母线保护和断路器失灵保护

220kV 母线保护及失灵保护第一节220kV 母线保护及失灵保护的现场配置本站220kV 母线保护是采用了两套功能完全一样且又相互独立的深圳南瑞产BP-2B 型微机母线保护装置。

BP-2B 型微机母线保护装置采用比率制动特性的差动保护原理，结合微机数字处理的特点，发展出以分相瞬时值复式比率差动元件为主的一整套电流差动保护方案，完成差动保护，复合电压闭锁，人机接口等功能。

差动保护箱中设置大差电流元件，各段母线小差电流元件，母联（分段）充电保护，CT 断线闭锁元件，CT 饱和及检测元件，母线运行方式的自动识别等，电压闭锁箱包括母线保护的复合电压元件、PT 断线告警等功能。

220kV 失灵保护是采用了深圳南瑞的BP-2B 型微机断路器失灵保护，其保护与220kV 母线保护没有任何关系，是独立的一套断路器失灵保护，保护由一套失灵保护装置和一套电压闭锁装置组成，具有断路器失灵保护，复合电压闭锁，运行方式自动识别其开关量，交流电流、电压的输入实时监测等功能。

本站220kV 失灵保护的启动方式有以下几种：1．母线所连线路断路器失灵时启动方式：当母线所连的某线路断路器失灵时，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（0.2S）'跳开联络开关，‘失灵出口长延时0.25S ）'跳开该母线连接的所有断路器。

2．＃1母联2012断路器失灵时启动方式：由母联2012保护的失灵起动装置提供一个失灵起动接点给本装置。

本装置检测到母联2012 失灵起动接点闭合后，起动2012 断路器失灵出口逻辑，当母联电流大于母联失灵定值，经失灵复合电压闭锁，按可整定的‘母联失灵延时’跳开I母线和H母线连接的所有断路器。

3．母联2025 开关失灵时启动方式：本装置检测到母联2025 失灵起动接点（在母差保护屏）闭合后，起动该断路器失灵出口逻辑，当母联电流大于母联失灵定值，经失灵复合电压闭锁，按可整定的‘母联失灵延时’跳开H母线和V母线上的所有断路器。

第五章母线保护和断路器失灵保护5.1 判断题5.1.1固定连接方式的母差保护，当运行的双母线的固定连接方式被破坏时，此时发生任一母线故障，该母差保护能有选择故障母线的能力，即只切除接于该母线的元件，另一母线可以继续运行。

（错）5.1.2 对空母线充电时，固定连接式和母联电流相位比较式母线差动保护应退出运行。

（对）5.1.3 双母线接线的母差保护采用电压闭锁元件是因为有二次回路切换问题；一个半断路器接线的母差保护不采用电压闭锁元件是因为没有二次回路切换问题。

（错）5.1.4 母联电流相位比式完全电流差动保护，由于母联断路器电流没有进差电流回路，在母线倒闸操作过程中，无需将母联断路器的跳闸回路跳开。

（错）5.1.5 母线倒闸操作时，电流相位比较式母线差动保护退出运行。

（错）5.1.6 母联电流相位比较式母线保护只与电流的相位有关，而与电流幅值大小无关。

（错）5.1.7 母联断路器电流相位比较式母线差动保护，当母联断路器和母联断路器的电流互感器之间发生故障时将会切除非故障母线，而故障母线反而不能切除。

（对）5.1.8 中阻抗母线差动保护的差动元件动作电流一般整定为0.5A，若辅助变流器为10/2.５，则从此辅助变换器一次侧加1.９～２.１A电流（考虑±5％的误差），继电器就会动作。

