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8.2 母线差动保护原理——单母线完全电流差动保护——高阻抗母线差动保护——具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护为了满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。
实现母线差动保护必须考虑在母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、变压器、发电机等），因此就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加以实现。
但不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。
（1）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。
（2）当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的符合电流。
（3）从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中德电流相位是相反的。
根据原则（1）和原则（2）可构造电流差动保护，根据原则（3）可以构造电流比相式差动保护。
负荷1电源负荷21I 2I 3I 321I I I +=负荷1电源负荷21I 2I 3I 0321=++I I I 若支路1、2、3上均安装相同变比的电流互感器，则三个电流互感器的电流之和应等于0（理想情况）。
=∑I母线故障时的电流特征若支路1、2、3上都安装有相同变比的电流互感器，则母线故障时，三个电流互感器的电流之和应等于短路电流（二次值）。
电源1I 2I 3I 0321=+++kI I I I kI 依KCL ：即：kI I I I -=++3218.2.1 单母线完全电流差动保护KD1p I 2p I 3p I pnI1s I 2s I 3s I snI KAI 011TA1===∑∑==ni pi ni siKA I n I I 正常工作时8.2.1 单母线完全电流差动保护KD1p I 2p I 3p I pnI1s I 2s I 3s I snI KAI kni pi ni si KA I n I n I I TA 1TA 111===∑∑==kI 母线故障时8.2.1 单母线完全电流差动保护差动继电器的整定方法（1）躲过最大不平衡电流（2）躲开任一TA 二次回路断线引起的差动电流TAmax .max ../1.0n I K I K I k rel unb rel set r ⋅=⋅=TAmax ../n I K I L rel set r ⋅=max.L I 任一元件中的最大负荷电流。
220 kV母差保护动作原理及母线跳闸事故的处理方法摘要：母差保护装置是220kV变电站内重要的保护装置，当母线发生故障时能够发挥隔离故障的作用。
由于母差保护动作时是将故障母线上的所有开关跳开，对整个电网的运行影响较大，因此对母差保护的原理及母差保护动作后的故障处理进行研究具有重要意义。
本文对220kV母差保护的原理进行了深入研究，针对母线保护动作后是否查找到故障点的不同处理方式进行了介绍。
关键词：母差保护；原理；双跨；倒闸；母联；误动1 引言母线保护装置是快速切除母线接地故障的重要二次设备，其发生误动或拒动都会给电网的运行造成严重的后果。
为了提高220kV母线跳闸事故的处理能力，需对220kV母差保护动作原理深入了解，具体研究220kV变电站的母差保护在不同运行方式下的动作情况，并根提出针对性的解决方案。
2 220kV母线保护原理2.1 母线保护动作原理母线差动保护是基于基尔霍夫定律，即在理想状态下，当母线没有故障，或者故障发生在区外时，母线流入与流出的电流大小相等，方向相反，差电流等于零；若故障发生在母线保护范围之内时，差电流则不等于零。
在实际应用之中，将CT 测量误差、CT 饱和等外部影响因素进行考虑，母差保护动作电流的整定值一般按照大于母线外部发生故障时所产生的最大不平衡量来进行整定。
而母差保护判断故障点及动作逻辑是通过大差电流和小差电流来进行判断。
大差电流是指除母联开关以及分段开关之外，其他所有母线上的支路电流之和。
母线大差保护逻辑起到判断故障为区内故障还是区外故障。
而母线小差电流是指，其中一条母线上包括母联开关以及分段开关之内的所有支路电流之和，母线小差保护逻辑起到对故障母线进行选择的作用。
2.2 母线保护装置的主要功能目前220 kV 母线所应用的母差保护装置主要包括四个厂家的设备，即南瑞的RCS-915 系列、深瑞的BP系列、许继的WMH-800系列以及国电南自的WMZ-41系列，这些主流母线保护装置的基本动作原理都是带比率制动特性的差动保护。
