电力系统继电保护课件第九章 母线保护
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电力系统继电保护——作业2页数:3
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母线的继电保护
电流保护策略
电流保护
01
通过检测母线电流的大小和持续时间，判断是否存在故障，实
现对母线的保护。
电流保护的优点
02
结构简单，易于实现。
电流保护的局限性
03
对电流变化的反应速度较慢，可能无法及时切除故障。
距离保护策略
距离保护
通过测量故障点到保护装置的距离，判断是否存 在故障，实现对母线的保护。
距离保护的优点
05
母线继电保护的发展趋势与 展望
智能化母线继电保护技术
总结词
随着人工智能和大数据技术的不断发展，智能化母线继电保护技术已成为未来 的发展趋势。
详细描述
智能化母线继电保护技术利用人工智能算法，如神经网络、模糊逻辑等，对母 线运行状态进行实时监测和故障诊断，能够快速准确地识别和定位故障，提高 保护的可靠性和响应速度。
总结词
随着可再生能源的广泛应用，微电网已成为智能电网的重要 组成部分，对母线继电保护技术提出了新的挑战和机遇。
详细描述
在微电网中，母线结构复杂，且经常出现分布式电源的接入 和退出，给传统的母线继电保护技术带来了困难。因此，需 要研究适应微电网运行特性的母线继电保护技术，以确保微 电网的安全稳定运行。
距离保护
通过测量故障点到保护装置的距离，判断是否发生母线故障 。根据距离的远近，保护装置会在不同的时限内切除故障。
母线继电保护的分类
按保护范围分类
可分为大差动保护和小差动保护。大差动保护适用于母线全部或大部分发生故障的情况；小差动 保护适用于母线局部故障的情况。
按动作原理分类
可分为电流型保护和电压型保护。电流型保护基于电流的变化来判断故障，响应速度快；电压型 保护基于电压的变化来判断故障，适用于高压母线。
继电保护原理母线的继电保护课件
8.2. 完全电流差动母线保护
1 作用原理 将母线的连接元件都包括在差动回路中，需在母线的所有连接 元件上装设具有相同变比和特性的CT。 ①正常运行或外部故障时
I'1I"1I1''' 0
故 I I1 ' I1 '' I1 ''' 0
二次侧 IJ(I1 ' I1 ''I1''')/nl0
母线故障时
②CT(LH)二次回路断线时不误动
Id.J z KKIfm a /nxl
取较大者为定值。 灵敏系数计算
Klm
Idm in IdzJnl
2
应用： 35kV及以上单母线或双母线经常只有一组母线运行的 情况，母线故障时，所有联于母线上的设备都要跳闸。
继电保护原理母线的继电保护课件
8.2.4 电流比相式母线保护
继电保护原理母线的继电保护课件
三、断路器失灵保护动作的两个条件： (1) 故障元件的保护出口继电器动作后不返回； (2) 在故障保护元件的保护范围内短路依然存在，即失灵判别 元件启动。 当母线上连接元件较多时，失灵判别元件可采用检查母线电压 的低电压继电器，以确定故障仍未切除，其动作电压按最大运 行方式下线路末端短路时保护应有足够的灵敏性来整定。当母 线上连接元件较少时，可采用检查故障电流的电流继电器，作 为判别拒动断路器之用，其动作电流在满足灵敏性的情况下， 应尽可能大于负荷电流。
继电保护原理母线的继电保护课件
2、装设母线保护专业装置 （1）对变电所的35~110kV电压的母线，在下列情况下应装设 专用的母线保护。 A、110kV及以上的双母线或分段单母线上； B、110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所的 35kV母线，需要快速切除母线上的故障时； C、35kV电网中，主要变电所的35kV双母线或分段母线需快 速切除一段或一组母线上的故障时。 （2）对220~500kV母线，应装设能快速有选择性的切除故障 的母线保护。 对3/2接线，每组母线宜装设两套相同原理的母线保护。
继电保护 第9章母线保护
第九章母线保护第一节概述一、母线保护的作用母线起着汇总和分配电能的作用，为电能供应的枢纽。
母线一旦发生故障，母线电压的降低影响全系统的供电质量和系统的稳定运行。
若采用母线所连组件的后备保护切除母线故障，动作时间较长，不能保证安全连续供电，甚至可能造成系统稳定性破坏；此外，母线短路故障产生的短路电流很大，保护动作的延时将造成母线设备的严重损坏，检修和停电倒母线造成的损失也很大。
为此，对于高压重要母线应装设专门的快速母线保护。
母线保护应突出安全性和快速性。
高压重要母线应采用两套主保护，分别装设在相距2m 以上的不同保护屏上，以防同时受断路器和隔离开关频繁操作使母线保护过电压和干扰而误动作，并且通过“与”方式出口，以保证可靠性（安全性和可信赖性）。
对于特别重要的母线要求采用三套主保护，通过三取取二表决方式出口。
