母线、变压器保护讲解

变压器母线的关系
变压器与母线的关系主要体现在它们在电力系统中的连接和配合作用，以及在输电和分配电能过程中的重要性。

以下是关于变压器与母线关系的具体分析：
1. 功能上的互补：变压器主要用于改变电压等级，实现高压输电和低压配电的功能，而母线则用于汇集、分配和传输电能。

在变电站中，变压器将高压电转换为适合不同层级电网的电压，然后通过母线输送到各个分配线路。

2. 结构上的连接：在变电所中，变压器的输出通常连接到母线上，母线再将电能分配到不同的出线，供给下级电网或用户。

这种连接方式有助于优化电能的分配和调度。

3. 保护上的协调：为了保证电力系统的稳定运行，变压器和母线都配备有相应的保护装置。

例如，纵联保护是通过通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来，以判断故障是否在被保护线路范围内，从而决定是否切断被保护线路。

4. 技术上的配合：在现代电力系统中，为了应对大电流输送的挑战，插接式母线槽作为一种新兴的配电导线被广泛使用。

它与传统电缆相比，具有更低的接触电阻和温升，提高了系统的安全性和可靠性。

5. 发展上的相互影响：随着电力系统的现代化，变压器和母线
技术的发展也在不断进步。

例如，变压器的励磁涌流问题和母线保护动作问题都需要通过技术创新来解决。

6. 应用上的广泛性：无论是在高压输电系统还是低压配电系统中，变压器和母线都是不可或缺的组成部分。

它们在确保电能质量和供电可靠性方面起着至关重要的作用。

变压器和母线在电力系统中是紧密相关且互为补充的。

它们在结构连接、功能执行、技术配合和保护协调等方面共同确保了电力系统的高效、稳定运行。

1. 母线母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。

母线的作用是汇集、分配和传送电能。

1、母线指用高导电率的铜、铝质材料制成的，用以传输电能，具有汇集和分配电力的产品。

[1]电站或变电站输送电能用的总导线。

通过它，把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。

2、数学上指依一定条件运动而产生面的直线。

1.1 母线保护的应用及发展趋势我国普遍采用的低阻抗型母线电流差动保护不适用于高压母线，母线外部故障TA饱和时，母线差动继电器中会出现较大不平衡电流，可能使母差保护误动作。

高阻抗型母线电流差动保护，较好地解决了这一问题，但在母线内部故障时，电流互感器的二次侧可能出现过高电压，对继电器可靠工作不利，且要求TA的传变特性完全一致，变比相同，这对于需扩建的变电站来说较难做到。

中阻抗型母线电流差动保护，将高阻抗的特性和比率制动特性两者有效结合，显著降低了母差回路的负载阻值，较好地保证了区外故障TA饱和不误动，区内故障正确快速动作。

它以电流瞬时值作测量比较，测量元件和差动元件多为集成电路或整流型继电器，当母线内部故障时，动作速度极快，约为1～3ms。

而在1/4周期以前TA不会100%饱和，能较好地传变一次侧电流，对TA无特殊要求，TA变比可以不一致。

这是目前国内各电网的主要选择。

制造厂相继推出的微机母差保护，最主要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。

微机母差对TA饱和具有独特的检测方法，抗TA饱和能力强，国外的几个厂家采用波形判别或补偿法来消除TA饱和的影响，即利用1/4周期前TA 线性传变的采样点，用一定的算法进行波形处理或判别，以保证保护的选择性。

国内的做法，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。

2009－5－18国调中心调考培训班母线保护部分：1、 整体构成 母线差动保护一般由启动元件、差动元件、抗饱和元件等构成。

启动元件一般有和电流突变量启动元件、差电流启动、工频变化量突变量启动等。

2、 母线差动保护差动元件 母线差动保护的主要元件是差动继电器，其基本原理是利用差动原理。

母线正常运行时：01=∑=mj jI母线发生故障时：IIOPmj j≥∑=1对采用完全电流母线差动保护来讲，将连接到母线上的所有支路的电流相量和的绝对值Icd 作为动作判据。