差动保护的原理差动保护是电力系统中常见的一种保护方式，它主要用于保护电力系统中的发电机、变压器、母线等重要设备，能够及时、准确地检测出系统中的故障，并采取相应的保护措施，确保系统的安全稳定运行。
差动保护的原理是通过比较电流在系统中的差值来实现对系统的保护，下面将详细介绍差动保护的原理及其工作过程。
差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律的，它利用了电流在闭合回路中的不可切割性原理。
当电力系统中发生故障时，会导致系统中的电流发生异常变化，差动保护就是利用这种异常变化来检测系统中的故障。
差动保护主要分为电流差动保护和电压差动保护两种方式，电流差动保护是通过比较系统中不同部分的电流差值来实现对系统的保护，而电压差动保护则是通过比较系统中不同部分的电压差值来实现对系统的保护。
在实际应用中，差动保护通常采用保护装置和互感器相结合的方式来实现。
保护装置是用来对系统中的电流和电压进行采集和处理的设备，而互感器则是用来将系统中的电流和电压转化为保护装置可以处理的信号。
当系统中发生故障时，互感器会将异常的电流和电压信号传输给保护装置，保护装置会对这些信号进行比较和分析，从而判断出系统中的故障位置和类型，并采取相应的保护措施，比如切除故障部分，切除故障设备等。
差动保护的工作过程可以简单描述为，首先，互感器将系统中的电流和电压信号传输给保护装置；然后，保护装置对这些信号进行比较和分析，判断出系统中是否存在故障；最后，根据判断结果采取相应的保护措施，确保系统的安全稳定运行。
总之，差动保护是一种重要的电力系统保护方式，它利用电流和电压的差值来实现对系统的保护。
通过对差动保护的原理及工作过程的详细介绍，相信读者对差动保护有了更深入的了解。
在实际应用中，差动保护需要结合保护装置和互感器来实现，通过对系统中的电流和电压信号进行比较和分析，及时、准确地检测出系统中的故障，并采取相应的保护措施，确保系统的安全稳定运行。
8.2 母线差动保护原理——单母线完全电流差动保护——高阻抗母线差动保护——具有比率制动特性的中阻抗母线差动保护为了满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。
实现母线差动保护必须考虑在母线上一般连接着较多的电气元件（如线路、变压器、发电机等），因此就不能像发电机的差动保护那样，只用简单的接线加以实现。
但不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。
（1）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。
（2）当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的符合电流。
（3）从每个连接元件中电流的相位来看，在正常运行及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中德电流相位是相反的。
根据原则（1）和原则（2）可构造电流差动保护，根据原则（3）可以构造电流比相式差动保护。
负荷1 电源 负荷2 1I 2I 3I 321I I I +=负荷1 电源 负荷21I 2I 3I 0321=++I I I 若支路1、2、3上均安装相同变比的电流互感器， 则三个电流互感器的电流之和应等于0（理想情况）。
0=∑I母线故障时的电流特征若支路1、2、3上都安装有相同变比的电流互感器，则母线故障时，三个电流互感器的电流之和应等于短路电流（二次值）。
电源 1I 2I 3I 0321=+++k I I I I k I 依KCL ：即： kI I I I -=++3218.2.1 单母线完全电流差动保护KD 1p I 2p I 3p I pn I 1s I 2s I 3s I snI KA I 011TA 1===∑∑==ni pin i si KA I n I I 正常 工 作 时8.2.1 单母线完全电流差动保护 KD 1p I 2p I 3p I pn I 1s I 2s I 3s I snI KAI kni pini si KA In I n I ITA 1TA 111===∑∑==k I 母线故障时8.2.1 单母线完全电流差动保护 差动继电器的整定方法 （1）躲过最大不平衡电流（2）躲开任一TA 二次回路断线引起的差动电流TAmax .max ../1.0n I K I K I k rel unb rel set r ⋅=⋅=TAmax ../n I K I L rel set r ⋅=max .L I 任一元件中的最大负荷电流。
BP-2B 微机母线保护原理说明编写：1. 差动保护原理1.1. 综述BP 系列母差保护采用一次穿越电流作为制动电流，是分相瞬时值复式比率微机数字处理的电流差动保护。