（对）5.1.9 为保证安全，母线差动保护装置中各元件的电流互感器二次侧应分别接地。

（错）5.1.10 双母线微机差动保护按要求在每一单元出口回路加装低电压闭锁。

（错）5.1.11 母线充电保护是指母线故障的后备保护。

（错）5.1.12 断路器失灵保护是一种近后备保护，当元件断路器拒动时，该保护动作切除故障。

（对）5.1.13 断路器失灵保护的相电流判别元件的整定值，为了满足线路末端单相接地故障时有足够的灵敏度，可以不躲过正常运行负荷电流。

（对）5.1.14 变压器投运时，进行五次冲击合闸前，要投入瓦斯保护。

先停用差动保护，待做过负荷试验，验明正确后，再将它投入运行。

母线保护及失灵保护辛伟母线保护：母线是发电厂和变电站重要组成部分之一。

母线又称汇流排，是汇集电能及分配电能的重要设备。

运行实践表明：在众多的连接元件中，由于绝缘子的老化，污秽引起的闪路接地故障和雷击造成的短路故障次数甚多。

另外，运行人员带地线合刀闸造成的母线短路故障，也有发生。

母线的故障类型主要有单相接地故障，两相接地短路故障及三相短路故障。

两相短路故障的几率较少。

当发电厂和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及破坏系统的稳定性，从而造成全厂或全变电站大停电，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故障所在并及时有选择性的切除故障是非常必要的。

对母线保护的要求：与其他主设备保护相比，对母线保护的要求更苛刻。

（1）高度的安全性和可靠性母线保护的拒动及误动将造成严重的后果。

母线保护误动将造成大面积停电；母线保护的拒动更为严重，可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。

（2）选择性强、动作速度快母线保护不但要能很好地区分区内故障和外部故障，还要确定哪条或哪段母线故障。

由于母线影响到系统的稳定性，尽早发现并切除故障尤为重要。

母差保护的分类：母线差动保护按母线各元件的电流互感器接线不同可分为母线不完全差动保护和母线完全差动保护；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。

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连接到差动回路。

母线完全差动保护又包括固定连接方式母差保护、电流相位比较式母差保护、比率制动式母差保护（阻抗母线差动保护）、带速饱和电流互感器的电流式母线保护等。

莲花厂的WMH-800微机型母线保护装置为比率制动式母差保护。

固定连接系指一次元件的运行方式下二次回路结线固定，且一一对应。

双母线同时运行方式,按照一定的要求,将引出线和有电源的支路分配固定连接于两条母线上,这种母线称为固定连接母线。

断路器失灵保护 断路器失灵：
故障元件的断路器在保护作用下拒绝动作
（跳闸），即为断路器失灵故障。

断路器失灵保护；
在母线的连接元件上发生故障，故障元件的保护正确动作，而其断路器拒绝动作；或故障发生在断路器和电流互感器之间，故障元件的保护动作，断路器跳开，但故障并未切除，此时利用故障元件的保护，以较短的时限，动作于同一母线上其它有关断路器跳闸的后备保护，称为断路器失灵保护。

失灵保护在下列情况下应可靠动作：
1.母线连接元件的断路器失灵
2.母联断路器（分段断路器）失灵
3.故障发生在断路器与电流互感器之间而且故障元件的断路器已跳闸
失灵保护动作时断开与失灵断路器连接在同一母线上的所有有源支路的断路器；对于线路，在失灵保护动作的同时，应使故障线路高频保护的发信机停信，作用线路对侧断路器跳闸。

原理框图
起动条件：
1.故障元件的保护出口继电器动作后不返回；
2.在故障元件保护的保护范围内依然存在着故障，失灵判别元件起动。

失灵判别元件：
检查母线电压的低电压元件
－母线上连接元件较多
检查故障元件电流的电流元件
－母线上连接元件较少
动作时间：
躲开断路器的跳闸时间与保护的返回时间之和。

例如：220kV断路器动作时间可取0.3s。

第九章母线保护和断路器失灵保护复习思考题答案9-1 试说明母线故障时,有哪些基本判断方法?答：母线故障时，可采用如下方法进行判断：（1）电流的数值。

正常运行或外部故障时，流入母线的电流和流出的电流相等，即ΣI=0;母线故障时，所有有电源的连接元件都向母线提供短路电流，即ΣI=I K,(I K为故障点的总电流)。

（2）电流的相位。

正常运行或外部故障时，至少有一个连接元件中的电流与其余连接元件中的电流相位相反；母线故障时，除负荷连接元件外，其他各连接元件在理想情况下的电流是同相位的。

9-2 完全电流差动母线保护的整定计算原则是什么？区外短路时这种保护在什么情况下不平衡电流比较大？为什么？答：完全电流差动母线保护的整定计算原则是：1）躲过外部短路时的最大不平衡电流；2）为防止正常运行时，电流互感器二次回路断线引起保护误动作，应躲过母线各连接元件中最大的负荷电流。

