(完整版)第8章母线保护
母线保护原理与配置
母线保护原理与配置母线保护是电力系统中非常重要的部分，它的作用是保护母线系统免受过电流、过电压等异常情况的影响，确保电力系统的安全稳定运行。
母线是电力系统中连接各种电气设备的主要导线，是电能的主要集中输电通道，因此母线的可靠性和安全性对整个电力系统至关重要。
母线保护的原理主要包括过流保护、过电压保护、短路保护等。
过流保护是最常见的母线保护方式，其原理是通过检测母线上的电流，当电流超过设定值时，保护装置将对电流进行保护动作，切断电路，保护母线系统不受过电流的影响。
过电压保护则是针对母线系统可能出现的过电压情况，通过检测电压，当电压超过设定值时，保护装置将切断电路，保护母线系统。
短路保护则是针对母线系统可能出现的短路故障，保护装置会检测母线电流的突变情况，及时切断电路，保护母线系统。
母线保护的配置需要考虑到电力系统的整体结构，母线的电流负荷情况，以及系统的安全性要求。
一般来说，母线保护系统应包括主保护和备用保护两个部分，主保护通常采用电流互感器或电流变压器等装置进行电流检测，备用保护则是为了保证在主保护失效时，系统仍能得到保护。
母线保护的配置还应考虑到保护的速度、可靠性和抗干扰能力，保证保护系统的准确性和及时性。
在实际的母线保护配置中，还需考虑到电力系统的运行环境、负荷情况、系统的拓扑结构等因素，选择合适的保护装置和保护参数，保证母线系统的安全稳定运行。
此外，母线保护的配置还需要考虑到保护的整体性，保护系统的协调性，保护的通信联动等方面，保证母线保护系统的全面性和系统性。
总的来说，母线保护的原理与配置是电力系统保护的重要组成部分，保护的准确性和及时性对电力系统的安全运行至关重要。
在母线保护的配置过程中，需要全面考虑电力系统的运行情况，保护的灵活性和可靠性，保护系统的协调性，保护的整体性，保护的速度和抗干扰能力等因素，保证母线系统的安全性和稳定性，保护电力系统的安全运行。
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。
母线保护文档
母线保护1. 引言母线是电力系统中的重要组成部分，用于连接发电机、变压器和配电设备，承载着大量的电力传输和分配任务。
由于母线在电力系统中的重要性，保护母线免受故障和损坏的影响至关重要。
本文将介绍母线保护的概念、作用和常见的保护方案。
2. 母线保护的目的和作用母线保护的主要目的是保护电力系统中的母线免受故障和损坏的影响。
在电力系统中，母线上的故障可能会导致电力系统的短路、火灾等危险情况，甚至可能造成电网停电。
因此，母线保护的主要作用是快速检测并切除故障部分，以保护电力系统的安全运行。
3. 母线保护的常见方案在电力系统中，为了保护母线免受故障和损坏的影响，通常采用以下几种常见的母线保护方案。
3.1 过流保护过流保护是最常见的母线保护方案之一。
当母线上发生短路或电流超过额定值时，过流保护装置会迅速切除电路，以防止故障扩大。
过流保护可以根据母线电流的大小和持续时间来进行判断和动作。
3.2 差动保护差动保护是一种基于电流差动测量的母线保护方案。
当母线上的总电流与进出电流不平衡时，差动保护装置会发出信号，并切除故障部分。
差动保护可以快速响应故障，保护母线免受故障扩大的影响。
3.3 电压保护电压保护用于检测母线上的电压异常情况。
当母线电压超过或低于额定值时，电压保护装置会切除故障电路，以保护母线和相关设备的安全运行。
3.4 温度保护温度保护用于监测母线的温度，当母线温度超过安全限制时，温度保护装置会发出警报并采取相应的措施，以保护母线不受过热损坏。
3.5 地电流保护地电流保护用于检测母线上的地电流异常情况。
当母线发生接地故障时，地电流保护装置会迅速切除故障部分，以保护母线和相关设备免受故障损坏。
4. 母线保护的工作原理母线保护的工作原理基于对母线电流、电压、温度和地电流等参数的监测和判断。
当检测到异常情况时，保护装置将根据预设的保护逻辑和参数设置进行切除故障，保护母线不受进一步损坏。
5. 母线保护的设计考虑因素在设计母线保护方案时，需要考虑以下因素：•电力系统的性质和复杂程度•母线的额定电流和电压•可靠性要求和保护速度•其他保护装置和设备的配合6. 结论母线保护是电力系统中的重要组成部分，用于保护母线免受故障和损坏的影响。
8.母线保护
回路中，它的作用是区分两组母线的内部和外部短路故障。 只有在母线发生短路时，启动元件动作后整组母线保护才得 以启动
母联电流比相式母线差动保护
▪ 选择元件KD是一个电流相位比较继电器。它的一个线圈接入除母 联断路器之外其他连接元件的二次电流之和，另一个线圈则接在 母联断路器的电流互感器二次侧。它利用比较母联断路器中电流 与总差动电流的相位作为故障母线的选择元件。这是因为当第I组 母线上故障时，流过母联断路器的短路电流是由母线Ⅱ流向母线 I， 而当第Ⅱ组母线上故障时，流过母联断路器的短路电流则是由母 线I流向母线Ⅱ。
