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第六章母线保护第一节概述一、母线保护的概述母线是发电厂和变电站的重要组成部分。
在母线上连接着电厂和变电所的发动机、变压器、输电线路和调相设备，母线的作用是汇集和分配电能。
如果母线的短路故障不能迅速地被切除，将会引起事故扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的瓦解事故。
二、母线的主接线形式单母线；单母分段（专设分段、分段兼旁路、旁路兼分段）；单母多分段；双母线（专设母联、母联兼旁路、旁路兼母联）；双母单分段（专设母联、母联兼旁路）；双母双分段（按两面屏配置）；3/2接线（按两套单母线配置）。
1、单母线图6-1-1 单母线2、单母分段（专设母联）图6-1-2 单母分段（专设母联）3、单母分段（母联兼旁路）图6-1-3 单母分段（母联兼旁路）4、单母分段（旁路兼母联）图6-1-4 单母分段（旁路兼母联）5、单母三分段图6-1-5 单母三分段6、双母线（专设母联）图6-1-6 双母线（专设母联）7、双母线（母联兼旁路）图6-1-7 双母线（母联兼旁路）8、双母线（旁路兼母联）图6-1-8 双母线（旁路兼母联）9、双母线单分段（专设母联）图6-1-3 双母单分段（专设母联）10、双母线单分段（母联兼旁路）图6-1-10 双母单分段（母联兼旁路）11、双母双分段图6-1-11 双母双分段三、母线保护的硬件组成1、标准配置1.1 保护箱图6-1-12 保护箱（一）插件布置图（后视图）1.1.1交流变换插件（NJL-801/NJL-818）：将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有8 路电流通道、6 路电压通道。
1.1.2交流变换插件（NJL-817/NJL-819）：将系统电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有15 路电流通道。
1.1.3 CPU 插件（NPU-804）：在单块PCB 板上完成数据采集、I/O、保护及控制功能等。
主要的继电保护相关原理归纳总结一、线路主保护（纵联保护）纵联保护：利用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量传送到对端，将各端的电气量进行比较，一判断故障在本线路范围内还是范围之外，从而决定是否切断被保护线路。
任何纵联保护总是依靠通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内，信号按期性质可分为三类：闭锁信号、允许信号、跳闸信号。
闭锁信号：收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。
允许信号：收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。
跳闸信号：收到这种信号是保护动作与跳闸的充要条件。
按输电线路两端所用的保护原理分，可分为：（纵联）差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护。
通道类型：一、导引线通道；二、载波（高频）通道；三、微波通道；四、光纤通道。
1.（纵联）差动保护（纵联）差动保护：原理是根据基尔霍夫定律，即流向一个节点的电流之和等于零。
差动保护存在的问题：(一).对于输电线路1.电容电流：电容电流从线路内部流出，因此对于长线路的空载或轻载线路容易误动。
解决办法：提高启动电流值（牺牲灵敏度）；加短延时（牺牲快速性）；必要是进行电容电流补偿。
*注：穿越性电流就是在保护区外发生短路时，流入保护区内的故障电流。
穿越电流不会引起保护误动。
2.TA断线，造成保护误动解决办法：使差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件：本侧起动原件起动；本侧差动继电器动作；收到对侧“差动动作”的允许信号。
保护向对侧发允许信号条件：保护起动；差流元件动作3.弱电侧电流纵差保护存在问题（变压器不接地系统的弱电侧在轻载或空载时电流几乎没有变化）解决办法：除两侧电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外，加装一个低压差流起动元件。
4.高阻接地是保护灵敏度不够在线路一侧发生高阻接地短路时，远离故障点的一侧各个起动元件可能都不启动，造成两侧差动保护都不能切除故障。
解决办法：由零序差动继电器，通过低比率制动系数的稳态相差元件选相，构成零序1 段差动继电器，经延时动作。
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。
第六章母线保护第一节概述一、母线保护的概述母线是发电厂和变电站的重要组成部分。
在母线上连接着电厂和变电所的发动机、变压器、输电线路和调相设备，母线的作用是汇集和分配电能。
如果母线的短路故障不能迅速地被切除，将会引起事故扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的瓦解事故。
