母线保护及失灵保护

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。这种母线的差动保护称为固定连接方式的母线完全差动保护。

对它的要求是一母线故障时,只切除接于该母线的元件,另一母线可以继续运行,即母线差动保护有选择故障母线的能力。当运行的双母线的固定连接方式被破坏时,该保护将无选择故障母线的能力,而将双母线上所有连接的元件切除。

母联电流相位比较式母线差动保护主要是在母联开关上使用比较两电流相量的方向元件，引入的一个电流量是母线上各连接元件电流的相量和即差电流,引入的另一个电流量是流过母联开关的电流。在正常运行和区外短路时差电流很小，方向元件不动作；当母线故障不仅差电流很大且母联开关的故障电流由非故障母线流向故障母线，具有方向性，因此方向元件动作且具有选择故障母线的能力。

集成电路型母线保护根据差动回路中阻抗的大小，可分为低阻抗型母线保护(一般为几欧姆)，中阻抗型母线保护(一般为几百欧姆)，高阻抗型母线保护(一般为几千欧姆)。

低阻抗型母线保护（一般为几欧姆）：低阻抗母线差动保护装置比较简单，一般采用久

经考验的判据，系统的监视较为简单。但低阻抗母线差动保护不适用于高压母线，因为在母线外部故障使CT饱和时，母线差动继电器中会出现较大的不平衡电流，可能使母差保护误动作，所以该的可靠性不能得到很好的满足。

高阻抗型母线保护（一般为几千欧姆）：高阻抗母线保护可以较好地解决CT饱和问题，为了克服低阻抗母线保护中CT饱和时误动作的问题，可在差动回路中串入一高阻抗，其值可在数千欧姆以上，因而在外部故障电流互感器饱和时，可减少差动回路的不平衡电流，不需要制动，对于区内故障采用CT饱和前快速动作的方式，区内故障动作速度快。但在内部故障时，差动回路可产生危险的过电压，对继电器可靠工作不利。为了可靠性，设计了一个附加的高阻抗保护系统，作为检测元件提供第二个跳闸判据，但需要一种与之匹配的CT线圈，且要求CT的传变特性完全一致，变比相同，这对于扩建的变电所来说较难做到。因此总体上高阻抗型母线保护在运行维护维修等方面都十分困难，所以这种保护在电力系统中很少被采用。

中阻抗型母线保护（一般为几百欧姆）：中阻抗型母线保护的选择元件是一个且有比率制动特性的中阻抗型电流差动继电器，显著降低了母差回的负载阻值，既且有低阻抗、高阻抗保护的优点，又避开了它们的缺点，把高阻抗特性与比率制动特性两者有效结合，在处理CT饱和方面有独特优势：较好地保证了区外故障CT饱和不误动、区内故障正确快速动作，且其对CT无特殊要求。它以电流瞬时值作测量比较，测量元件和差动元件多为集成电路或整流型继电器，当母线内部故障时，动作速度极快，一般动作时间小于10ms，因此又被称为“半周波继电器”。其缺点是必须应用辅助电流互感器，保护整定计算较为复杂。

带速饱和电流互感器的电流差动式母线保护：这种保护的原理是利用母线上各连接元件电流相量作为动作量，它将母线上各元件电流互感器二次按同极性并联构成差电流回路，再经过速饱和变流器后接差电流继电器。

正常运行或区外短路时，母线上各元件电流相量和为零，无差电流，保护不动作；母线短路时，母线上各元件电流相量和不为零，差电流很大，保护动作。对于带速饱和变流器的电流差动式母差保护有以下要求：

1）外部短路时的暂态不平衡电流很大，而且很难依靠定值躲过它。目前主要是采用速饱和变流器，利用短路电流暂态分量中的直流分量使速饱变流器的铁心迅速饱和，造成差动继电器灵敏度下降，防止误动作，但母线故障时动作稍有延时。

2）对于稳态下的不平衡电流，主要是靠电流互感器在通过最大区外短路电流时其误差不超过10%，母线保护的整定值必须躲过此时的不平衡电流。

3）各电流互感器的变化必须相同，不同时可采用中间变流器进行补偿，但对中间变流器的要求比主电流互感器更为严格，一般要求其误差不超过5%。为减轻主电流互感器二次负载，中间变流器宜采用降流方式，最好安装在户外的断路器场地内。如必须采用升流方式时，其升流比不应超过2，而且最好安装在保护屏上或保护屏下的电缆层中。

4）为减轻电流互感器二次负载和经济起见，各电流互感器二次侧连线应在断路器场内的母差端子箱内先并联，然后再通过一根大截面电缆与室内的保护屏相连。

微机型母线保护相对于其它类型的母线保护，有着不可比拟的优势：

1)微机母线保护不需要公共的差电流回路，不需要将各回路的电流互感器二次绕组并联在一起引至保护盘，而是通过软件计算来合成差动电流和制动电流，这大大简化了交流二次回路，提高了保护的可靠性；

2)可以用软件来平衡各回路电流互感器变比的不同，不需要设置辅助电流互感器；

3)利用微机的智能作用和计算能力可实现更复杂但更可靠的动作判据，创造各种检测电流互感器饱和的新方法；

4)对双母线接线方式而言具有自适应能力，利用微机的智能作用自动识别各回路所连接

的母线组别；

5)微机母线保护具有自检功能，可靠性得到了进一步的提高；更重要的是，微机母线保护具有通信接口，可方便地与监控系统互联、完成信息的远传和远控，实现自动化；当然微机母线保护具有调试整定方便的优点是不言而喻的。

微机母线保护相对于线路保护来说它有自己的一些特点：

1)由于母线保护需要与一次母线相对应，所以输入的电流量、电压量和开关量都很多，对数据处理的能力要求高；

2)由于是电流差动，所以各交流回路输入的电流幅值精度和相位一致性就显得格外重要；

3)母线保护切除元件数目多，涉及的范围广，装置的可靠性必须保证；

4)母线保护一旦退出运行，将给生产调度带来很多压力，所以装置运行必须稳定，保证年投入时间。

因此微机母线保护的研制，应集中在以下几个方面：

1)提高保护的动作速度及动作灵敏度；

2)采取切实可靠的措施，防止因CT 饱和产生的不平衡电流造成保护误动；

3)增强保护适应母线运行方式变化的能力；

4)增强自动检测和监视功能，保护运行操作尽可能简化；

5)增强装置抗干扰性，减少装置本身故障概率。

实现母线差动保护的基本原则：

1)在正常运行及母线范围以外故障时，母线上所有的连接元件中流入的电流和流出的电流相等，表示为 ，其中m 为母线上所有连接元件的数目，

I j 为第j 个连接元件的

支路电流。

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供给短路电流，而给负荷供电的

连接元件中电流等于零，因此 ，其中I d 是指短路点的总电流。

3)对每个连接元件中电流的相位来说，在正常运行以及母线发生区外故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的，即电流流入的元件和电流流出的元件这两者的相位相反。而当母线故障时，除电流等于零的元件外，其它元件中的电流则是同相位的。

总之，母线保护的原理构成总是基于对母线上各连接元件之间的电流的比较，常用以下几种保护原理：

1)完全电流差动原理：以总差动电流为起动元件，以分差动电流为选择元件，母线保护可以正确切除故障段母线。

2)母联电流比相原理：母联电流比相原理是比较总差动电流与母联断路器中的电流相位，利用两个电流之间的相位关系来判别故障母线。

3)电流相位比较原理：正常运行或母线外部短路时，各元件电流有流入母线的，也有流 出母线的，它们的相位相差1 80。。母线内部发生短路时，各电流均流入母线，它们的相位差接近O 。。因此，根据各连接元件的电流相位差，可清楚地区分出母线的内部或外部故障。电流相位比较式母线保护，就是利用相位比较元件测量各电流间的相位差，来实现保护功能。

4)带比率制动特性的电流差动原理：起动元件的动作电流随外部短路电流的变化而同时变化，也就是将外部短路电流作为制动电流，那么起动电流的门坎值就可以减小，因而在母线故障时保护有较高的灵敏度。

对于传统的继电器来说，反应的都是电流有效值或平均值，而不是电流的瞬时值大小。随着数字化微机保护的发展，反应瞬时值大小的继电器成为可能，相应地出现了瞬时值比率差动01=∑=m j j I I I d m j j =∑=1

判据。

我的继电保护学习方法：

1、保护配置；

2、保护动作判据或原因；

3、保护范围及动作结果。

一、莲花厂微机母线保护的配置：

目前莲花厂母线保护装置采用许继集团公司生产的WMH-800微机型母线保护装置，保护配置为双套母线差动保护和一套断路器失灵保护。该保护装置共由三面屏柜组成，其中两面屏为保护屏，分别由A、B、C三相差动保护单元、电压闭锁单元及人机对话单元组成，A、B、C三相差动保护单元分别完成各自的模拟量采集及转换、开关量输入、保护逻辑运算、信号及跳令的开出。为提高保护的动作可靠性，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。

