母线的继电保护

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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。

浅析220kV母线保护(正式版)

2、保护整定应满足速动性，选择性，灵敏性要求，如果因为电网运行方式，装置性能等原因，不能兼顾速动性，选择性，或灵敏性要求，应在整定时合理进行取舍，优先考试灵敏性，并执行以下原则：局部电网服从整个电网，下一级电网服从上一级电网，局部问题自行处理，
尽量照顾局部电网和下级电网的需要
3、上、下级(包括同级和上一级及下一级电力系统)继电保护之间的整定，一般应遵循逐级配合的原则，满足选择性的要求：即当下一级线路或元件故障时，故障线路或元件的继电保护整定值必须在灵敏度和动作时间上均与上一级线路或元件的继电保护整定值相互配合，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。
同名端：对于南瑞母线保护装置，母联同名端固定指向Ⅰ母，这是一定要注意的母差保护分为大差和小差保护装置规定：以流入母线电流为正方向，对于南瑞保护，母联电流注入I母为正，四方相反大差构成：除母联开关外，所有支路电流所构成的差动回路，以本厂为例，大差构成范围为： I大差=线1+线2+线3+主1+主2+主3+主4（矢量和）
思考：什么是最大运行方式？为什么该种情况下是最大运行方式？
系统运行方式
最小运行方式
最小运行方式指全网全接线，开机小方式，同时考虑变压器和线路的轮断。500kV 电厂各开一台机，500kV 变电站只运行一台变压器。 220kV 系统各发电厂、变电站最小运行方式为各 220kV 发电厂开一台机，变压器中性点直接接地台数最少，各变电站都仅有一台变压器中性点直接接地， 110kV 及以下系统归算至 220kV 系统的正序、零序阻抗为最小运行方式阻抗。 500kV、 220kV线路按照最新四川电网 500kV、 220kV 电磁环网解环运行方式投入运行。

继电保护培训第五章母线及断路器

• 在母线倒闸操作过程中，为了保证在发生母线故障时，母线差动保护能可靠发挥作用，需将保护切换成由启动元件直接切除双母线的方式。但对隔离开关为就地操作的变电所，为了确保人身安全，此时，一般需将母联断路器的跳闸回路断开。
7
断路器失灵保护
断路器失灵保护
当断路器失灵而不能切除短路故障时,失灵保护动作后,将连接于拒绝动作
（2）鉴于失灵保护误动引起的严重后果，应严格要求：配置有失灵保护的元件停电或其保护装置故障、异常、停用，应解除其
起动失灵保护的回路或停用该开关的失灵保护。失灵保护故障、异常、试验，必须停用失灵保护，并解除其起动其它保
护的回路（如母差保护）。
1、母差保护的启动原件：启动原件一般由“和电流突变量”和“差流越限”两个判据组成。和
电流是指：母线上所有连接原件电流的绝对值之和。
差电流：是指所有连接原件电流和的绝对值。
2
母线保护
大差、小差的概念保护将母线上所有连接元件的电流采样值输入差动保护的差动判据，
构成大差比率差动元件；对于分段母线，将每一段母线所连接元件的电流采样值输入差动判据，构成小差比率差动原件。各原件连接在哪一段母线上，是根据各连接原件的刀闸（隔离开关）位置来决定的。大差比率差动原件的差动保护范围涵盖各段母线，大多数情况下不受运行方式的控制；小差比率差动元件受当时的运行方式控制，但差动保护范围只是相应的一段母线，具有选择性。母线充电及过流保护的设置母联（分段）过流保护可以作为母线解列保护，也可作为线路（变压器）的临时应急保护。母联过流（分段）保护投入后，当母联任一相电流大于母联过流定值时，经延时跳母联开关，不经复合电压闭锁。
（2）断路器未断开的判别元件动作后不返回。若主设备保护出口继电器返回时间不符合要求时，判别元件应双重化。

继电保护原理6—母线保护

第六章母线保护第一节概述一、母线保护的概述母线是发电厂和变电站的重要组成部分。

在母线上连接着电厂和变电所的发动机、变压器、输电线路和调相设备，母线的作用是汇集和分配电能。

如果母线的短路故障不能迅速地被切除，将会引起事故扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的瓦解事故。

二、母线的主接线形式单母线；单母分段（专设分段、分段兼旁路、旁路兼分段）；单母多分段；双母线（专设母联、母联兼旁路、旁路兼母联）；双母单分段（专设母联、母联兼旁路）；双母双分段（按两面屏配置）；3/2接线（按两套单母线配置）。

