1、關(guān)于母線保護(hù)第一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月一、裝設(shè)母線保護(hù)的基本原則 母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在母線的所有元件在修復(fù)故障母線期間或轉(zhuǎn)換到另一組無故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電，在樞紐變電站母線上發(fā)生故障時(shí)，可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴(yán)重的后果。 一般不采用專門的母線保護(hù),而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障予以切除,例如:第二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)電廠采用單母線接線，母線上的故障可利用發(fā)電機(jī)的定子過電流保護(hù)使發(fā)電機(jī)的斷路器跳閘予以切除。第三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月對降壓變電所，其低壓母線采用單母線分

2、段，正常時(shí)分開運(yùn)行，低壓母線上的故障可以由相應(yīng)變壓器的過電流保護(hù)使變壓器的斷路器跳閘于以切除。第四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月對雙側(cè)電流網(wǎng)絡(luò)（或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)）當(dāng)變電所母線故障時(shí)可由保護(hù)和的段動作于以切除。第五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月裝設(shè)專用母線保護(hù)的原因：a)利用供電元件的保護(hù)裝置切除母線故障的時(shí)間較長。（速動性）電源db)當(dāng)雙母同時(shí)運(yùn)行或單母分段時(shí)，保護(hù)不能保證有選擇性地切除故障母線。（選擇性）第六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月什么情況下應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)？在110kV及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組母線上所發(fā)生的故障，而另一

3、組無故障母線仍能繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。110kV及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35kV母線或高壓側(cè)為110kV及以上的重要降壓變電所的35kV母線，按照裝設(shè)全線速動保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故障 時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù)。注意：為滿足速動性和選擇性的要求，母線保護(hù)均按照差動原理構(gòu)成，母線上一般連接著較多的電氣元件（線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等），不管母線上元件有多少，實(shí)現(xiàn)差動保護(hù)的基本原則仍是適用的。第七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月母線差動保護(hù)的基本原則a) 在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，即 （流入母線為電流的正方向）c

4、) 若從電流相位看，則正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，至少有一元件 中的電流相位和其余元件中的電流相位相反，而當(dāng)母線故障 時(shí)，除電流等于零的元件以外，其它元件的電流則是同相位的。b) 當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與電源連接的元件 都向故障點(diǎn)供給短路電流，而在供電給負(fù)荷的連接元件中電流等于零，故 （短路點(diǎn)的總電流）第八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、完全電流差動母線保護(hù) 在母線的所有連接元件上裝具有相同變比和特性的電流互感器，所有互感器的二次線圈在母線側(cè)的端子互相連接，另一端的端子也互相連接，然后接入差動繼電器，繼電器中的電流即為各個(gè)二次電流的向量和。I-I -+.123第九張，PPT共五十六頁

5、，創(chuàng)作于2022年6月原理在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，流入繼電器的是由各互感器特性不同而引起的不平衡電流Ibp而當(dāng)母線上故障時(shí)，則所有與電源連接的元件均向短路點(diǎn)供給短路電流，于是流入繼電器的電流為：此電流使繼電器動作而起動出口繼電器， 使斷路器DL1,DL2,DL3跳閘。第十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月差動繼電器起動電流整定原則：按如下條件整定，選擇其中較大的一個(gè)躲開外部故障時(shí)所產(chǎn)生的最大不平衡電流，當(dāng)所有電流互感器均按10%誤差曲線選擇，且差動繼電器采用具有速飽和鐵芯的繼電器時(shí)，起動電流I dz.J可按以下計(jì)算：第十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月其中k可靠系數(shù)取1.3

