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电网母线基础知识电网母线是电力系统中用于传输大电流的一种导电装置。
它承担着将发电厂产生的电能传输给各个配电站和用户的重要任务。
通过电网母线，可以实现电力系统的接地和电能的分配。
电网母线通常由铜或铝制成，因其导电性能好、耐腐蚀等特点被广泛应用。
母线的横截面形状有很多种，常见的有矩形、圆形和扁平等。
其选择主要根据导电能力、空间利用率和成本等因素考虑。
电网母线的主要作用是承载和传输电流。
电力系统中的电流一般较大，因此母线所需要的导电能力也相对较高。
在设计电网母线时，需要根据负荷情况、短路电流等因素确定母线的截面积和长度。
母线的连接方式有直接连接和间接连接两种。
直接连接由于接触面积大，具有良好的导电性能和低的接触电阻，因此被广泛应用。
间接连接则通过一定的支撑和连接装置，将母线连接在一起。
除了承载和传输电流外，电网母线还具有分流作用。
当电网中出现短路故障时，母线可以通过分流作用将故障电流引导到短路位置上，使得故障电流得以分散，保护电力设备的安全运行。
电网母线还具有接地功能。
在电力系统中，接地是一项重要的安全措施。
通过将母线与地面连接，可以使系统的电位保持在可控范围内，防止电气设备因高电位而造成的触电事故发生。
此外，电网母线的接地还有助于排除由于雷击等外部环境因素引起的过电压，保护电网系统的安全运行。
对于电网母线的维护和保护也非常重要。
因为电网母线一般铺设在室外，并且长期处于高电流负荷下，容易受到环境气候、腐蚀等因素的影响。
因此，对电网母线的维护不仅要定期对母线进行巡检和维修，还要及时处理母线的故障和损坏，确保其正常运行。
在现代电力系统中，随着电力需求的增长和输电技术的不断发展，电网母线在电力系统中的作用越来越重要。
通过合理设计和选择合适的材料，可以提高电网母线的导电能力和可靠性，保证电力系统的正常运行。
同时，对电网母线的维护和保护工作也要做好，以确保电网的安全稳定运行。
35kv母线差动保护原理
35kV母线差动保护是电力系统中一种重要的保护方式，其原理
是通过对母线两端电流的差值进行保护。
在35kV电力系统中，母线
是电力输送的关键部件，因此需要对其进行可靠的保护。
母线差动
保护的原理主要包括以下几个方面：
1. 差动保护原理，母线差动保护是一种基于比较保护对象两端
电流的差值来实现保护的方式。
当母线正常运行时，两端电流的差
值应该接近于零，如果出现故障，例如短路或接地故障，两端电流
的差值将会增大，差动保护就会动作，切断故障电流，保护母线和
系统的安全运行。
2. 差动保护装置，差动保护装置通常由主保护装置和备用装置
组成，主要由电流互感器、比率变压器、比较元件、逻辑控制单元
和动作元件等组成。
电流互感器用于采集母线两端的电流信号，比
率变压器用于将信号变换到适合保护装置处理的范围，比较元件用
于计算两端电流的差值，逻辑控制单元用于判断差值是否超过设定值，并控制动作元件进行保护动作。
3. 差动保护特性，母线差动保护具有灵敏、快速、可靠的特点，
能够对母线及其附属设备进行全面的保护。
差动保护的动作不受保护对象的容量大小和运行方式的影响，适用于各种类型的母线。
4. 差动保护的应用范围，母线差动保护广泛应用于各种类型的变电站和电力系统中，特别是在35kV及以上的电压等级的电力系统中，对于保护母线的安全运行起着至关重要的作用。
总的来说，35kV母线差动保护通过对母线两端电流的差值进行监测和比较，实现了对母线的可靠保护，保证了电力系统的安全稳定运行。
母差保护体系知识介绍与其他主设备保护相比，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、母联充电保护、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。
本期我们一起了解一下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等于零；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，在保护中还设置有起动元件、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：指所有母线上链接元件的电流的绝对值之和。
以如图的双母接线方式的大差为例。
差动电流和制动电流为：差动继电器的动作特性一般如下图所示。
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。
此动作方程适用于南瑞继保RCS—915及许继电气WMH—800A母线保护装置。