理论上正常运行及区外故障时Icd 等于0，内部故障时Icd 增大差动继电器动作，实际构成时为防止区外故障时由于TA 的各种误差及饱和等原因造成的不平衡电流增大使差动继电器误动采用各种带制动特性的差动继电器。

常见的母线差动元件有常规比率母差元件、工频变化量比率差动、复式比率差动等。

这些差动元件的差动电流均相同，制动电流选取有差异，因而在区外故障及区内故障时制动能力和动作灵敏度均有差异，但作用都是在区外故障时让动作电流随制动电流增大而增大使之能躲过区外短路产生的不平衡电流，而在区内故障时则希望差动继电器有足够的灵敏度。

对于母线分段等形式的母线保护，为了能有选择性的仅切除故障母线采用多个差动元件来满足要求，即设置一个大差动元件和每段母线的小差动元件。

大差动元件将所有母线的支路的电流（不包括分段或母联）加入差动继电器，即将所有母线作为一个整体来保护，其作用是区分是否在母线上发生故障，各段母线的小差动元件则仅将该段所有支路电流（包括与该段相联的分段及母联）接入，即仅将该段作为保护对象，用于区分是否在该段母线上发生故障，当在该段母线发生故障时，大差动和该段差动同时动作时仅将该段母线切除。

简而概之，“大差判故障，小差选母线“。

3、常规比率差动元件 常规比率差动元件的制动电流选为所有支路电流的绝对值相加，其动作判据如下：cdzdmj jI I>∑=1（1）∑∑==>mj j m j jI K I11（2）其中：K 为比率制动系数；I j 为第j 个连接元件的电流；cdzd I 为差动电流起动定值。