6、 I d.max在母線范圍外任一連接元 件上短路時(shí)，流過差動保護(hù) 繼電器的最大短路電流 nl母線保護(hù)用電流互感器的變比第十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月為防止在正常運(yùn)行情況下，任一電流互感器二次回路斷線時(shí)，引起保護(hù)裝置誤動作，起動電流應(yīng)大于任一連接元件中最大的負(fù)荷電流I f.max第十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月靈敏系數(shù)校驗(yàn)當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)采用下式校驗(yàn)靈敏系數(shù)：2.min= lldz.JdmIIKn第十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、電流比相式母線保護(hù)1.原理母線在內(nèi)部故障和外部故障時(shí)各連接元件電流相位發(fā)生變化。注意：母線保護(hù)規(guī)定：電流從線

7、路流向母線為正，從母線流向線路為負(fù)。d2d1第十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)母線正常運(yùn)行及外部故障時(shí)（d1點(diǎn)），按規(guī)定的電流正方向來看和大小相等，相位相差180O當(dāng)母線內(nèi)部故障時(shí)（ d2點(diǎn)）, 和均流向母線，在理想情況下兩者相位相同小母線中 間變流器中 間變流器 切換裝置 切換裝置 相位比較 延時(shí)回路 脈沖展寬回路 出口跳閘ZLH1ZLH2電流比相母線保護(hù)原理圖第十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月切換裝置用于雙母線時(shí)切換保護(hù)二次回路（當(dāng)一次元件從一條母線切換到另一條母線時(shí)，其對應(yīng)的二次回路也切換到另一條小母線上）各電流互感器二次輸出的電流，分別接入中間變流器ZLH

8、1,ZLH2，的一次線圈。其二次輸出電壓分為二組，經(jīng)半波整流后分別接在小母線1,2,3上；fx1,fx2為非線性電阻（壓敏電阻）當(dāng)電流互感器二次電流2很大時(shí)，用以防止ZLH1,ZLH2的二次側(cè)產(chǎn)生危險(xiǎn)的高壓，小母線的輸出接到相位比較，延時(shí)，脈沖展寬回路。第十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月.U01 3 2.D1D2D3D4相位比較延時(shí)展寬+-在電流的正半周以母線3為參考（設(shè)其為0V，則母線2上為負(fù)電位）第十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月.U01 3 2.D1D2D3D4相位比較延時(shí)展寬在電流的負(fù)半周以母線3為參考（設(shè)其為0V，則母線1上為負(fù)電位）+-第十九張，PPT共

9、五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月工作情況母線不帶電的情況母線不帶電時(shí)，小母線上無電壓，相位比較延時(shí)，展寬回路無輸出。母線處于正常運(yùn)行或外部故障情況母線處于正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，按規(guī)定的正方向電流相位相差180O,中間變流器一次側(cè)及二次側(cè)經(jīng)檢波后的波形如下：第二十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月由于檢波后波形相加的結(jié)果，在小母線1、2上都呈現(xiàn)出連續(xù)的負(fù)電位，因此，比相回路無輸出，不啟動延時(shí)回路，整個(gè)回路無輸出，不跳閘。tt-EE1E2E1E2t小母線2的波形-EE2E1E2E1t小母線1的波形正常運(yùn)行或外部故障第二十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月母線內(nèi)部故障情況母線內(nèi)部故障

10、時(shí)，各連接元件的電流均流向母線，各中間變流器的一次電流基本上同相位，由于 、 相位相同，兩者疊加后，在小母線和小母線上呈現(xiàn)出相間的斷續(xù)負(fù)電位，在負(fù)電位的間斷期間比相回路輸出一脈沖，起動延時(shí)回路，若此脈沖延續(xù)時(shí)間大于3.3ms(60O)，則延時(shí)回路起動脈沖展寬回路，后者輸出一連續(xù)脈沖使開關(guān)跳閘。第二十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月tt-EE1E2E1E2t小母線2的波形-EE2E1E2E1t小母線1的波形由于 、 相位相同，兩者疊加后，在小母線和小母線上呈現(xiàn)出相間的斷續(xù)負(fù)電位母線內(nèi)部故障第二十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月延時(shí)60O回路的作用和保護(hù)的閉鎖角理想情況：內(nèi)

