母差保护功能、特性
发电厂母差保护技术特性分析
发电厂母差保护技术特性分析摘要：就目前国内各类母线保护的技术特性作了比较分析，并对母线保护的应用及发展方向提出了观点。
关键词:电磁型；整流型；中阻抗；微机型；母差1概述母线是电力系统的重要电气设备，因为它与各个电气元件相联，所以母线出现故障将是非常严重的。
母差保护是否正确迅速切除母线故障的重要手段，它的拒动或误动将给电力系统带来严重危害。
相对于变压器及线路保护的发展，母差保护的发展比较缓慢，下面结合宏伟热电厂母线保护就国内几种主要的母差保护的技术特性进行比较分析。
2几种主要类型母线保护的技术特性我国电厂使用的母线保护类型较多，从元器件构成上大致可分为电磁型、整流型、集成电路型和微机型。
2.1 BCH电磁型母线差动保护BCH电磁型母线差动保护主要应用在单母线上，所有电气元件都接入母差电流回路中，根据差流大小判断短路故障，动作切除所有连接元件。
正常时母差回路中会有一些差流，一般依靠定值躲过。
该保护继电器主要由DL-11电磁式电流继电器(执行元件)及一个具有三柱铁芯中间快速饱和变流器(以下简称变流器)组成。
变流器主要用以躲过不平衡电流中非周期分量的影响，即躲过母线发生外部时的不平衡电流。
变流器的短路绕组在发生外部短路时增大继电器的动作电流，从而使继电器得以可靠躲过暂态不平衡电流的冲击。
变流器的平衡绕组主要用来平衡母差保护各电气元件电流互感器变比特性不同在差动回路所产生的不平衡电流。
变流器的差动绕组接于电流互感器二次回路，变流器的二次绕组接执行元件，当出现内部短路时快速动作，发出跳闸脉冲。
BCH差动继电器原理结构图如图一。
BCH电磁型母线差动保护在我国八九十年代的电网上曾广泛使用。
图1 BCH-2型差动继电器原理结构图热电二公司主系统6.3KV母差采用简单的电磁型电流继电器构成的不完全差动保护，母差只接入有源元件，故障时主要跳发电机、主变等有源元件。
35KV母差采用BCH-2继电器构成的完全差动保护，母差接入所有电气元件，出现短路时跳所有电气元件。
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。
九统一母差保护说明书
九统一母差保护说明书摘要：1.九统一母差保护说明书概述2.九统一母差保护的工作原理3.九统一母差保护的保护范围和功能4.九统一母差保护的配置和安装5.九统一母差保护的操作和维护6.九统一母差保护的优点和应用实例正文：一、九统一母差保护说明书概述九统一母差保护是一种用于电力系统中的保护装置，主要针对母线及其附属设备提供保护。
它能够有效地检测和隔离电力系统中的故障，保障电力系统的正常运行。
本文将详细介绍九统一母差保护的工作原理、保护范围和功能、配置和安装、操作和维护以及优点和应用实例等内容。
二、九统一母差保护的工作原理九统一母差保护的工作原理主要基于电力系统中的母线差动保护原理。
母线差动保护是通过比较电力系统中母线的电流差值来实现对母线的保护。
当母线发生故障时，故障点处的电流会发生变化，九统一母差保护会检测到这种变化，并通过判断差电流值和时间来判断是否为故障，从而实现对母线的保护。
三、九统一母差保护的保护范围和功能九统一母差保护的保护范围主要包括电力系统中的母线及其附属设备。
保护功能主要包括故障检测、故障隔离、故障恢复等。
在电力系统运行过程中，九统一母差保护能够实时监测母线电流，当检测到异常电流时，保护装置将立即动作，切断故障部分与电力系统的连接，保障电力系统的正常运行。
四、九统一母差保护的配置和安装九统一母差保护的配置主要包括保护装置本体、电流互感器、电压互感器等部件。
在安装过程中，需要根据电力系统的实际情况，选择合适的保护装置和互感器，并按照规定的接线方式进行连接。
同时，还需要对保护装置进行参数设置，以满足电力系统的保护要求。
五、九统一母差保护的操作和维护九统一母差保护的操作主要包括装置的投切、参数设置、故障处理等。
在操作过程中，需要严格按照操作规程进行，以确保保护装置的正常运行。
维护方面，需要定期对保护装置进行检查和维护，发现故障及时处理，确保保护装置的可靠性。
六、九统一母差保护的优点和应用实例九统一母差保护具有较高的可靠性和稳定性，能够有效地保护电力系统中的母线及其附属设备。
什么是母线差动保护-母线差动保护原理
