母差保护
一、 母线故障
1、 母线的功能： 在发电厂和变电所中，屋内和屋外配电装置中的母线是电能集中与分配的重要环节，它的安全运行对不间断供电具有极为生要的意义，虽然对母线进行着严格的监视和维护，但它仍有可能发生故障。
2、 母线发生故障的主要原因及危害：①、母线绝缘子及断路器套管闪络；②、电压互感器或装于母线与断路器之间的电流互感器故障；③、母线隔离开关在操作时绝缘子损坏；④、运行人员的误操作。
危害：母线故障是电力系统电气设备最严重的故障之一：①、它使连接在故障母线上的所有元件在母线故障修复期间或切换到另一组母线所必须的时间内遭到停电；②、母线故障时，由于母线电压极度降低，可能破坏整个电力系统的正常工作。
二、 母线保护
1、 母线保护实现的方式
（1） 利用供电元件的保护装置来保护母线
当发电厂和变电所的母线上短路时，若连接在母线上的供电元件的保护装置能够保证系统所要求的迅速性、选择性和灵敏性的条件并且在主要发电厂厂用电母线上残余电压不低于允许值（一般要求不低于50~60%）
（2） 装设母线的专用保护
在下列情况下装设：
①、在110KV以上电压等级电网的发电厂变电所双母线和分段单母线
②、110KV及以上电压的单母线，重要发电厂35KV母线及高压侧为110KV及以上重要降压变电所的35KV母线，若依靠元件保护会引起系统振荡的、电力系统稳定遭到破坏等严重后果等
③、当母线上发生三相短路使主要发电厂厂用母线的残余电压低于50~60%，切除时间较长时，将影响厂用电的安全运行，而重要用户将会由于电压剧降而自动减负荷。
2、 母线保护的种类
母差保护、母线充电保护、断路器失灵保护、母联死区保护、母联过流保护以及母联非全相保护等
现主要介绍一下我们常用的母线充电保护、断路器失灵活保护及母差保护：
母线充电保护：在任一组母线检修后再投入之前，如利用母联断路器对该母线加电压，即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。
母线差动保护作业指导书
批准：
审核：
编写：
福建省第一电力建设公司调试所
1、总则
1. 1适用范围
220KV、110KV母线保护
1.2通则
1.2.1在检验前，工作负责人必须组织工作人员学习本作业指导书，要求理解和熟悉本作业指导书的内容。
1.2.2有关本作业指导书的说明：
（1）本作业指导书中1n代表微机保护的端子号，整屏试验时，自行对应微机保护屏的端子号。
（2）本作业指导书中所提电流回路的具体要求数值，是按保护装置的额定电流为5A的条件拟定的，如保护装置的额定电流为1A，则使用本规程时需将所列的电流值除以5。
（3）本作业指导书不包括收发信机和载波机。
（4）本作业指导书适用于制造厂1992年以后出厂的产品。当回路有改变或与其他保护装置共回路、共继电器等时，应补充相应的检验项目。
（5）本作业指导书是在产品出厂合格的前提下编定的，因而在新安装时如无合格证，试验项目要增加工厂出厂检验的全部项目。其内容不包括在本作业指导书内。
（6）新安装检验工作开始前，首先要详细检查出厂试验记录所填写的项目与内容是否齐全，在证实所填写的内容符合要求之后，才可按本作业指导书顺序进行检验。 1.2.3为了保证检验质量，加快检验进度，执行本作业指导书时应注意如下问题：
（1）所有的检验，都应在该元件或插件处于与实际安装位置相一致的状态下进行。
（2）各检查单位应具备专用的试验台（车）。
1.2.4为获得比较准确的数据，对所有特性试验中的每一点，应重复试验3次，其中每次试验的数值与整定值的误差应满足规定的要求。
1.2.5所有整定的检验，用模拟突然短路的方法，通入95%及105%的整定值进行检查。
1.2.6检验码必须与程序通知单一致。
1.2.7为防止损坏设备，应注意如下问题：
（1）断开直流电后才允许插、拔插件。
