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1、会计学1母线母线(mxin)保护大唐保护大唐第一页，共42页。引起引起引起引起(y(y nqnq)母线故障的原因母线故障的原因母线故障的原因母线故障的原因n n母线故障大多是单相接地短路和由其引起的相间短路。n n造成(zo chn)短路的主要原因有：n n母线绝缘子、断路器套管以及电压、电流互感器、避雷器等的套管和支持绝缘子的闪络或损坏；n n运行人员的误操作，如带地线误合闸或带负荷拉开隔离开关产生电弧等。第1页/共42页第二页，共42页。母线母线(mxin)保护的方式保护的方式n n母线保护的方式(fngsh)主要:n n1利用供电元件的保护装置保护母线n n2装设专用的母线保护第2页/共
2、42页第三页，共42页。n n（1）发电厂采用单母线接线，若接于母线的线路对侧没有(mi yu)电源；利用发电机的过电流保护切除母线故障1 1利用利用利用利用(lyng)(lyng)供电元件的保护装置保护母线供电元件的保护装置保护母线供电元件的保护装置保护母线供电元件的保护装置保护母线第3页/共42页第四页，共42页。n n（2 2）降压变电所）降压变电所:其低其低压侧的母线正常时分裂压侧的母线正常时分裂运行运行(ynxng)(ynxng)，若接于，若接于低压侧母线上的线路为低压侧母线上的线路为馈电线路；馈电线路；利用变压器的过电流保护切除低压母线故障1 1利用供电利用供电利用供电利用供电(n
3、n din)din)元件的保护装置保护母线元件的保护装置保护母线元件的保护装置保护母线元件的保护装置保护母线第4页/共42页第五页，共42页。1 1利用供电元件的保护利用供电元件的保护利用供电元件的保护利用供电元件的保护(b(b oh)oh)装置保护装置保护装置保护装置保护(b(b oh)oh)母线母线母线母线（3）双侧电源(dinyun)网络（或环形网络）上利用电源侧的保护切除低压母线故障第5页/共42页第六页，共42页。1 1利用供电元件的保护利用供电元件的保护利用供电元件的保护利用供电元件的保护(b(b oh)oh)装置保护装置保护装置保护装置保护(b(b oh)oh)母线的特点：母线的
4、特点：母线的特点：母线的特点：n n简单、经济；但故障切除时间(shjin)太长，一般在（0.51.1）s以上；n n当双母线发生故障时，无选择性。第6页/共42页第七页，共42页。2 2装设装设装设装设(zhun(zhun sh)sh)专用的母线保护专用的母线保护专用的母线保护专用的母线保护n n（1 1）220500kV220500kV母线，应装设能快速而有选择地切除故障的母线保护。对母线，应装设能快速而有选择地切除故障的母线保护。对3 32 2断路断路器接线，每组母线宜装设两套母线保护；器接线，每组母线宜装设两套母线保护；n n（2 2）110kV110kV双母线；双母线；n n（3 3
5、）110kV110kV单母线、重要发电厂或单母线、重要发电厂或110kV110kV以上重要变电所的以上重要变电所的353566kV66kV母线，按电力系母线，按电力系统稳定和保证母线电压的要求需快速切除故障母线时；统稳定和保证母线电压的要求需快速切除故障母线时；n n（4 4）在）在353566kV66kV电网中，对主要变电所的电网中，对主要变电所的353566kV66kV双母线或分段单母线需快速而有双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一组或一段母线上的故障，以保证系统安全稳定运行选择地切除一组或一段母线上的故障，以保证系统安全稳定运行(ynxng)(ynxng)和可靠供和可靠供电时。电时。
