母差保护的组成,原理,保护范围

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1、母线保护的组成、原理及保护范围2017年02月24日制作人：蔡雅萍目录一、母线保护的重要性及分类二、母线保护的组成、原理三、母线保护的保护范围四、母差保护配置（故障举例）一、母线保护的重要性及分类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。如果母线保护误动，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。一、母线保护的重要性及分类——故障类型母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障1.随着短路电弧的移动，

2、故障往往发展为两相或三相接地短路2.一、母线保护的重要性及分类母线故障原因母线绝缘子和断路器套管因表面污秽而导致的闪络母线电压互感器及电流互感器发生故障断路器或隔离开关的支持绝缘子损坏由于运行人员的误操作，如带负荷拉刀闸造成弧光短路一、母线保护的重要性及分类母线保护的分类：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。二、母线保护的组成、原理2.1母线差动保护2.2母联充电保护2.

3、3母联失灵保护2.4母联死区保护2.5母联过流保护2.6母联非全相保护2.7其他断路器失灵保护保护2.1母线差动保护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。为了提高保护的可靠性，在保护中还设置有启动元件、复合电压闭锁元件、CT回路断线闭锁元件等。2.1母线差动保护TA极性的定义规定电流互感器正极性端的位置，是为了方便差流

4、的电流计算，电流互感器极性接反，会使差动保护误动作或者拒动，以下是对一些保护装置正极性端的规定：2.1母线差动保护母差保护回路构成▲差动回路是由一个母线大差动和各段母线小差动所组成的(母差由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。)▲大差动是指除母联开关和分段开关以外的母线上所有其余支路电流相量和所构成的差动回路；▲某段母线小差动是指与该段母线相连接的各支路电流相量和构成的差动回路，其中包括了与该段母线相关联的母联开关和分段开关；▲大差动判别是否有母线故障，小差动判别故障母线是哪一段。以上是双母线或单母线分段一相母差保护的逻辑

5、框图，母线差动保护逻辑回路中主要由三个分相差动元件构成，同时在保护中还设置有启动元件、复合电压闭锁元件、TA二次回路断线闭锁元件及TA饱和检测元件等。母差保护的简易逻辑回路2.1母线差动保护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。差动保护的动作方程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

6、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。此动作方程适用于深瑞BP—2C母线保护装置。复式比率制动能够更明确的区分区内和区外故障。因为它引入了复合的制动电流Ir-Id，一方面在外部故障时，Ir随着短路电流的增大而增大，Ir＞＞Id，能有效地防止差动保护误动。另一方面在内部故障时，Id－Ir≈0保护无制动量，使差动保护能不带制动量灵敏动作。这样既有区外故障时保护的高可靠性又有区内故障时保护的灵敏性。大差和小差接入大差元件的电流为I母、II母所有支路（

7、母联除外）的电流，目的是为了判断故障是否为母线区内故障；接入小差元件的电流为接入该段母线的所有支路的电流，目的是为了判断故障具体发生在哪一条母线上。以的双母接线图为例，规定母联CT正极性段在I母侧。大差小差的差动电流和制动电流如下：大差和小差当I母发生故障时，可以看出对于大差元件Id=Ir，因此大差元件动作，确定母线发生区内故障；其次，II母小差元件Id=0，I母小差元件Id=Ir，因此判断故障发生在I母。大差、小差元件同时动作，母差保护差动继电器才动作高值和低值为了保证母线分列运行时，母差保护的动作灵敏性，可以采取以下措施：a.解除大差元件当母联开关退出运行

8、时，通过辅助接点解除大差元件，只要小差