我国国标《继电保护及安全自动装置技术规程》GB14285-1993规定：（1）在110kV的双母线和220kV及以上的母线上，为保证快速地有选择性地切除任一组（或段）母线上的故障，而另一组（或段）无故障母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。
对于一个半断路器接线的每组母线应装设两套母线保护。
（2）110kV以上的单母线，重要发电厂的35kV母线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电站的35kV母线，按照系统的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。
二、母线保护的分类母线保护按工作原理可分为以下几类（1）用相邻回路保护实现的母线保护；（2）电流差动原理母线保护（不完全差动保护和完全差动保护）；（3）母联电流相位比较原理母线保护等。
1.母线保护按差动回路电阻大小分类（1）低阻抗型母线差动保护；（2）中阻抗型母线差动保护；（3）高阻抗型母线差动保护。
第二节用相邻回路保护实现的母线保护对于35kV及以下电压等级的母线，通常不装设专门的母线保护，而是利用供电组件的保护来切除母线故障。
如图9-1所示为发电厂采用单母线接线。
母线保护课件
** TA6
QF5 TA5
**
QF1 QF3
QF2 I
II QF4
TA3 **
TA4 **
KD3 KD2
9.2母线差动保护
四、元件固定连接的双母线电流差动保护
3.Ⅰ母线故障
** TA1
** TA2
KD1 跳 QF1、2
** TA6
QF5 TA5
**
QF1 kQF3来自QF2 III QF4
TA3 **
n i 1
1 nTA i
Ii
n Ii 0
i 1
各TA变比相同
I1 I2 I3
In
. . I1' . . I2' . . I3' . .In'
...
IKA 0
I>
n Ii'
i 1
9.2母线差动保护
二、单母线完全电流差动保护
k
母线故障时
IKA n Ii'
i 1
n i 1
1 nTA i
Ii
1
跳分段 断路器
I段母线复合电压动作
失灵保护 延时 II 段
跳I段母线所有电 源的各个断路器
TA3 **
TA4 **
KST KD
起动元件KST：差动电流继电器 流过总差动电流，区分内部和外部故障
9.2母线差动保护
五、母联电流比相式母线差动保护
1.原理接线图
** TA1
** TA2
QF1 I
II QF3
QF2
QF5
QF4
TA5 **
TA3 **
TA4 **
KST KD
选择元件KD：电流相位比较继电器 比较总差电流和母联电流相位，选择故障母线
母线保护解析PPT学习教案
（3）如断路器和电流互感器之间距离较长，在其间发生故 障不能由该回路主保护切除，而由其它线路和变压器后 备保护切除又将扩大停电范围并引起严重后果时。
第24页/共28页
一、断路器失灵保护的基本构成及作 用
1、断路器失灵保护的基本原理图
Ⅱ
4QF
5QF 3QF
Ⅰ
2QF
1QF
+2
+
2KM
+1
+
1KM
+
KT －
（3）固定连接破坏，且内部发生短路故 障时，保护将失去选择性。
第18页/共28页
二、双母线同时运行的母联相位差动保护
母联相位差动保护是比较 母联电流和总差电流相位关系 的一种差动保护。
无论哪组母线短路，总差 电流的相位总是不变。流过母 联回路的电流将随故障母线而 变化。利用比较这两个电流相 位关系来选择故障母线。
（1）利用其它供电元件的保护装置来切除母 线故障
利用变压器的过电 流保护切除低压母 线故障
第3页/共28页
利用发电机的过 电流保护切除母 线故障
第4页/共28页
利用线路保 护切除故障
利用供电元件的保护来切除母线故障， 不需另外装设保护，简单、经济，但故障切 除的时间一般较长。
第5页/共28页
（2）装设专用母线保护规定
第27页/共28页
护能可靠动作。
第21页/共28页
3/2断路器接线母线保护只需在每组母线 上装设完全电流差动母线保护或带比率制动特 性的母线差动保护即可。
第22页/共28页
8.5 断路器失灵保护
断路器失灵保护又称为后备接线，是一种近后备保 护。当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲而断 路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电 厂或变电所内其它有关的断路器，将故障元件隔 离，使停电范围限制到最小程度，从而保证整个电 网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元 件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故的一种近后备 保护。
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一、断路器失灵保护的基本构成及作 用
1、断路器失灵保护的基本原理图
Ⅱ
4QF
5QF 3QF