图 WMH-800微机母线保护装置总体结构图

1、母线差动保护：

母线差动保护的基本原理：

母线正常运行时：

母线发生故障时：

比率制动式差动：（瞬时△）

K：制动系数

1

=

∑

=

m

j

j

I

I

I OP

m

j

j

≥

∑

=1

∑

∑

=

=

≥

m

j

j

m

j

j I

I K

1

1

opo

I

1

α

2

α

I

II

动

作

区

制

动

区

意

义

区

res

I

d

I

无

母线区内故障流出电流及外部故障CT 误差对差动保护的影响：

母线内部故障时，可能有电流流出母线，差动保护的灵敏度降低。假设流出母线的电流与总故障电流的比值为δ，如图所示：

外部故障时，故障支路CT 可能产生较大的误差而引起不平衡电流，假设故障支路CT 误差为δ，如图所示：

由此可以看出给定比率制动系数K ，要保证差动保护正常工作，内部故障时流出母线的电流和总电流的比值以及外部故障时允许故障支路CT 误差值都有一对应关系，如下表：

莲花厂的制动系统K 为0.5。

要保证差动保护动作，此时的制动

系数应为： I

δ

δ

->2k 要保证差动保护动作，此时的制动系数应为： δδ+-<11k

差动保护设置大差及各段母线小差，大差作为小差的启动元件，用以区分母线区内外故障，小差为故障母线的选择元件。大差，小差均采用具有比率制动特性的瞬时值电流差动算法。大差不包括母联电流，每段母线小差只包括各自所连接单元电流。制动电流也如此。

小差元件为某一条母线的差动元件，其引入电流为该条母线上所有连接元件TA二次电流。

接入大差元件的电流为二条（或二段）母线所有连接单元（除母联之外）TA的二次电流。

双母线系统大差、小差保护范围如图：

为详细理解上图下面将双母线完全差动保护在发生区内、区外故障时的电流分布以及母线差动保护动作情况按下图进行说明。

图区外故障时的电流分布区内故障时的电流分布

按母联断路器只有一组电流互感器考虑，区外故障时的电流分布如上图。区外故障时启动元件KA，也即是大差，选择原件KA1、KA2均无电流流过，故差动保护不动作。

区内故障时的电流分布如上图，区内母线I故障启动元件大差KA、选择元件KA1均有故障电流流过，选择元件KA2的电流为零，因此将母联断路器及连接在母线I上的断路器均动作跳闸。

母线保护要求装置的启动元件能够快速、灵敏地对保护运行时母线电压或支路电流的异常变化做出响应，因此启动元件设置了三个启动判据，分别为：母线电压突变启动、支路电流突变启动和大差电流越限启动，三者的关系为逻辑“或"，即三个启动判据只要有一个得

到满足，启动元件就动作并启动差动保护工作。

启动元件动作后保护是否跳闸出口是由差动元件判别的。母线保护装置的差动元件是由分相比率差动判据和分相突变量比率差动判据构成的。

母差保护逻辑框图如下：

母联死区保护的概念

对于双母线或单母线分段，在母联单元上只安装一组TA情况下，母联TA与母联断路器之间（K点）故障称为死区故障。当K点发生故障，II母判为区内故障，I母判为区外故障，II母保护动作并跳开母联断路器后，K点故障仍然存在于I母，未能彻底切除故障。双母线保护装置具有"母联死区保护"功能。死区故障时，I母或II母保护动作后，发令切除该段母线上所有运行单元（包括母联开关），同时保护程序继续判别大差是否返回、母联TA上故障电流是否消失。若经过延时(确保母联断路器可靠跳闸)，大差未返回、母联TA仍有故障电流，则启动母联死区保护，发令动作于另一段母线保护的出口，从而彻底切除死区故障。双母线母联单元热备用状态，即母联的两隔离刀闸闭合而母联断路器断开时，在死区发生故障，若母线保护按母联隔离刀闸状态计算两小差，则将造成故障母线判为区外，而非故障母线判为区内。为解决此问题，将母联断路器辅助接点（常开接点）接入保护装置，作为判定母联单元"断"或"联"运行方式的依据。母联断路器的辅助接点未闭合时，母线保护按双母线分列运行时的保护逻辑判别及出口。I母小差及II母小差判据中不计入母联电流。此时，若发生死区故障，故障母线判为区内而正确迅速动作，非故障母线则判为区外可靠不动作。母联断路器的辅助接点闭合后，母线保护则按常规双母线并列运行时的保护逻辑判别及出口。

在国产的微机母线保护装置中，设置有专用的死区保护，用于切除母联断路器与母联TA之间的故障。

2、方式识别

在双母线系统中，根据电力系统运行方式变化的需要，母线上的连接元件需在两条母线Ⅰ

K Ⅱ

间频繁切换，为此要求母线保护能够跟踪一次系统的倒闸操作。本装置用软件实现母线方式自动识别，A、B、C差动箱均引入隔离刀闸的辅助接点，各自完成运行方式的自动识别，作为差动电流计算及出口跳闸的依据。隔离刀闸辅助触点的状态通过装置面板的发光二极管指示。

刀闸辅助接点出错的判据：

⑴有电流而无刀闸接点

首先想到的是：某单元TA电流不为0，而该单元两把刀闸都开断，则该单元必然是接点不良。

⑵两段母线小差电流之和等于总差电流

由于刀闸辅助接点是用来计算小差电流的，所以可用小差电流的计算结果来校验运行方式的正确性。需要注意的是，当一个单元两把刀闸都闭合时其电流不能重复计入小差，即该电流计入Ⅰ母小差，则不参与Ⅱ母小差的计算，反之亦然。而无论母线运行方式如何变化，流经母线的电流如何变化，都可以用此判据。只要刀闸出错的单元TA有电流，就能够发现错误。

该判据在下列情况下不适用：

a. 发生区内故障时，小差电流不平衡；

b. 发生区外故障而TA饱和时，小差电流不平衡；

c. TA断线时，也使小差电流不为0；

d. 倒闸过程中两条母线经刀闸相连，而刀闸上有电流。

⑶母线是否处于互联的判断

判据2虽然适用于母线互联，却不能判别母线是否处于互联。这是非常重要的，因为母线死联的时候，只动大差。而通过分析，在母线互联时，除非极特殊的电流分配，流经刀闸的电流不为0，所以两段母线的小差电流均不为0。

⑷接点抖动的判据

实际运行中，对同一副刀闸在一个时段内不可能重复多次操作。当同一接点短时间内变化多次时，即可判其接点抖动。

⑸用瞬时值判断的实时性

为了能实时发现并纠正刀闸辅助接点的错误，必须用瞬时值来计算大差和小差电流。考虑到电流波形过零点±30%范围内，电流瞬时值的大小可能不满足判据的灵敏度，所以最多不超过（20/6）ms就能根据以上判据判断出接点错误并纠正。

3、倒闸操作过程中

在进行双母线的倒闸操作过程中，当某一连接单元的两副刀闸同时闭合时，两条母线通过刀闸短接，成为单母线。因此，当差动保护动作后，不再作故障母线的选择，而直接切除双母线上所有连接单元。

双母线系统在进行倒闸操作时，一般要求禁止跳母联断路器（正常采取拉开操作电源的方法实现），从拉操作电源到两隔离刀闸同时闭合，所需要的时间较长，如果在此过程中母线发生故障，非故障的母线只能靠母联的失灵保护切除，增加了故障的切除时间。为了消除此保护死角，在保护装置上设置了一个“倒闸过程中”压板，在倒闸操作前投入此压板，即认为系统进入倒闸操作过程中，如果发生母线故障，则保护跳开母线上连接的所有元件，不需启动失灵保护。

4、母联（分段）充电保护

当一组母线检修后再投入运行之前，利用母联断路器对该母线进行充电试验时，可投入母联充电保护，由装设在保护装置上的“母联充电保护”压板实现，当被试验母线存在故障时，利用充电保护切除故障。

充电保护只能短时投入，其逻辑为：一组母线无压，母联由无电流变为有电流，则开放充电保护5s。在充电保护投入期间，若母联电流任一相大于充电保护整定值电流，则经整定的充电保护延时将母联断路器切除。

5、母联非全相保护

当母联断路器某相断开，母联非全相运行时，可由母联非全相保护延时跳开母联断路器三相。

在母联非全相保护投入时，若母联三相TWJ状态不一致，且母联零序电流大于母联非全相电流定值，经整定延时跳母联开关。母联非全相保护出口不经复合电压闭锁。

图母联非全相保护逻辑框图。

6、CT断线闭锁及告警

装置利用差流进行CT断线的判别。系统正常运行时，大差以及各段母线小差为零，当差流连续越限时即判别为CT断线，闭锁断线相该段母线差动保护并发出告警信号。

⑴TA二次回路断线判别

在微机母差保护装置中，一般采用系统无故障时差流越限，即Id>Iop时，来判为差动TA二次回路断线。

式中： Id－差电流；

Iop－TA断线闭锁元件动作电流。

在某些装置中，也有采用零序电流作为TA断线判据的。即当任一支路中的零序电流

时，判为差动TA断线。

式中： 3I0 －零序电流；

IΦmax－最大相电流；

IN －标称额定电流（5A或1A）。

⑵对TA断线闭锁的要求

对母差保护装置中的TA断线闭锁元件提出以下要求

①延时发出告警信号

正常运行时，发电机及变压器的差动TA断线，差动保护要误动。对于电流型微机母差保护及中阻抗母差保护，母线连接元件多而使差动回路支路数多，又由于制动电流为各单元电流绝对值和，因此，某一支路的一相TA二次回路断线，一般保护不会误动。此时，若再发生区外故障，母差保护将误动。因此，当TA断线闭锁元件检测出TA断线之后，应经一定延时（一般5秒）发出告警信号并将母差保护闭锁。

②分相设置闭锁元件

母差保护为分相差动，TA断线闭锁元件也应分相设置，即哪一相TA断线应去闭锁哪一相动保护，以减少母线上又发生故障时差动保护拒动的几率。

③母联、分段断路器TA断线，不应闭锁母差保护

若断线闭锁元件检查到的是母联TA或分段TA断线，应发TA断线信号而不闭锁母差保护，但此时应自动切换到单母方式，发生区内故障时不再进行故障母线的选择。

7、PT断线告警

PT断线的判据为：任一相电压低于PT断线定值，或自产零序或负序电压大于7V，延时N

I

I

I4.0

25

.0

3

max

+

?

