第一章 母线保护和断路器失灵保护

220k V母线保护及失灵保护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Ⅱ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Ⅱ母线和Ⅴ母线上的所有断路器。

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。

母线保护(一)与其他的主设备保护相比，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、母线充电保护、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。

一下着重了解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为零；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，在保护中和设置有起动元件、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：指所有母线上连接元件的电流的绝对值之和。

以如图的双母线接线方式的大差为例。

差动电流和制动电流为：⎪⎩⎪⎨⎧+++=+++=制动电流..差动电流....4321r 4321d I I I I II I I I I差动继电器的动作特性一般如下图。

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。

500kV母线保护及失灵保护第一部分500kV母线保护第一节保护的配置500kV母线采用两套RADSS/S型中阻抗差动母线保护和两套BP-2AE型复式比率差动母线保护。

RADSS/S型的工作原理是将高阻抗特性和比率制动两者结合，从而显著降低了差动回路的负载阻值。

此保护是一种高速、灵敏、中阻抗的、以电流瞬时值作测量比较的电流差动保护。

在母线外部故障时，不管电流互感器饱和与否，差动，差动继电器均可靠不动作；但当母线内部故障时，差动继电器动作且动作速度极快，约1～3ms。

两套保护分别由两组直流电源供电，分别作用于断路器跳闸线圈1、2。

BP-2AE型的工作原理是在制动量的计算中引入了差动电流，使得在区内故障时无制动，而在区外故障时则有极强的制动特性，因此更能明确地区别区内故障和区外故障。

500kV 1M、2M母线保护各有两套。

1M母线保护对应1M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A（I）；2M母线保护对应2M母差一保护屏的RADSS/S和1M、2M母差二保护屏的BP-2A （Ⅱ）。

1M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5011、5021、5031、5041、5051开关；2M母差保护Ⅰ、Ⅱ动作跳5013、5023、5033、5043、5053开关。

第二节保护的投入和退出编号压板名称正常方式备注1LP 5011三跳出口Ⅰ投入2LP 5021三跳出口Ⅰ投入3LP 5031三跳出口Ⅰ投入4LP 5041三跳出口Ⅰ投入5LP 5051三跳出口Ⅰ投入7LP 5011三跳出口Ⅱ投入8LP 5021三跳出口Ⅱ投入9LP 5031三跳出口Ⅱ投入10LP 5041三跳出口Ⅱ投入19LP A相差动电流连片投入始终保持在投入位置20LP B相差动电流连片投入21LP C相差动电流连片投入22LP 差动电流总连片投入1.2.1．保护压板表:1. 1M母差一保护屏压板投退2．2M母差一保护屏压板投退编号压板名称正常方式备注1LP 5013三跳出口Ⅰ投入2LP 5023三跳出口Ⅰ投入3LP 5033三跳出口Ⅰ投入4LP 5043三跳出口Ⅰ投入5LP 5053三跳出口Ⅰ投入7LP 5013三跳出口Ⅱ投入8LP 5023三跳出口Ⅱ投入9LP 5033三跳出口Ⅱ投入10LP 5043三跳出口Ⅱ投入19LP A相差动电流连片投入始终保持在投入位置20LP B相差动电流连片投入21LP C相差动电流连片投入22LP 差动电流总连片投入3．1M、2M母差二保护屏压板投退编号压板名称正常方式备注LP1 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5011三跳出口Ⅱ投入退出1M母差保护时退出LP2 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5021三跳出口Ⅱ投入LP3 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5031三跳出口Ⅱ投入LP4 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5041三跳出口Ⅱ投入LP5 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5051三跳出口Ⅱ投入LP11 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5011三跳出口I 投入LP12 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5021三跳出口I 投入LP13 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5031三跳出口I 投入LP14 (Ⅰ母差动Ⅱ) 5041三跳出口I 投入LP1 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5013三跳出口Ⅱ投入退出2M母差保护时退出LP2 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5023三跳出口Ⅱ投入LP3 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5033三跳出口Ⅱ投入LP4 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5043三跳出口Ⅱ投入LP5 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5053三跳出口Ⅱ投入LP11 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5013三跳出口I 投入LP12 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5023三跳出口I 投入LP13 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5033三跳出口I 投入LP14 (Ⅱ母差动Ⅱ) 5043三跳出口I 投入1.2.2．保护投退步骤1．1M母差保护退出（1）在1M母差一保护屏退出所有跳闸出口压板；（2）在1M、2M母差二保护屏退出Ⅰ母差动Ⅱ跳闸出口压板。

第一讲：母线差动保护第一节：概述母线是发电厂和变电所的重要组成部分之一。

母线又称汇流排，是汇集电能及分配电能的重要设备。

一、母线的故障在众多的母线连接元件中，由于空气污秽导致母线绝缘子、断路器套管以及装设在母线上的电压互感器和电流互感器的支持绝缘子和套管闪络，或由于这些支持绝缘子和套管的损坏，雷击造成的短路故障次数较多。

另外，运行人员带接地线合闸和带负荷拉刀闸产生电弧造成母线故障等。

母线故障的类型主要有单相接地故障，两相接地故障和三相短路故障，两相短路故障的几率较少。

二、母线保护当发电厂和变电所的母线发生故障时，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，从而造成全厂或全变电所大停电，乃至全系统瓦解。