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2QF
1QF
+2
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2KM
+1
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1KM
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KT －
（3）固定连接破坏，且内部发生短路故 障时，保护将失去选择性。
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二、双母线同时运行的母联相位差动保护
母联相位差动保护是比较 母联电流和总差电流相位关系 的一种差动保护。
无论哪组母线短路，总差 电流的相位总是不变。流过母 联回路的电流将随故障母线而 变化。利用比较这两个电流相 位关系来选择故障母线。
（1）利用其它供电元件的保护装置来切除母 线故障
利用变压器的过电 流保护切除低压母 线故障
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利用发电机的过 电流保护切除母 线故障
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利用线路保 护切除故障
利用供电元件的保护来切除母线故障， 不需另外装设保护，简单、经济，但故障切 除的时间一般较长。
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（2）装设专用母线保护规定
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护能可靠动作。
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3/2断路器接线母线保护只需在每组母线 上装设完全电流差动母线保护或带比率制动特 性的母线差动保护即可。
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8.5 断路器失灵保护
断路器失灵保护又称为后备接线，是一种近后备保 护。当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲而断 路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电 厂或变电所内其它有关的断路器，将故障元件隔 离，使停电范围限制到最小程度，从而保证整个电 网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元 件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故的一种近后备 保护。
线路保护与母线保护ppt课件
序电流滤过器3IIaIbIc
ppt课件完整
11
⑥ 零序电流滤过器
.
.
.
.
.
IkIaIbIc3I0
ppt课件完整
12
⑧ 零序分量参数的特点 零序电压的分布：故障点的零序电压最高，离故障点越远处零序电压越低； 零序电流的分布：决定于线路零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而 与电源数目和位置无关； 零序功率的实际方向：由线路流向母线，与短路功率方向相反； 保护安装处零序电压、电流间的相位差与故障点的位置无关。
ppt课件完整
4
2.距离保护
① 保护原理 主要是以距离测量元件为基础构成的保护装置。其动作和选择性取决于本地测量
参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区段参数比较结果，阻抗、电抗 与输电线路的长度成正比。 ② 保护范围 距离保护一般是三段式或四段式，第一、二段带方向性，作为本线路的主保护。 其中第一段保护线路的80%～90%，第二段保护余下的10%～20%并做相邻 母线的后备保护。第三段带方向或不带方向，有的还设有不带方向的第四段 保护，作本线及相邻线路的后备保护。 ③ 装置构成 故障启动、故障测距、时间逻辑回路、电压回路断线闭锁。有的还设有振荡闭锁。
ppt课件完整
5
④ 图解
a) 距离保护的基本原理
当被保护线路上发生短路故障时，阻抗继电器的测量阻抗为
设阻抗继电器的工作电压为
Z m
阻抗继电器的整定阻抗 是指保护安装处至保护末端的阻抗。
由此可见：保护区内短路故障U ，op工作Um 电压Im小Zs于et 0；而保护外或反方向短路故障，
工作电压大于0。
② 零序保护：在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序
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⑥ 零序电流滤过器
.
.
.
.