Φ

7s发PT断线信号。

8、电压闭锁元件

电压闭锁元件含母线各相低电压、负序电压、零序电压元件，各元件并行工作，构成或门关系。零序电压判别元件使用的是外接开口三角电压，该电压的有效值显示和采样点打印均折算到相电压基准下，以方便与自产零序电压进行比较。

9、TA饱和鉴定元件

母线出线故障时TA可能饱和。某一出线元件TA的饱和，其二次电流大大减少（严重饱和时TA二次电流等于零）。为防止区外故障时由于TA饱和母差保护误动，在保护中设置TA 饱和鉴别元件。

⑴TA饱和时二次电流的特点及其内阻的变化

理论分析及录波表明：TA饱和时其二次电流有如下几个特点：

●在故障发生瞬间，由于铁芯中的磁通不能跃变，TA不能立即进入饱和区，而是存在

一个时域为3~5ms的线性传递区。在线性传递区内，TA二次电流与一次电流成正比。

● TA饱和之后，在每个周期内一次电流过零点附近存在不饱和时段，在此时段内，TA

二次电流又与一次电流成正比。

● TA饱和后其励磁阻抗大大减小，使其内阻大大降低，严重时内阻等于零。

● TA饱和后，其二次电流偏于时间轴一侧，致使电流的正、负半波不对称，电流中含

有很大的二次和三次谐波电流分量。

⑵TA饱和鉴别元件的构成原理

目前，在国内广泛应用的母差保护装置中，TA饱和鉴别元件均是根据饱和后TA二次电流的特点及其内阻变化规律原理构成的。在微机母差保护装置中，TA饱和鉴别元件的鉴别方法主要是同步识别法及差流波形存在线性传变区的特点；也有利用谐波制动原理防止TA 饱和差动元件误动的。

（Ⅰ）同步识别法

当母线上发生故障时，母线电压及各出线元件上的电流将发生很大的变化，与此同时在差动元件中出现差流，即电压或工频电流的变化量与差动元件中的差流是同时出现。当母差保护区外发生故障某组TA饱和时，母线电压及各出线元件上的电流立即发生变化，但由于故障后3~5msTA磁路才会饱和，因此，差动元件中的差流比故障电压及故障电流晚出现3~5ms。

在母差保护中，当故障电流（即工频电流变化量）与差动元件中的差流同时出现时，认为是区内故障开放差动保护；而当故障电流比差动元件中的差流出现早时，即认为差动元件中的差流是区外故障TA饱和产生的，立即将差动保护闭锁一定时间。将这种鉴别区外故障TA饱和的方法称作同步识别法。

（Ⅱ）自适应阻抗加权抗饱和法

在该方法中，采用了工频变化量阻抗元件。所谈的变化量阻抗，是母线电压的变化量与差回路中电流变化量的比值。

当区外发生故障时，母线电压将发生变化，即出现了工频变化量电压；当TA饱和之后，差动元件中出现了差流，即出现工频变化量差流。出现了工频变化量阻抗。而当区内发生故障时，母线电压的变化与差动元件中差流的变化与阻抗的变化将同时出现。

所谓自适应阻抗加权抗饱和法的基本原理实际也是同步识别法原理，也就是故障后TA 不会立即饱和原理。

在采用自适应阻抗加权抗饱和法的母差保护装置中，设置有工频变化量差动元件、工频变化量阻抗元件及工频变化量电压元件。当发生故障时，如果差动元件、电压元件及阻抗元件同时动作，即判为母线上故障，开放母差保护；如果电压元件动作在先而差动元件及阻抗

元件后动作，即判为区外故障TA饱和，立即将母差保护闭锁。

（Ⅲ）基于采样值的重复多次判别法

采用同步识别法或自适应阻抗加权抗饱和法的TA饱和鉴别方法，只适用于故障瞬间。上述方法只能将母差保护暂短闭锁，否则，当区外故障转区内故障时，将致使母差保护拒绝动作。

在微机型母差保护中，是将同步识别法（或自适应阻抗加权法）与基于采样值的重复多次判别法相结合构成TA饱和鉴别元件。

基于采样值的重复多次判别法是：若在对差流一个周期的连续R次采样值判别中，有S 次及以上不满足差动元件的动作条件，认为是外部故障TA饱和，继续闭锁差动保护；若在连续R次采样值判别中有S次以上满足差动元件的动作条件时，判为发生区外故障转母线区内障，立即开放差动保护。

该方法实际是基于TA一次故障电流过零点附近存在线性传变区原理构成的。

（Ⅳ）谐波制动原理

TA饱和时差电流的波形将发生畸变，其中含有大量的谐波分量。用谐波制动可以防止区外故障TA饱和误动。

但是，当区内故障TA饱和时，差电流中同样会有谐波分量。因此，为防止区内故障或区外故障转区内故障TA饱和使差动保护拒动，必须引入其他辅助判据，以确定是区内故障还是区外故障。

利用区外故障TA饱和后在线性传变区无差流方法，来区别区内、外故障，而利用谐波制动防止区外故障误动。试验表明，该方法是优异的抗TA饱和方法。

10、母线保护与其它保护的配合

⑴当线路上设置闭锁式高频保护，母线保护动作时为使对侧的高频保护装置动作跳开断路器，母线保护应使本侧的高频发信机停信。

⑵当线路上设置其它纵联保护，同样原因，母线保护动作时应使对侧的保护装置动作跳开断路器。

⑶如果不采用母线重合闸，母线保护动作时应将线路上的自动重合闸装置放电，以防止线路断路器对故障母线进行重合闸。

⑷500kV高压变电站，当220kV侧母线发生故障跳闸而主变开关失灵，或220kV侧主变断路器开关失灵需跳开相应母线，此两种情况下母线保护动作均需启动该主变保护跳另两侧（35kV侧和500kV侧）。

⑸当主变发生低压侧故障或发变组非全相运行，需跳母线侧开关而此开关失灵，主变保护装置需解除母线失灵复合电压闭锁。

断路器失灵保护

当输电线路、变压器、母线或其他主设备发生短路，保护装置动作并发出了跳闸指令，但故障设备的断路器拒绝动作，称之为断路器失灵。为防止电力系统故障并伴随断路器失灵造成的严重后果，必须装设断路器失灵保护。

1、断路器失灵的原因

运行实践表明，发生断路器失灵故障的原因很多，主要有：断路器跳闸线圈断线、断路器操作机构出现故障、空气断路器的气压降低或液压式断路器的液压降低、直流电源消失及控制回路故障等。其中发生最多的是气压或液压降低、直流电源消失及操作回路出现问题。

2、断路器失灵的影响

系统发生故障之后，如果出现了断路器失灵而又没采取其他措施，将会造成严重的后果。

⑴损坏主设备或引起火灾：例如变压器出口短路而保护动作后断路器拒绝跳闸，将严重损坏变压器或造成变压器着火。

⑵扩大停电范围：如下图所示，当线路L1上发生故障断路器DL5跳开而断路器DL1拒动时，只能由线路L3、L2对侧的后备保护及发电机变压器的后备保护切除故障，即断路器DL6、DL7、DL4将被切除。这样扩大了停电的范围，将造成很大的经济损失。

图断路器失灵事故扩大示意图

⑶可能使电力系统瓦解：当发生断路器失灵故障时，要靠各相邻元件的后备保护切除故障，扩大了停电范围，有可能切除许多电源；另外，由于故障被切除时间过长，影响了运行系统的稳定性，有可能使系统瓦解。

3、对断路器失灵保护的要求

⑴高度的安全性和可靠性：断路器失灵保护与母差保护一样，其误动或拒动都将造成严重后果。因此，要求其安全性及动作可靠性高。

⑵动作选择性强：断路器失灵保护动作后，宜无延时再次去跳断路器。对于双母线或单母线分段接线，保护动作后以较短的时间断开母联或分段断路器，再经另一时间断开与失灵断路器接在同一母线上的其他断路器。