6、第7页/共42页第八页，共42页。对母线保护对母线保护对母线保护对母线保护(b(b oh)oh)的要求是：的要求是：的要求是：的要求是：n n（1 1）必须快速有选择地切除故障母线；）必须快速有选择地切除故障母线；n n（2 2）应能可靠、方便地适应母线运行方式）应能可靠、方便地适应母线运行方式(fngsh)(fngsh)的变化；的变化；n n（3 3）接线尽量简化；）接线尽量简化；n n（4 4）对于中性点直接接地系统为反应相间短路和单相接地短路，）对于中性点直接接地系统为反应相间短路和单相接地短路，须采用三相式接线；对于中性点非直接接地系统，只需反应相须采用三相式接线；对于中性点非直接接地
7、系统，只需反应相间短路，可采用两相式接线。间短路，可采用两相式接线。第8页/共42页第九页，共42页。10.2 10.2 母线保护常见母线保护常见母线保护常见母线保护常见(chn(chn jin)jin)的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理n n母线(mxin)保护的基本原理n n单母线(mxin)保护 n n双母线(mxin)保护n n断路器的母线(mxin)保护第9页/共42页第十页，共42页。母线母线母线母线(m(m xin)xin)保护的基本原理保护的基本原理保护的基本原理保护的基本原理n n1电流差动方式(fngsh)n n1）正常运行及外部故障时，流入母线的电流和流出母线的电流
8、相等；n n2）在内部故障时，流入故障母线上的短路电流应为n个电源提供的短路电流之和；即流入差动元件的电流为第10页/共42页第十一页，共42页。母线母线母线母线(m(m xin)xin)保护的基本原理保护的基本原理保护的基本原理保护的基本原理n n2电流相位比较式n n1）正常运行及外部故障时，有流入电流就有流出电流。总有一个或数个元件(yunjin)电流与其他元件(yunjin)电流方向相反，即相位差为1800；n n2）内部故障时，所有电流都流向故障点，其他电流相位相同，即相差为00。第11页/共42页第十二页，共42页。母线母线母线母线(m(m xin)xin)保护的基本原理保护的基本
9、原理保护的基本原理保护的基本原理n n根据上述分析n n母线保护可以(ky)按电流差动公式和电流相位比较式构成；n n要求：n n对于中性点直接接地系统母线保护采用三相式接线，对于中性点非直接接地系统母线保护一般采用两相式接线。第12页/共42页第十三页，共42页。完全电流母线完全电流母线完全电流母线完全电流母线(m(m xin)xin)差动保护：（差动保护：（差动保护：（差动保护：（1 1）保护原）保护原）保护原）保护原理理理理第13页/共42页第十四页，共42页。单母线单母线(mxin)保护保护 n n1完全电流母线差动保护n n（1）保护原理n n保护由装设于所有母线连接的元件引出线上的
10、电流互感器和差动继电器构成。为了保证正常运行及外部故障时流入差动继电器中的电流最小，应采用变比为 K 及特性(txng)相同的电流互感器。第14页/共42页第十五页，共42页。单母线单母线(mxin)保护保护 n n1 1完全电流母线差动保护完全电流母线差动保护n n（2 2）保护原理）保护原理n n正正常常(zhngchng)(zhngchng)运运行行及及外外部部故故障障时时，流流入入和和流流出出母母线线的的一一次次电电流之和等于零，即流之和等于零，即:n n同时，考虑到互感器的误差，二次侧流入差动继电器中的电流为同时，考虑到互感器的误差，二次侧流入差动继电器中的电流为 n n 称为不平衡
11、电流，比较小。称为不平衡电流，比较小。第15页/共42页第十六页，共42页。单母线单母线(mxin)保护保护 n n1完全电流母线差动保护n n（3）保护原理n n母线故障时，所有电源元件都将向短路点提供电流，此时流入差动继电器中的电流为:n n此电流数值(shz)很大，足以使差动继电器动作于跳闸，跳开QF1QF3。第16页/共42页第十七页，共42页。n n1完全电流母线差动保护n n（2）保护的整定n n躲外部短路可能产生的最大不平衡电流 n n防止在正常运行时，电流互感器二次回路断线(dun xin)引起保护装置误动 n n动作电流应取两者中较大者为定值 单母线单母线(mxin)保护保护