什么是母线差动保护-母线差动保护原理什么是母线差动保护?母线差动保护原理1、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按同名相、同极性连接到差动回路,电流互感器的特性与变比均应相同,若变比不能相同时,可采用补偿变流器进行补偿,满足ΣI=0。
差动继电器的动作电流按下述条件计算、整定,取其最大值: 1)、躲开外部短路时产生的不平衡电流; 2)、躲开母线连接元件中,最大负荷支路的最大负荷电流,以防止电流二次回路断线时误动。
2、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。
因此在无电源元件上发生故障,它将动作。
电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。
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，有的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。
母线完全差动保护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按同名相、同极性连接到差动回路，电流互感器的特性与变比均应相同，若变比不能相同时，可采用补偿变流器进行补偿，满足ΣI=0。
差动继电器的动作电流按下述条件计算、整定，取其最大值:1)、躲开外部短路时产生的不平衡电流;2)、躲开母线连接元件中，最大负荷支路的最大负荷电流，以防止电流二次回路断线时误动。
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。
因此在无电源元件上发生故障，它将动作。
电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。
母线完全差动保护的主要优缺点母线完全差动保护的优点是:1、各组成元件和接线比较简单，调试方便，运行人员易于掌握。
母差及失灵保护
《母差及失灵保护》一、母差保护 1、BP-2B 母差保护大差电流：不包括母联以外的所有元件电流之和，I d =I 1+I 2+…+I n ； 小差电流：包括一条母线各元件及母联电流之和，I d =I 1+I 2+…+I n +I m 。
〔大差、小差正常差流不应超过0.1 A 〕差动保护：使用大差比率差动元件作为区内故障判断元件。
即由大差比率元件是否动作，区分母线区外故障还是母线区内故障。
使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。
即由小差比率元件是否动作，决定故障发生在哪一段母线。
跳I 母各单元跳母联跳II 母各单元母差及失灵保护的电压闭锁回路： 对称性故障 不对称故障 接地故障 其目的：一是防止有关人员误碰母差〔失灵〕保护出口继电器时，发生母差〔失灵〕保护出口继电器时，发生母差〔失灵〕保护误动作。
二是为了防止电流回路断线引起差动保护误动作。
2、RCS-915母差保护为防止母差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作，本装置根据CT 饱和的波形特点设置了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。
由谐波制动原理构成的CT 饱和检测元件。
母差保护的工作框图(以I 母为例)二、远传/1、远传：线路T 接高抗器、3/2接线开关失灵〔或死区故障〕时启动远传。
〔远传的本质是通过本侧保护利用通道将开入接点状态反映到对侧对应的开出接点上〕。
2、远跳：一般母差〔失灵〕保护动作时，通过光纤差动保护远跳对侧。
〔远 跳在整定时要经对侧保护启动控制〕。
母差〔失灵〕保护将线路跳闸的同时，向线路对侧发出允许跳闸、解除闭锁脉冲或远跳脉冲，将对侧开关跳闸。
〔目的是防止在线路开关与CT 之间发生短路时，对侧的保护以Ⅱ段时限跳闸。
〕N大差比率差动元件 I I 母电压闭锁开放II I 母比率差动元件 大差谐波制动开放I 母母差〔失灵〕保护动作后，同时通过纵联保护跳故障母线线路的对侧开关，对于光纤差动保护，通过远跳跳对侧后对侧不重合，对于高频闭锁式保护或光纤允许式保护，对侧纵联保护动作后重合闸动作一次。
母差保护体系知识介绍
母差保护体系知识介绍与其他主设备保护相比，母线保护的要求更为苛刻。