主讲：陈一芳第一章概述一、电力系统的不正常运行状态系统中设备的运行参数偏离了允许值，但还未发展成故障。二、故障电力系统中设备的正常工作已遭到破坏，但未发展成事故。三、事故电力系统的正常工作遭到破坏，且已造成严重后果。四、继电保护和自动装置的任务１、电力系统故障时，保护能自动、准确地切除故障。２、电力系统出现不正常工作状态时，根据运行维护条件确定保护是动作与信号还是跳闸。五、对继电保护的基本要求１、可靠性：保护的动作应安全可靠。２、选择性：保护的动作应有选择的。３、快速性：保护的动作应快速的。４、灵敏性：保护对故障的反应能力。第二章、电网相间短路的电流保护第一节略第二节无时限电流速断保护（Ι段）１、Ι段的作用：本线路的主保护。２、保护的范围：本线路的一部分。３、整定原则：（１）电流的整定Ｉdz1Ι=kkΙIDmax躲过本线路末端短路故障时最大短路电流（最大运行方式下三相短路）。（２）时间整定：保护的固有动作时间。（４）0．06秒的作用躲过避雷器的放电时间。12D第三节时限电流速断保护（Ⅱ段）１、Ⅱ段的作用：本线路的主保护。２、保护的范围：本线路全长＋下一线路的一部分。３、整定原则：（１）电流的整定：躲过下一线路Ι段的动作电流。Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ι（Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ⅱ）（２）时间的整定：躲过下一线路Ι段的动作时间ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ＝０.５S（ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ⅱ＋△ｔ=1S)（３）灵敏度校验：ＫＬ＝Ｉdl.ZX（本线路末）/Ｉdz1Ⅱ>1.3~1.5第四节定时限过电流保护(Ⅲ段)１、Ⅲ段的作用：作为本线路的近后备，下一线路的远后备２、保护的范围：本线路的全长和下一线路全长３、整定原则（１）电流的整定：躲过最大负荷电流整定。IDZ=KK.KZq.Ifh.max/Kh（２）时间的整定：阶梯形时限特性ｔ1Ⅲ＝ｔ２Ⅲ＋△ｔ（３）KL近＝Ｉｄｌ.ZX（本线路末）／IDZ>1.5KL远＝Ｉｄｌ.ZX（下一线路末）／IDZ>1.212D第五节电流保护的接线方式１、何谓电流保护的接线方式：电流元件与ＣＴ二次侧的连接方式２、接线方式的种类（１）三相完全星形接线：特点：能反映各种类型的短路故障（２）两相不完全星形接线：特点：能反映各种类型的相间故障（３）两相三继式：适用场合：适用于Ｙ／△接的变压器保护目的：提高保护的灵敏度ABC三相完全星形接线：******ABC两相不完全星形接线：****ABC两相三继式：****第三章、电网相间短路的方向电流保护一、方向问题的提出二、装设场合：双电源及单电源环网的输电线路１２３４1DL2DL3DL4DLD1D2三、装设原则１、判断功率的正方向（母线----线路）。２、同一方向的保护进行阶梯形时限配合。３、同一母线两侧的保护时间较长的保护方向元件可以省略。１２３４1DL2DL3DL4DL时间整定例题12345670.5S1.5S1S121.52四、功率方向继电器的接线方式（一）对功率方向继电器的接线要求１、能反映正方向的故障２、能使继电器灵敏地动作五、９００接线（相间故障）１、何谓９０度接线方式三相电路对称，ＣＯＳφ＝１，接入继电器的电流超前于电压９００2、电流电压组合IJ UJA IaUbcB IbUcaC IcUab２、采用９００接线、功率方向继电器的动作分析(1) 三相短路(正方向短路）UAUBUCUBCIAIBICαUJIJ灵敏线(２) 二相短路B相继电器IbUca(正方向短路）灵敏线EAEBECUBUCUAEBCIbUcaUJ灵敏线IJ六、按相启动1、何为按相起动2、为何要按相启动防止反方向故障时方向保护误动作3、不按相启动的后果反方向故障时方向保护会误动作LJAGJALJBGJB第四章、输电线路的接地保护一、中性点的接地方式（一）大电流接地系统变压器的中性点直接接地（二）小电流接地系统变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地二、中性点直接接地电网中线路的接地保护（一）单相接地时的UＯ、ＩＯ、ＰＯ的分布１、ＩＯ的分布取决于变压器的中性点接地的分布情况，与电源的数目无直接关系。