二、母线的主接线形式单母线；单母分段（专设分段、分段兼旁路、旁路兼分段）；单母多分段；双母线（专设母联、母联兼旁路、旁路兼母联）；双母单分段（专设母联、母联兼旁路）；双母双分段（按两面屏配置）；3/2接线（按两套单母线配置）。
1、单母线图6-1-1 单母线2、单母分段（专设母联）图6-1-2 单母分段（专设母联）3、单母分段（母联兼旁路）图6-1-3 单母分段（母联兼旁路）4、单母分段（旁路兼母联）图6-1-4 单母分段（旁路兼母联）5、单母三分段图6-1-5 单母三分段6、双母线（专设母联）图6-1-6 双母线（专设母联）7、双母线（母联兼旁路）图6-1-7 双母线（母联兼旁路）8、双母线（旁路兼母联）图6-1-8 双母线（旁路兼母联）9、双母线单分段（专设母联）图6-1-3 双母单分段（专设母联）10、双母线单分段（母联兼旁路）图6-1-10 双母单分段（母联兼旁路）11、双母双分段图6-1-11 双母双分段三、母线保护的硬件组成1、标准配置1.1 保护箱图6-1-12 保护箱（一）插件布置图（后视图）1.1.1交流变换插件（NJL-801/NJL-818）：将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有8 路电流通道、6 路电压通道。
1.1.2交流变换插件（NJL-817/NJL-819）：将系统电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有15 路电流通道。
1.1.3 CPU 插件（NPU-804）：在单块PCB 板上完成数据采集、I/O、保护及控制功能等。
1.1.4 采保插件（NCB-801）：将由变换器来的弱电信号经过低通滤波后，由多路转换开关对信号进行选通，然后通过电压跟随器对信号进行处理，以提高其负载能力。
该插件还有+5V、-15V、+15V 及累加和自检功能。
此外通过运算放大器过零比较检测电路可实现基频测量。
能够完成80 路模拟信号采集，模拟量的输出幅值范围为-10V～+10V。
1.1.5 开入插件（NKR-810）：每个开入插件提供30 路开关量输入回路。
开入电源为直流220V 或110V；其正电源连接到开入节点，负电源接到31－32 端子。
1.1.6 开入插件（NKR-812）：每个开入插件提供64 路开关量输入回路。
开入电源为直流24V。
1.1.7 信号插件（NXH-808）：主要提供保护的信号接点，共三组信号接点，两瞬动一保持。
1.1.8 通讯插件（NTX-803）：提供的通讯接口有：一个就地打印口（RS232），两个GPS对时口（RS485、RS232），及与保护管理机通讯的LON网接口，与变电站自动化系统通讯的双通道接口（RS485，RS232,以太网口）。
另外，必要时端子04、05可作为码对时通讯口。
1.1.9 稳压电源插件（NDY-801）：直流逆变电源插件。
直流220 V 或110 V 电压输入经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压，即5 V、±15 V 及24 V。
电源插件具有失电告警功能。
1.2 辅助箱图6-1-13 辅助箱插件布置图（后视图）1.2.1 交流变换插件（NJL-801/NJL-818）：将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有8 路电流通道、6 路电压通道。
1.2.2交流变换插件（NJL-817/NJL-819）：将系统电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有15 路电流通道。
1.2.3 开入插件（NKR-810）：每个开入插件提供30 路开关量输入回路。
开入电源为直流220V 或110V；其正电源连接到开入节点，负电源接到31－32 端子。
1.2.4 出口插件（NCK-804/NCK-812）：主要提供16副（共8组，每组2副接点）的出口接点。
1.2.5 转换插件（NZJ-807）：主要完成辅助箱与保护箱之间开入、出口回路间的转接。
2、简化配置图6-1-14 保护箱（二）插件布置图（后视图）2.1 交流变换插件（NJL-801/NJL-818）：将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有8 路电流通道、6 路电压通道（未用）。
2.2 交流变换插件（NJL-817/NJL-819）：将系统电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。
该插件共有15 路电流通道。
2.3 CPU 插件（NPU-804）：在单块PCB 板上完成数据采集、I/O、保护及控制功能等。
2.4 采保插件（NCB-801）：将由变换器来的弱电信号经过低通滤波后，由多路转换开关对信号进行选通，然后通过电压跟随器对信号进行处理，以提高其负载能力。
该插件还有+5V、-15V、+15V 及累加和自检功能。
此外通过运算放大器过零比较检测电路可实现基频测量。
能够完成80 路模拟信号采集，模拟量的输出幅值范围为-10V～+10V。
2.5 开入插件（NKR-810）：每个开入插件提供30 路开关量输入回路。
开入电源为直流220V 或110V；其正电源连接到开入节点，负电源接到31－32 端子。