1、单母线图6-1-1 单母线2、单母分段（专设母联）图6-1-2 单母分段（专设母联）3、单母分段（母联兼旁路）图6-1-3 单母分段（母联兼旁路）4、单母分段（旁路兼母联）图6-1-4 单母分段（旁路兼母联）5、单母三分段图6-1-5 单母三分段6、双母线（专设母联）图6-1-6 双母线（专设母联）7、双母线（母联兼旁路）图6-1-7 双母线（母联兼旁路）8、双母线（旁路兼母联）图6-1-8 双母线（旁路兼母联）9、双母线单分段（专设母联）图6-1-3 双母单分段（专设母联）10、双母线单分段（母联兼旁路）图6-1-10 双母单分段（母联兼旁路）11、双母双分段图6-1-11 双母双分段三、母线保护的硬件组成1、标准配置1.1 保护箱图6-1-12 保护箱（一）插件布置图（后视图）1.1.1交流变换插件（NJL-801/NJL-818）：将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。

该插件共有8 路电流通道、6 路电压通道。

1.1.2交流变换插件（NJL-817/NJL-819）：将系统电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。

该插件共有15 路电流通道。

1.1.3 CPU 插件（NPU-804）：在单块PCB 板上完成数据采集、I/O、保护及控制功能等。

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。

继电保护调试指导—母线保护

第五章母线保护第一节WMH-800A/R1 一、开入回路表2-11.硬压板检查1.1开入变为检查：投入硬压板，同时进入“浏览”—“开入量”菜单，对应开入位由“0”变为“1”，退出硬压板，对应开入位由“1”变为“0”；1.2动作报文检查：合上硬压板，检查弹出的开入变位报告是否正确；1.3主接线图压板状态检查：先合上所有的软压板，然后逐个合上硬压板，检查主接线图上对应的压板状态的变化情况（母联失灵保护不受硬压板控制）。

2.刀闸开入检查2.1强制箱刀闸位置指示灯的检查：在强制合、分状态下检查强制箱的刀闸位置指示灯的亮、灭是否正确；2.2刀闸开入变位检查：在强制合、分状态下检查开入的变位情况；2.3主接线刀闸的变位检查：在强制合、分状态下检查主接线图刀闸的变位情况；2.4外部刀闸开入及动作报文检查：点击外部的刀闸开入，检查刀闸报文及强制箱指示灯的亮灭情况（强制箱刀闸位置在A位置）。

3.失灵开入检查利用正电（装置正电源）依次与各失灵开入端子（具体端子位置见表1）短接，同时进入“浏览”—“开入”菜单，对应开入变位由“0”变为“1”，断开正电与相应开入端子的连接时，对应开入变位由“1”变为“0”开入的变位情况，并检查弹出的事件报告是否正确4.其它开入检查利用正电（装置正电源）依次与各开入端子（具体端子位置见下表）短接，同时进入“浏览”—“开入量”菜单，对应开入变位由“0”变为“1”，断开正电与相应开入端子的连接时，对应开入变位由“1”变为“0”开入的变位情况，并检查弹出的事件报告是否正确。

二、开出回路1.开出传动检查试验前应合上“检修压板”，否则将不能进行开出传动试验。

进入“调试”菜单中选定“传动”，按确认键“确认”，进入菜单后选择CPU号，并输入操作密码进入，对照显示的可驱动咯CPU的各路开出，观察面板信号，测量各开出触点。

传动后上述开出检验时接通的触点应返回，带磁保持的应按复归按钮才返回，同样需检查接点复归后是否返回。

浅谈10kV母线的继电保护

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O.18SCI EN CE &TECHN OLOG Y I NFOR M A TI O N 动力与电气工程110kV 系统的继电保护1.1继电保护装孟的设要求按照工厂企业10kV 供电系统的设计规范要求,在10kV 的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置:①线路应配置的继电保护线路一般均应装设过电流保护。

当过电流保护的时限不大于0.5s ～0.7s,并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。

当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。

②配电变压器应配置的继电保护。

当配电变压器容量小于400kVA 时:一般采用高压熔断器保护;当配电变压器容量为400-630kV A,高压侧采用断路器时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s 时,还应装设电流速断保护;对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护;当配电变压器容量为及以上时,装设过电流保护,而当过流保护时限大于时,还应装设电流速断保护对于油浸式配电变压器还应装设气体保护另外尚应装设温度保护。

③分段母线应配置的继电保护。

对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除另外应装设过电流保护。

如采用的是反时限过电流保护时,其瞬动部分应解除对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。

1.2继电保护装的设1.2.1主保护和后备保护10V 供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。

短路故障保护应有主保护、后备保护,必要时可增设辅助保护。

当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时,其中有一套动作比较快,而另一套动作比较慢,动作比较快的就称为主保护而动作比较慢的就称为后备保护。

即为满足系统稳定和设备的要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护,就称为主保护当主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护,就称为后备保护。

