母线差动微机保护原理[1]

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1、动力公司水源中心变-1-动力公司水源中心变5母线差动微机保护原理1.前言本论文是结合水源中心变的一次系统简图和南京南瑞继保电气有限公司生产的RCS-915AB型微机母线保护装置进行分析和说明的，以实例进行分析和说明能形象的、更好的帮助我们说明和理解。RCS-915AB型微机母线保护装置所设的主要保护功能有7个：①母线差动保护；②母联充电保护；③母联死区保护；④母联失灵保护；⑤母联过流保护；⑥母联非全相保护；⑦断路器失灵保护。该保护装置的基础性且主要元件是分相式比率差动元件，以下简称差动元件，其中又分大差和小差元件，大差小差的动作情况是该保护装置保护功能

2、实现的基础，且是差动保护的核心元件之一，是本论文要论述的重点。对其主要元件大差小差进行详细了解，能帮助我们对其中的母线差动保护、母联死区保护和母联失灵保护等保护功能更好的理解。另外还有一重要元件TA饱和检测元件，是微机保护中另外一个很重要的元件，其理论研究及其抗饱和的措施有很多，本文不作论述。5.1差动元件的动作原理（1）差动回路⑴差动回路的构成元件：母线保护用电流互感器TA，大差元件，小差元件（即I母小差、II母小差）。TA的位置及其极性如图1所示：①TA安装位置在线路侧（主要是为了和线路的保护有重叠保护区）。②TA的极性：要求同名端在母线侧。③本文

3、母联TA的同名端在I段母线侧。说明：装置内部只认母线的物理位置，与编号无关，即编号只是人为规定的，应以实际物理位置为准。⑵差动回路的分类：①大差：指母联开关或分段开关外，所有支路电流构成的差动回路。②I母小差：指I母上所连接的所有支路（包括母联开关或分段开关）。③II母小差：指II母上所连接的所有支路（包括母联开关或分段开关）。⑶差动回路的作用：①大差：用以判别故障是区内故障，还是区外故障。②I母小差：是故障母线的选择元件。故障点在I母上，则I母小差动作。③II母小差：同I母小差，是故障母线的选择元件。故障点在II母上，则II母小差动作。5.2大差小差

4、的动作原理图1是水源中心变一次系统简图，其中两条进线为：水源中心变1#线、水源中心变2#线。两条出线取了十区1#线、十区2#线。图1标出了正常运行时的一次电流方向，同时依据电流互感器的极性和位置都已安装确定，得出并标出了其二次电流方向。说明：增加的4处短路故障点，只是为了在讨论4种故障时，说明一下其故障点的位置而已，图1标出的电流流向是正常运行时的。为便于分析，作以下规定：①大小差采用的是分相式比率差动元件，，电流均以一相分析。②母联断路器处于投运状态，正常运行时假设其电流流向如图1所示。③为便于说明,一次电流用大写字母表示，其对应的二次电流用小写字母

5、表示。④电流的大小和方向的表示：流入元件的电流用正号表示，流出元件的电流用负号表示。电流的大小用字母表示。即字母只代表电流的大小，正负号只代表电流的方向，这点很重要，否则不容易理解。-8-动力公司水源中心变说明：由于是微机保护，它的一个很重要的优点就是，把从电流互感器采样过来的数值，存储到微机的专门的数据区，谁要用，谁就可以到指定的数据区去取，实现了一个电气数据量的共享。还一个优点就是，可以对数据进行处理。电流互感器的变比不等，可以通过软件整定其调节系数，来达到一次、二次电流的大小对应关系。图1为了更好的说明问题，采用的是大家比较直观和熟悉的原始的电路

6、图的表示，实质上电流的方向流入流出在微机里就是用正负表示。⑴正常运行时①大差其一次电流简图如图2所示（假设正常运行时母联电流方向如图2所示），正常运行时，其一次电流是平衡的，即：I1+I3=I2+I4则其二次电流的大小：i1+i3=i2+i4（见正常运行时的图1接线，附在后面）。说明：一次电流的关系式，与二次电流的关系式，总是对应的，这是因为已经按实际接线规定好了同名端，以此使得二次电流与一次电流的关系式相对应。以后一次电流按其关系式变化，二次电流也即按对应关系式变化。流入大差的二次电流：x=i2+i4-i1-i3=0。所以大差不动作。②I母小差其一次

7、电流简图如图2所示，正常运行时，其一次电流是平衡的，即：I1=I2+I0则其二次电流的大小：i1=i2+i0。流入I母小差的二次电流：x1=i2+i0-i1=0。所以I母小差不动作。③II母小差其一次电流简图如图2所示，正常运行时，其一次电流是平衡的，即：I3+I0=I4则其二次电流的大小：i3+i0=i4。流入II母小差的二次电流：x2=i4-i3-i0=0。所以II母小差也不动作。-8-动力公司水源中心变⑵当I母发生故障时，如图4所示1K处发生短路故障时①大差其一次电流简图如图3所示，I2与I4的方向发生改变，则其二次电流i2与i4的电流方向也发生

8、了改变。流入大差的二次电流：x=-i2-i4-i1-i3=-（i1+i2+i3+i4）≠0，是