BP-2B 微机母线保护采用完全电流差动，复式比率差动原理。
在高压电网中得到广泛的应用。
1.2. 差电流及和电流定义和电流: 是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和 ,公式如下:差电流: 是指所有连接元件电流和的绝对值 ,公式如下:注：差电流与合电流分相计算；差电流与和电流都需经TA 变比折算。
1.3. 启动及返回条件 1.3.1. 和电流突变量判据：当任一相的和电流突变量大于突变量门坎时,该相起动元件动作。
1.3.2. 差电流越限判据：当任一相的差电流大于差电流门坎定值时，该相起动元件动作。
1.3.3. 起动元件返回判据：起动元件一旦动作后自动展宽40ms ，再根据起动元件返回判据决定何时返回。
返回判据：当任一相差电流小于差电流低门坎定值的75%时，该相起动元件返回。
1.4. 复式比率差动判据∑==mj IjIr 1∑==mj IjId 1复式比率差动判据动作表达式： )1(Idset Id > )2()(Id Ir Kr Id -⨯>其中Idset 为差电流门坎定值，Id 为差电流，Ir 为和电流，Kr 为复式比率系数（制动系数），设为高值及低值，分列运行时自动降为低值。
复式比率差动判据在制动量的计算中引入了差电流，使其在母线区外故障时有极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确地区分区外故障和区内故障。
下图表示复式比率差动元件的动作特性：1.5. 全波饱和检测：为防止区外故障时，由于TA 严重饱和误动作，本装置设置了TA 饱和检测元件。
该饱和检测元件可以称之为自适应全波暂态监视器。
该监视器判别区内故障情况下截然不同于区外故障发生TA 饱和情况下Id ∆元件与Ir ∆元件的动作时序，以及利用了TA 饱和时差电流波形畸变和每周波都存在线形传变区等特点，可以准确检测出饱和发生的时刻，具有极强的抗TA 饱和能力。
母差保护本文从母差保护的基础理论入手，着重介绍了220KV母差保护现场的主要使用母差类型、配置及BP-2B型设备的性能。
关键词：母差220KV 微机母线保护1 母线差动保护1.1 母线差动保护原理母线差动保护的动作原理建立在基尔霍夫电流定律的基础上。
把母线视为一个节点，在正常运行和外部故障时流人母线电流之和为零，而内部短路时为总短路电流。
假设母线上各引出线电流互感器的变比相同，二次侧同极性端连接在一起，则在正常及外部短路时继电器十电流为零。
母线差动保护与其它类型的差动保护的区别在于：母线差动保护的范围会随母线倒闸操作的进行，母线运行方式的改变而变化，母线差动保护的对象也可以由于母线元件的倒换操作而改变[1]。
1.2 母线差动保护分类母线差动保护可有五种类型：母线完全差动；固定连接的双母线差动保护；电流比相式差动保护；母联相位差动保护；比率制动式母线差动保护。
1.3 装设专用的母线保护的条件在双母线同时运行或具有分断断路器的双母线或分断单母线，由于供电可靠性要求较高，要求快速而又有选择性地切除故障母线时，应考虑装设专用母线保护；由于电力系统稳定的要求，当母线上发生故障必需快速切除时，应考虑装设专用母线保护；当母线发生故障，主要电站厂用电母线上的残余电压低于额定电压的50％～60％时，为保证厂用电及其它重要用户的供电质量时，应考虑装设专用母线保护。
1.4 对母线保护的基本要求应能快速、灵敏而有选择地将故障部分切除。
对于中性点直接接地电网的母线保护，应采用三相式接线，以便反应相间短路和单相接地短路；对于中性点非直接接地电网的母线保护。
2 220KV现场常用的母差保护[2]2.1 中阻抗型集成电路母差保护中阻抗型母差保护在220kV及以上系统广泛使用，它是一种三相带比率制动特性的母差保护装置，特点为快速动作，装置动作时间约为8～9ms，起动继电器和差动继电器的动作时间约为1～2ms。
在大电源系统发生穿越性短路而线路T A完全饱和的情况下，保护装置具有充分的稳定性和可靠性，其灵敏度基本上不受差动回路中回路数的影响。
目录摘要 (1)第一部分继电保护概述 .................................... 错误!未定义书签。
1.1继电保护技术的发展.................................... 错误!未定义书签。
1.2继电保护的种类........................................ 错误!未定义书签。
1.3继电保护的分类........................................ 错误!未定义书签。
1.4系统保护概述.......................................... 错误!未定义书签。
1.5继电保护的条件........................................ 错误!未定义书签。