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IkIaIbIc3I0
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⑧ 零序分量参数的特点 零序电压的分布：故障点的零序电压最高，离故障点越远处零序电压越低； 零序电流的分布：决定于线路零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而 与电源数目和位置无关； 零序功率的实际方向：由线路流向母线，与短路功率方向相反； 保护安装处零序电压、电流间的相位差与故障点的位置无关。
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2.距离保护
① 保护原理 主要是以距离测量元件为基础构成的保护装置。其动作和选择性取决于本地测量
参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区段参数比较结果，阻抗、电抗 与输电线路的长度成正比。 ② 保护范围 距离保护一般是三段式或四段式，第一、二段带方向性，作为本线路的主保护。 其中第一段保护线路的80%～90%，第二段保护余下的10%～20%并做相邻 母线的后备保护。第三段带方向或不带方向，有的还设有不带方向的第四段 保护，作本线及相邻线路的后备保护。 ③ 装置构成 故障启动、故障测距、时间逻辑回路、电压回路断线闭锁。有的还设有振荡闭锁。
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5
④ 图解
a) 距离保护的基本原理
当被保护线路上发生短路故障时，阻抗继电器的测量阻抗为
设阻抗继电器的工作电压为
Z m
阻抗继电器的整定阻抗 是指保护安装处至保护末端的阻抗。
由此可见：保护区内短路故障U ，op工作Um 电压Im小Zs于et 0；而保护外或反方向短路故障，
工作电压大于0。
② 零序保护：在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序
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电力系统继电保护(张保会)资料.[优质ppt]
4
5
6
不正常工作状态的危害
• 1、过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成的 电流增大 危害：造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老 化和损坏从而导致故障
• 2、频率降低：由于系统中出现有功功率缺额而引 起的危害 1）影响产品质量 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
Mth Mm
Mm C
53
动作电流：能使继电器动作的最小电流值，记作Iop
54
返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
55
56
57
58
59
2.1.2单侧电源网络相间短路时电流量值特征
• 目前，我国电力系统主要的电压等级： 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, 66kV, 35kV, 10kV, 6kV, 380/220V。
备用 供电方式
中 性 点 非 直 接 接 地 （ 为 什 么 ？ ）
主 保 护 采 用 阶 段 式 特 性 的 电 流 保 护 承 担
60
f (1) f (2) f (1.1)
f (3)
f (1)
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
U f0 z (1) z
5
6
不正常工作状态的危害
• 1、过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成的 电流增大 危害：造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老 化和损坏从而导致故障
• 2、频率降低：由于系统中出现有功功率缺额而引 起的危害 1）影响产品质量 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
Mth Mm
Mm C
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动作电流：能使继电器动作的最小电流值，记作Iop
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返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
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2.1.2单侧电源网络相间短路时电流量值特征
• 目前，我国电力系统主要的电压等级： 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, 66kV, 35kV, 10kV, 6kV, 380/220V。
备用 供电方式
中 性 点 非 直 接 接 地 （ 为 什 么 ？ ）
主 保 护 采 用 阶 段 式 特 性 的 电 流 保 护 承 担
60
f (1) f (2) f (1.1)
f (3)
f (1)
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
U f0 z (1) z
继电保护培训母线及断路器课件
大差比率差动原件的差动保护范围涵盖各段母线，大多数情况下不受运 行方式的控制；小差比率差动元件受当时的运行方式控制，但差动保 护范围只是相应的一段母线，具有选择性。
母线充电及过流保护的设置 母联（分段）过流保护可以作为母线解列保护，也可作为线路（变压
器）的临时应急保护。母联过流（分段）保护投入后，当母联任一相 电流大于母联过流定值时，经延时跳母联开关，不经复合电压闭锁。
继电保护培训母线及断路器
8
断路器失灵保护
• 断路器失灵保护是近后备保护的一种，它对断路器失灵起后 备保护作用。
• 当断路器失灵(如机械故障、分闸线圈烧毁、控制回路故障 等)而不能切除短路故障时，失灵保护动作后，将连接于拒 绝动作的断路器所在母线上的其他断路器全部切除，以消除 故障。
• 对于双母线或单母分段的接线，失灵保护还力图保留一条母 线继续运行，即先跳分段断路器，后跳拒绝动作的断路器所 在母线上的其他断路器。
• “单母方式”压板：当双母线按单母方式运行不需进行故障 母线的选择时，投入“单母方式”压板。当元件在倒闸过程 中两条母线经刀闸双跨，则装置自动识别为单母运行方式。
继电保护培训母线及断路器
6
双母线完全电流差动保护在母线 倒闸操作过程中应注意的操作