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地切除故障是非常必要的。

1、对母线保护的要求（1）高度的安全性和可靠性。

母线保护的拒动和误动将造成严重后果。

误动将造成大面积停电，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内部故障和外部故障，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。

2、对电流互感器的要求（1）母线保护应接在专用TA二次回路中，且要求在该回路中不接入其他设备的保护装置或测量表计。

TA的测量精确度要高，暂态特性及抗饱和能力强。

（2）母线TA在电气上的安装位置，应尽量靠近线路或变压器一侧，使母线保护与线路保护或变压器保护有重叠保护区。

3、与其他保护及自动装置的配合由于母线保护关联到母线上的所有出线元件，因此，在设计母线保护时，应考虑与其他保护及自动装置的配合。

（1）母差保护动作后作用于纵联保护停信（对闭锁式保护而言）。

当母线发生短路故障（故障在断路器于TA之间）或断路器失灵时，为使线路对侧的高频保护迅速作用于跳闸，母差保护动作后应使本侧的收发信机停信。

母线保护和失灵保护双重化配臵方案研究“讨论稿”华东电力设计院1．前言按照国家电力公司2000年9月28日发布的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》第14.1.4条“……新建500KV和重要的220kV厂、所的220kV母线应做到双套母差、开关失灵保护，已建新建500KV和重要的220kV厂、所的220kV母线可逐步做到双套母差、开关失灵保护。

”以防止发生系统稳定破坏事故的要求，我院受华东电力调度通信中心的委托，主要对华东电网母线保护和失灵保护双重化配臵方案的实施以及可靠性（安全性和可依赖性）进行探讨，供会议讨论研究。

2．华东电网母线保护和失灵保护配臵现状2．1．厂站主接线500KV 除洛河电厂为双母线双分段和天荒坪为扩大的内桥接线外，其它站均为11/2断路器主接线。

220kV除任庄变，杨行变，泗泾变等为11/2断路器主接线外，其它厂站根据进出线数大多为双母线，双母线单分段或双分段的主接线。

2．2．母线保护配臵目前母线保护由每段母线上的元件按每相电流差动构成。

2．2．1．11/2断路器主接线由于下述原因，为加强依赖性，区内故障可靠切除故障，每条母线设臵两套母线保护，任一套动作即可切除母线故障。

1）正常方式，母线故障母线保护正确动作，及系统无故障或区外故障母线保护误动作，对系统接线无影响。

2）母线故障母线保护拒动，则由对侧带时限切除故障，造成全厂站停电，并可能引起系统稳定问题。

3）双重化可靠起动断路器失灵保护，只影响一个元件的供电。

4）单母线且无需设臵电压闭锁，母线保护接线简单可靠，安全性也高。

2．2．2．双母线及双母线分段主接线由于下述原因，除洛河电厂500KV双母线双分段外，为加强安全性，防止正常运行和区外故障时可能引起的母线保护误动作，每段母线设臵一套母线保护。

1）母线故障母线保护正确动作，及系统无故障或区外故障母线保护误动作，均切除一段母线上的元件。

2）母线故障母线保护拒动结果与11/2断路器主接线相同。

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。

规章制度编号：国网（调/4)451-2014国家电网公司继电保护和安全自动装置软件管理规定第一章总则第一条为加强并规范国家电网公司（以下简称“公司”）继电保护和安全自动装置软件及其智能电子设备能力描述文件（ICD文件）管理工作，提高继电保护和安全自动装置可靠性和运行水平，制定本规定。

第二条本规定中继电保护和安全自动装置包括继电保护装置、安全自动装置（电网安全稳定控制装置、失步解列装置、频率电压紧急控制装置、备用电源自投装置）、故障录波器及其二次回路设备（含合并单元、智能终端等）。

第三条本规定适用于公司总（分）部、各单位及所属各级单位继电保护和安全自动装置软件管理工作。

第四条并网电厂和大用户的母线保护、线路保护、断路器失灵保护、过电压及远方就地判别保护等涉及电网安全的软件及ICD文件版本管理，应纳入相应调控中心的统一管理范畴。

第二章职责分工第五条国调中心是继电保护和安全自动装置软件管理工作的归口管理部门，总体负责继电保护和安全自动装置软件管理工作。

职责如下：（一）组织继电保护和安全自动装置专业检测工作；（二）受理继电保护和安全自动装置软件及ICD文件书面升级申请，并组织进行论证；（三）检查和考核继电保护和安全自动装置软件管理工作的执行情况。

第六条中国电科院职责如下：（一）负责继电保护和安全自动装置专业检测具体实施；（二）发布专业检测合格的继电保护和安全自动装置软件及ICD文件版本。

第七条各级调控中心职责如下：（一）监督检查调度范围内新投和改造的继电保护和安全自动装置采用经国调中心组织的专业检测合格版本；（二）负责调度范围内继电保护和安全自动装置软件版本档案管理；（三）受理调度范围内继电保护和安全自动装置软件及ICD文件临时更改申请。

第八条各级运维检修单位职责如下：（一）负责工程验收阶段和运行维护阶段继电保护和安全自动装置软件版本核查；（二）负责维护范围内继电保护和安全自动装置软件版本档案管理；（三）向调控中心报送新投和改造的继电保护和安全自动装置软件版本。