12、第17页/共42页第十八页，共42页。n n1完全电流母线差动保护n n减小外部短路时不平衡电流对母线差动保护的影响的方法：（1）采用速饱和变流器;（2）在差动回路中串联接入强制电阻;（3）采用带制动特性的差动保护。n n适用范围:n n 35kV及以上(yshng)单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况，母线故障时，所有联于母线上的设备都要跳闸。单母线单母线(mxin)保护保护第18页/共42页第十九页，共42页。双母线双母线(mxin)保护保护n n双母线对母线保护的要求：n n（1）判断(pndun)母线故障n n（2）判断(pndun)故障母线n n双母线保护的常见方式n n1双母线
13、的完全电流差动保护n n2双母线的母联相位比较式的母线保护第19页/共42页第二十页，共42页。双母线双母线(mxin)保护保护n n1双母线的完全电流差动保护n n（1）母线大差动保护：、n n主要用于判别是否为母线故障，其保护范围(fnwi)为所有母线。n n（2）母线小差动保护：n n主要用于判别故障母线，其保护范围(fnwi)为本段母线。n n双母线保护的大、小差动保护元件一般均采用比率制动式差动保护原理 第20页/共42页第二十一页，共42页。双母线双母线(mxin)保护保护n n1双母线的完全电流(dinli)差动保护双母线完全差动保护逻辑框图双母线大、小差动保护的保护范围第21页
14、/共42页第二十二页，共42页。双母线双母线(mxin)保护保护n n2双母线的母联相位比较式的母线保护n n（1）原理n n母联电流相位比较的母线保护的实质是根据母线故障(gzhng)时，随故障(gzhng)点位置的变化，母联电流相位差为1800的特点而实现的。母联电流相位比较时母线保护的原理接线图第22页/共42页第二十三页，共42页。特点特点特点特点(tdi(tdi n):n):工作原理是基于相位的比较，与幅值无关，不需工作原理是基于相位的比较，与幅值无关，不需考虑不平衡电流的问题，提高了保护的灵敏度；考虑不平衡电流的问题，提高了保护的灵敏度；对母线对母线(m(m xin)xin)连接元
15、件的电流互感器的型号及连接元件的电流互感器的型号及变比无特殊要求，提高了母线变比无特殊要求，提高了母线(m(m xin)xin)保护应用的保护应用的灵活性；灵活性；当双母线当双母线(m(m xin)xin)分开运行时，保护将失去选择分开运行时，保护将失去选择故障母线故障母线(m(m xin)xin)的能力；的能力；3 32 2断路器的母线断路器的母线(m(m xin)xin)短路时短路电流分布情况短路时短路电流分布情况当双母线当双母线(m(m xin)xin)发生先后故障时，现故障母线发生先后故障时，现故障母线(m(m xin)xin)将母联断路器断开后，无法切除第二条母将母联断路器断开后，无
16、法切除第二条母线线(m(m xin)xin)的故障。的故障。第23页/共42页第二十四页，共42页。断路器的母线断路器的母线断路器的母线断路器的母线(m(m xin)xin)保护保护保护保护在一组母线短路时，有分流作用，故障母线可能有流出的电流(dinli)对于3/2断路器接线母线保护，要求它的可信赖性(不拒动)比安全性(不误动)更高。通常采用采用带比率制动式电流(dinli)差动母线保护、保护双重化 32断路器的母线短路时短路电流分布情况第24页/共42页第二十五页，共42页。10.3 10.3 母线差动保护的特殊母线差动保护的特殊母线差动保护的特殊母线差动保护的特殊(tsh)(tsh)问题
17、及其对策问题及其对策问题及其对策问题及其对策n n母线保护的启动n n电流互感器饱和识别(shbi)n n双母线运行方式识别(shbi)n n母线死区故障保护n n母线充电保护第25页/共42页第二十六页，共42页。母线保护母线保护(boh)的启动的启动n n1 1母线电压突变量启动母线电压突变量启动n n2 2支路电流突变量启动支路电流突变量启动n n3 3大差动越限启动大差动越限启动n n复合电压闭锁元件：为了防止差动继电器误动作、复合电压闭锁元件：为了防止差动继电器误动作、TATA断线断线(dun xin)(dun xin)或误碰出口中间继电器引起的保护误动或误碰出口中间继电器引起的保护
