电力系统继电保护原理-母线保护

第九章母线保护《继电保护和安全自动装置技术规程》规定一、非专门母线保护对于发电厂和主要变电所的3～10kV分段母线及并列运行的双母线，一般可由发电机和变压器的后备保护实现对母线的保护。

二、在下列情况下，应装设专用母线保护1.35～66kV电力网中，主要变电所的35～66kV双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一段或一组母线上故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电时。

2.110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所的35～66kV母线，按ll0kV线路和220kV 线路要求：ll0kV线路采用远后备方式、220kV线路采用近后备方式，需要快速切除母线上的故障时。

3.对220～500kV母线，应装设能快速有选择地切除故障的母线保护。

对1个半断路器接线，每组母线宜装设两套母线保护。

4.须快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证发电厂及电力网安全运行和重要负荷的可靠供电时。

5.当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。

三、专用母线保护应考虑以下问题1.对于双母线并联运行的发电厂或变电所，当线路保护在某些情况下可能失去选择性时，母线保护应保证先跳开母联断路器，但不能影响系统稳定运行。

2.为防止误动作，应增设简单可靠的闭锁装置(1个半断路器接线的母线保护除外)。

3.母线保护动作后，(1个半断路器接线除外)对不带分支的线路，应采取措施，促使对侧全线速动保护跳闸。

4.应采取措施，减少外部短路产生的不平衡电流的影响，并装设电流回路的断线闭锁装置。

5.在一组母线或某一段母线充电合闸时，应能快速而有选择地断开有故障的母线。

在母线倒闸操作时，必须快速切除母线上的故障；同时又能保证外部故障时不误动作。

6.双母线情况下，母线保护动作时，应闭锁可能误动的横联保护。

7.当实现母线自动重合闸时，必要时应装设灵敏元件。

8.对构成环路的各类母线方式(如1个半断路器方式和双母线双分段方式等)，当母线短路，该母线上所接元件的电流可能自母线流出时，母线保护不应因此而拒动。

动作电流Idz.J：能使继电器刚好动作的最小电流值。
返回过程：
IJ↓≈< Idz.J时，由于剩余力矩ΔM 的存在，暂时还不能返回； IJ↓↓→Mdc↓→ Mdc≈< Mth-Mm →舌片开始返回 ┌ Mdc↓↓┐ 返回过程中：δ↑→│ │→舌片加速返回 └ Mth ↓ ┘
返回终止时出现剩余力矩：ΔM ’= Mth- Mdc
即要求：IIIIdz.1 > IIIIdz.2 > IIIIdz.3 > …
(单侧电源辐射网，此条件自然满足)
五、阶段式电流保护的应用及评价
(1) 电流I段：由动作电流的整定来保证动作选择性，按躲 开某点的短路电流整定，动作迅速（无时限），但不能保 护本线路全长，作为主保护的一部分。 (2) 电流II段：由动作电流整定与时限配合来保证动作选 择性，动作电流按躲开某点的短路电流整定，能保护本线 路全长，动作时限较小，作为主保护的另一部分（电流I段 的补充）
① 串联线路上两点接地时： 三相星形接线能保证只切除 后一接地点 两相星形接线只能联线路上两点接地时： 三相星形接线：若保护1，2时限相同， 则两接地点将同时被切除，扩大了 停电范围。 两相星形接线：即使保护1，2时限相同 （例如皆由I段动作，或皆由II段动 作），也能保证有2/3的机会只切除 任一条线路。 (3)作为Y/接线变压器后面短路的远后备保护的接线方式 Y/-11接线T：正序： 侧超前Y侧30° 负序： 侧落后Y侧30° 现以Y/-11接线的降压变压器为例：
以A-B线路为例：
规定电流正方向：保护处母线→被保护线路 规定电压正方向：母线高于中性点
1、外部d1点短路时：
(包括正常运行时)
( ) I d 1. B () I