除此之外，还有一种复式比率制动特性，动作特性如下图所示。
母联死区保护的原理
是什么
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母联死区保护的原理是什么？
我是这样理解的：如图中当母联与CT之间出现故障，母线保护的大差出现差流，跳开母联断路器，故障点对于II母属于区外故障，II母小差不会动作；而故障点对于I母则属于区内故障，虽然母联断路器已经跳开，但母联CT仍然可以感受到故障电流，即I母小差会动作跳I母线上所有间隔断路器，且大差差流也仍然存在；实际上故障点并没有被真正切除掉，这就是母联死区故障。
为了避免这种问题的发生，母差保护专门设置了母联死区保护逻辑，即当：大差以及I母小差动作跳I母线后，大差及I母小差均不返回，则死区保护逻辑启动直接跳II母线所有断路器。
反过来，当大差以及II母小差动作跳II母线后，大差及II母小差均不返回，则死区保护逻辑启动直接跳I母
线所有断路器。
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母线保护知识点总结一、母线保护的重要性母线是电力系统中承担着输送电能和分配电能的重要部件。
母线保护的主要目的是防止母线发生短路故障并保护母线周围的电气设备。
一旦发生母线故障，将会对整个电力系统产生严重的影响，甚至导致电力系统的大面积停电事故。
因此，母线保护对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
二、母线保护的基本原理1.母线保护的基本原理母线保护的基本原理是通过测量母线上的电流和电压信息，判断母线是否发生故障，一旦发现故障，立即采取相应的保护措施，以保护母线和周围的电气设备。
2.母线保护的主要功能（1）过载保护：当母线通常操作时，母线保护应能够检测并保护母线不受过载电流的影响。
（2）短路保护：当母线发生短路故障时，母线保护应能够快速准确地切除故障母线，以防止短路电流对电力系统造成严重损害。
（3）接地保护：母线接地故障会导致系统的零序电流增大，母线保护应能够检测并保护母线不受接地故障的影响。
三、母线保护的类型1.电流保护电流保护是通过测量母线的电流信息，判断母线是否发生故障，从而实现对母线的保护。
根据不同的测量原理和保护功能，电流保护可以分为电流差动保护、电流比率保护、电流限制保护等。
2.电压保护电压保护是通过测量母线的电压信息，结合母线的接线方式，判断母线是否发生故障，从而实现对母线的保护。
电压保护主要包括欠压保护和过压保护。
3.频率保护频率保护是通过测量母线的频率信息，判断母线是否发生故障，从而实现对母线的保护。
频率保护主要包括频率减小保护和频率增大保护。
四、母线保护的特点1.快速性：母线保护应能够快速准确地切除故障母线，以防止短路电流对电力系统造成严重损害。
2.稳定性：母线保护在正常运行条件下应能对母线的过载和接地故障进行稳定准确的保护。
3.可靠性：母线保护的装置和元件应具有较高的可靠性，以保证母线保护系统能够在故障发生时正常可靠地工作。
五、母线保护的技术实现1.电流差动保护技术电流差动保护是母线保护的一种重要技术手段，通过对母线两侧电流进行差动比较，判断母线是否发生故障，并实现对母线的保护。
母线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。
迄今为止，在电网中广泛应用过的母联电流比相式差动保护、电流相位比较式差动保护、比率制动式差动保护，经各发、供电单位多年电网运行经验总结，普遍认为就适应母线运行方式、故障类型、过渡电阻等方面而言，无疑是按分相电流差动原理构成的比率制动式母差保护效果最佳。
但是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。
从电流回路、出口选择的抗饱和能力等多方面，传统型的母差保护与微机母差保护相比已不可同日而语。
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。
下面通过对微机母差保护在500 kV及以下系统应用的了解，依据多年现场安装、调试各类保护设备的经验，对微机母差保护与以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的原理和二次回路进行对比分析。
1微机母差保护与比率制动母差保护的比较1.1微机母差保护特点a. 数字采样，并用数学模型分析构成自适应阻抗加权抗TA饱和判据。
b. 允许TA变比不同，具备调整系数可以整定，可适应以后扩建时的任何变比情况。
c. 适应不同的母线运行方式。