母线保护的配置及基本原理-广西电网电力调度控制中心

➢ 母线上连接元件的后备保护虽然可以切除母线故障，但时间较长，系统电压长时间降低，破坏系统稳定性。
✓ 快速、准确、有选择切除故障的母线保护有利于电力系统的稳定，因此设置专门的母线保护。
1
母线保护的背景知识
设置母线保护的场合
国家标准《继电保护及安全自动装置技术规程》GB14285-1993 规定，下列情况均装设专门的母线保护：
2
母线保护的配置及基本原理
双母线的母差保护
开关母线
220kV#1M
L1 I1
L2 I2
CT I0
220kV#2M
线路
I3 L3
I4 L4
母联开关
2
母线保护的配置及基本原理
220kV#1M 220kV#2M
L1
L2
I1
双母线的母差保护
I2
大差 #1M小差
I0
双母线母差保护
#2M小差
大差元件小差元件
220kV#1M小差差动 220kV#2M小差差动电
电流为零
流大于整定值
I3
I4
L3
L4
母联死区保护：母联开关和母联CT之间称为母差保护的死区，该区域发生故障，母差保护动作一次后仍不能将故障隔离。为提高保护动作速度，故设置专门的母联死区保护。
判断故障发生在220kV#2M
母差保护动作跳开220kV#2M上所有元件，但故障仍未被隔离
I3
I4
L3
L4
断路器失灵保护
线路发生故障
I0
线路保护动作跳开两侧开关
DL1接到跳闸指令后未跳开断路器失灵保护动作
启动母差保护跳开DL1所在的220kV#1M 上所有开关

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500kV母线345条，其中有5条母线发生过7次单相
接地故障，年故障率为2.02次/百条年
信电学院电气工程及其自动化教研室
4
母线故障：各种类型的接地和相间短路。
故障特点：
母线故障的原因主要是绝缘子对地放电引起，一般初期为单相接地故障，然后发展为相间故障。
故障一般为永久性故障。
母线是电力系统中重要的电能汇集和再分配的设备，其故障影响范围大，高压母线故障对系统稳定也有严重影响。
在正常运行以及外部故障时，至少有一个元件中
的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的。
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1、完全电流差动母线保护 d

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...
1 I kA I si nTA i 1
9
（二）母线保护的配置原则
必须装设专门的母线保护的情况： 1. 考虑供电可靠性。110kV以上电压等级的双母线和分段单母线，需有选择性切除母线故障。 2. 考虑系统运行稳定性，母线故障必须快速切除。
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10
第二节母线差动保护基本原理
根据速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成。母线差动保护不平衡电流分析
差动继电器的启动电流选择：
躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流，
当所有电流互感器均按 10% 误差曲线选择，且差动继电器采用具有速饱和铁芯的继电器时，其动作电流为
I dzJ Kk Ibp max Kk 0.1I d max / n1
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在正常情况下，任一电流互感器二次回路
断线时，引起保护装置误动作，启动电流大于任一连接元件中最大的负荷电流Ifmax，即
I dzJ Kk I f max / n1
两者中的取大值
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当保护范围内部故障时，应采用校验灵敏系数为 I d min Klm 2 I dzJ n1
特点：原理简单。一般用于单母线接线和双母线经常只有一组母线运行的情况。易受CT饱保和影响。
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5
（二）母线保护的配置原则母线保护方式：
利用供电元件的保护兼母线故障的保护。
一般情况下，对于低压网络（110kV以下）不装设专门的母线保护。利用靠近电源侧相邻元件的过电流保护实现母线保护功能，无需配备专门的母线保
护。
装设专门的母线保护装置
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Z 2
Z 1

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KV
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外部故障时非故障二次电流都流入故障支路TA的二次绕组，差动继电器中电流很小，不会动作。
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内部故障时：
d
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...
所有支路的二次侧电流都流向电压继电器，因其内阻很高，电压继电器出现高电压，会动作。
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特点：
6
（1）利用发电机的过电流保护切除母线故障
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（2）利用变压器的过电流保护切除低压母线故障
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（3）利用电源侧的保护切除母线故障
特点：
故障切除时间一般较大。
双母线同时运行或母线为分段单母线时保护
不能有选择性切除故障母线。
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内部故障时： d

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CT传变特性，非周期分量，等 CT饱和问题
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实现差动保护的基本原则：
在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上
所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，
或表示为∑I=0。
当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都
向故障点供给短路电流或流出残留的负荷电流，按基尔霍夫电流定律，∑I=Id（短路点的总电流）。
电力系统继电保护
Power System Relay Protection
主讲教师：韩成春电气工程及其自动化专业教研室
信电学院电气工程及其自动化教研室
1
第八章
基本要求学习内容
母线的继电保护
习题与思考题
信电学院电气工程及其自动化教研室
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本章基本要求
掌握母线保护的基本原则；
掌握电流差动母线保护；
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2、高阻抗母线差动保护

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...
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外部故障时流过很大不平衡电流，完全电流母线差动保护误动作。
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外部故障时：
内阻很高（阻抗值大）的电压差动继电器，一般约为2.5~7.5KΩ。
掌握电流比相式母线保护；
掌握双母线保护的实现方法；
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3
第一节母线故障和装设母线保护基本原则
（一）母线故障及其特点 2003年全国电网统计资料
220kV母线3408条，其中有37条母线发生过
44次
故障，年故障率为1.29次/百条年
330kV母线135条，全年没有发生故障
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信电学院电气工程及其自动化教研室
正常运行或外部故障时：
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