变电站设备保护种类1.励磁保护：励磁保护是保护发电机励磁系统的一种保护。

它主要用于检测发电机励磁系统的故障，如励磁电流过大或过小、励磁电压异常等，以及与发电机励磁系统相关的其他故障。

2.发电机保护：发电机保护是保护发电机的一种保护。

它主要包括过流保护、欠频保护、过频保护、差动保护、定子电流保护等。

发电机保护能够快速检测并切除故障电路，防止发电机因故障而受损，保证发电机安全运行。

3.变压器保护：变压器保护是保护变压器的一种保护。

它主要包括差动保护、油温保护、油位保护、气体保护等。

变压器保护通过监测变压器的运行参数，及时发现故障并采取保护措施，防止变压器损坏。

4.电缆保护：电缆保护是保护电力系统中电缆的一种保护。

它主要包括电流保护、电压保护、接地保护等。

电缆保护能够及时检测电缆的故障，如短路、接地等，防止电缆故障扩大，保护电力系统的稳定运行。

5.母线保护：母线保护是保护电力系统中母线的一种保护。

它主要包括过流保护、差动保护、接地保护等。

母线保护能够快速切除故障电路，保护电力系统中的母线安全运行。

6.过电压保护：过电压保护是保护电力系统设备的一种保护。

它主要包括过电压保护、失压保护、欠电压保护等。

过电压保护能够保护设备免受过高或过低电压的影响，防止设备损坏。

7.地电流保护：地电流保护是保护电力系统中设备的一种保护。

它主要用于检测接地网的电流，判断是否存在接地故障，并及时采取措施保护设备。

8.风偏保护：风偏保护是保护风力发电机组的一种保护。

它主要用于检测风力发电机组的转子叶片是否偏斜，当发现转子叶片偏斜时，及时切断电力输出，防止设备受到损坏。

除了上述介绍的保护之外，还有很多其他类型的设备保护，如线路保护、断路器保护、电容器保护、电动机保护等。

不同的设备有其特定的保护要求，保护的种类也会有所不同。

在实际应用中，根据设备的不同，会选择相应的设备保护方案，以保证设备的安全运行。

第三篇变压器保护和母线保护第十一章变压器保护第一节概述变压器是电力系统重要的主设备之一。

在发电厂通过升压变压器将发电机电压升高，而由输电线路将发电机发出的电能送至电力系统中；在变电站通过降压变压器再将电能送至配电网络，然后分配给各用户。

在发电厂或变电站，通过变压器将两个不同电压等级的系统联起来，该变压器称作联络变压器。

一变压器的基本结构及接线组别电力变压器主要由铁芯及绕在铁芯上的两个或三个绝缘绕组构成。

为增强各绕组之间的绝缘及铁芯、绕组散热的需要，将铁芯及绕组置于装有变压器油的油箱中。

然后，通过绝缘套管将变压器各绕组的两端引到变压器壳体之外。

另外，为提高变压器的传输容量，在变压器上加装有专用的散热装置，作为变压器的冷却器。

大型电力变压器均为三相变压器或由三个单相变压器组成的三相变压器。

将变压器同侧的三个绕组按一定的方式连接起来，组成某一接线组别的三相变压器。

双卷电力变压器的接线组别主要有：Y0/Y、Y N/△、△/△、及△/△－△。

理论分析表明，接线组别为Y0/Y压器，运行时某侧电压波形要发生畸变，从而使变压器的损耗增加，进而使变压器过热。

因此，为避免油箱壁局部过热，三相铁芯变压器按Y/Y联接的方式，只适用于容量为1800KVA以下的小容量变压器。

而超高压大容量的变压器均采用Y0/△的接线组别。

在超高压电力系统中，Y0/△接线的变压器，呈Y形联接的绕组为高压侧绕组，而呈△形联接的绕组为低压侧绕组，前者接大电流系统（中性点接地系统），后者接小电流系统（中性点不接地系统）。

在实际运行的变压器中，在Y0/△接线的变压器的接线组别中，以Y0/△-11为最多，Y0/△-1及Y0/△-5的也有。

Y0/△-11接线组别的含意是：（a）变压器高压绕组接成Y型，且中性点接地，而低压侧绕组接成△；（b）低压侧的线电压（相间电压）或线电流分别滞后高压侧对应相线电压或线电流3300。

3300相当于时钟的11点钟，故又称11点接线方式。

发电机、变压器与母线保护编写发电机保护第一节 基本概念一 发电机发电机的作用是将汽轮机或水轮机输出的机械能变换成电能。

1 主要构成发电机主要由定子和转子两部分构成。

在定子与转子间留有适当的间隙，通常将该间隙称作为气隙。

极对数为1的三相交流同步发电机的结构示意图如图1所示。

在定子铁芯上设置有槽，每个定子槽分上槽和下槽，上槽及下槽中设置有定子绕组。

每台发电机的定子绕组为三相对称式绕组，如图1中的a-x 、b-y 、c-z 所示。

所谓三相对称绕组是指三个绕组（即a-x 、b-y 、c-z ）的匝数相等，其空间分布相对位置相距1200。

在定子铁芯的上槽与下槽之间设置有屏蔽层。

在转子铁芯上也有槽，槽内设置有转子绕组（如图1中的W －j 所示）。

图1 三相同步交流发电机结构示意图为提高发电机的单机容量及降低铁芯及绕组的温度，各种发电机均设置有冷却系统。

小型发电机一般采用空气冷却方式，也有采用氢冷式；对于大型汽轮发电机，通常采用水内冷及氢冷方式。

2 作用原理在转子绕组中（图1中的W －j ）通入直流，产生一恒定磁场（其两极极性分别为N －S ）。

发电机转子由汽轮机或水轮机拖着旋转，恒定磁场变成旋转磁场（通常称之气隙磁场）。

转子旋转磁场切割定子绕组，必将在定子绕组产生感应电势。

由于转子磁场在气隙中按正弦分布，而转子以恒定速度旋转，从而使定子绕组中的感应电势按正弦波规律变化。

发电机并网运行时，定子绕组中出现感应电流，向系统输出电能。

3 发电机的额定转速转子磁场旋转时，每转过一对磁极，定子绕组中的电势便历经一个周期。

因此，定子绕组中电势的频率可由每秒钟转过磁极的极对数来表示。

设发电机的极对数（即一个N 、一个S ）为P ，每分钟的转速为n ，则频率 60Pn f =转速 Pfn 60= (1)汽轮发电机的极对数P ＝1，当电网的频率f ＝50赫时，n ＝3000转/分。

对于水轮发电机，其极对数较多，故允许其转速转低，当P ＝4时，水轮机的转速n=750转/分，当极对数P ＝24时，其转速为125转/分。