▪ 在这两种故障情况下，母联断路器电流相位变化了180°。而总差 动电流是反应母线故障的总电流，其相位是不变的。因此利用这 两个电流的相位比较，就可以选择出故障母线，并切除选择出的 故障母线上的全部开关。
▪ 基于这种原理，当母线上故障时，不管母线上的元件如何连接， 只要母联断路器中有电流流过，选择元件KD就能正确动作。因此 对母线上的元件就无需提出固定连接的要求。这是母联电流比相 式母线保护的主要优点，该保护用于连接元件切换较多的场合十 分有利。
▪ 而当母线上故障时，流入继电器的电流为：
IKA
n i 1
Isi
1 nTA
n
Ipi
i 1
1 nTA
Ik
• 即为故障点的全部短路电流，此电流足够使差动继电器 动作而驱动出口继电器，从而使所有连接元件的断路器
跳闸。
差动继电器的启动电流
▪ 应按如下条件考虑，并选择其中较大的一个：
• 躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流：
元件固定连线的双母线电流差动保护
电力系统继电保护(第八章母
集成电路阶段
微机保护阶段
集成电路继电保护的出现，使得继电保护 装置更加小型化、集成化，提高了保护性 能和可靠性。
随着计算机技术的发展，微机保护逐渐成 为主流，其具有强大的数据处理和逻辑判 断能力，能够实现更加复杂的保护功能。
02 继电保护的基本原理
CHAPTER
继电保护的工作原理
01
继电保护装置通过检测电力系统 的电流、电压、频率等电气量， 判断系统是否发生故障或处于异 常状态。
差动保护
根据电流差值的变化进 行保护，如纵联差动保 护、横联差动保护等。
二次回路继电保护的实现方式
硬件实现
通过继电器、接触器等硬件设备 实现二次回路的控制和保护功能。
软件实现
通过编写程序，利用微处理器、 控制器等实现二次回路的控制和
保护功能。
混合实现
结合硬件和软件实现二次回路的 控制和保护功能，以提高可靠性
02
当系统发生故障时，继电保护装 置会迅速动作，切除故障部分， 防止故障扩大，保证电力系统安 全稳定运行。
继电保护的分类
根据保护对象的不同，继电保护可以分为输电线路保护、发电机保护、变压器保护、 电动机保护等。
根据保护原理的不同，继电保护可以分为电流保护、电压保护、距离保护、差动保 护等。
根据保护动作的输出方式不同，继电保护可以分为过流保护、速断保护、方向保护 等。
大数据在继电保护中的应用
总结词
大数据技术为电力系统继电保护提供了 海量的数据支持和分析能力，有助于揭 示保护装置的运行规律和潜在风险。
VS
详细描述
大数据技术通过对电力系统运行过程中产 生的海量数据进行采集、存储和分析，能 够揭示继电保护装置的运行规律和潜在风 险。通过对这些数据的挖掘和处理，可以 实现对保护装置的优化配置和预警监测， 提高保护系统的可靠性和稳定性。
继电保护-第8章_母线保护
第八章 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护基本原则 8.2 母线差动保护基本原理 8.3 母线保护的特殊问题及其对策 8.4 断路器失灵保护简介
第八章 母线保护
8.1 母线故障和装设母线保护的基本原则
一、母线故障
母线是集中和分配电能的重要电气设备， 母线发生故障，将造成大面积用户停电，电 气设备遭到严重破坏，甚至使电力系统稳定 运行破坏，导致电力系统瓦解，后果是十分 严重的。
在110kV及以上电压等级的发电厂和变电所中， 当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动 作于切除故障时，可能伴随故障元件的断路器拒动， 也即发生了断路器的失灵故障。产生断路器失灵故障 的原因是多方面的，例如:断路器跳闸线圈断线；断 路器的操作机构失灵等。
断路器失灵故障的发生会导致故障切除时间的延 长、事故范围的扩大，其后果是造成电力系统大范围 停电，甚至发生电力系统的瓦解事故。
第八章 母线保护
A
C
1
4
k
2
3
B
5
Ｂ变电所母线
3） 对双侧电源网络（或环形网络）当变电所Ｂ母线故障 时可由保护１和４的Ⅱ段动作于以切除。
第八章 母线保护
（2）装设专用母线保护的原因：
A）利用供电元件的保护装置切 除母线故障的时间较长，威胁 到系统稳定运行、使发电厂厂 用电及重要负荷供电电压低于 允许值。（速动性）
✓ 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。
✓ 发电厂和主要变电所的3～10kV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。
(完整版)母差保护
第三章 母线保护逻辑框图
1、母线电流差动保护功能模块逻辑 图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
第三章 母线保护逻辑框图
2、差动保护的启动元件 (1) 母线电压突变量起动AU (2) 支路电流突变量起动 (3)大差动电流越线起动，需与I II母线复合电压配合