∴两相星形的Klm比三相星形降低一半 提高两相星形接线Klm的方法：在两
相星形的中线上再接一个继电器3LJ.
∵两相短路时有：I AI BI C0 ∴3LJ中的电流:
I3 L J |(I A I C )/n T| A IB /n TA
∴ I3LJ反映了IB Klm↑
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3、两种接线方式的应用 (1)三相星形：接线复杂，不经济，但可提高保护动作的
d3点短路：6动作：有选择性； 5动作：无选择性 如果6拒动，5再动作：有选择性(5作为6的远后备保护)
d1点短路：1、2动作：有选择性； 3、4动作：无选择性 后备保护（本元件主保护拒动时）：
(1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.
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二、速动性：故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户 在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽 量地快速切除故障。 (快速保护:几个工频周期，微机保护：30ms以下)
由23： Zs.E mxa x /xz1 3 lmin KkI ZE s.m x x /i nz31L 可求 lm i得 n(2 3： Z s.m K k iIn z1LZ s.m)a/x z1
校验保护范围：（ min/ L）·100% 15% ～ 20%
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2、电流速断保护的评价 优点：动作迅速(主要优点),简单可靠。 缺点：不能保护本线路全长（主要缺点）， 直接受系统运行方式的影响， 受线路长度的影响。
① 串联线路上两点接地时： 三相星形接线能保证只切除
后一接地点 两相星形接线只能保证2/3的
机会切除后一接地点
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② 并联线路上两点接地时： 三相星形接线：若保护1，2时限相同，
则两接地点将同时被切除，扩大了 停电范围。 两相星形接线：即使保护1，2时限相同 （例如皆由I段动作，或皆由II段动 作），也能保证有2/3的机会只切除 任一条线路。 (3)作为Y/接线变压器后面短路的远后备保护的接线方式 Y/-11接线T：正序： 侧超前Y侧30°

母线保护及失灵保护辛伟母线保护：母线是发电厂和变电站重要组成部分之一。

母线又称汇流排，是汇集电能及分配电能的重要设备。

运行实践表明：在众多的连接元件中，由于绝缘子的老化，污秽引起的闪路接地故障和雷击造成的短路故障次数甚多。

另外，运行人员带地线合刀闸造成的母线短路故障，也有发生。

母线的故障类型主要有单相接地故障，两相接地短路故障及三相短路故障。

两相短路故障的几率较少。

当发电厂和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及破坏系统的稳定性，从而造成全厂或全变电站大停电，乃至全电力系统瓦解。

因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速检测出母线故障所在并及时有选择性的切除故障是非常必要的。

对母线保护的要求：与其他主设备保护相比，对母线保护的要求更苛刻。

（1）高度的安全性和可靠性母线保护的拒动及误动将造成严重的后果。

母线保护误动将造成大面积停电；母线保护的拒动更为严重，可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。

（2）选择性强、动作速度快母线保护不但要能很好地区分区内故障和外部故障，还要确定哪条或哪段母线故障。

由于母线影响到系统的稳定性，尽早发现并切除故障尤为重要。

母差保护的分类：母线差动保护按母线各元件的电流互感器接线不同可分为母线不完全差动保护和母线完全差动保护；母线不完全差动保护只需将连接于母线的各有电源元件上的电流互感器接入差动回路，在无电源元件上的电流互感器不接入差动回路。

母线完全差动保护是将母线上所有的各连接元件的电流互感器连接到差动回路。

母线完全差动保护又包括固定连接方式母差保护、电流相位比较式母差保护、比率制动式母差保护（阻抗母线差动保护）、带速饱和电流互感器的电流式母线保护等。

莲花厂的WMH-800微机型母线保护装置为比率制动式母差保护。

固定连接系指一次元件的运行方式下二次回路结线固定，且一一对应。

双母线同时运行方式,按照一定的要求,将引出线和有电源的支路分配固定连接于两条母线上,这种母线称为固定连接母线。