• 在母线配出元件倒闸操作的过程中，配出元件的两组隔离开 关双跨两组母线，配出元件和母联断路器的一部分电流将通 过新合上的隔离开关流入（或流出）该隔离开关所在母线， 破坏了母线差动保护选择元件差流回路的平衡，而流过新合 上的隔离开关的这一部分电流，正是它们共同的差电流。此 时，如果发生区外故障，两组选择元件都将失去选择性，全 靠总差流启动元件来防止整套母线保护的误动作。
• 在母线倒闸操作过程中，为了保证在发生母线故障时，母线 差动保护能可靠发挥作用，需将保护切换成由启动元件直接 切除双母线的方式。但对隔离开关为就地操作的变电所，为 了确保人身安全，此时，一般需将母联断路器的跳闸回路断 开。
母线充电及过流保护的设置 母联（分段）过流保护可以作为母线解列保护，也可作为线路（变压
器）的临时应急保护。母联过流（分段）保护投入后，当母联任一相 电流大于母联过流定值时，经延时跳母联开关，不经复合电压闭锁。
继电保护培训母线及断路器
8
断路器失灵保护
• 断路器失灵保护是近后备保护的一种，它对断路器失灵起后 备保护作用。
• 当断路器失灵(如机械故障、分闸线圈烧毁、控制回路故障 等)而不能切除短路故障时，失灵保护动作后，将连接于拒 绝动作的断路器所在母线上的其他断路器全部切除，以消除 故障。
• 对于双母线或单母分段的接线，失灵保护还力图保留一条母 线继续运行，即先跳分段断路器，后跳拒绝动作的断路器所 在母线上的其他断路器。
• “单母方式”压板：当双母线按单母方式运行不需进行故障 母线的选择时，投入“单母方式”压板。当元件在倒闸过程 中两条母线经刀闸双跨，则装置自动识别为单母运行方式。
继电保护培训母线及断路器
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双母线完全电流差动保护在母线 倒闸操作过程中应注意的操作
• 在母线配出元件倒闸操作的过程中，配出元件的两组隔离开 关双跨两组母线，配出元件和母联断路器的一部分电流将通 过新合上的隔离开关流入（或流出）该隔离开关所在母线， 破坏了母线差动保护选择元件差流回路的平衡，而流过新合 上的隔离开关的这一部分电流，正是它们共同的差电流。此 时，如果发生区外故障，两组选择元件都将失去选择性，全 靠总差流启动元件来防止整套母线保护的误动作。
• 在母线倒闸操作过程中，为了保证在发生母线故障时，母线 差动保护能可靠发挥作用，需将保护切换成由启动元件直接 切除双母线的方式。但对隔离开关为就地操作的变电所，为 了确保人身安全，此时，一般需将母联断路器的跳闸回路断 开。
电力系统继电保护原理 第九章 自动重合闸
在使用检查线路无电压方式重合闸的一侧，当该侧断路 器在正常运行情况下由于某种原因（如误碰跳闸机构，保护 误动作等）而跳闸时，由于对侧并未动作，线路上有电压， 因而就不能实现重合，这是一个很大的缺陷。为了解决这个 问题，通常都是在检定无电压的一侧也同时投入同步检定继 电器，两者经“或门”并联工作。此时如遇上述情况，则同 步检定继电器就能够起作用，当符合同步条件时，即可将误 跳闸的断路器重新投入。
3．检同步的自动重合闸 当满足同步条件才能合闸时，需要使用检同步重合
闸。检同步重合有以下几种情况： （1）系统的结构保证线路两侧不会失步。 （2）在双回线路上检查另一线有电流的重合方式。 （3）必须检定两侧电源确实同步之后，才能进行重合。
（三）具有同步检定和无电压检定的重合闸
除在线路两侧均装设重合闸装置以外，在线路的一 侧还装设有检定线路无电压的继电器KV1，当线路无电 压时允许重合闸重合；而在另一侧装设检定同步的继电 器KV2，检测母线电压与线路电压满足同步条件时允许 重合闸重合。这样当线路有电压或是不同步时，重合闸 就不能重合。
第九章 自动重合闸
第一节 自动重合闸的作用及其基本要求 第二节 三相一次自动重合闸的工作原理 第三节 重合闸动作时限的选择及重合闸与继
电保护的配合 第四节 高压输电线路的单相自动重合闸及综
合重合闸
第一节 自动重合闸的作用及其基本要求
一．自动重合闸的作用 瞬时性故障 ——发生故障后线路被继电保护迅速断开以后， 电弧即行熄灭，外界物体（如数枝，鸟类等）也被电弧烧 掉而消失。此时，如果把断开线路的断路器再合上，就能 够恢复正常供电。例如，由雷电引起的绝缘子表面闪络， 大风引起的碰线，鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的 短路等。
图9-3 具有同步和无电压检定的重合闸接线示意图
(完整版)电力系统继电保护(张保会)资料.ppt 530页
承担输电任务
U
N
电
网
110kV电网：中多性电点源直环接网接地运行方式 主 保 护 由 纵 联 保 护 承 担 能 够 快 速 切 除 线 路 上 任 一 点 故 障
主要承担供、配电任务
U N
110kV
电
网
正采常用时双
电 单
源 侧
互 电
I (3) k
Zs
E Z1lk
I (2) k
3 E前 提：Z1Z2
2 Zs Z1lk
62
63
2.1.3 电流速断保护
• 对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电 流保护，称为电流速断保护。它是三段式 电流保护的第一段
64
1电流速断保护动作电流的整的整定
II set.2
I k . B. max
电力系统继电保护
前言
• 电力系统组成：发、输、配、用 • 电能的特点： • 一次设备：
发出、传送、分配和使用电能的设备。 发电机、变压器、母线、输电线路、电容 器、电动机等属于一次设备 • 二次设备：对一次设备的运行状态进行监 视、测量、控制和保护的设备。
（+管理）
2
3
• 1.1.1 正常工作状态
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
母线的继电保护
母线的继电保护一．装设母线保护的基本原则和发电机、变压器一样，发电厂和变电所的母线也是电力系统中的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将使连接在故障母线上的所有元件在修复故障母线期间，或转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电。
此外，在电力系统中枢纽变电所的母线上故障时，还可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。
母线保护有两种情况，一般说来，不采用专门的母线保护，而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除。
例如：1. 发电厂的出线端采用单母线接线，此时母线上的故障就可以利用发电机的过电流保护使发电机的断路器跳闸予以切除；2. 对于降压变电所，其低压侧的母线正常时分开运行，则低压母线上的故障就可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸予以切除；3. 如果是双侧电源网络（或环形网络），如图8—1所示，当变电所B 母线上d 点短路时，则可以由保护1和保护4的第II 段动作予以切除，等等。