18、误动 母线保护启动元件程序逻辑框图复合电压闭锁元件逻辑第26页/共42页第二十七页，共42页。电流电流电流电流(dinli)(dinli)互感器饱和识别互感器饱和识别互感器饱和识别互感器饱和识别n n作用：n n防止母线保护(boh)在母线发生区外故障时，由于电流互感器严重饱和引起母线保护(boh)的误动作。n n要求：n n在母线区外故障时可靠闭锁保护(boh)；n n母线区外故障转区内故障时保证快速开放保护(boh)。第27页/共42页第二十八页，共42页。电流电流电流电流(dinli)(dinli)互感器饱和识别互感器饱和识别互感器饱和识别互感器饱和识别n n微机型母线差动保护中常采用的
19、抗饱和有措施 n n1采用具有比率制动特性的母线差动保护n n2TA线性区母线差动保护n n3TA饱和的同步(tngb)识别法第28页/共42页第二十九页，共42页。双母线运行双母线运行双母线运行双母线运行(ynxng)(ynxng)方式识别方式识别方式识别方式识别n n1运行(ynxng)方式识别双母线运行示意图第29页/共42页第三十页，共42页。双母线运行方式双母线运行方式双母线运行方式双母线运行方式(fngsh)(fngsh)识别识别识别识别n n2差动电流和制动(zh dn)电流的计算n n差动电流为:n n制动(zh dn)电流为:n n计算大差动时第30页/共42页第三十一页，共
20、42页。母线母线(mxin)死区故障保护死区故障保护n n1 1母线死区故障母线死区故障(gzhng)(gzhng)的含义的含义n n母线死区故障母线死区故障(gzhng)(gzhng)是指当母是指当母联断路器一侧装设联断路器一侧装设TATA时，若时，若k k点点发生故障发生故障(gzhng)(gzhng)，II II母差动保母差动保护将误判为外部故障护将误判为外部故障(gzhng)(gzhng)，I I母差动保护判为内部故障母差动保护判为内部故障(gzhng)(gzhng)，保护动作；但此时故，保护动作；但此时故障障(gzhng)(gzhng)依然存在。此依然存在。此k k点故障点故障(gz
21、hng)(gzhng)就称为就称为II II母差动保护的母差动保护的死区故障死区故障(gzhng)(gzhng)。n n2 2保护原理保护原理第31页/共42页第三十二页，共42页。母线母线(mxin)充电保护充电保护n n母线充电母线充电(chng din)(chng din)保护实质：在保护实质：在母联断路器或分段断路器上设置相母联断路器或分段断路器上设置相电流或零序电流保护电流或零序电流保护n n母线充电母线充电(chng din)(chng din)保护只在母线保护只在母线充电充电(chng din)(chng din)时投入，同时闭锁时投入，同时闭锁差动保护，当充电差动保护，当充电(
22、chng din)(chng din)良好良好后，应及时停用，将母差保护正常后，应及时停用，将母差保护正常投入。投入。母线充电保护逻辑框图第32页/共42页第三十三页，共42页。10.4 断路器失灵(shlng)保护n n一、含义：一、含义：n n指当保护跳断路器的跳闸脉冲已经发出而断路器却没有跳开（拒绝跳闸）时，用以较短的延时跳开同指当保护跳断路器的跳闸脉冲已经发出而断路器却没有跳开（拒绝跳闸）时，用以较短的延时跳开同一母线上的其他元件，以尽快将故障从电力系统隔离一母线上的其他元件，以尽快将故障从电力系统隔离(gl)(gl)的一种紧急处理办法。的一种紧急处理办法。n n二、动作条件二、动作条