这种保护，区外故障时，当故障线路短路电流很大的情况下将出现较大不平衡电流。

是由于，故障线路电流互感器一次侧电流很大，引起铁芯严重饱和，导致其励磁阻抗极小，一次侧电流几乎全部作为励磁电流。

而非故障线路的电流互感器未饱和，二次电流之和除一小部份经二次电缆经故障线路电流互感器二次绕组构成回路外，大部分则作为不平衡电流流入差动继电器（因电流差动继电器的内阻抗很小，约几欧），将引起误动作。

9-3 简述完全电流差动、电压差动和具有比率制动特性电流差动母线保护的工作原理。

当电流互感器铁芯严重饱和时，它们的工作情况如何？并比较这三种母线保护的特点和使用场合。

答：对于完全电流差动母线保护是利用正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为不平衡电流，数值较小；而母线故障时，流入差动继电器的电流反应了故障点的总电流，数值很大，来判断母线故障的。

当故障线路电流互感器TA严重饱和时，可能引起保护误动作。

这种保护适用于外部故障短路电流不大，TA铁芯不易饱和的单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况。

关于断路器失灵保护的分析摘要：本文介绍了双母接线和3/2接线方式下断路器失灵保护的配置原则，以及不同的逻辑原理、基本构成和装置时间定值的整定。

介绍了应用断路器失灵保护改进的一些措施。

关键词：失灵保护；断路器；继电保护引言：当输电线路、变压器或母线或其他电气设备发生短路时，保护装置动作发出跳闸命令，但故障设备的断路器可能由于断路器跳闸线圈断线，直流电源消失及操作回路出现问题，导致断路器拒动，断路器失灵保护利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除变电站内其他相关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行。

1、断路器失灵保护工作原理1.1、断路器失灵的定义：当系统发生故障，相应的保护装置保护动作而其断路器操作失灵拒绝跳闸时，通过相应保护装置的作用于本变电站相邻断路器跳闸，称为断路器失灵保护。

断路器失灵保护是近后备中防止断路器拒动的一项有效措施。

1.2、判断断路器失灵应有两个主要条件：①有保护对断路器发过跳闸命令；②该断路器在一段时间里一直有电流。

断路器失灵保护起动元件就是基于上述原理构成。

2、断路器失灵保护的配置原则2.1 220kv双母或单母分段接线方式中，将失灵保护做在母差保护装置中，某线路断路器失灵，失灵保护应跳开失灵断路器所在母线上的所有断路器，其跳闸对象与母差保护跳闸对象完全一致，所以将失灵保护与母线保护做在同一套装置里面。

这样做的另外一好处就是节省二次电缆。

2.2 3/2接线中，失灵保护按断路器设计，失灵保护包含在断路器保护装置里面，3/2接线中如果边断路器失灵，失灵保护除需要跳开边断路器所在母线的断路器外，还需要跳开本串中断路器，并起动远方跳闸装置跳开对侧断路器。

如果中断路器失灵，失灵保护要求跳同一串上相邻的两个边断路器，并分别起动远方跳闸装置跳开两条线路对侧断路器，因此，3/2接线中失灵保护不做在母差保护装置中，与重合闸一起做成一套断路器保护随断路器设计。

236第五章 母线保护和断路器失灵保护1．什么是母线完全差动保护?什么是母线不完全差动保护?定值如何整定?答：(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0=∑I &。

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max ,1k i re op I f K I = 式中 1re K ——可靠系数，取1.5；i f ——电流互感器的10％误差，取0.1； max ,k I ——母线外部短路时的最大短路电流。

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 max 1I K I re op = 式中 1re K ——可靠系数，取1.3； max I ——最大负荷电流。

(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，接人差动 回路，在无电源元件上的电流互感器不接人差动回路。

因此在无电源元件上发生故障，它将 动作。

电流互感器不接人差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。

定值整定：1)第一段的动作电流按电抗器(变压器)后出口短路电流整定，即 max ,1k re op I K I = 式中 1re K ——可靠系数，取1.3；max ,k I ——电抗器(变压器)后出口最大短路电流。

动作时限可取0.5。

2)第二段的动作电流按下列条件计算、整定，取其最大值。

①躲过最大负荷电流(考虑电动机自启动)；②与之配合的相邻元件电流保护在灵敏度上配合，动作时限较与之配合的相邻元件电流 保护动作时间大一个级差△t 。

2．什么是固定连接方式的母线完全差动保护?什么是母联电流相位比较式母线差动保 护?答：双母线同时运行方式，按照一定的要求，将引出线和有电源的支路固定连接于两条 母线上，这种母线称为固定连接母线。