当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，破坏系统的稳定性，甚至导致电力系统瓦解。
如果母线保护拒动，也会造成大面积的停电。
因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速有选择地切除故障是非常必要的。
常见的母线故障有：绝缘子对地闪络、雷击、运行人员误操作、母线电压和电流互感器故障等。
在大型发电厂及变电站的母线保护装置中，通常配置有母线差动保护、母联充电保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联过流保护、母联非全相保护、其他断路器失灵保护等。
其中，最为主要的是母差保护。
本期我们一起了解一下母线差动保护的相关内容。
1、母差保护的原理和线路差动保护相同，母线差动保护的基本原理也是基于基尔霍夫定律：在母线正常运行及外部故障时，各线路流入母线的电流和流出母线的电流相等，各线路的电流向量和等于零；当母线上发生故障时，各线路电流均流向故障点，其向量和（差动电流）不再等于零，满足一定条件后，出口跳开相应开关。
母线差动保护，由ABC三相分相差动元件构成。
每相差动元件由小差差动元件及大差差动元件构成。
大差元件用于判断是否为母线故障，小差元件用于选择出故障具体在哪一条母线。
为了提高保护的可靠性，在保护中还设置有起动元件、复合电压闭锁元件、CT回路断线闭锁元件等。
2、差动保护的动作方程首先规定CT的正极性端在母线侧，一次电流参考方向由线路流向母线为正方向。
差动电流：指所有母线上连接元件的电流和的绝对值；制动电流：指所有母线上链接元件的电流的绝对值之和。
以如图的双母接线方式的大差为例。
差动电流和制动电流为：差动继电器的动作特性一般如下图所示。
蓝色区域为非动作区，红色区域为动作区。
这种动作特性称作比率制动特性。
动作逻辑的数学表达式也在图中给出。
此动作方程适用于南瑞继保RCS—915及许继电气WMH—800A母线保护装置。
除此之外，还有一种复式比率制动特性，动作特性如下图所示。
母差保护及断路器失灵保护
2．对失灵保护的技术要求 （1）对双母线接线的失灵保护，当变压器保护起动失灵保护时，应有解除电压闭锁的 输入回路。这是因为，当变压器内部或低压侧故障时，失灵保护中的低电压和负序电 压的灵敏度可能不够，造成不能开放跳闸回路，跳不开母线上的其它断路器。因此， 《反措》中明确要求，变压器起动失灵保护要解除复合电压闭锁。 （2）失灵保护跳闸时，应同时起动断路器的两组跳闸线圈。 （3）对用于3/2接线的失灵保护，在保护动作之后，以较短的延时，再次给故障开关 一次跳闸脉冲，以较长的延时跳相邻开关。 （4）失灵保护动作后，应给线路纵联保护发出允许或闭锁信号，以便使对侧开关跳闸。
母差保护及断路器失灵保护 1. 母差保护 母线差动保护是电力系统发电厂及变电站高压母线的主保护。 按《反措》要求，220kV及以上系统的母差保护均按双重化配置。 母差保护的基本原理，就是节点电流定律，即∑I=0。
• 母线差动保护有以下几项主要功能： • （1）复合电压闭锁，对用于双母线的母差保护，根据《反措》要求， 必须有复合电压闭锁功能。包括低电压、零序、负序电压等。这是为 了防止在正常运行中，由于各种原因使母差保护误动。对于3/2接线， 没有该项要求。 • （2）互联功能，用于双母线的母差保护，根据目前的母差保护原理, 在一次系统倒方式的过程中，应投入互联功能。因倒闸操作时，两条 母线的隔离开关跨接在两母线之间，如果这时母线发生故障，母差保 护无法正确判断。因此，这时应投入互联方式，即非选择方式。在一 些微机母差保护中，能够自动判断是否进行倒闸操作，自动投入互联 功能。但一般都有互联压板。对3/2接线的厂、站，不存在这个问题。 • （3）可以允许各连接元件的CT变比不同。在保护中进行设置，以满 足母差保护的运行条件。 • （4）母差保护动作后，应给线路纵联保护发出允许 失灵保护的功能和基本原理 当被保护线路或元件发生故障,继电保护动作跳闸,脉冲已经发出，而断路器却 因本身原因没有跳开，失灵保护则以较短的延时，跳开故障开关的相邻开关，或 故障开关所在母线上所有其它开关。以尽快将故障线路或元件从电力系统切除。 根据失灵保护的上述功能，要求继电保护在动作跳闸的同时起动失灵保护。 失灵保护的设置形式与一次系统的接线形式有关。