1.6对继电保护的要求...................................... 错误!未定义书签。
1.7继电保护的结构........................................ 错误!未定义书签。
第二部分母线保护的概述 .. (1)2.1母线保护的重要性 (1)2.2母线保护的要求及原理 (1)2.3母线保护的相关技术原则 (3)2.4母线保护反措要求 (4)2.5装设母线保护的基本整定原则 (4)2.5.1母线完全差点保护 (5)2.5.2固定连接母线的差动保护 (6)2.5.3电流比相式母线保护 (8)总结 ................................................... 错误!未定义书签。
致谢 ................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 ................................................. 错误!未定义书签。
第二部分母线保护的概述发电厂和变电所的母线可能发生单相接地或者相间短路故障。
运行经验表明，单相接地故障占母线故障的绝大多数，而相间短路则较少。
发生引起母线故障的原因很多，其中主要有：因空气污染损坏绝缘，从而导致母线绝缘子、断路器、隔离开关套管闪络，母线电压互感器及装设在断路器和母线之间的电流互感器的故障，倒闸操作时引起断路器和隔离开关的支持绝缘子损坏，运行人员误操作，例如带负荷拉隔离开关与带地线合闸等，从而引起母线故障。
母线故障远较线路故障机会少，但是由于母线故障后果特别严重，所以装设专门的母线保护，有选择性地迅速切除母线故障，对重要母线来说，因后备保护切除故障时间长且选择性差，往往不能满足运行上的要求。
按照差动原理构成的母线保护，能够保证有较好的选择和快速性，因此，得到了广泛的应用。
2.1母线保护的重要性母线差动保护是保证电网安全、稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。
因此，对母线差动保护在设计、安装、调试和运行的各个阶段都应加强质量管理和技术监督，不论在新建工程，还是扩建和技改工程中都必须保证母线差动保护不留隐患地投入运行。
随着电网微机保护技术的普及和微机型母差保护的不断完善，以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的局限性逐渐体现出来。
尤其是随着变电站自动化程度的提高，各种设备的信息需上传到监控系统中进行远方监控，使传统型的母差保护无法满足现代变电站运行维护的需要。
母线故障大部分是由于绝缘子对地放电引起，母线故障开始阶段很多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。
绝缘子污秽老化、电流互感器损坏或爆炸、运行人员误操作是造成母线故障主要原因。
拖长切除母线故障时间将给电力系统和设备安全运行带来严重后果：由于需要由线路对侧和变压器后备保护来切除母线短路故障，扩大事故范围。
故障使功率输送不平衡，将使故障母线两侧的发电机组失去同步，系统电压大幅波动，将大量甩负荷，而发电机组重新启动与电网并列花费很长时间，破坏电力系统稳定运行。
2.2母线保护的要求及原理一、对母线保护的基本要求如下：(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)保护装置应能快速且有选择性地切除故障母线。
(3)大接地电流系统的母线保护应采用三相式接线，以便反应相间和接地故障；小接地电流系统的母线保护，应采用两相式接线，只要求反应相间故障。
母联电流相位比较式母线差动保护母联电流相位比较式母差保护，可以克服元件固定连接式双母线差动保护的缺点。
它不受元件连接方式的影响。
具有较高的可靠性和动作选择性，目前在10kV～220kV 电力系统中广泛采用。
二、基本工作原理保护装置接线：差动继电器1～3CQf是整套保护的启动元件，接在母线差动电流回路中，由它来判断足母线故障还是保护范围外故障。
若故障发生在保护区内，则l～3CQJ 动作，l～3LXU是I母线和U母线故障的选择元件，用来判断故障发生在哪组母线上。
保护装置工作的基本原理是比较母联电流和差动回路电流的相位，作为选择故障母线的依据。
当第l组母线故障时，母联故障电流(即母联断路中的电流)从母线Ⅱ流向母线I，执行元件lJa、lJb、lJc动作；当第n组母线上发生故障时，母联故障电流从母线I 流向母线Ⅱ，执行元件2h、2Jb、2Jc动作。
在卜述两种情况下差回路电流相位是不变的，而母联电流相位改变了180˚。
因此，通过对这两个电流的相位进行比较，就可以选择出故障母线。
按此原理构成的保护装置，在任一组母线故障时，只要母联断路罪中有故障电流流过，选择元件就能正确工作。