断路器失灵保护简介在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，肯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，如断路器跳闸线圈短线，断路器的操动机构失灵等。

高压电网的断路器和保护装置，都应具有一定的后备作用，以便在断路器或保护装置失灵时，仍能有效切除故障。

相邻元件的远后备保护方案是最简单合理的后备方式，既是保护据动的后备，又是断路器拒动的后备。

但是在高压电网中，由于各电源支路的助增作用，实现上述后备方式往往有较大困难（灵敏度不够），而且由于动作时间较长，易造成事故范围的扩大，甚至引起系统失稳而瓦解。

有鉴于此，电网中枢地区重要的220kV及以上主干线路，系统稳定要求必须装设全线速动保护时，通常可装饰两套独立的全线速动主保护（即保护的双重化），以防保护装置的拒动；对于断路器的拒动，则专门装设断路器失灵保护。

艾驰商城1.装设断路器失灵保护的条件由于断路器失灵保护是在线路故障的同时断路器失灵的双重故障情况下的保护，因此允许适当降低对它的要求，即仅要最终能切除故障即可。

装设断路器失灵保护的条件：（1）相邻元件保护的远后备保护灵敏度不够时应装设断路器失灵保护。

对分相操作的断路器，允许只按单相接地故障来校验其灵敏度。

（2）.根据变电所的重要性和装设失灵保护作用的大小来决定装设断路器失灵保护。

例如多母线运行的220kV及以上变电所，当失灵保护能缩小断路器拒动引起的停电范围时，就应装设失灵保护。

2.对断路器失灵保护的要求（1）失灵保护的误动和母线保护的误动一样，影响范围很广，必须有较高的可靠性（安全性）。

（2）失灵保护首先动作于母联断路器和分段断路器，此后相邻元件保护已能以相继动作切除故障时，失灵保护又动作于母联断路器和分段断路器。

（3）在保证不误动的前提下，应以教短延时、有选择性地切除有关断路器。

（4）失灵保护的故障签别元件和跳闸闭锁元件，应对断路器所在线路或设备末端故障有足够灵敏度。

4 母线与断路器失灵保护4.1 当母差保护与失灵保护共用出口时，应同时作用于断路器的两个跳圈。

4.2 220kV及以上电压等级3/2、4/3接线的每组母线应装设两套母线保护，重要变电站、发电厂的双母线接线亦应采用双重化配置，并满足以下要求：4.2.1 用于母差保护的断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。

4.2.2 当共用出口的微机型母差保护与断路器失灵保护双重化配置时，两套保护宜一一对应地作用于断路器的两个跳圈。

4.2.3 合理分配母差保护所接电流互感器二次绕组，对确无办法解决的保护动作死区，可采取起动失灵及远方跳闸等措施加以解决。

4.3 220kV及以上电压等级的母联、母线分段断路器应按断路器配置专用的、具备瞬时和延时跳闸功能的过电流保护装置。

4.4 220kV及以上电压等级双母线接线的母差保护出口均应经复合电压元件闭锁。

对电磁型、整流型母差保护其闭锁接点，应一一对应的串接在母差保护各跳闸单元的出口回路中。

4.5 采用相位比较原理等存在问题的母差保护应加速更新改造。

4.6 单套配置的断路器失灵保护动作后应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。

如断路器只有一组跳闸线圈，失灵保护装置工作电源应与相对应的断路器操作电源取自不同的直流电源系统。

4.7 断路器失灵保护的电流判别元件的动作和返回时间均不宜大于20ms，其返回系数也不宜低于0.9。

4.8 220kV～500kV变压器、发变组的断路器失灵时应起动断路器失灵保护，并应满足以下要求：4.8.1 按母线配置的断路器失灵保护，宜与母差保护共用一个复合电压闭锁元件，闭锁元件的灵敏度应按断路器失灵保护的要求整定。

断路器失灵保护的电流判别元件应采用相电流、零序电流和负序电流按“或逻辑”构成，在保护跳闸接点和电流判别元件同时动作时去解除复合电压闭锁，故障电流切断、保护收回跳闸命令后应重新闭锁断路器失灵保护。