方向：接地点----变压器中性点２、ＵＯ的分布接地点另序电压最高，变压器中性点的另序电压为另。３、ＰＯ的分布正方向为：线路指向母线（二）中性点直接接地电网中线路的接地保护１、三段式零序电流保护（1）零序Ι段（无时限零序电流速断）ａ保护范围：本线路的一部分ｂ整定方式：躲过本线路末端接地故障时最大另序电流ｃ时间的整定：保护的固有动作时间（2）零序Ⅱ段（时限零序电流速断）ａ保护范围：本线路全长＋下一线路的一部分ｂ整定方式：电流的整定：躲过下一线路另序Ι段的动作电流时间的整定：躲过下一线路另序Ι段的动作时间（ｔ１＝ｔ２＋△ｔ）ｃKL：ＫＬ＝３ＩＯ/Id.bＯ>1.5（３）零序Ⅲ段（定时限零序过电流）a保护范围：本线路的全长和下一线路全长b整定方式：电流的整定：躲过最大不平衡电流时间的整定：阶梯形时限特性cKｌ近＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂdKｌ远＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂ2、零序方向电流保护零序功率方向继电器的接线Ij=3IoUj=-3Uo（三）中性点不接地电网中线路的单相接地保护１、单相接地时的电流、电压（１）接地相电压降低（等于零），其他两相升高（√3倍），系统中出现另序电压且处处相等。（２）非故障线路首端的另序电流为本线路对地电容电流之和。（３）故障线路首端的另序电流为所有非故障线路对地电容电流之和。UAUBUCUBUC２、保护（绝缘监察装置）图各绕组的变比第五章、输电线路的距离保护一、距离保护的优点保护范围不受或少受运行方式的影响。二、阻抗元件能正确测量故障点到保护安装处距离的元件。三、何谓距离保护由阻抗元件构成的保护。12D四、名词解释１、测量阻抗Zj加在阻抗元件上的电压与电流之比uj/Ij。２、整定阻抗Zz使阻抗元件动作的最大阻抗。３、动作阻抗Zdz落在圆周上的测量阻抗。12D五、距离保护的时限特性1、距离Ι段：（1）保护范围：本线路的80%----85%（2）时限特性：保护的固有动作时间2、距离Ⅱ段（1）保护范围：本线路全长+下一线路的30%---40%（2）时限特性：ｔ１Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ=0.5s3、距离Ⅲ段（1）保护范围：本线路的全长和下一线路全长（2）时限特性：阶梯形时限特性（与下一线路Ⅲ段配合）六、阻抗继电器1、全阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ|<|ZZ|（2）动作特性2、方向阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-1/2ZZ|<|1/2ZZ|（2）动作特性3、偏移特性阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-ZO|<|ZZ-ZO|（2）动作特性RjXZzZjRjXZzZzZj12ZjZ04、多边形阻抗继电器RjXɑ15°15°45°防止在双电源的情况下，在保护区末端经过渡电阻短路时可能出现的超范围现象克服线路末端故障过渡电阻的影响保证在保护出口处经过渡电阻短路时能可靠动作保证在线路上发生金属性短路时能可靠动作七、具有插入电压的方向阻抗元件1、记忆电压:消除保护出口处附近短路时,存在的电压死区2、第三相电压引入的作用。