⑶与其他保护的配合：断路器失灵保护动作后，应闭锁有关线路的重合闸。

4、失灵保护构成原理及原则

被保护设备的保护动作，其出口继电器接点闭合，断路器仍在闭合状态且仍有电流流过断路器，则可判断为断路器失灵。断路器失灵保护启动元件就是基于上述原理构成的。

断路器失灵保护应由故障设备的继电保护启动，手动跳断路器时不能启动失灵保护；

在断路器失灵保护的启动回路中，除有故障设备的继电保护出口接点之外，还应有断路器失灵判别元件的出口接点（或动作条件）；

失灵保护应有动作延时，且最短的动作延时应大于故障设备断路器的跳闸时间与保护继电器返回时间之和；

正常工况下，失灵保护回路中任一对触点闭合，失灵保护不应被误启动或误跳断路器；

5、失灵保护的逻辑框图

断路器失灵保护由4部分构成：启动回路、失灵判别元件、动作延时元件及复合电压闭锁元件。双母线断路器失灵保护的逻辑框图如图所示。

图双母线断路器失灵保护逻辑框图

⑴失灵启动及判别元件

失灵启动及判别元件由电流启动元件、保护出口动作接点及断路器位置辅助接点构成。

电流启动元件，一般由三个相电流元件组成，当灵敏度不够时还可以接入零序电流元件。

保护出口跳闸接点有两类。在超高压输电线路保护中，有分相跳闸接点和三相跳闸

接点，而在变压器或发变组保护中只有三跳接点。

保护出口跳闸接点不同，失灵启动及判别元件的逻辑回路有差别。线路断路器

失灵保护及变压器或发变组断路器失灵保护的失灵启动及判别回路，分别如左图及

右图所示。

在图中：TA、TB、TC－线路保护分相跳闸出口继电器接点；

TS－三跳出口继电器接点；

HWJ－断路器合闸位置继电器接点，断路器合闸时闭合；

Ia>、Ib>、Ic>－分别为a、b、c相过电流元件；

3I0>－零序过电流元件。

由左图可以看出：线路保护任一相出口继电器动作或三相出口继电器动作，若流过某相断路器的电流仍然存在，则就判为断路器失灵，去启动失灵保护。

?b

I

?c

I

?a

I

＆

＆

＆

＆

启动失灵

T S

T A

T B

T C

≥1

≥1

?a

I

?b

I

?c

I

?0

3I

&

&

T S

HWJ

t

启

动

失

灵

解除复压闭锁

≥1

在右图中，继电保护出口继电器接点TS 闭合，断路器仍在合位（合位继电器接点HWJ 闭合）且流过断路器的相电流或零序电流仍然存在，则去启动失灵，并经延时解除失灵保护的复合电压闭锁元件。

⑵ 复合电压闭锁元件

复合电压闭锁元件作用是防止失灵保护出口继电器误动或维护人员误碰出口继电器接点。其动作判据有：

式中：

U Φ－母线TV 二次相电压；

3U 0－零序电压（二次值）；

U 2 －负序电压（二次值）；

Uop 、U0op 、U2op －分别为相电压元件、零序电压元件及负序电压元件动作的整定值。 ⑶ 运行方式的识别

运行方式识别回路，用于确定失灵断路器接在哪条母线上，从而决定出失灵保护去切除该条母线。断路器所接的母线由隔离刀闸位置决定。因此，用隔离刀闸辅助接点来进行运行的识别。

⑷ 动作延时

根据对失灵保护的要求，其动作延时应有2个。以0.2~0.3s 的延时跳母联开关；以0.5s 的延时切除接失灵断路器母线上连接的其他元件。 5、提高失灵保护可靠性的其他措施

失灵保护动作后将跳开母线上的各断路器，影响面很大，因此要求失灵保护十分可靠。 ⑴ 把好安装调试关：断路器失灵保护二次回路涉及面广，与其他保护、操作回路相互依赖性高，投运后很难有机会再对其进行全面校验。因此，在安装、调试及投运试验时应把好质量关，确保不留隐患。

⑵ 在失灵启动回路中不能使用非电量保护出口接点：非电气量保护主要有：重瓦斯保护、压力保护、发电机的断水保护及热工保护等。因为非电气量保护动作后不能快速自动返回，容易造成误动。另外，要求相电流判别元件的动作时间和返回时间要快，均不应大于20ms 。

⑶ 复合电压闭锁方式：对于双母线断路器失灵保护，复合电压闭锁元件应设置两套，分别接在各自母线TV 二次，并分别作为各自母线失灵跳闸的闭锁元件。闭锁方式，应采用接点闭锁，分别串接在各断路器的跳闸回路中。

⑷ 复合电压闭锁元件应有一定的延时返回时间：双母线接线的每条母线上均设置有一组TV 。正常运行时其失灵保护的两套复合电压闭锁元件分别接在各自母线上的TV 二次。但当一条母线上的TV 检修时，两套复合电压闭锁元件将由同一个TV 供电。

设I 母上的TV 检修，与I 母连接的系统内出现短路故障I 母所连的某一出线的断路器失灵。此时失灵保护动作，以短延时跳开母联。由于失灵保护的两套复合电压闭锁元件均由II 母TV 供电，而在母联开关跳开后II 母电压恢复正常，复合电压元件不会动作，失灵保护将无法将接在I 母上各元件的断路器跳开。此种情况下要将失灵保护跳母联开关的压板退出。

op U U ≤Φop U U 003≥op U

U 22≥

简答题--母线保护测试题

四、简答题（共计9题） 1、简述母联跳位的作用？ 答：母联跳位的作用主要有两个： 1）使用于母联充电保护，用于判故障前状态； 2）使用于母联死区保护，来判断差动保护动作后，母联断路器是否跳开。 2、什么是母线，设置母线保护意义？ 答：母线是发电厂和变电站的重要组成部分。在母线上连接着电厂和变电所的发动机、变压器、输电线路和调相设备，母线的作用是汇集和分配电能。 如果母线的短路故障不能迅速地被切除，将会引起事故扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的瓦解事故。 3、简述母线保护的主接线形式？（说出五种） 答：单母线；单母分段（专设分段、分段兼旁路、旁路兼分段）；单母多分段；双母线（专设母联、母联兼旁路、旁路兼母联）；双母单分段（专设母联、母联兼旁路）；双母双分段（按两面屏配置）；3/2接线（按两套单母线配置）。 4、简述一个半断路器接线方式的优点？ 答：1）在任一断路器检修时不影响所连接元件的连续供电，也不需要进行一系列的倒闸操作，可以减少一次回路发生误操作的机会； 2）当进行母线的检修或清扫时，不需要进行复杂的操作； 3）当一组母线发生短路时，母线保护动作后只跳开与该组母线相连的所有断路器，不会使任何连接元件停电； 4）当一组母线或任一连接元件发生短路并伴随断路器失灵（拒跳）时，失灵保护动作后需要跳开断路器的数量少，不会引起全厂或全站停电。 5、母线差动的制动系数设置了高低两个定值的作用是什么？高、低定值在何时使用？ 答：1）为防止在母联断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件灵敏度不够，或双母单分段接线合环运行工况下母线故障小差比率差动元件可能灵敏度不够，制动系数设置了高低两个定值。 2）母线并列运行或单母运行情况下大差制动系数取高定值，分列运行时取低定值。双母单分段接线合环运行时小差制动系数取低定值，其它情况下都取高定值。 6、简述断路器失灵保护？ 答：断路器失灵保护是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变电站内其它有关的断路器，将故障部分隔离，并使停电范围限制为最小的一种近后备保护。 7、电流规格不同时保护如何处理 答：电流规格不同时，以多数为主，在CT变比整定时，规格不同的应以多数的为二次额定电流整定。 8、母差保护的强制箱共有几个位置，各位置有和功能。 答：三个位置；A为自动位置，0为强制断，1为强制合。 9、在什么接线方式下保护不包括“倒闸”，“切换异常”“充电保护”，“母联失灵及死区 保护”等功能。 答：在单母线和一个半断路器接线方式下保护不包括“倒闸”，“切换异常”，“充电保护”，“母联失灵及死区保护”等功能。

第五章 母线保护和断路器失灵保护

第五章母线保护和断路器失灵保护 5.1 判断题 5.1.1固定连接方式的母差保护，当运行的双母线的固定连接方式被破坏时，此时发生任一母线故 障，该母差保护能有选择故障母线的能力，即只切除接于该母线的元件，另一母线可以继续运行。（错） 5.1.2 对空母线充电时，固定连接式和母联电流相位比较式母线差动保护应退出运行。（对） 5.1.3 双母线接线的母差保护采用电压闭锁元件是因为有二次回路切换问题；一个半断路器接线的 母差保护不采用电压闭锁元件是因为没有二次回路切换问题。（错） 5.1.4 母联电流相位比式完全电流差动保护，由于母联断路器电流没有进差电流回路，在母线倒闸 操作过程中，无需将母联断路器的跳闸回路跳开。（错） 5.1.5 母线倒闸操作时，电流相位比较式母线差动保护退出运行。（错） 5.1.6 母联电流相位比较式母线保护只与电流的相位有关，而与电流幅值大小无关。（错） 5.1.7 母联断路器电流相位比较式母线差动保护，当母联断路器和母联断路器的电流互感器之间发 生故障时将会切除非故障母线，而故障母线反而不能切除。（对） 5.1.8 中阻抗母线差动保护的差动元件动作电流一般整定为0.5A，若辅助变流器为10/2.５，则从 此辅助变换器一次侧加1.９～２.１A电流（考虑±5％的误差），继电器就会动作。（对）5.1.9 为保证安全，母线差动保护装置中各元件的电流互感器二次侧应分别接地。（错） 5.1.10 双母线微机差动保护按要求在每一单元出口回路加装低电压闭锁。（错） 5.1.11 母线充电保护是指母线故障的后备保护。（错） 5.1.12 断路器失灵保护是一种近后备保护，当元件断路器拒动时，该保护动作切除故障。（对）5.1.13 断路器失灵保护的相电流判别元件的整定值，为了满足线路末端单相接地故障时有足够的 灵敏度，可以不躲过正常运行负荷电流。（对） 5.1.14 变压器投运时，进行五次冲击合闸前，要投入瓦斯保护。先停用差动保护，待做过负荷试 验，验明正确后，再将它投入运行。(错) 5.1.15 在双母线母联电流比相式母线保护中，任一母线故障只要母联断路器中电流为零，母线保 护将拒动。为此要求两条母线都必须有可靠电源与之联接。(对) 5.1.16 母线故障母差保护正确动作后，对于CKJ集成电路保护，对侧高频保护能够出口跳闸。(对) 5.1.17 在装有完全母线差动保护的母线上接入一台双绕组变压器，其低压侧没有电源，为简化母 差保护接线，母差保护可以不跳这台变压器的进线断路器，因而这台断路器的电流互感器 的二次电流也没有必要接入母差保护回路中。（错） 5.1.18 双母线电流比相式母线差动保护，在母线联接元件进行切换时，应合上非选择性刀闸。（对）5.1.19 所有母差保护的电压闭锁元件由低电压元件、负序电压元件及零序电压元件经或门构成。 （错） 5.1.20 对于母线差动保护，当各单元电流互感器变比不同时，则应用补偿变流器进行补偿。补偿 方式应以变比较大为基准，采用降流方式。（对） 5.1.21 母线充电保护只是在对母线充电时才投入使用，充电完毕后要退出。（对）