11、部故障時(shí)電流的相位差為0O，外部故障時(shí)為180O。實(shí)際情況：由于電流互感器，中間變流器誤差等因素的影響，各電流間相位差可能是 值最大可達(dá)60O、有可能使保護(hù)誤動。 -EE1E2E1E2t小母線2的波形-EE2E1E2E1t小母線1的波形第二十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)小母線上出現(xiàn)間斷的電壓時(shí)，延時(shí)回路就要啟動，為了防止在這種情況下發(fā)生誤動作，就需要選擇延時(shí)回路的時(shí)間 角所對應(yīng)的時(shí)間，即從時(shí)間上躲開外部故障時(shí)可能出現(xiàn)的電流相位誤差。一般采用 = ，即3.3ms第二十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，母線保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法 雙母線是發(fā)電廠和變電所中

12、廣泛采用的一種母線方式。對于雙母線經(jīng)常以一組母線運(yùn)行的方式，在母線發(fā)生故障后，將造成全部停電，需把所有連接元件倒換至另一組母線上才能恢復(fù)供電，這是一個(gè)很大的缺點(diǎn)。 第二十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、雙母線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，母線保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法 為此，在發(fā)電廠以及重要變電所的高壓母線上，一般都采用雙母線同時(shí)運(yùn)行（母線聯(lián)絡(luò)斷路器經(jīng)常投入），而每組母線上連接一部分（大約1/2）供電和受電元件的方式，這樣當(dāng)任一組母線上故障后，就只影響到一半的負(fù)荷供電，而另一組母線上的連接元件則仍可以繼續(xù)運(yùn)行，這就大大提高了供電的可靠性。這種連接方式相對而言較為固定，因此有可能裝設(shè)元件固定連接的雙母線電流差

13、動保護(hù)。 第二十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 雙母同時(shí)運(yùn)行時(shí)，元件固定連接的電流差動保護(hù)CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5隔離開關(guān)123456第二十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一組由電流互感器1、2、5和差動繼電器CJ1組成，用以選擇第組母線上的故障；第三組實(shí)際上是由電流互感器1、2、3、4和差動繼電器CJ3組成的一個(gè)完全電流差動保護(hù)，當(dāng)任一組母線上發(fā)生故障時(shí)，它都起動，而當(dāng)母線外部故障時(shí)，它不動作，在正常運(yùn)行方式下，它作為整個(gè)保護(hù)的起動元件，當(dāng)固定接線方式破壞并保護(hù)范圍外部故障時(shí)，可防止保護(hù)的非選擇性動作第二組由電流互感器3、4、6和差動繼

14、電器CJ2組成，用以選擇第組母線上的故障；反應(yīng)母線總差電流第二十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月-直流回路展開圖+CJ3GGCJ1CJ2ZJ3XJ1ZJ1XJ2ZJ2XJ3跳DL1XJ4跳DL2XJ5跳DL3XJ6跳DL4XJ7跳DL5ZJ1ZJ1ZJ2ZJ2ZJ3+跳DL4CJ3 +CJ1 -+-+XJ1XJ3XJ4ZJ1跳DL1跳DL2跳DL5XJ7ZJ3+CJ2 -+XJ2XJ5XJ6ZJ2跳DL3只要CJ3動作，說明母線故障，先跳開母聯(lián)DL5若CJ1動作，說明母線1故障，再跳開DL1，DL2若CJ2動作，說明母線2故障，再跳開DL3，DL4第三十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于

15、2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(1)正常運(yùn)行時(shí)，一次電流分布第三十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(1)正常運(yùn)行時(shí)，二次電流分布圖第三十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(2)母線外部故障時(shí)，一次電流分布圖第三十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(2)母線外部故障時(shí)，二次電流分布圖第三十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(3)母線內(nèi)