图 8-1 在双侧电源网络上，利用电源侧的保护切除母线故障当利用供电元件的保护装置切除母线故障时，切除故障的时间一般较长。
此外，当双母线同时运行或母线为分段单母线时，上述保护不能保证有选择性地切除故障母线。
因此，在下列情况下应装设专门的母线保护：（1） 在110KV 及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。
（2） 110KV 及以上的单母线，重要的发电厂的35KV 母线或高压侧为110KV 及以上的重要降压变电所的35KV 母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。
为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。
二．母线差动保护的特点母线差动保护的特点是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、电抗器等）。
例如许继公司的WMH —800系列微机母线保护最多可以连接24个电气元件。
电力系统继电保护原理-母线保护-课件
(3)利用线路保护
M
Nk
P
QF1
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QF4
(4)这种方式的不足 1)故障切除时间一般较长； 2)双母同时运行或单母分段运行时没有选择性。
9.1概述
二、母线故障的保护方法★
2.装设专门的母线保护
一般应装设专门保护的母线包括： (1)220kV及以上电压等级的母线； (2)110kV双母线及重要单母线； (3)35~66kV重要的双母线及分段单母线。
9.4断路器失灵保护
一、概念★★
断路器失灵保护是指当故障线路的继电保护动 作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较 短时限切除同一发电厂或变电所内其它有关的断路 器，以使停电范围限制为最小的一种后备保护。
9.4断路器失灵保护
二、基本要求★
(1)较高的可靠性(安全性)； (2)首先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，应以较短延时、有 选择性地切除有关断路器； (4)故障鉴别元件和跳闸闭锁元件应有足够的灵
9.2母线差动保护
一、单母线完全电流差动保护
4.提高灵敏度的措施★
(1)微机型母线差动保护 2)TA饱和识别方法
b)同步识别法 判断“差动电流”和“故障”是否同步出现。 外部故障时TA饱和不会立刻发生，差动电流在 故障发生一段时间后才会出现。
9.2母线差动保护
一、单母线完全电流差动保护
4.提高灵敏度的措施★
9.2母线差动保护
一、单母线完全电流差动保护
3.动作方程及整定★★
动作方程：
定值应满足： (1)躲过外部故障时产生的最大不平衡电流； (2)躲过TA断线时由负荷电流产生的差电流。 实际中需要采取措施保证外部故障不误动的前 提下提高内部故障时保护的灵敏度。
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2021/1/16
9-4 断路器失灵保护
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I II
装设断路器失灵保护
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9-4 断路器失灵保护
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QF7
QF8
I II
思考：断路器失灵保护如何被起动？ 断路器失灵保护如何判断断路器失灵？
2021/1/16
9-4 断路器失灵保护
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9-4 断路器失灵保护
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9-4 断路器失灵保护
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装设断路器失灵保护
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9-2 母线保护工作原理
1.母线电流差动保护的工作原理
定义： I d n Ik k 1
保护判据： Id n Ik Iset k 1 （1）躲过外部短路时的最大不平衡电流 I set （2）躲过母线所连支路中最大负荷电流 2021/1/16
本章小结
（1）掌握母线保护的配置原则和构成的一般原理。 （2）掌握母线电流差动保护的构成方案和工作原理，能够分析 发生母线内、外故障时保护的动作行为。 （3）了解TA饱和对母线保护的影响。 （4）了解断路器失灵保护的作用。
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9-2 母线保护工作原理
3.母线复式比率制动差动保护
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9-2 母线保护工作原理
3.母线复式比率制动差动保护
Id Iset.0 Id K(IresId )
电力系统继电保护课件第九章 母线保护
第九章 母线保护
9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 9-2母线保护工作原理 9-3母线保护的应用 9-4 断路器失灵保护
2021/1/16
9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求
2021/1/16
9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 一、常用母线的接线方式
（1）能正确反应母线的各种类型故障。 （2）区外故障 时 ，不应由于短路电流中的非周期分量引起电流互感器的暂 态饱和而误动作。 （3）母线故障而有电流流出时，保护不应拒动。 （4）对于双母线及单母线分段，应有选择性地切除故障母线。 （5）能自动适应双母线连接元件运行位置的切换。切换过程中保护不应误 动作；切换过程中，母线发生故障，保护应能正确动作切除故障；切换过 程中，区外发生故障，保护不应误动作。 （6）当给母线充电，合闸于有故障的母线时，母线保护应能正确动作切除 故障母线。
母线保护因所连接的支路负载情况不同，所选TA也不尽 相同。微机母线保护可自动进行换算，使得二次电流满 足基尔霍夫定理。
➢母线运行方式的自动识别
微机母线保护利用各连接元件隔离刀闸的辅助接点作为开 入量输入装置。装置根据该开入量的情况，同时辅以电流 校验，将该连接元件的电流自动切换到相应小差的电流计 算中去。