为此，母联断路器正常运行时必须处于合闸状态，且每组母线上都应有电源元件，以保证任一组母线上发生故障时，都有足够大的故障电流流过母联断路器进行相位比较。
若两组母线中的一组母线无电源元件，则在有电源的母线上故障时，母联便无故障电流流过，相比元件就不能动作。
当单母线运行或母联断路器停用时需将“严隔离开关合上，此时就没有选择性了。
如母线发生故障，则将两段母线上的元件全部跳掉。
三、三极隔离开关P的使用双母线母联电流相比式母线差动保护，为保证选择元件在母线故障时能够正确动作，要求双母线运行时，母联断路器必须处于合闸状态，且每组母线均有电源。
但是在运行过程中，有可能会出现如下运行方式：(1)单母线运行。
(2)虽双母线运行，但其中一条母线没有电源。
(3)利用母联断路器向另一组母线充电。
(4)倒闸操作过程。
,(5)利用母联断路器代替连接元件断路器运行。
在以上运行方式下，都有可能在母联回路中没有电流或不适合作为选择元件正常工作的比较电流，其结果在母线故障时，使选择元件不能正常工作，造成母差保护不正确动作。
所以，出现上述运行方式时，必须把选择元件退出工作，用三极隔离开关P短接选择元件1Ja、1Jb、1Jc，2Ja、2Jb、2Jc触点。
这时，母差保护按完全电流差动保护方式工作，只要启动元件1 3CQJ动作，就把母触线全部连接元件切除。
三极隔离开关闭合后，信号灯HD亮，以示标志。
四、复合电压闭锁加装复合电压闭锁回路的目的，一是为了当母联断路器首先跳开后，无故障母线的复合电压闭锁装置将返回，使母差(失灵)保护跳无故障母线—[：的线路回路增加了一个断开点，进一步保证不误动。
二是防止运行人员误碰母差(失灵)保护出口继电器时，发生母差(失灵)保护误动作。
五、信号回路XJL——母联出口信号；)ⅪI—一I段母线母差出口信号；ⅪⅢ——丌段母线母差出口信号；ⅪX--母差动作闭锁双回线保护信号。
六、装置连接片及运行规定SMC--X母联电流相位比较式母线保护连接片(以双母线专用母联、专用旁路接线为例，各现场以实际情况及运行规程为准)的使用方法如下：I段母线复合电压闭锁连接片，正常投入运行；n段母线复合电压闭锁连接片，正常投入运行；I、n段母线复合电压联络连接片，正常时不运行，当I、n段母线公用一段TV电压时投入运行，另一段母线复合电压闭锁连接片退出；短接零相电流表连接片，正常投入运行，测量交流电流回路零相电流时断开；母差保护跳各元件连接片，正常投入运行；2.3母线保护的相关技术原则一、断路器或隔离开关闭锁回路辅助触点的选择断路器或隔离开关闭锁回路不能用重动继电器，应直接用断路器或隔离开关的辅助触点；母差CT切换用的隔离刀闸辅助接点对于母差失灵保护的正常运行和可靠动作具有特别重要的意义。
二、电流互感器的选择要求现今，电磁式电流互感器是一个铁芯元件。
它是一个非线性元件。
当一次电流很大时、当一次电流中含有较大直流分量时、当铁芯有很大剩磁时、当二次负载电阻很大时，它的工作点将进入磁化曲线的饱和部份为避免差动保护误动而设立的电流互感器饱和的判据又往往造成母线内短路时差动保护的延缓动作。
鉴于电流互感器饱和的问题，尤其对于高压母线差动保护用电流互感器的选择，由于母线故障时短路电流大，而且外部短路时流过个电流互感器的差别也可能很大，即使各侧选用特性相同的电流互感器，其暂态饱和程度也可能很不一致。
另外，在保护装置原理方面采取了由谐波制动原理构成的TA饱和检测元件、自适应加权式抗TA饱和的差动保护来抗CT饱和。
三、母线互联或分裂运行时汲出电流影响母差灵敏度问题对于双母单分段或双分段的中阻抗没有大差元件的母差，均在母差上增设一个灵敏电流继电器作为母线分列保护，在母线互联时投入，该元件动作后，第一时间将非互联段母分开关断开。
对于没有装设母线分裂继电器的母差保护，要求在母线倒闸操作时，将非互联母线段上的母联开关断开，则可避免母差保护灵敏度问题。
2.4母线保护反措要求一、双重化配置为确保母线差动保护检修时母线不至失去保护、防止母线差动保护拒动而危及系统稳定和事故扩大，必要时在500千伏母线以及重要变电站、发电厂的220千伏母线应采用双重化保护配置，同时还应注意做到：每条母线采用两套完整、独立的母线差动保护，并安装在各自的柜内。
进行母差保护校验工作时，应保证每条母线至少保留一套母差保护运行；用于母线差动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。
二、采用相位比较原理的母线差动保护在用于双母线时，必须增设两母线相继发生故障时能可靠切除后一组故障母线的保护回路。
三、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。
四、母联、母联分段断路器宜配置独立的母联、母联分段断路器充电保护。
该保护应具备可瞬时跳闸和延时跳闸的回路。
五、断路器失灵保护按一套配置。
断路器失灵保护二次回路牵涉面广、依赖性高，投运后很难有机会利用整组试验的方法进行全面检验。