（1）消除在记忆电压消失后保护装置正方向两相短路时的死区。（2）防止在保护安装处背后(反方向)两相短路时,记忆电压的作用消失后保护误动作。八、阻抗继电器的接线方式1、对阻抗继电器的接线方式的要求：（1）应使继电器的测量阻抗与故障点到保护安装处的距离成正比，而与电网的运行方式无关。（2）继电器的测量阻抗与故障类型无关，即其保护范围和灵敏度，均不随故障类型而改变。九、0o接线（相间距离）1、三相电路对称，ＣＯＳφ＝１，接入继电器的电流与电压成００。2、电流电压组合AIj=Ia-IbUj=Ua-UbBIj=Ib-IcUj=Ub-UcCIj=Ic-IaUj=Uc-Ua十、带零序电流补偿的接线方式（接地距离）１、IJ接相电流＋k3IO,ＵＪ加相电压２、电流电压组合AIJ＝Ia+k3IOＵＪ=UaBIJ＝Ib+k3IOＵＪ=UbCIJ＝Ic+k3IOＵＪ=Uc十一、影响阻抗元件正确测量的因数１、过渡电阻Rg的影响：使ＺＪ变大，保护范围变小。（1）离Ｒｇ越近的保护影响越大（2）Ｒｇ对全阻抗继电器影响最小，对方向阻抗继电器影响最大。（3）Ｒｇ对Ι段无影响，对Ⅱ段影响很大（加瞬时测定），对Ⅲ段影响不考虑（因为Ⅲ段的保护范围大）。122、分支电流的影响（1）助增电流：使ＺＪ变大，保护范围变小。（2）汲出电流的影响：使ＺＪ变小，保护范围变大。123、系统振荡的影响（1）影响：使阻抗继电器误动。（2）消除方法：采用振荡闭锁装置。4、断线闭锁装置（PT二次侧断线）（1）影响：使阻抗继电器误动（2）消除方法：断线闭锁装置第一节输电线纵联差动保护实现全线速动需同时获取线路首端和末端的电气量。将线路一侧的电气量的信息传送到另一侧去，即线路两侧之间发生纵向的联系。这种保护称输电线路的纵联保护。1、分类（按通道的不同类型）（1）导引线纵联保护；（2）电力载波纵联保护（高频保护）（3）微波纵联保护（4
主讲：陈一芳第一章概述一、电力系统的不正常运行状态系统中设备的运行参数偏离了允许值，但还未发展成故障。二、故障电力系统中设备的正常工作已遭到破坏，但未发展成事故。三、事故电力系统的正常工作遭到破坏，且已造成严重后果。四、继电保护和自动装置的任务１、电力系统故障时，保护能自动、准确地切除故障。２、电力系统出现不正常工作状态时，根据运行维护条件确定保护是动作与信号还是跳闸。五、对继电保护的基本要求１、可靠性：保护的动作应安全可靠。２、选择性：保护的动作应有选择的。３、快速性：保护的动作应快速的。４、灵敏性：保护对故障的反应能力。第二章、电网相间短路的电流保护第一节略第二节无时限电流速断保护（Ι段）１、Ι段的作用：本线路的主保护。２、保护的范围：本线路的一部分。３、整定原则：（１）电流的整定Ｉdz1Ι=kkΙIDmax躲过本线路末端短路故障时最大短路电流（最大运行方式下三相短路）。（２）时间整定：保护的固有动作时间。（４）0．06秒的作用躲过避雷器的放电时间。12D第三节时限电流速断保护（Ⅱ段）１、Ⅱ段的作用：本线路的主保护。２、保护的范围：本线路全长＋下一线路的一部分。３、整定原则：（１）电流的整定：躲过下一线路Ι段的动作电流。Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ι（Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ⅱ）（２）时间的整定：躲过下一线路Ι段的动作时间ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ＝０.５S（ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ⅱ＋△ｔ=1S)（３）灵敏度校验：ＫＬ＝Ｉdl.ZX（本线路末）/Ｉdz1Ⅱ>1.3~1.5第四节定时限过电流保护(Ⅲ段)１、Ⅲ段的作用：作为本线路的近后备，下一线路的远后备２、保护的范围：本线路的全长和下一线路全长３、整定原则（１）电流的整定：躲过最大负荷电流整定。