16、部故障時(shí)，一次電流分布第三十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(3)母線內(nèi)部故障時(shí)，二次電流分布CJ1和CJ3動作，CJ2不動作第三十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(4)固定連接方式破壞時(shí)，保護(hù)裝置的動作情況第三十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CJ1CJ2CJ3DL1DL2DL3DL4DL5(4)固定連接方式破壞時(shí)，保護(hù)裝置的動作情況當(dāng)任一母線故障，CJ1，CJ2，CJ3均動作，保護(hù)將切除兩組母線。第三十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DL1DL2D

17、L3DL4DL22.雙母同時(shí)運(yùn)行時(shí)的母聯(lián)相位差動保護(hù)LJU3U2W3W2WcdWM第三十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月利用比較母聯(lián)中電流與總差電流的相位作為故障母線的選擇元件。當(dāng)?shù)谝唤M母線上故障時(shí)，流過母聯(lián)的電流是由母線流向母線。當(dāng)?shù)诙M母線上故障時(shí)，流過母聯(lián)的電流是由母線流向母線 。在這兩種故障情況下，母聯(lián)電流的相位變化了比較這兩個(gè)電流的相位，就可以選擇出故障母線而總差電流是反映母線故障的總電流，其相位是不變的（始終是正的）。第四十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月保護(hù)裝置主要由總差動電流回路，相位比較回路和相應(yīng)的繼電器組成 在總差動回路中接有保護(hù)裝置的啟動元件LJ，其

18、作用與固定連接式母線保護(hù)中的CJ3相同。只當(dāng)母線范圍內(nèi)部故障時(shí)它才動作。選擇元件是電流相位比較式繼電器。LJ第四十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月W2R1U2BZ1C1JJ2JJ1W3R2U3BZ2C2JJ2JJ1LJR3+-動作繞組制動繞組JJJJ1U2U3JJ2U3U2LJ正向?yàn)閯幼麟妷海聪驗(yàn)橹苿与妷赫＿\(yùn)行及母線外部故障時(shí)，LJ常閉觸點(diǎn)閉合，直流通過R3到JJ2的制動繞組，通過LJ的常閉觸點(diǎn)，再通過JJ1的制動繞組返回，所以JJ1和JJ2不動作。第四十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月W2R1U2BZ1C1JJ2JJ1W3R2U3BZ2C2JJ2JJ1R3+-LJ

19、母線內(nèi)部故障時(shí)，LJ常閉觸點(diǎn)斷開U2加在JJ2的制動繞組， JJ1的動作繞組。U3加在JJ2的動作繞組， JJ1的制動繞組。附加直流回路不通第四十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月DL1DL2DL3DL4DL2LJU3U2W3W2WcdWMZLH采用中間變流器ZLH進(jìn)行磁通綜合，在右側(cè)柱上磁通為f2，其與 成正比。在左側(cè)柱上磁通為f3，其與 成正比。第四十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月采用中間變流器ZLH進(jìn)行磁通綜合，在右側(cè)柱上磁通為f2在左側(cè)柱上磁通為f3在二次線圈W2中的輸出電壓 =K（ + ）在二次線圈W3中的輸出電壓 =K（ - ）因此，當(dāng) 與 同相，則 ，JJ

20、1動作，JJ2不動作當(dāng) 與 反相，則 ，JJ2動作，JJ1不動作JJ1U2U3JJ2U3U2JJ1動作，跳開斷路器DL1和DL2。JJ2動作，跳開斷路器DL3和DL4。LJ動作，跳開斷路器DL5。第四十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月LJ常開觸點(diǎn)，母線故障時(shí)動作，觸點(diǎn)閉合，跳開母聯(lián)斷路器常閉觸點(diǎn)，正常運(yùn)行及外部故障時(shí)不動作，觸點(diǎn)閉合，向JJ1和JJ2附加的制動電流。為提高選擇元件工作的可靠性，在正常運(yùn)行情況下，JJ1和JJ2的兩組線圈中通過電阻R3和啟動元件LJ的常閉觸點(diǎn)，都加入一個(gè)附加的制動電流，使它處于閉鎖狀態(tài)，僅當(dāng)母線發(fā)生故障，LJ動作以后，此附加電流才取消，JJ1和JJ2將