d. TA回路和跳闸出口回路无触点切换，增加动作的可靠性，避免因触点接触不可靠带来的一系列问题。
e. 同一装置内用软件逻辑可实现母差保护、充电保护、死区保护、失灵保护等，结构紧凑，回路简单。
f. 可进行不同的配置，满足主接线形式不同的需要。
g. 人机对话友善，后台接口通讯方式灵活，与监控系统通信具备完善的装置状态报文。
h. 支持电力行业标准IEC 608705103规约，兼容COMTRADE输出的故障录波数据格式。
1.2基本原理的比较传统比率制动式母差保护的原理是采用被保护母线各支路(含母联)电流的矢量和作为动作量，以各分路电流的绝对值之和附以小于1的制动系数作为制动量。
在区外故障时可靠不动，区内故障时则具有相当的灵敏度。
算法简单但自适应能力差，二次负载大，易受回路的复杂程度的影响。
但微机型母线差动保护由能够反映单相故障和相间故障的分相式比率差动元件构成。
双母线接线差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。
大差是除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差回路，某段母线的小差指该段所连接的包括母联和分段断路器的所有支路电流构成的差动回路。
大差用于判别母线区内和区外故障，小差用于故障母线的选择。
这两种原理在使用中最大的不同是微机母差引入大差的概念作为故障判据，反映出系统中母线节点和电流状态，用以判断是否真正发生母线故障，较传统比率制动式母差保护更可靠，可以最大限度地减少刀闸辅助接点位置不对应而造成的母差保护误动作。
1.3对刀闸切换使用和监测的比较传统比率制动式母差保护用开关现场的刀闸辅助接点，控制切换继电器的动作与返回，电流回路和出口跳闸回路都依赖于刀闸辅助接点和切换继电器接点的可靠性，刀闸辅助接点和切换继电器的位置监测是保护屏上的位置指示灯，至于继电器接点好坏，在元件轻载的情况下无法知道。
微机保护装置引入刀闸辅助触点只是用于判别母线上各元件的连接位置，母线上各元件的电流回路和出口跳闸回路都是通过电流变换器输入到装置中变成数字量，各回路的电流切换用软件来实现，避免了因接点不可靠引起电流回路开路的可能。
另外，微机母差保护装置可以实时监视和自检刀闸辅助触点，如各支路元件TA中有电流而无刀闸位置；两母线刀闸并列；刀闸位置错位造成大差的差电流小于TA断线定值但小差的差电流大于TA断线定值时，均可以延时发出报警信号。
微机母差保护装置是通过电流校验实现实时监视和自检刀闸辅助触点，并自动纠正刀闸辅助触点的错误的。
运行人员如果发现刀闸辅助触点不可靠而影响母差保护运行时，可以通过保护屏上附加的刀闸模拟盘，用手动强制开关指定刀闸的现场状态。
1.4对TA抗饱和能力的对比母线保护经常承受穿越性故障的考验，而且在严重故障情况下必定造成部分TA饱和，因此抗饱和能力对母线保护是一个重要的参数。
1.4.1传统型母差保护a. 对于外部故障，完全饱和TA的二次回路可以只用它的全部直流回路的电阻等值表示，即忽略电抗。
某一支路TA饱和后，大部分不平衡电流被饱和TA的二次阻抗所旁路，差动继电器可靠不动作。
b. 对于内部故障，TA至少过1／4周波才会出现饱和，差动继电器可快速动作并保持。
1.4.2微机型母差保护微机母差保护抛开了TA电抗的变化判据，使用数学模型判据来检测TA的饱和，效果更可靠。
并且在TA 饱和时自动降低制动的门槛值，保证差动元件的正确动作。
TA饱和的检测元件有两个：a. 采用新型的自适应阻抗加权抗饱和方法，即利用电压工频变化量差动元件和工频变化量阻抗元件（前者）与工频变化量电压元件（后者）相对动作时序进行比较，区内故障时，同时动作，区外故障时，前者滞后于后者。
根据此动作的特点，组成了自适应的阻抗加权判据。
由于此判据充分利用了区外故障发生TA饱和时差流不同于区内故障时差流的特点，具有极强的抗TA饱和能力，而且区内故障和一般转换型故障(故障由母线区外转至区内)时的动作速度很快。
b. 用谐波制动原理检测TA饱和。
这种原理利用了TA饱和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测TA饱和。
该元件抗饱和能力很强，而且在区外故障TA饱和后发生同名相转换性故障的极端情况下仍能快速切除故障母线。
从原理上分析，微机型母差保护的先进性是显而易见的。
传统型的母差判据受元件质量影响很大，在元件老化的情况下，存在误动的可能。
微机母差的软件算法判据具备完善的装置自检功能，大大降低了装置误动的可能。