IDZ=KK.KZq.Ifh.max/Kh（２）时间的整定：阶梯形时限特性ｔ1Ⅲ＝ｔ２Ⅲ＋△ｔ（３）KL近＝Ｉｄｌ.ZX（本线路末）／IDZ>1.5KL远＝Ｉｄｌ.ZX（下一线路末）／IDZ>1.212D第五节电流保护的接线方式１、何谓电流保护的接线方式：电流元件与ＣＴ二次侧的连接方式２、接线方式的种类（１）三相完全星形接线：特点：能反映各种类型的短路故障（２）两相不完全星形接线：特点：能反映各种类型的相间故障（３）两相三继式：适用场合：适用于Ｙ／△接的变压器保护目的：提高保护的灵敏度ABC三相完全星形接线：******ABC两相不完全星形接线：****ABC两相三继式：****第三章、电网相间短路的方向电流保护一、方向问题的提出二、装设场合：双电源及单电源环网的输电线路１２３４1DL2DL3DL4DLD1D2三、装设原则１、判断功率的正方向（母线----线路）。２、同一方向的保护进行阶梯形时限配合。３、同一母线两侧的保护时间较长的保护方向元件可以省略。１２３４1DL2DL3DL4DL时间整定例题12345670.5S1.5S1S121.52四、功率方向继电器的接线方式（一）对功率方向继电器的接线要求１、能反映正方向的故障２、能使继电器灵敏地动作五、９００接线（相间故障）１、何谓９０度接线方式三相电路对称，ＣＯＳφ＝１，接入继电器的电流超前于电压９００2、电流电压组合IJ UJA IaUbcB IbUcaC IcUab２、采用９００接线、功率方向继电器的动作分析(1) 三相短路(正方向短路）UAUBUCUBCIAIBICαUJIJ灵敏线(２) 二相短路B相继电器IbUca(正方向短路）灵敏线EAEBECUBUCUAEBCIbUcaUJ灵敏线IJ六、按相启动1、何为按相起动2、为何要按相启动防止反方向故障时方向保护误动作3、不按相启动的后果反方向故障时方向保护会误动作LJAGJALJBGJB第四章、输电线路的接地保护一、中性点的接地方式（一）大电流接地系统变压器的中性点直接接地（二）小电流接地系统变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地二、中性点直接接地电网中线路的接地保护（一）单相接地时的UＯ、ＩＯ、ＰＯ的分布１、ＩＯ的分布取决于变压器的中性点接地的分布情况，与电源的数目无直接关系。方向：接地点----变压器中性点２、ＵＯ的分布接地点另序电压最高，变压器中性点的另序电压为另。３、ＰＯ的分布正方向为：线路指向母线（二）中性点直接接地电网中线路的接地保护１、三段式零序电流保护（1）零序Ι段（无时限零序电流速断）ａ保护范围：本线路的一部分ｂ整定方式：躲过本线路末端接地故障时最大另序电流ｃ时间的整定：保护的固有动作时间（2）零序Ⅱ段（时限零序电流速断）ａ保护范围：本线路全长＋下一线路的一部分ｂ整定方式：电流的整定：躲过下一线路另序Ι段的动作电流时间的整定：躲过下一线路另序Ι段的动作时间（ｔ１＝ｔ２＋△ｔ）ｃKL：ＫＬ＝３ＩＯ/Id.bＯ>1.5（３）零序Ⅲ段（定时限零序过电流）a保护范围：本线路的全长和下一线路全长b整定方式：电流的整定：躲过最大不平衡电流时间的整定：阶梯形时限特性cKｌ近＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂdKｌ远＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂ2、零序方向电流保护零序功率方向继电器的接线Ij=3IoUj=-3Uo（三）中性点不接地电网中线路的单相接地保护１、单相接地时的电流、电压（１）接地相电压降低（等于零），其他两相升高（√3倍），系统中出现另序电压且处处相等。（２）非故障线路首端的另序电流为本线路对地电容电流之和。