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9-2 母线保护工作原理
k2
正常运行或 k 1 点短路时
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I 1 I 2 I 3 ( I 1 I 2 I 3 )/n T
nTA 1
nTA 2
I1
nTA 3
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Id
0
I3
母线短路时（ k 2 点）
I1
k 1 I2
I3
nT1A nT2 AnT3 A nTA
KD1
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I
II
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QF3 3
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9-3母线保护的应用
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2
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-4 断路器失灵保护
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理
I母电压闭锁元件 I母小差元件KD1 大差元件KD TA饱和检测元件 II母小差元件KD2
II母电压闭锁元件
&
跳I母
&
跳II母 &
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理
➢ 复合电压闭锁元件：防止保护出口继电器误动 或其他原因误跳断路器
1
2
QF1
QF2
3.双母线差动保护动作行为分 析
KD1
KD
I
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9-3母线保护的应用
1
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3.双母线差动保护动作行为分 析
KD1
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9-3母线保护的应用
1
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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单母线
单母线分段
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 一、常用母线的接线方式
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双母线
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 一、常用母线的接线方式
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≥1
开放保护
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理 ➢ TA饱和检测元件：防止保护因线路故障（一般 为线路出口附近短路）可能误动作。
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QF1
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理 ➢TA变比的自动调整
I
d
I set .0
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2021/1/16
9-3母线保护的应用
①1.各种母线方式下的母线保护构成概述 ②单母线的母线保护构成比较简单。 ③3/2接线的母线可以看成两组单母线，母线保护由 两套单母线保护构成。 ④单母线分段及双母线在形式上相同，单母线各分 段上所有支路的连接关系是固定的，没有倒闸操作 的问题。 ⑤双母线上的支路存在倒闸操作及母线充电的过程 。
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求
二、母线故障切除方式
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I II
假设：有专用母线保护； 线路主保护为纵联保护；后备保护为距离保护和零序电流保护
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 三、对母线保护的要求
9-2 母线保护工作原理
2.具有比率制动特性的母线电流差动保护
保护动作判据：
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9-2 母线保护工作原理
3.母线复式比率制动差动保护
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假设：无专用母线保护； 线路主保护为纵联保护；后备保护为距离保护和零序电流保护
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求
二、母线故障切除方式
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9-4 断路器失灵保护
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装设断路器失灵保护
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9-4 断路器失灵保护
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思考：断路器失灵保护如何被起动？ 断路器失灵保护如何判断断路器失灵？
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9-4 断路器失灵保护
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9-4 断路器失灵保护
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9-4 断路器失灵保护
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装设断路器失灵保护
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9-2 母线保护工作原理
1.母线电流差动保护的工作原理