第二章 母线及失灵保护

第二章母线及失灵保护 第一节保护的现场配置 一、500kV部分 1.保护装置概况 2.SU91A母差保护原理简介 (1)过电压继电器UT91和短路模块功能简介 1)过电压继电器UT91的电压反映高阻差交流输入回路的差流。作用为： ① UT91起动接点作为高阻差保护动作输出跳闸命令的必要条件。 ②作为高阻差保护CT回路监视当CT回路断线时，UT91起动（UT91定值远低于UZ92）经3秒延时后，起动短路控制模件将高阻差保护交流电流输入回路短接，起CT回路断线闭锁作用。 2)短路控制模件动作后短接高阻差保护的交流电流输入回路，作用为： ①在差流很大时，保护的输入元件及内部元件上会出现危险的过电压，此时短路控制模件动作，从而避免元器件损坏。 ②在保护装置内部故障或CT回路断线时，短路控制模件动作闭锁保护。 3)起动短路控制模件的条件 满足下列条件之一，短路控制模件即动作： ① UT91动作（面板上黄灯和红灯均亮，差动电流输入回路异常）； ② UT92动作（面板上红灯亮，差动保护动作）； ③高阻差保护装置故障（UZ92面板上绿灯熄灭）； ④直流电源故障。 4)短路控制模件动作后自保持，其CT短接接触器上黄色和绿色按键吸入（CT短接接触器安装在屏后）。屏面“试验插接单元”面板上绿色按钮灯亮。短路控制模件动作后，按“试验插接单元”面板上绿色复归按钮（RESET）复归，接触器上按键弹出。 注意：保护直流电源重新投入运行时，须手动复归短路控制模件! （4）保护的跳闸输出接线：高阻差继电器的动作接点和电压继电器的起动接点串联后起动跳闸单元。 3.BP-2B母差保护原理简介 BP-2B母差保护采用带制动特性的电流差动原理，采用一次的穿越电流作为制动电流。其结合微机数字处理的特点，采用分相瞬时值复式比率差动元件为主的电流差动保护方案。BP-2B 母线保护由保护元件、闭锁元件和管理元件系统构成。保护元件主要完成各间隔模拟量、开关量的采集，各保护功能的逻辑判别并出口至TJ；闭锁元件主要完成各电压量的采集，各段母线的闭锁逻辑并出口至BJ；管理元件的工作是实现人机交互、记录管理和后台通讯。各系统独立工作，相互配合。 二、220kV部分 本站采用BP—2B型双母线微机保护装置，可实现本站220KV部分的母线差动保护、母联充

110kV失灵保护操作及运行注意事项

110kV失灵保护操作及运行注意事项 前言 失灵保护作为一种重要的近后备保护，在电力系统中发挥着重要作用，不仅在高压和超高压系统中得到广泛应用，在重要的110kV系统中也得到应用。失灵保护作为断路器的后备保护，能有选择地切除与失灵断路器相邻的断路器，既保证了在尽可能短的时间内切除故障，又能有效避免事故进一步扩大，有利于电网的安全、稳定、可靠地运行，在电力系统中具有很重要的作用。 第一讲：失灵保护的定义 第二讲：失灵保护的基本原理 第三讲：失灵保护操作及运行注意事项 第四讲：失灵保护动作现象及处理步骤 第一讲：失灵保护的定义 断路器失灵保护是指当系统发生故障，故障设备的保护装置动作后，断路器因操作失灵而拒绝跳闸时，通过故障元件的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成的对断路器跳闸失灵的判别元件，以较短的时限作用于本变电站相邻断路器跳闸的一种保护装置。 第二讲：失灵保护的基本原理 根据失灵保护的定义，失灵保护最核心的逻辑，是由能够判断设备故障的保护动作信息和能够判断断路器仍在合闸状态的信息构成“与”的逻辑，去启动失灵保护，失灵保护经过延时，有选择性的切除与失灵断路器相邻的断路器。图1为断路器保护失灵回路原理示意图。110 kV断路器失灵起动判别采用“相电流Iφ或零序电流I0或负序电流I2”元件动作，配合“保护动作”和“断路器合闸位置”三个条件组成的“与门”逻辑，去启动失灵保护的执行元件，经延时T后，失灵保护动作出口，切除拒动断路器相邻的开关。图中的“保护动作接点”为线路能快速返回的电气量保护出口继电器接点。显然，主变压器瓦斯保护、释压阀动作等非电量保护是不符合上述条件的，不起动此出口继电器，因为其动作后不能迅速返回，即使故障已经切除，保护还是处于动作状态，不能真实地反映故障情况。 2.1失灵保护动作原理： 失灵保护的具体实现与变电站的主接线密切相关，下面针对110kV系统中广泛采用的单母线分段和双母线两种主接线形式，分别介绍失灵保护的动作过程 2.1.1单母线接线失灵保护动作过程： 110kV线路发生故障时，本线路保护装置动作，但断路器拒动，故障点没有被切除。此时失灵保护启动元件中相电流Iφ、零序电流I0或负序电流I2中至少有一个电流值超过继电保护整定值而动作，同时故障线

母线保护和断路器失灵保护

第八章母线保护 一、填空题 1.在双母联断路器电流相位比较式母线保护中，任一母线故障，只要母联断路器中电流为 零，母线保护将动作，因此为了保证保护装置可靠动作，两段母线都必须有与之连接。 答：拒绝可靠电源 2.母联断路器电流相位比较式母差保护，在母联断路器断开时，为了切除母线故障，必须 投状态，否则母线故障时该保护将。 答：无选择拒动 3.在电流相位比较式母线差动保护装置中，一般利用继电器作为启动元件，利用 继电器作为选择元件。 答：差动相位比较 4.母联电流相位比较式母线保护是比较母联断路器与电流相位的母线保护。 答：总差动 5.母线电流差动保护采用电压闭锁元件主要是为了防止由于及而造成母线电 流差动保护误动。 答：误碰出口继电器误试验 6.在220kV双母线运行方式下，当任一组母线故障，母线差动保护动作而母联断路器拒 动时，母差保护将无法切除故障，这时需由断路器失灵保护或保护来切除。 答：对侧线路非故障母线 7.1个半断路器接线的母线，每组母线宜装设套母线保护，且该母线保护装设 电压闭锁元件。 答：两不应 8.断路器失灵保护时间定值的基本要求：断路器失灵保护所需动作延时，应为断路器跳闸 时间与之和再加裕度时间，以较短时间动作于断开，再经一时限动作于连接在同一母线上的所有有电源支路的断路。 答：保护返回时间母联断路器或分段断路器 9.断路器失灵保护是近后备中防止拒动的一项有效措施，只有当远后备保护不能满 足要求时，才考虑装设断路器失灵保护。