≥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
第三章 母线保护逻辑框图
4、母联非全相逻辑图
第三章 母线保护逻辑框图
5、母线充电及过流保护
当任一组母线检修后再投入之前，利用母联断路器对该母线进 行充电试验时可投入母联充电保护，当被试验母线存在故障时，利 用充电保护切除故障。
第三章 母线保护逻辑框图
（4） 母差保护的复合电压闭锁元件，由低电 压元件、负序电压元件及零序电压元件构成。
U 3U 0 U2
信号
≥1
接通差动保护跳各断路器回路
第三章 母线保护逻辑框图
3、母线保护的死区问题与原因分析 （1）死区问题与原因分析
**
LH3
* *
LH4
i3 i4
QF 1 I3 I 4
5、双母线电流差动保护TA、TV接线原理图
第一章 母线保护原理
（三）、双母线电流差动保护的原理接线图
第八章母线保护
保护切除又将扩大停电范围并引起严重后果时。
一、断路器失灵保护的基本构成及作用
1、断路器失灵保护的基
本原理图
5QF
Ⅱ
4QF
Ⅰ
3QF 2QF 1QF
+2
+
2KM
+1
+
1KM
+
KT －
+1 +2 +5 3KM －
2、断路器失灵保护的逻辑框图如图
失灵保护延时Ⅰ段 出 线 1保 护 动 作 出 线 1过 流 Ⅰ段母线电压元件动作 失灵保护延时Ⅱ段
电流差动保护单相原理接线图
保护组成
第一组由L1、L2、母联及差动继 电器KD1组成。
KD1为I组 母线故障 第三组由所有 选择元件。 线路、母联及 差动继电器 KD3组成，作 为整个保护起 第二组由L3、L4、母联及差动继电器 段母线故障选择 II 为 动元件。 KD2组成。KD2 元件。
1.双母线固定连接的差动保护
跳母联或分段断路器
＆
＆
跳Ⅰ段母线所有 有电源的出线断路器
二、断路器失灵保护的动作条件 （1）故障引出线的保护装置出口继电器动作后不
返回；
（2）在保护范围内仍然存在故障（断路器拒动且
故障仍未消除）。当母线上引出线较多时，鉴别
元件采用检查母线电压的低电压元件（或复合电 压元件、或负序过电压元件等）；当母线上引出 线较少时，鉴别元件采用检查故障电流的电流元 件。
单母线保护优缺点
优点：母线分段后，对重要用户，可以从不同段 供电。另外，当一段母线发生故障时，分段断路器 能够自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电。 缺点：当母线故障时，该母线上的回路都要停电， 而且扩建时需要向两个方向均衡扩建。
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和流出母线的电流之和等于零。
即
I
' 1
I1"
I
'" 1
0
流入差动继电 器电流
Ik 2
I2
I2
I2
1 K TA
[(I1
Ie )
(I1
Ie)
(I1
Ie)]
Iunb
信 号
母线故障： Ik I1 I1 I1
流入差动继电器电流
Ik 2
1 nTA
(I1
I1 I1)
1 nTA
Ik
2、差动继电器动作电流的整定
区外短路
II
III
区内短路
III
II
运行人员的误操作等
母线主要故障 各种类型的接地和相间短路
2、母线故障的保护方式
母线 保护 方式
利用供电元件的保护兼母线故 障的保护
采用专用母线保护
（1）利用其它供电元件的保护装置来切除母 线故障
利用变压器的过电 流保护切除低压母 线故障
利用发电机的过 电流保护切除母 线故障
利用线路保 护切除故障
（1）躲过外部短路时的最大不平衡电流
I op K I rel unb.max K rel 0.1I k.max / nTA
（2）按躲过最大负荷电流
I op K rel I L. max / nTA
灵敏系数
K sen
I k. m in I kop Nhomakorabea8.3 电流比相式母线保护
工作原理：根据母线外部故障或内部故障 时连接在该母线上各元件电流相位的变化 来实现的 。
利用供电元件的保护来切除母线故障， 不需另外装设保护，简单、经济，但故障 切除的时间一般较长。
（2）专用母线保护
1）110kV及以上双母线和分段母线。
必须 装设 专用 母线 保护 规定
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。
母线保护
装设母线保护基本原则
1、母线的短路故障 母线是电能集中和分配的重要场所，母
线发生故障，将造成大面积用户停电，电器 设备遭到严重破坏，甚至使电力系统稳定运 行破坏，导致电力系统瓦解，后果是十分严 重的。
母线绝缘子和断路器套管的闪络
母线 故障 原因
母线电压互感器和电流互感器的 故障
母线隔离开关和断路器的支持绝缘 子损坏
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。
完全电流差动母线保护 1、完全电流差动母线保护的工作原理
信
要求：
号
母线的所有
连接元件上
装设同变比
同特性的电
流互感器
信 号
正常运行或外部故障：流入母线的电流