21、根據(jù)相位比較結(jié)果而動作說明第四十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月XJ4跳DL1XJ5跳DL2XJ6跳DL3XJ7跳DL4XJ8跳DL5ZJ1ZJ1ZJ2ZJ2ZJ3+直流回路展開圖+LJGJJ1-ZJ5XJ2ZJ1XJ1YJ1GJJ2XJ3ZJ3YJ2ZJ2ZJ4第四十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月說明1）母線外部故障時(shí)，差動回路中僅有不平衡電流，LJ不動作，選擇元件因LJ不動作而處于閉鎖狀態(tài)，故保護(hù)裝置不可能動作。2）母線內(nèi)部故障時(shí)，差動回路電流Icd永遠(yuǎn)反應(yīng)故障點(diǎn)的總電流，其方向與故障母線的組別無關(guān)，這時(shí)，LJ動作，其常開觸點(diǎn)閉合后啟動母聯(lián)斷路器DL5的跳閘繼電器

22、5ZJ，并為啟動1ZJ4ZJ跳閘繼電器的回路準(zhǔn)備好正電源，其常閉觸點(diǎn)斷開而解除對JJ1和JJ2的制動。第四十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月說明保護(hù)裝置的電壓閉鎖元件為兩組低電壓繼電器，分別接在兩組母線的電壓互感器二次側(cè)線電壓上，能反映母線上各種類型的故障。1）在正常運(yùn)行情況下，低電壓繼電器YJ1和YJ2均不啟動，將保護(hù)閉鎖，防止各種原因引起的保護(hù)誤動作。2）當(dāng)母聯(lián)斷路器因故退出運(yùn)行時(shí)，由于IM=0，選擇元件無法工作，這時(shí)可投入刀閘G，解除JJ1和JJ2的作用。并利用電壓閉鎖元件作為保護(hù)裝置的選擇元件。第四十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 在110kV及以上電壓等級的

23、發(fā)電廠和變電所中，當(dāng)輸電線路、變壓器或母線發(fā)生短路，在保護(hù)裝置動作于切除故障時(shí)，可能伴隨故障元件的斷路器拒動，也即發(fā)生了斷路器的失靈故障。產(chǎn)生斷路器失靈故障的原因是多方面的，例如:斷路器跳閘線圈斷線；斷路器的操作機(jī)構(gòu)失靈等。5.斷路器失靈保護(hù)簡介 斷路器失靈故障的發(fā)生會導(dǎo)致故障切除時(shí)間的延長、事故范圍的擴(kuò)大，其后果是造成電力系統(tǒng)大范圍停電，甚至發(fā)生電力系統(tǒng)的瓦解事故。 為保證高壓電網(wǎng)的安全運(yùn)行，對于斷路器失靈故障，目前采取的主要措施之一是裝設(shè)專用的斷路器失靈保護(hù)。第五十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)線路、變壓器或母線發(fā)生短路并伴隨斷路器失靈時(shí)，相應(yīng)的繼電保護(hù)動作發(fā)出跳閘脈沖后，斷路器拒絕動作時(shí)，能夠以較短的時(shí)限切除同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)其它有關(guān)的斷路器，以使停電范圍限制為最小的一種后備保護(hù)。 所謂斷路器失靈保護(hù)是指：第五十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1ZJ2ZJ3ZJt1DL2DL5DL3DL4DL當(dāng)其出口繼電器（如1ZJ、2ZJ）動作于跳開本身斷路器的同時(shí)，也起動失靈保護(hù)中的公用時(shí)間繼電器t，此時(shí)間繼電器的延時(shí)應(yīng)大于故障元件的斷路器跳閘時(shí)間及保護(hù)裝置返回時(shí)間之和，因此，并不妨礙正常的切除故障。如果故障線路的斷路器拒動時(shí)（例如d點(diǎn)短路，1ZJ動作后1DL拒動），則時(shí)間繼電器動作，起動