答：断路器灵敏度 10.母线充电保护是指利用给另一母线充电时的保护 答：母联断路器 二、问答题 1.在母线电流差动保护中，为什么要采用电压闭锁元件？怎样闭锁？ 答：为了防止差动继电器误动作或误碰出口中间继电器造成母线保护误动作，故采用电压闭锁元件。它利用接在每组母线电压互感器二次侧上的低电压继电器、负序电压继电器和零序过电压继电器实现。低电压继电器和负序电压继电器反应各种相间短路故障，零序过电压继电器反应各种接地故障。利用电压元件对母线保护进行闭锁，接线简单。 防止母线保护误动接线是将电压重动继电器的触点串接在各个跳闸回路中。这种方式如误碰出口中间继电器不会引起母线保护误动作，因此被广泛采用。 2.分别简述电流互感器饱和对高阻抗母线差动保护、中阻抗母线差动保护和低阻抗母线差 动保护的影响。 答：低阻抗式母线保护在外部故障TA饱和时，母线差动继电器中会出现较大不平衡电流，可能使母线差动保护误动作。高阻抗式母线差动保护较好地解决了母线区外故障TA饱和时保证保护不误动的问题。但在母线内部故障时，TA的二次侧可能出现过高电压，对继电器可靠工作不利，且要求TA的传变特性完全一致、变比相同，这对于扩建的变电所来说较难做到。中阻抗式母差保护利用TA饱和时其励磁阻抗降低的特点来防止差动保护误动作。TA饱和造成的不平衡电流大部分被饱和TA的励磁阻抗分流，并由于保护本身的制动性，可以使外部故障引起的TA饱和时保护不误动。对于内部故障TA饱和的情况，则利用差动保护的快速性在TA饱和前即可动作跳闸，不会出现拒动的现象。 3.试述中阻抗型母线差动保护的选择元件为什么在区外故障时能防止误动，在区内故障时 能正确动作？ 答：选择元件是一个具有比率制动特性的中阻抗电流差动继电器，解决了电流互感器饱和而引起母线差动保护误动。因为当电流互感器完全饱和时，其阻抗相当于一个纯电阻，若该电阻小于差动继电器的中阻抗电阻，则产生的差电流大部分流向饱和的电流互感器，仅有很小部分流人差动继电器中，故不会误动。当电流互感器未饱和时，由于制动特性也不会误动，因此区外故障不论线路电流互感器饱和与否，保护装置可靠不动作。 区内故障因选择元件以电流瞬时值测量、比较为基础，在电流互感器饱和前动作，动作

母线保护及失灵保护

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。这种母线的差动保护称为固定连接方式的母线完全差动保护。 对它的要求是一母线故障时,只切除接于该母线的元件,另一母线可以继续运行,即母线差动保护有选择故障母线的能力。当运行的双母线的固定连接方式被破坏时,该保护将无选择故障母线的能力,而将双母线上所有连接的元件切除。 母联电流相位比较式母线差动保护主要是在母联开关上使用比较两电流相量的方向元件，引入的一个电流量是母线上各连接元件电流的相量和即差电流,引入的另一个电流量是流过母联开关的电流。在正常运行和区外短路时差电流很小，方向元件不动作；当母线故障不仅差电流很大且母联开关的故障电流由非故障母线流向故障母线，具有方向性，因此方向元件动作且具有选择故障母线的能力。 集成电路型母线保护根据差动回路中阻抗的大小，可分为低阻抗型母线保护(一般为几欧姆)，中阻抗型母线保护(一般为几百欧姆)，高阻抗型母线保护(一般为几千欧姆)。 低阻抗型母线保护（一般为几欧姆）：低阻抗母线差动保护装置比较简单，一般采用久

继电保护原理6—母线保护全解

第六章母线保护

第一节概述 一、母线保护的概述 母线是发电厂和变电站的重要组成部分。在母线上连接着电厂和变电所的发动机、变压器、输电线路和调相设备，母线的作用是汇集和分配电能。 如果母线的短路故障不能迅速地被切除，将会引起事故扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的瓦解事故。 二、母线的主接线形式 单母线；单母分段（专设分段、分段兼旁路、旁路兼分段）；单母多分段；双母线（专设母联、母联兼旁路、旁路兼母联）；双母单分段（专设母联、母联兼旁路）；双母双分段（按两面屏配置）；3/2接线（按两套单母线配置）。 1、单母线 图6-1-1 单母线 2、单母分段（专设母联） 图6-1-2 单母分段（专设母联）

3、单母分段（母联兼旁路） 图6-1-3 单母分段（母联兼旁路）4、单母分段（旁路兼母联） 图6-1-4 单母分段（旁路兼母联）5、单母三分段 图6-1-5 单母三分段 6、双母线（专设母联）

图6-1-6 双母线（专设母联） 7、双母线（母联兼旁路） 图6-1-7 双母线（母联兼旁路）8、双母线（旁路兼母联） 图6-1-8 双母线（旁路兼母联）9、双母线单分段（专设母联）

图6-1-3 双母单分段（专设母联）10、双母线单分段（母联兼旁路） 图6-1-10 双母单分段（母联兼旁路）11、双母双分段 图6-1-11 双母双分段 三、母线保护的硬件组成 1、标准配置 1.1 保护箱

图6-1-12 保护箱（一）插件布置图（后视图） 1.1.1交流变换插件（NJL-801/NJL-818）：将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。该插件共有8 路电流通道、6 路电压通道。 1.1.2交流变换插件（NJL-817/NJL-819）：将系统电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。该插件共有15 路电流通道。 1.1.3 CPU 插件（NPU-804）：在单块PCB 板上完成数据采集、I/O、保护及控制功能等。 1.1.4 采保插件（NCB-801）：将由变换器来的弱电信号经过低通滤波后，由多路转换开关对信号进行选通，然后通过电压跟随器对信号进行处理，以提高其负载能力。该插件还有+5V、-15V、+15V 及累加和自检功能。此外通过运算放大器过零比较检测电路可实现基频测量。能够完成80 路模拟信号采集，模拟量的输出幅值范围为-10V～+10V。 1.1.5 开入插件（NKR-810）：每个开入插件提供30 路开关量输入回路。开入电源为直流220V 或110V；其正电源连接到开入节点，负电源接到31－32 端子。 1.1.6 开入插件（NKR-812）：每个开入插件提供64 路开关量输入回路。开入电源为直流24V。 1.1.7 信号插件（NXH-808）：主要提供保护的信号接点，共三组信号接点，两瞬动一保持。 1.1.8 通讯插件（NTX-803）：提供的通讯接口有：一个就地打印口（RS232），两个GPS对时口（RS485、RS232），及与保护管理机通讯的LON网接口，与变电站自动化系统通讯的双通道接口（RS485，RS232,以太网口）。另外，必要时端子04、05可作为码对时通讯口。 1.1.9 稳压电源插件（NDY-801）：直流逆变电源插件。直流220 V 或110 V 电压输入经抗

一起 500 kV 母线失灵保护误动作分析

第41卷2013年6月云　南　电　力　技　术YUNNAN ELECTRIC POWER Vol.41No.3 Jun.2013 　 收稿日期:2013-01-28 一起500kV 母线失灵保护误动作分析 邓　涛 (大唐水电开发有限公司,云南　开远　661000) 摘　要:分析了一起500kV 母线失灵保护误动事故,提出了500kV 母线失灵直跳回路防止误动的防范措施,对二次回路二保护设备相关参数提出了新的要求三关键词:失灵保护　误动干扰 中图分类号:TM73 文献标识码:B 文章编号:1006-7345(2013)03-0089-02 1　主接线方式 某电厂两台300MW 发电机,采用发变组单元接线分别接入500kV 系统三500kV 升压站采用3/2接线方式,500kV 出线一回,其主接线图见图1三 图1　电厂主接线方式 某电厂#4发电机因发电机检修,断开#4发变组500kV 侧5922断路器和5923断路器,#4发电机与系统解列三之后,500kV Ⅱ母-B 套保护动作,5913断路器跳闸,500kV Ⅱ组母线失电,5911二5912断路器保持运行三 2　保护动作原因分析 1)保护配置:该电厂500kVⅠ二Ⅱ组母线保护按照双重化配置,均为国电南自WMZ-41A 母线保护,使用了WMZ-41A 母线保护的两部分功能:一是母差保护功能,二是失灵直跳功能三每台断路器配置了一套断路器保护,为RCS -921A 断路器保护,使用了断路器失灵保护二死区保护二充电保护二重合闸等功能三500kVⅡ组母线-B 套失灵保护二次接线如图2三图2　失灵保护二次接线 由图2可以看出,500kV 母线失灵保护的动作逻辑在断路器保护RCS-921A 中完成,失灵保护动作后,输出一个开关量至母线保护来实现的三母线保护中的失灵直跳功能实际上是为失灵保护提供出口回路,与母差保护动作逻辑无关三 2)收集到的资料:500kVⅡ组母线-B 套保护失灵动作灯亮,500KV Ⅱ组母线-A 套保护二5913和5923断路器保护无动作信号三 图3　5913断路器操作箱动作信号 3)检查情况:对母差保护装置和失灵直跳二次回路做了检查,可以看出,本次事故中,500KVⅡ母-B 套失灵保护动作时,500kV 电流二电压没有变化,500KVⅡ母-A 套保护装置也没有出口动作信号,5913二5923断路器失灵保护并未 9 8

220kV失灵保护及回路讲解

220kV失灵保护及回路讲解 220kV失灵保护主要包括220kV线路（或主变220kV侧）开关失灵保护、母联（分段）失灵保护、母线差动保护的失灵出口。这些保护的装置种类有很多种，但是其基本原理确是大同小异。 1）线路（或主变220kV侧）开关的失灵保护由线路保护（对于主变220kV侧开关失灵保护则由主变电气量保护或220kV母线差动保护）跳闸出口启动，经失灵保护相应的电流继电器判别（电流是否大于失灵启动电流定值），若相应电流继电器同时动作，则判断为开关动作失灵，失灵保护随即动作，用于启动母线差动保护的失灵出口(或直接出口跳主变其他侧开关）。 以PSL631线路保护为例，一般线路开关的失灵启动逻辑如图1所示： 图1 线路开关失灵保护启动逻辑 为了增加启动失灵的可靠性，失灵保护装置还会采用一些其他措施。如PSL631就加入了零序启动元件和突变量启动元件作为失灵启动的条件之一。 2）线路（或主变）失灵启动母差失灵出口回路，母差失灵出口回路会根据相应开关母线闸刀所在位置自动判别开关所在母线，再经相应母线的复合电压闭锁，第一延时跳母联开关，第二延时跳相应母线上所有设备。只是对于主变220kV侧开关，失灵启动开入的同时，往往会开放母差保护的复合电压闭锁。其逻辑（以BP2B母差保护为例）如图2所示：