（３）故障线路首端的另序电流为所有非故障线路对地电容电流之和。UAUBUCUBUC２、保护（绝缘监察装置）图各绕组的变比第五章、输电线路的距离保护一、距离保护的优点保护范围不受或少受运行方式的影响。二、阻抗元件能正确测量故障点到保护安装处距离的元件。三、何谓距离保护由阻抗元件构成的保护。12D四、名词解释１、测量阻抗Zj加在阻抗元件上的电压与电流之比uj/Ij。２、整定阻抗Zz使阻抗元件动作的最大阻抗。３、动作阻抗Zdz落在圆周上的测量阻抗。12D五、距离保护的时限特性1、距离Ι段：（1）保护范围：本线路的80%----85%（2）时限特性：保护的固有动作时间2、距离Ⅱ段（1）保护范围：本线路全长+下一线路的30%---40%（2）时限特性：ｔ１Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ=0.5s3、距离Ⅲ段（1）保护范围：本线路的全长和下一线路全长（2）时限特性：阶梯形时限特性（与下一线路Ⅲ段配合）六、阻抗继电器1、全阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ|<|ZZ|（2）动作特性2、方向阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-1/2ZZ|<|1/2ZZ|（2）动作特性3、偏移特性阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-ZO|<|ZZ-ZO|（2）动作特性RjXZzZjRjXZzZzZj12ZjZ04、多边形阻抗继电器RjXɑ15°15°45°防止在双电源的情况下，在保护区末端经过渡电阻短路时可能出现的超范围现象克服线路末端故障过渡电阻的影响保证在保护出口处经过渡电阻短路时能可靠动作保证在线路上发生金属性短路时能可靠动作七、具有插入电压的方向阻抗元件1、记忆电压:消除保护出口处附近短路时,存在的电压死区2、第三相电压引入的作用。（1）消除在记忆电压消失后保护装置正方向两相短路时的死区。（2）防止在保护安装处背后(反方向)两相短路时,记忆电压的作用消失后保护误动作。八、阻抗继电器的接线方式1、对阻抗继电器的接线方式的要求：（1）应使继电器的测量阻抗与故障点到保护安装处的距离成正比，而与电网的运行方式无关。（2）继电器的测量阻抗与故障类型无关，即其保护范围和灵敏度，均不随故障类型而改变。九、0o接线（相间距离）1、三相电路对称，ＣＯＳφ＝１，接入继电器的电流与电压成００。2、电流电压组合AIj=Ia-IbUj=Ua-UbBIj=Ib-IcUj=Ub-UcCIj=Ic-IaUj=Uc-Ua十、带零序电流补偿的接线方式（接地距离）１、IJ接相电流＋k3IO,ＵＪ加相电压２、电流电压组合AIJ＝Ia+k3IOＵＪ=UaBIJ＝Ib+k3IOＵＪ=UbCIJ＝Ic+k3IOＵＪ=Uc十一、影响阻抗元件正确测量的因数１、过渡电阻Rg的影响：使ＺＪ变大，保护范围变小。（1）离Ｒｇ越近的保护影响越大（2）Ｒｇ对全阻抗继电器影响最小，对方向阻抗继电器影响最大。（3）Ｒｇ对Ι段无影响，对Ⅱ段影响很大（加瞬时测定），对Ⅲ段影响不考虑（因为Ⅲ段的保护范围大）。122、分支电流的影响（1）助增电流：使ＺＪ变大，保护范围变小。（2）汲出电流的影响：使ＺＪ变小，保护范围变大。123、系统振荡的影响（1）影响：使阻抗继电器误动。（2）消除方法：采用振荡闭锁装置。4、断线闭锁装置（PT二次侧断线）（1）影响：使阻抗继电器误动（2）消除方法：断线闭锁装置第一节输电线纵联差动保护实现全线速动需同时获取线路首端和末端的电气量。将线路一侧的电气量的信息传送到另一侧去，即线路两侧之间发生纵向的联系。这种保护称输电线路的纵联保护。1、分类（按通道的不同类型）（1）导引线纵联保护；（2）电力载波纵联保护（高频保护）（3）微波纵联保护（4
