母差保护基本原理

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1、母差及失灵保护介绍母线故障是最严重的电气故障之一，因为它与各个电气元件相联。母线保护装置是正确迅速切除母线故障的重要手段，它的拒动或误动将给电力系统带来严重危害。我国电网中使用的母线保护类型较多，从元器件构成上大致可分为整流型、集成电路型和微机型。第一节　母线保护的基本原则1、在正常运行以及母线范围以外故障时，母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等。用等式表示就是：　　　　　　∑Ⅰ＝0；2、当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都向故障点提供电流，而所有供电给负荷的连接元件中电流都等于零。因此，　　　∑Ⅰ＝Ⅰf(短路点的总电流)3、从电流相位上看，正常运行或外部故障时，至少有

2、一个元件的电流与其他元件电流相位相反。而内部故障时，除电流等于零的元件外，其他元件中的电流则是同相位的。第二节　母线的电流差动保护分类1、母线完全差动保护：差动继电器定值按下列条件计算：在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的电流互感器,按同名相、同极性连接到差动回路。（1）躲开外部短路时产生的不平衡电流；（2）躲开母线连接元件中，最大负荷支路的最大负荷电流，以防止电流二次回路断线时误动。第二节　母线的电流差动保护分类2、母线不完全差动保护：只将连接于母线的各有电源元件上的TA接入差动回路，无电源元件（电抗器或变压器）的TA不接入差动回路。这种方式下，正常运行时差动继电器内流有电流，大

3、小为所有有电源元件提供的负荷电流。因此，其定值采用分段处理。母线完全差动保护原理图CB1CB2CB3TA1TA2TA3差动继电器不完全差动保护原理图CB1CB2CB3TA1TA2TA3差动继电器第三节　双母线同时运行时的母线保护在发电厂及重要变电站的高压母线上，一般采取双母线同时运行（母联开关投入）的方式，每组母线连接部分（大约1/2）负荷和电源元件。当一条母线故障时，将只影响到一半的负荷。此时，必须要求母线保护具有故障选择能力。根据实现方法不同，分为·固定连接方式的母线完全电流差动保护·母联电流相位比较式母线差动保护一、固定连接方式的母线完全电流差动保护双母线同时运行方式，按照一定要求，将

4、引出线和有电源的支路　　连接于两条母线上。这种母线的完全差动保护称为固定连接方式的母线完全差动保护。固定优点：1、接线简单，调试方便，运行人员容易掌握；2、元件固定时，有很好的选择性。3、母联断开后，仍有选择能力，母线先后故障，也能可靠动作。固定连接方式的母线完全电流差动保护原理图一、固定连接方式的母线完全差动保护缺点：1、固定连接破坏时，无选择能力，将切除两条母线。2、因要躲外部故障时的最大不平衡电流，灵敏度较低。3、由于采用了速饱和变流器，动作时间较慢，不能快速切除故障。二、母联电流相位比较式母线差动保护这种保护是在具有固定连接元件的母线电流差动保护的基础上改进而来的。它利用比较母联开关

5、中的电流与总的差电流的相位作为故障母线的选择元件。当一母故障时，故障电流从二母通过母联流向一母。当二母故障时，故障电流从一母通过母联流向二母。而总差流是反映母线故障的，相位不变，因此，只要母联有电流流过，选择元件就能正确动作。二、母联电流相位比较式母线差动保护优点：不要求元件固定连接于母线，可大大提高母线运行方式的灵活性。缺点：1、正常运行时母联必须投入运行；2、如果母联拒动，将造成非故障母线通过母联向故障母线提供短路电流，故障不能切除；3、如果在母联开关和母联TA之间故障，将会切除非故障母线，而故障母线不能切除。4、双母相继故障时，只能切除先发生故障的母线，后故障母线因母联断开，不能切除。

6、三、电流相位比较式母线保护无论是电流差动母线保护还是比较母联断路器的电流相位与总差动电流相位的母线保护，其启动元件必须躲开外部故障时的最大不平衡电流。当不平衡电流过大，装置的灵敏度就不能满足要求。因此，出现了电流相位比较式母线保护。电流相位比较式母线保护是根据母线在内部故障和外部故障时个连接元件电流相位的变化来实现的。三、电流相位比较式母线保护1、外部故障时，I1和I2流入母线，I3流出母线，流入和流出大小相等，方向相反。2、内部故障时，I1和I2、I3均流向母线。如果电源的电动势同相，三支路短路阻抗角相同，则三电流同相，相角差0°。因此，可用比相元件来判断是否母线故障。由于它只反应电流间相

7、位，因此具有较高的灵敏度。I1F1外部短路F2内部短路I2I3I1I2I3三、电流比相式保护在双母线上的应用电流比相式保护应用在双母线上时，应在每组母线上装设一套电流比相式保护。此时要通过切换装置使保护装置二次回路与一次方式对应，以保证选择性，同时也能克服元件固定连接时母线差动保护的缺点。中间变流器切换装置一母比相器二母比相器I1电流比相式保护的缺点：当两条母线所接电源严重不平衡时，大电源所在母线内部故障，小