23、件 n n（1 1）跳闸脉冲已经发出。）跳闸脉冲已经发出。n n（2 2）断路器却没有跳开。）断路器却没有跳开。n n（3 3）经延时故障依然存在，可用电流或母线电压来确定。）经延时故障依然存在，可用电流或母线电压来确定。第33页/共42页第三十四页，共42页。10.4 断路器失灵(shlng)保护n n一、含义：一、含义：n n指当保护跳断路器的跳闸脉冲已经发出指当保护跳断路器的跳闸脉冲已经发出(fch)(fch)而断路器却没有跳开（拒绝跳闸）时，而断路器却没有跳开（拒绝跳闸）时，用以较短的延时跳开同一母线上的其他元件，以尽快将故障从电力系统隔离的一种用以较短的延时跳开同一母线上的其他元件，
24、以尽快将故障从电力系统隔离的一种紧急处理办法。紧急处理办法。n n二、动作条件二、动作条件 n n（1 1）跳闸脉冲已经发出）跳闸脉冲已经发出(fch)(fch)。n n（2 2）断路器却没有跳开。）断路器却没有跳开。n n（3 3）经延时故障依然存在，可用电流或母线电压来确定。）经延时故障依然存在，可用电流或母线电压来确定。第34页/共42页第三十五页，共42页。断路器失灵断路器失灵(shlng)保护保护 三、动作原理图：断路器失灵保护是一种后备保护。在同一发电厂或变电所内，当断路器拒绝动作时，它能够以较短时限，切除与拒动断路器连接在同一母线上得所有有电源(dinyun)支路得断路器，使停电
25、范围限制到最小的程度。第35页/共42页第三十六页，共42页。3.3.装设装设(zhun(zhun sh)sh)断路器失灵保护的条件断路器失灵保护的条件n n（1 1）线路保护）线路保护(b(b oh)oh)采用近后备方式且断路器确有可能发生采用近后备方式且断路器确有可能发生拒动时；对于拒动时；对于220220500kV500kV分相操作得断路器，可只考虑断路器分相操作得断路器，可只考虑断路器单相拒绝动作得情况。单相拒绝动作得情况。n n（2 2）线路保护）线路保护(b(b oh)oh)采用远后备方式且断路器确有可能发生采用远后备方式且断路器确有可能发生拒动时。如果由其它线路或变压器得后备保护
26、拒动时。如果由其它线路或变压器得后备保护(b(b oh)oh)切除故切除故障，将扩大停电范围并引起严重后果时。障，将扩大停电范围并引起严重后果时。n n（3 3）如断路器和电流互感器之间距离较长，在其间发生故障）如断路器和电流互感器之间距离较长，在其间发生故障不能由该回路主保护不能由该回路主保护(b(b oh)oh)切除，而由其它线路和变压器后切除，而由其它线路和变压器后备保护备保护(b(b oh)oh)切除又将扩大停电范围并引起严重后果时。切除又将扩大停电范围并引起严重后果时。第36页/共42页第三十七页，共42页。4.动作(dngzu)原理 n n当d处发生(fshng)故障的时候，5QF
27、的保护装置动作后，若5QF拒动，而且低电压元件U动作，则“与”门开放，经延时t跳开2QF、3QF。第37页/共42页第三十八页，共42页。5.各元件(yunjin)作用 n n（1）起动元件：由该组母线上所有引出线（2QF、3QF、5QF）的保护装置出口(ch ku)继电器构成。其作用是在发生断路器失灵时启动断路器失灵保护。n n（2）低电压元件U：辅助判别元件，其作用是判断故障是否已消除。n n（3）延时元件t：鉴别是短路故障还是断路器失灵。第38页/共42页第三十九页，共42页。6.断路器失灵保护的动作(dngzu)条件 n n（1）故障引出线的保护装置出口继电器动作后不返回；n n（2）在保护范围内故障仍然存在故障。当母线上引出线较多时，鉴别元件采用(ciyng)检查母线电压的低电压元件；当母线上引出线较少时，鉴别元件采用(ciyng)检查故障电流的电流元件。第39页/共42页第四十页，共42页。7.7.低电压元件动作低电压元件动作(dngzu)(dngzu)电压整定电压整定 n n按最大运行方式下线路末端短路时，有足够的灵敏度来整定。n n8.延时元件的动作时间 躲过断路器跳闸时间和保护返回时间之和。不需要(xyo)与其它保护的时限配合。第40页/共42页第四十一页，共42页。第41页/共42页第四十二页，共42页。