定义： I d n Ik k 1
保护判据： Id n Ik Iset k 1 （1）躲过外部短路时的最大不平衡电流 I set （2）躲过母线所连支路中最大负荷电流 2021/1/16
本章小结
（1）掌握母线保护的配置原则和构成的一般原理。 （2）掌握母线电流差动保护的构成方案和工作原理，能够分析 发生母线内、外故障时保护的动作行为。 （3）了解TA饱和对母线保护的影响。 （4）了解断路器失灵保护的作用。
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9-2 母线保护工作原理
3.母线复式比率制动差动保护
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9-2 母线保护工作原理
3.母线复式比率制动差动保护
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电力系统继电保护课件第九章 母线保护
第九章 母线保护
9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 9-2母线保护工作原理 9-3母线保护的应用 9-4 断路器失灵保护
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求
2021/1/16
9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 一、常用母线的接线方式
（1）能正确反应母线的各种类型故障。 （2）区外故障 时 ，不应由于短路电流中的非周期分量引起电流互感器的暂 态饱和而误动作。 （3）母线故障而有电流流出时，保护不应拒动。 （4）对于双母线及单母线分段，应有选择性地切除故障母线。 （5）能自动适应双母线连接元件运行位置的切换。切换过程中保护不应误 动作；切换过程中，母线发生故障，保护应能正确动作切除故障；切换过 程中，区外发生故障，保护不应误动作。 （6）当给母线充电，合闸于有故障的母线时，母线保护应能正确动作切除 故障母线。
母线保护因所连接的支路负载情况不同，所选TA也不尽 相同。微机母线保护可自动进行换算，使得二次电流满 足基尔霍夫定理。
➢母线运行方式的自动识别
微机母线保护利用各连接元件隔离刀闸的辅助接点作为开 入量输入装置。装置根据该开入量的情况，同时辅以电流 校验，将该连接元件的电流自动切换到相应小差的电流计 算中去。
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9-2 母线保护工作原理
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正常运行或 k 1 点短路时
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9-3母线保护的应用
1
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-4 断路器失灵保护
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理
I母电压闭锁元件 I母小差元件KD1 大差元件KD TA饱和检测元件 II母小差元件KD2
II母电压闭锁元件
&
跳I母
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理
➢ 复合电压闭锁元件：防止保护出口继电器误动 或其他原因误跳断路器
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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3.双母线差动保护动作行为分 析
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9-3母线保护的应用
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单母线
单母线分段
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 一、常用母线的接线方式
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双母线
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 一、常用母线的接线方式
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开放保护
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理 ➢ TA饱和检测元件：防止保护因线路故障（一般 为线路出口附近短路）可能误动作。
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9-3母线保护的应用
2.双母线差动保护构成原理 ➢TA变比的自动调整
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9-3母线保护的应用
①1.各种母线方式下的母线保护构成概述 ②单母线的母线保护构成比较简单。 ③3/2接线的母线可以看成两组单母线，母线保护由 两套单母线保护构成。 ④单母线分段及双母线在形式上相同，单母线各分 段上所有支路的连接关系是固定的，没有倒闸操作 的问题。 ⑤双母线上的支路存在倒闸操作及母线充电的过程 。
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求
二、母线故障切除方式
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假设：有专用母线保护； 线路主保护为纵联保护；后备保护为距离保护和零序电流保护
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求 三、对母线保护的要求
9-2 母线保护工作原理
2.具有比率制动特性的母线电流差动保护
保护动作判据：
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9-2 母线保护工作原理
3.母线复式比率制动差动保护
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假设：无专用母线保护； 线路主保护为纵联保护；后备保护为距离保护和零序电流保护
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9-1母线保护的配置原则及对母线保护的要求
二、母线故障切除方式
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