发生死区故障而言，母联开关辅助 接点一旦处于分位（可以通过开关辅接点DL ，或TWJ、HWJ接点读入），再考虑主接点与辅助接点之间的先后时序（50ms） ，即可封母联TA，这样可以提高切除死区故障的动作速度。BP-2B对于母线分列 运行时，死区点如发生故障，由于母联TA已被封闭，所以保护可以直接跳故障母 线，避免了故障切除范围的扩大。）
充电保护投入期间需要闭锁母差保护主要是基于下述考虑：当母 联断路器合闸时，主触头先闭合而TWJ接点后返回，因母差保护 已将母联TA电流不计入小差，若此时主触头闭合时又充电于故障 母线，会引起运行母线的差动保护动作，扩大停电范围。
六 ．微机型母差保护功能简介
※ 关于母线分列运行的说明：
对于分段母线（双母线或单母分段），当联络开关断开，母线分列运行时，需要考虑以下两种情 况。 如图（A）所示，母线分列运行时，Ⅱ母故障，Ⅰ母上的负荷电流仍然可能流出母线。特别是 在Ⅰ、Ⅱ母线分别接大，小电源或者母线上有近距离双回线时，电流流出母线的现象特别严重。 此时，大差灵敏度下降。因此，装置的大差比率元件采用2个定值，母线并列运行时，用比率系 数高值；母线分列运行时，大差用比率系数低值。（小差固定用比率系数高值），装置根据母线 运行状态自动切换定值。
变电运行中心
2009年9月
黄梅
一 ．母差保护的作用及范围
※ 作用：虽然与输电线路相比，母线发生故障的几率小， 但是当变电站母线发生故障时，如不能及时切除故障，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 或全变电站大面积停电，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 线上的故障并及时有选择性的切除故障是非常必要的。 ※ 范围：母线各段所有出线断路器母线TA之间的电气部分， 即全部母线和连接在母线上的所有电气设备。
六 ．微机型母差保护功能简介