图2 母差失灵出口逻辑 3）对于主变开关（220kV侧）失灵保护，除主变电气量保护动作启动外，还有母线差动保护动作启动，经主变220kV侧失灵电流继电器判别，第一延时跳本开关，以避免测试时的不慎引起误动而导致相邻开关的误跳，第二延时则是失灵出口启动，此时又可分两种情况：若为主变电气量保护启动，则失灵将启动母差失灵出口回路（同线路开关的失灵逻辑），若为母线差动保护动作启动的，则直接启动跳主变其他侧开关。该逻辑关系如图3所示： 图3 主变220kV侧开关失灵保护启动逻辑 同样为了增加启动失灵的可靠性，如图3所示主变220kV侧开关失灵出口可以增加零序电流作为判据。 4）对于母联（分段）开关的失灵保护，由母线差动保护或充电保护启动，经母联失灵电流判别，延时封母联TA，继而母差保护动作跳相应母线上所有设备。以BP－2B母线查动保护为例，其逻辑如图4所示： 图4 母联（分段）开关失灵逻辑 若故障点发生在母联开关和母联CT之间（死区故障），母差保护动作跳开相应母线不能达到切除故障的目的，故障电流会依然存在，此种情况保护会根据母联开关的分开位置，延时50ms，封母联TA，令母差保护再次动作跳开另外一条母线以切除故障点。 5）220kV不启用失灵保护装置的失灵重跳功能。 线路开关失灵回路图

母差保护技术规范

前言 母线保护是保证电网安全稳定运行的重要保护。为适应河北南网微机型母线保护的应用需要, 结合河北南网运行管理实际，制定本标准。本标准规定了220kV母线的微机型母线保护装置在功能设计及使用、组屏设计、运行整定等方面的技术原则。110kV及以下微机型母线保护装置的运行和设计可参照执行。 本标准主要内容包括： ――微机型母线保护功能使用原则：包括充电（过流）保护、母联失灵保护、断路器失灵保护、母联非全相保护功能等。 ――微机型母线保护的二次回路：包括刀闸辅助接点的引入、启动失灵接点的引入、失灵回路的压板设置、母差跳主变220kV侧断路器失灵等。 ――微机型母线保护的运行规定：包括充电时母差的投退、倒闸操作时的方式和负极性压板的使用等。 ――微机型母线保护的保护功能要求：包括母差保护、充电（过流）保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联非全相保护、断路器失灵保护、TV、TA断线判别等。 ――微机型母线保护的组屏原则：包括刀闸操作模拟面板、母兼旁切换压板等。 ――装置说明书应包含的内容等。 本标准由河北电力调度中心提出。 本标准由河北电力调度中心解释。

本标准主要起草单位：河北电力调度中心继电保护处。 本标准主要起草人：萧彦、周纪录、张洪、曹树江、常风然、赵春雷、孙利强、齐少娟。 感谢在本标准起草过程中提出宝贵意见的各位同行！ 在执行本标准中如有问题或意见，请及时告知河北电力调度中心。 河北南网220kV母线保护技术规范 1 范围 1.1 本标准规定了河北南网220kV母线的微机型母线保护装置（以下简称“装置”）在功能设计及使用、组屏设计、运行整定等方面的原则。 1.2 上述装置在使用中除满足DL/T670-1999 《微机母线保护装置通用技术条件》以及国家、行业规定的各种相关技术条件、规程、反措等的要求外，还需满足以下技术要求。 2 术语和定义 2.1 微机型母线保护 指将母线差动保护、母联充电（过流）保护、母联非全相保护、断路器失灵保护等多功能综合为一体的微机型保护装置。微机型母线保护中的各个功能共享数据信息和跳闸出口。 2.2 母差保护 指微机型母线保护中的母线差动保护功能。 2.3 旁路转代压板

220kV失灵保护及回路原理

刚接触继保不久，主要从原理上说明下220kV失灵保护及回路原理，希望大家热列讨论， 共同进步！ 220kV失灵保护主要包括220kV线路（或主变220kV侧）开关失灵保护、母联（分段）失灵保护、母线差动保护的失灵出口。这些保护的装置种类有很多种，但是其基本原理确是大 同小异。 1）线路（或主变220kV侧）开关的失灵保护由线路保护（对于主变220kV侧开关失灵保护则由主变电气量保护或220kV母线差动保护）跳闸出口启动，经失灵保护相应的电流继电器判别（电流是否大于失灵启动电流定值），若相应电流继电器同时动作，则判断为开关动作失灵，失灵保护随即动作，用于启动母线差动保护的失灵出口(或直接出口跳主变其他 侧开关）。 以PSL631线路保护为例，一般线路开关的失灵启动逻辑如图1所示： 图1 线路开关失灵保护启动逻辑 为了增加启动失灵的可靠性，失灵保护装置还会采用一些其他措施。如PSL631就加入了零序启动元件和突变量启动元件作为失灵启动的条件之一。 2）线路（或主变）失灵启动母差失灵出口回路，母差失灵出口回路会根据相应开关母线闸刀所在位置自动判别开关所在母线，再经相应母线的复合电压闭锁，第一延时跳母联开关，第二延时跳相应母线上所有设备。只是对于主变220kV侧开关，失灵启动开入的同时，往往会开放母差保护的复合电压闭锁。其逻辑（以BP-2B母差保护为例）如图2所示：

图2 母差失灵出口逻辑 3）对于主变开关（220kV侧）失灵保护，除主变电气量保护动作启动外，还有母线差动保护动作启动，经主变220kV侧失灵电流继电器判别，第一延时跳本开关，以避免测试时的不慎引起误动而导致相邻开关的误跳，第二延时则是失灵出口启动，此时又可分两种情况：若为主变电气量保护启动，则失灵将启动母差失灵出口回路（同线路开关的失灵逻辑），若为母线差动保护动作启动的，则直接启动跳主变其他侧开关。该逻辑关系如图3所示： 图3 主变220kV侧开关失灵保护启动逻辑 同样为了增加启动失灵的可靠性，如图3所示主变220kV侧开关失灵出口可以增加零序电 流作为判据。 4）对于母联（分段）开关的失灵保护，由母线差动保护或充电保护启动，经母联失灵电流判别，延时封母联TA，继而母差保护动作跳相应母线上所有设备。以BP－2B母线差动保护 为例，其逻辑如图4所示： 图4 母联（分段）开关失灵逻辑

母线保护和失灵保护双重化配置方案研究

母线保护和失灵保护双重化配臵方案研究 “讨论稿” 华东电力设计院 1．前言 按照国家电力公司2000年9月28日发布的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》第14.1.4条“……新建500KV和重要的220kV厂、所的220kV母线应做到双套母差、开关失灵保护，已建新建500KV和重要的220kV厂、所的220kV母线可逐步做到双套母差、开关失灵保护。”以防止发生系统稳定破坏事故的要求，我院受华东电力调度通信中心的委托，主要对华东电网母线保护和失灵保护双重化配臵方案的实施以及可靠性（安全性和可依赖性）进行探讨，供会议讨论研究。 2．华东电网母线保护和失灵保护配臵现状 2．1．厂站主接线 500KV 除洛河电厂为双母线双分段和天荒坪为扩大的内桥接线外，其它站均为11/2断路器主接线。 220kV除任庄变，杨行变，泗泾变等为11/2断路器主接线外，其它厂站根据进出线数大多为双母线，双母线单分段或双分段的主接线。 2．2．母线保护配臵 目前母线保护由每段母线上的元件按每相电流差动构成。 2．2．1．11/2断路器主接线 由于下述原因，为加强依赖性，区内故障可靠切除故障，每条母线设臵两套母线保护，任一套动作即可切除母线故障。 1）正常方式，母线故障母线保护正确动作，及系统无故障或区外故障母线保护误动作，对系统接线无影响。 2）母线故障母线保护拒动，则由对侧带时限切除故障，造成全厂站停电，并可能引起系统稳定问题。 3）双重化可靠起动断路器失灵保护，只影响一个元件的供电。 4）单母线且无需设臵电压闭锁，母线保护接线简单可靠，安全性也高。 2．2．2．双母线及双母线分段主接线 由于下述原因，除洛河电厂500KV双母线双分段外，为加强安全性，防止正常运