1.5TA二次负担方面的比较比率制动母差保护和微机母差保护都是将TA二次直接用电缆引到控制室母差保护屏端子排上，二者在电缆的使用上没有差别，但因为两者的电缆末端所带设备不同，微机母差是电流变换器，电流变换器二次带的小电阻，经压频转换变成数字信号；而传统中阻抗的比率制动式母差保护，变流器二次接的是165～301 Ω的电阻，因此这两种母差保护二次所带的负载有很大的不同，对于微机母差保护而言，一次TA的母差保护线圈所带负担很小，这极大地改善了TA的工况。
2差动元件动作特性分析与对比2.1比率差动元件工作原理的对比常规比率差动元件与微机母差保护工作原理上没有本质的不同，只是两者的制动电流不同。
前者由本母线上各元件(含母联)的电流绝对值的和作为制动量，后者将母线上除母联、分段电流以外的各元件电流绝对值的和作为制动量，差动元件动作量都是本母线上各元件电流矢量和绝对值。
常规比率差动元件的动作判据为：式中Id——母线上各支路二次电流的矢量；Idset——差电流定值；K、Kr——比率制动系数。
比较上述两判据，当K=Kr／(1＋Kr)，亦即Kr=K／(1－K) 时，常规比率差动和微机母差的复式比率差动特性是一致的。
2.2区内故障的灵敏性考虑区内故障，假设总故障电流为1，流出母线电流的百分比为Ext，即流入母线的电流为1＋Ext。
则Id=1,Ir=1＋2Ext,分别带入式（1）和式（3）中。
对于常规比率差动元件，由Id≥KIr得：1≥K（1＋2Ext），故：综上所述，母线发生区内故障时，即使有故障电流流出母线，汲出电流满足式（4）和式（5）的条件，常规比率差动元件和微机母差的复式比率差动元件仍能可靠动作。
2.3区外故障的稳定性假设穿越故障电流为I，故障支路的TA误差达到δ，则Id=δ，Ir=2±δ。
对于常规比率差动元件：由Id<KIr，得δ<K(2±δ)，故：综上所述，母线发生区外故障时，常规比率差动和复式比率差动分别允许故障支路TA有式(6)和式(7)的误差。
正误差取前半部分，负误差取后半部分。
值得注意的是，在比率制动系数一定的情况下，区外故障允许故障支路TA的正偏差比负偏差大，因为该正偏差使得制动量增大，负偏差使得制动量减小。
在实际系统中，母线发生区外故障，故障支路TA饱和时，电流会发生负偏差，因此，正偏差无实际意义。
据式（4）至式（7）可得出制动系数与允许汲出电流和TA误差关系，详见表1。
从表1可以看出，常规比率差动元件K=0.6时，对应复式比率差动元件是Kr=1.5，区内故障允许有33％的汲出电流，区外故障允许故障支路TA有75％的负偏差，可见微机母差保护区外故障的稳定性较好。
装置的主保护采用分相式快速虚拟比相式电流突变量保护和比率制动式电流差动保护原理。
快速虚拟比相式电流突变量保护仅在故障开始时投入，然后改用比率制动式电流差动保护。
两种原理保护均设有大差启动元件、小差选择元件和电压闭锁元件。
大差启动元件和小差选择元件中有反映任意一相电流突变或电压突变的启动量，它和差动动作判据一起在每个采样中断中实时进行判断，以确保内部故障时电流保护正确动作，在同时满足电压闭锁开放条件时跳开故障母线上所有断路器。
其出口逻辑如图4-1 所示。
比率制动式电流差动保护基于电流采样值构建，采取持续多点满足动作条件才开放母线保护电流元件方式实现。
下面的原理分析对于每一个采样时刻均成立，因此在部分公式中省去了采样时刻标识。
4.2.1 比率制动式电流差动保护原理装置的稳态判据采用常规比率制动原理。
母线在正常工作或其保护范围外部故障时所有流入及流出母线的电流之和为零（差动电流为零），而在内部故障情况下所有流入及流出母线的电流之和不再为零（差动电流不为零）。
基于这种前提，差动保护可以正确地区分母线内部和外部故障。
比率制动式电流差动保护的基本判据为：i1+i2 +Λ + i n ≥I 0 （4.1.1）I 母电压闭锁开放I 母小差选择元件动作大差启动元件动作II 母小差选择元件动作II 母电压闭锁开放& 跳I 母& 跳II 母图4-1 双母线方式的保护出口逻辑图CSC-150 数字式母线保护装置说明书-11-i1+i2 + Λ + i n ≥K ⋅(i1 + i2 +Λ+ i n) （4.1.2）式中i1 、i2 、…、i n 为支路电流，K 为制动系数，I 0 为差动电流门坎值。
（4.1.1）式的动作条件是由不平衡差动电流决定的，而（4.1.2）式的动作条件是由母线所有元件的差动电流和制动电流的比率决定的。
在外部故障短路电流很大时，不平衡差动电流较大，（4.1.1）式易于满足，但不平衡差动电流占制动电流的比率很小，因而（4.1.2）式不会满足，装置的动作条件由上述两判据“与”门输出，提高了差动保护的可靠性，所以当外部故障短路电流较大时，由于（4.1.2）式使得保护不误动，而内部故障时，（4.1.2）式易于满足，只要同时满足（4.1.1）式提供的差动电流动作门槛，保护就能正确动作，这样提高了差动保护的可靠性。