2.6 出口插件（NCK-804/NCK-812）：主要提供16副（共8组，每组2副接点）的出口接点。
2.7 信号插件（NXH-808）：主要提供保护的信号接点，共三组信号接点，两瞬动一保持。
2.8 通讯插件（NTX-803）：提供的通讯接口有：一个就地打印口（RS232），两个GPS对时口（RS485、RS232），及与保护管理机通讯的LON网接口，与变电站自动化系统通讯的双通道接口（RS485，RS232,以太网口）。
另外，必要时端子04、05可作为码对时通讯口。
2.9 稳压电源插件（NDY-801）：直流逆变电源插件。
直流220 V 或110 V 电压输入经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压，即5 V、±15 V 及24 V。
电源插件具有失电告警功能。
四、母线保护的软件版本介绍1、WMH-800A/R1版属三相式，适用于各种接线方式，母线上允许连接元件数最大为23 个（含母联及分段元件）；2、WMH-800A/R2 版属三相式，专用于3/2 接线，母线上允许连接元件数最大为12 个；3、WMH-800A/R3 版属两相式，适用于各种接线方式，母线上允许连接元件数最大为32个（含母联及分段元件）；4、WMH-800A/R4是专用的电压闭锁装置，与母线差动保护或断路器失灵保护配合使用，满足母线保护出口回路有独立的电压闭锁硬接点的反措要求;5、WMH-800A/R5版属三相式，适用于各种接线方式，母线上允许连接元件数最大为23 个（含母联及分段元件），只有失灵保护.第二节WMH-800A/R1一、WMH-800A/R1概述1.WMH-800A/R1适用于750 kV 及以下各种电压等级、各种主接线方式的母线，作为发电厂、变电站母线的成套保护装置。
2.通过绘制主接线即可自动实现软件定义，自动获取母线接线结构、特殊元件定义等信息，使同一个版本的软件可以适用于所有常规主接线方式。
3.跳闸出口采用“启动＋保护动作”的方式，杜绝保护装置硬件故障引起的误动。
4.完善的自检功能4.1 A/D采样回路自检能避免A/D 采样出错导致的装置误动；4.2 开出回路自检可以准确检测任一路开出回路断线或开出击穿故障，发出告警并可靠闭锁保护；4.3 定值自检能够检测定值存储区出错、定值越限等；4.4 ＋5V、±15V电源自检功能，当电源电压不正常时，装置发告警信息，并闭锁保护；4.5 RAM自检，EOPROM自检。
5.硬件存储容量大可循环存储多达200 条保护事件报告记录和装置自检报告，100 条保护动作报告记录。
事件记录包括软、硬压板投退、开关量变位等。
装置自检报告包括硬件自检出错报警、装置长期启动。
6.灵活配置的通信功能有PC 调试口、就地打印口，两个以太网和两个485接口，GPS网络对时。
7.对时方式7.1 外部GPS 脉冲对时；7.2 RS485/RS232方式的串口对时；7.3 监控系统绝对时间的对时报文；7.4 B 码对时。
8.采用双CPU方式WMH-800A微机母线保护装置设有两套保护用计算机系统和一套人机接口计算机系统，CPU2完成启动（大差、失灵、母联等保护启动），CPU1完成出口（大差及各段母线小差、复合电压闭锁、失灵保护、母联保护等），双CPU模式可防止一块CPU意外故障而引起保护误出口。
其中，母联保护包括母联充电保护、过流保护和非全相保护。
此外，CPU1还具有母线运行方式的自动识别元件、TA断线闭锁元件、TA饱和检测元件、母联失灵及死区保护元件和TV断线判别元件等。
9.灵活的TA变比当某元件TA 变比大于10 倍基准变比时，装置发TA 变比异常告警，异常告警后闭锁母差保护。
对于TA变比不同时(二次额定电流相同)，差动保护电流计算及差动电流的显示均归算到了基准TA 的二次侧。
当遇到不同规格的TA混用遇到时，WMH-800A 母线保护装置内采用和该元件规格相对应的辅助变流器，在整定TA 变比时，该元件TA 二次额定值按其它TA二次额定值计算。
例如：某一路变比为1200/1，其它变比为1200/5、600/5 等，整定时，TA变比分别按：1200/5，1200/5，600/5等整定。
二、保护功能介绍1.保护功能配置1）比率制动差动保护（稳态量差动保护和突变量差动保护）；2）大差后备保护；3）母线保护复合电压闭锁；4）母联死区保护；5）母联失灵保护；6）母联充电保护；7）母联过流保护；8）母联非全相保护；9）断路器失灵保护；10）失灵保护复合电压闭锁；11）TA 异常告警；12）TA 断线闭锁及告警；13）TV 断线告警；14）母线运行方式自动识别。
2. 保护原理介绍2.1 差动保护2.1.1 比率差动保护母线差动保护为分相式比率制动差动保护，设置大差及各段母线小差。
大差由除母联外母线上所有元件构成，每段母线小差由每段母线上所有元件（包括母联）构成。
大差作为起动元件，用以区分母线区内外故障，小差为故障母线的选择元件。
大差、小差均采用具有比率制动特性的分相电流差动算法，其动作方程为：s d I I > (3-1)r d KI I > (3-2) 其中：∑==n j j d I I 1∑==nj j r I I 1式中d I 为差动电流；r I 为制动电流；K 为比率制动系数；S I 为差动电流定值；j I 为各回路电流。