在双母线接线形式的厂、站， 只设置一套失灵保护，母线上连接的任何一个元件（线路或变压器）的保护装置 动作跳闸的同时，均起动失灵保护。失灵保护根据故障开关所在的位置，动作后 切除相应母线上的其它开关。在3/2接线的厂、站中，失灵保护是按断路器设置 的，当保护动作跳闸，断路器跳不开时，故障开关本身的失灵保护起动，如果故 障开关是中间开关，则跳开相邻的两个边开关。如果是边开关故障，则一方面跳 开中间开关，另一方面，起动所在母线的母差保护动作，跳开所在母线上的其他 开关。 按《反措》要求，双母线的失灵保护与母差保护相同，为防止正常运行时保 护误动，应设置复合电压闭锁。在发电厂或变电站，无论一次系统是哪种接线形 式，均只设置一套失灵保护。
母差保护的作用
母差保护的作用母线是电力系统的重要组成元件之一，母线发生故障，将影响电力系统的安全生产，与架空线相比，母线发生故障的次数较小，但由于其绝缘老化，自然因素的影响，互感器损坏或爆炸均可能造成母线短路故障，一旦母线故障，其后果是十分严重的。
母线上发生的故障主要是各种类型的接地和相间短路。
对母线保护的基本要求:1、保护装置在动作原理和接线上必须十分可靠，母线故障时应有足够的灵敏度，区外故障及装置本身故障时保证不误动。
2、保护装置应能快速地、有效的切除故障母线。
母线保护的类型及其区别：1母线保护的应用现状1．1电流相位比较式母线保护电流相位比较式母线保护的原理是利用总差动电流判别是否为母线上发生故障，在判别为母线故障的情况下，以差动电流为参考量，用母联电流相位判别故障母线。
这种保护可以省略交流切换回路，简化二次接线，适应一次系统的倒闸操作，它不受母线上元件连接方式的影响。
但存在以下问题：1．2 中阻抗型母线保护中阻抗型母线保护方案是基于以下2个基本假设： al 对于外部故障，完全饱和的连接元件的TA二次回路可以只用其全部直流回路电阻表示； bo对于内部故障，空载的连接元件的TA二次回路可以用一个较大的励磁阻抗表示。
它的原理是把高阻抗特性和比率制动特性结合起来的一种保护。
由于TA饱和时的特性即励磁阻抗变得非常小，励磁电流随之变得非常大，TA二次回路分得的电流也就很小。
在母线外部故障时，差动回路的差动电流变大，因此在差动回路中巧妙地中入一个阻值较大的电阻及“，当外部发生故障致使故障支路TA完全饱和时，故障支路的二次阻抗可近似为其全部直流回路电阻与导线电阻之和，此和远小于差动回路中的电阻值，从而使流过所有非故障元件的二次电流之和(等于故障电流)被强制通过故障元件TA的二次线圈构成的通路，使流过差动回路上的电流大大减小，加在继电器上的电压是数值不大的不平衡电压。
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5、线路保护发远跳令。
串代线路（变压器）时使用。
母联非全相保护
断路器三相不一致时的一种保护。
1、跳母联断路器。
2、启动故障录波器。
3、发信号。
母联断路器三相不一致故障。
断路器失灵保护
非母联的其它断路器拒动的一种保护
1、跳母联、跳故障断路器所在母线的其它断路器。
2、闭锁线路断路器重合闸。
3、启动故障录波器。
4、发信号。
5、线路保护发远跳令。
线路或变压器保护动作跳该断路器，断路器拒动时的情况。
母联失灵保护
母差、充电（或过流）保护动作跳母联，母联拒动时启动的一种保护。
1、跳两条母线。
2、闭锁线路断路器重合闸。
3、启动故障录波器。
4、发信号。
母差、充电（或过流）保护跳母联断路器，母联断路器拒动时的情况
母联过流保护
作线路（变压器）应急的一种保护。
1、跳母联断路器。
2、启动母联失灵保护。
3、启动故障录波器。
RCS-915母差保护表
保护功能
保护范围
动作特性
用途说明
母线差动保护
母线所连线路断路器CT至母线之间（非特殊点）
1、跳母联、跳故障母线。
2、启动母联失灵保护。
3、闭锁线路断路器重合闸。
4、启动故障录波器。
5、发信号。
6、线路保护发远跳令。
保护范围内单相接地、相间短路各种故障。
母联充电保护
被充电的母线及母设
1、跳母联断路器。
2、启动母联失灵保护。
3、启动故障录波器。
4、发信号。
恢复双母运行，用母联断路器向检修母线充电期间使用。运行期间充电保护必须两条母线。
2、闭锁线路断路器重合闸。
3、启动故障录波器。
4、发信号。
5、线路保护发远跳令。
母联断路器至其CT之间各种故障。