母线保护

母线保护(一) 与其她的主设备保护相比,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。如果母线保护拒动,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就是非常必要的。 常见的母线故障有:绝缘子对地闪络、雷击、运行人员误操作、母线电压与电流互感器故障等。 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、母线充电保护、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、其她断路器失灵保护等。其中,最为主要的就是母差保护。一下着重了解母线差动保护的相关内容。 1、母差保护的原理 与线路差动保护相同,母线差动保护的基本原理也就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与流出母线的电流相等,各线路的电流向量与为零;当母线上发生故障时,各线路电流均流向故障点,其向量与(差动电流)不再等于零,满足一定条件后,出口跳开相应开关。 母线差动保护,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。大差元件用于判断就是否为母线故障,小差元件用于选择出故障具体在哪一条母线。 为了提高保护的可靠性,在保护中与设置有起动元件、复合电压闭锁元件、CT回路断线闭锁元件等。 2、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与的绝对值; 制动电流:指所有母线上连接元件的电流的绝对值之与。 以如图的双母线接线方式的大差为例。差动电流与制动电流为: ?? ? ? ? + + + = + + + = 制动电流 .. 差动电流 .... 4 3 2 1 r 4 3 2 1 d I I I I I I I I I I

220千伏变电站220、110母线保护、断路器失灵保护技术规范

_________ 220kV变电工程 220、110千伏母线保护专用技术规范 工程名称：建设单位：设计单位：设计联系人: 联系电话： 招标设备需求一览表: 2供货范围 2.1供货范围如表1所示表1供货范围 注：1）表中数量由设计人员根据具体工程填写 2）厂家应分项报价。如工程需两块220kV母线保护柜，也只能中1块 2. 2组屏要求 2. 2. 1各母差保护柜中应包括微机母差保护装置一套与打印机一台；失灵保护柜应包括失灵保护装置一套与打印机一台。 2. 2. 2屏柜尺寸和颜色在签订技术合同时再定。

2. 2. 3母差保护柜、失灵保护柜均布置主控楼继电器室内 2. 3工程条件如表2所示表2工程条件 3其他技术条款 4使用说明 本专用技术规范与湖南省电力公司220、110kV微机母差保护、断路器失灵保护通用技术规范（2007版）构成完整的技术规范书。

湖南省电力公司 220、110kV微机母差保护、断路器失灵保护通用技术规范书（2007版）

目录 1 总则................................................................ 1.. 2 供货范围（详见专用条款）............................................ 1.. 3 技术要求............................................................ 1.. 4 技术服务.......................................................... 1..1. 5 买方工作.......................................................... 1..3. 6 工作安排.......................................................... 1..3. 7 备品备件及专用工具................................................ 1..3. 8 质量保证和试验.................................................... 1..3. 9 包装、运输和储存.................................................. 1..4. 附表 A ：投标厂商资质应答表 附表B :投标装置主要技术性能应答表 附表C:技术性能差异表 附表 D :按常规配备的备品备件清单 附表E:按常规配备的专用工具及仪器

PCS-915-220KV母线保护说明书

7.4整组试验 7.4.1母线差动保护 投入母差保护压板及投母差保护控制字，以下的电流电压均通过光纤加入。 1）区外故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。将元件2TA与母联TA同极性串联，再与元件1TA反极性串联，模拟母线区外故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护不应动作。 2）区内故障通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1的I母刀闸位置及元件2的II母刀闸位置接点。将元件1TA、母联TA和元件2TA同极性串联，模拟I母故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳I母。 将元件1TA和元件2TA同极性串联，再与母联TA反极性串联，模拟II母故障。通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳II母。 投入单母压板及投单母控制字。重复上述区内故障，保护动作切除两母线上所有的连接元件。 3）比率制动特性 通过软压板强制使能刀闸位置：短接元件1及元件2的I母刀闸位置接点。向元件1TA和元件2TA加入方向相反、大小可调的一相电流，则差动电流为 21II&&+，制动电流为() 21IIK&&+?。分别检验差动电流起动定值HcdI和比率制动特性。 4）电压闭锁元件 在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5％以内。 7.4.2 母联充电保护

投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字。短接母联TWJ开入（TWJ＝1），向母联TA通入大于母联充电保护定值的电流，母联充电保护动作跳母联。 7.4.3母联过流保护 投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字。向母联TA通入大于母联过流保护定值的电流，母联过流保护经整定延时动作跳母联。 7.4.4母联失灵保护 按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护向母联发跳令后，向母联TA继续通入大于母联失灵电流定值的电流，并保证两母差电压闭锁条件均开放，经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所有的连接元件。 7.4.5母联死区保护 1）母联开关处于合位时的死区故障 用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护发母线跳令后，继续通入故障电流，经整定延时Tsq母联死区保护动作将另一条母线切除。 2）母联开关处于跳位时的死区故障 短接母联TWJ开入（TWJ＝1），按上述试验步骤模拟母线区内故障，保护应只跳死区侧母线。（注意：故障前两母线电压均应正常） 7.4.6断路器失灵保护 投入断路器失灵保护压板及投失灵保护控制字，并保证失灵保护电压闭锁条件开放。 对于分相跳闸接点的起动方式：短接任一分相跳闸接点，并在对应元件的对应相别TA中通入大于失灵相电流定值的电流，失灵保护动作。

双母线接线方式断路器失灵保护改造

双母线接线方式断路器失灵保护改造 发表时间：2019-01-14T10:37:11.843Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：汪凤月罗敏王少飞 [导读] 失灵保护是继电保护中的重要后备保护，失灵回路涉及范围广，回路接线是否正确严重影响电网安全稳定运行 汪凤月罗敏王少飞 国网青海省电力公司电力科学研究院 摘要：失灵保护是继电保护中的重要后备保护，失灵回路涉及范围广，回路接线是否正确严重影响电网安全稳定运行，本文论述了失灵保护在电力系统的作用以及双母线接线方式下失灵回路的新要求以及现阶段部分变电站、电厂失灵回路存在的问题，明确失灵回路标准化设计的要求，就某一水电站双母线接线方式失灵回路的改造回路为例阐述失灵回路的改造注意事项。 关键字：双母线接线；失灵保护 0绪论 随着电网的快速发展，特高压交直流混联格局已逐步形成，新能源并网容量持续增长，电网发展新态势使系统特性及其故障特征发生显著变化，电网电力电子化、单一故障全局化等特征明显，电网特性的变化对继电保护提出了新要求。断路器失灵保护对电网稳定运行的作用越来越重要，特别是对直流输电系统的影响，直接导致直流换相失败、双极闭锁，给系统带来更大的冲击。断路器失灵保护回路的正确性与规范性已成为电网安全稳定运行的重要问题。 失灵保护误动作后果较严重，双母线接线方式下的失灵保护判断逻辑采用电压逻辑闭锁，同时要求满足双套保护间无任何电气连接且采用母线保护中的失灵电流判别功能，导致致使回路接线要求高且复杂。由于设计不规范导致失灵二次回路逻辑缺陷引致过严重电网事故，文章针对双母接线方式失灵回路进行探讨，并对某一水电站失灵回路改造给出相关建议。 1. 双母线接线方式失灵回路 随着特高压、超高压变电站的大量建设，电网网架结构的稳步加强，电网系统安全稳定性得以保障，330kV以及220kV变电站规划出线间隔以及扩建间隔的需求，逐步采用双母线接线（包括双母单分段、双母双分段）方式。双母接线方式供电可靠、调度灵活、经济性高、运行维护方便等优点在电力系统等到了广泛应用。 现阶段在系统规划建设中，充分了考虑继电保护的适应性，避免出现特殊要求造成继电保护配置及整定难度的增加，继电保护装置配置与回路也根据设计规范、典型设计进行了标准化设计为继电保护安全可靠运行创造良好条件。然而，对于早期变电站、电厂由于有关标准、反措的差异，继电保护装置配置以及回路未进行标准化、规范化设计，导致后期维护以及整定难度加大，特别是失灵回路，一旦误动或拒动，将直接影响区域电网。 《Q/GDW161-2007线路保护及辅助装置标准化设计规范》、《Q/GDW 175-2008变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》实现继电保护设备标准化规范化。根据规范对双母线接线方式规范了以下失灵回路： 1)线路保护启动失灵时应接入分相启动失灵开入，也就是说单跳失灵启动母差，回路采用线路保护分相跳闸接点串接“X相失灵启母差”硬压板后开出至母线保护装置，由母线保护装置进行失灵电流判据。 图1单跳启失灵回路 2）变压器、线路保护（永跳）共用一个三相跳闸开入。三跳开入是一个启动失灵、不启动重合闸的开入。也就是说三跳失灵启动母差：回路采用变压器、线路保护装置“永跳”结点经出口硬压板，开出至断路器操作箱TJR继电器，TJR继电器触点经“三跳启动母差”硬压板，开出至母线保护，由母线保护装置进行失灵电流判据。 3）“线路失灵解除电压闭锁”设置为选配功能，由于西北地区线路较长，为了解决线路支路失灵时，电压闭锁元件灵敏度不足的问题，应独立设置解除电压闭锁的开入回路，母线保护确认线路保护的失灵启动和解除电压闭锁才启动回路，从而提高了失灵回路可靠性。母线保护通过增加需要解除电压闭锁的“线路支路解除失灵保护电压闭锁开入”实现。 4）双母双分段接线方式的分段失灵启动开入，用于独立配置的分段充电过流保护和分段另外一侧的母差保护动作启动分段失灵保护，采用分段保护屏（柜）内操作箱TJR触点启动失灵保护或分段保护与母差保护动作触点并联启动方式。 图2失灵解复压回路 图3母联分段启失灵回路 双母线接线的断路器失灵保护，采用母线保护装置内部的失灵电流判别功能，不仅取消了各间隔专用的失灵启动装置，简化了失灵启