母线保护配置以及相应保护.ppt

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1、关于母线保护的配置及相应关于母线保护的配置及相应的保护的保护第一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月时间：时间：地点：地点：人员：人员：首先讲述了母线故障产首先讲述了母线故障产生的原因，主要为套管及绝缘子闪络，电压互感器故障生的原因，主要为套管及绝缘子闪络，电压互感器故障及操作人员误操作等。及操作人员误操作等。然后然后*为大家讲解了母线故障的保护方法，主要有两为大家讲解了母线故障的保护方法，主要有两种：利用相邻元件保护装置切除故障和装设专门的母线种：利用相邻元件保护装置切除故障和装设专门的母线保护保护第二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月然后，大家就此展开了激烈的讨论，深入然后，

2、大家就此展开了激烈的讨论，深入浅出，大家伙对母线保护的理解越来越透浅出，大家伙对母线保护的理解越来越透彻，此次讨论历时彻，此次讨论历时1h。时间：时间：地点：地点：今天大家主要讨论母线保护的基本原理及今天大家主要讨论母线保护的基本原理及双母线同时运行的差动保护双母线同时运行的差动保护第三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月888同学同学第一个发言详细的为大家讲解了第一个发言详细的为大家讲解了母线保护的基本原理以及差动保护的基本母线保护的基本原理以及差动保护的基本原则。原则。999同学同学紧随其后为大家介绍了母线电流紧随其后为大家介绍了母线电流差动保护。大家就此展开了激烈的讨论，差动保护。

3、大家就此展开了激烈的讨论，其主要内容是电流差动保护的基本原理以其主要内容是电流差动保护的基本原理以及动作电流的整定等诸多问题。及动作电流的整定等诸多问题。000同学同学不甘示弱，为大家讲解了电流相不甘示弱，为大家讲解了电流相位比较式保护及其工作原理，还有它的特位比较式保护及其工作原理，还有它的特点。点。第四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月111同学同学发言，介绍了母线差动保护的分发言，介绍了母线差动保护的分类，及其分类依据。然后大家就双母线同类，及其分类依据。然后大家就双母线同时运行的母线差动保护进行了讨论，主要时运行的母线差动保护进行了讨论，主要讨论了两种方法的接线图、工作原理、适

4、讨论了两种方法的接线图、工作原理、适用范围、优缺点、动作工程等。用范围、优缺点、动作工程等。此次讨论历时一个半小时。此次讨论历时一个半小时。第五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月母线保护讨论成果介绍母线的故障母线的故障母线故障的保护方法概述母线故障的保护方法概述母线保护的基本原理母线保护的基本原理母线差动保护分类母线差动保护分类双母线同时运行的母线差动保护双母线同时运行的母线差动保护一个半断路器接线的母线保护一个半断路器接线的母线保护第六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月一、母线的故障 母线是电力系统中的一个重要元件，母线是电力系统中的一个重要元件，当母线上发生故障时，将使连接

5、在母线的当母线上发生故障时，将使连接在母线的所有元件在修复故障母线期间或转换到另所有元件在修复故障母线期间或转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电，一组无故障的母线上运行以前被迫停电，此外，在电力系统中枢纽变电站母线上发此外，在电力系统中枢纽变电站母线上发生故障时，可能引起系统稳定的破坏，造生故障时，可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。成严重的后果。第七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月二、母线故障的保护方法概述1.利用相邻元件保护装置切除母线故障（1 1）发电厂采用单母线接线，母线上的故）发电厂采用单母线接线，母线上的故障可利用发电机的障可利用发电机的定子过电流保护使发电定子

6、过电流保护使发电机的断路器跳闸机的断路器跳闸予以切除予以切除 tt-k+II-定子绕组过电流保护定子绕组过电流保护第八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 （2 2）对降压变电所，其低压母线采用单）对降压变电所，其低压母线采用单母线分段，正常时分开运行，低压母线上母线分段，正常时分开运行，低压母线上的故障可以由相应的故障可以由相应变压器的过电流保护使变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸变压器的断路器跳闸于以切除。于以切除。t+-t+-II k电源电源变压器的过变压器的过电流保护电流保护高压母线高压母线低压母线低压母线第九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（3 3）对双侧电源网络

7、（或环形网络当）对双侧电源网络（或环形网络当变电所母线故障时可由变电所母线故障时可由保护和的保护和的段动作于段动作于以切除以切除 k1234ABC变电所母线变电所母线5第十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月2.2.装设专门的母线保护装设专门的母线保护 若母线故障时电压降低影响全系统的供电质量若母线故障时电压降低影响全系统的供电质量和系统稳定运行，必须快速切除，用所连接元件和系统稳定运行，必须快速切除，用所连接元件的后备保护切除母线故障，时间较长，使系统电的后备保护切除母线故障，时间较长，使系统电压长时间降低，不能保证安全连续供电，甚至造压长时间降低，不能保证安全连续供电，甚至造成系统稳

8、定的破坏。此外，当双母线同时运行或成系统稳定的破坏。此外，当双母线同时运行或单母线分段时，利用相邻元件后备保护不能保证单母线分段时，利用相邻元件后备保护不能保证快速有选择性地切除故障母线。快速有选择性地切除故障母线。应设置专门的母线应设置专门的母线保护保护。第十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月装设母线保护的原则？1）在）在110kV及以上的双母线和分段单母线上，为保证及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组母线上所发生的故障，而另一有选择性地切除任一组母线上所发生的故障，而另一组无故障母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。组无故障母线仍能继续运行，应装设专用的母线

9、保护。2）110kV及以上的单母线，重要发电厂的及以上的单母线，重要发电厂的35kV母线或母线或高压侧为高压侧为110kV及以上的重要降压变电所的及以上的重要降压变电所的35kV母母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用母线保护。上的故障时，应装设专用母线保护。第十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月三、母线保护的基本原理1.母线电流差动保护母线电流差动保护 按保护范围分类：按保护范围分类：1 1）完全差动保护完全差动保护 2 2）不完全差动保护不完全差动保护第十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（1

10、）完全差动保护 母线完全差动保护是母线完全差动保护是将母线上所有的将母线上所有的各连接支路的电流互感器按同名相、同极各连接支路的电流互感器按同名相、同极性接到差流回路；性接到差流回路；各支路应采用具有相同各支路应采用具有相同变比和特性的电流互感器，若电流互感器变比和特性的电流互感器，若电流互感器变比不相同时可采用中间变流器等方式进变比不相同时可采用中间变流器等方式进行补偿，以保证在母线无故障情况下满足行补偿，以保证在母线无故障情况下满足母线流入流出电流矢量和为零。母线流入流出电流矢量和为零。第十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月正常运行及外部故障时正常运行及外部故障时，母线流入流出电

11、，母线流入流出电流矢量和为零，母线中差流回路中的电流流矢量和为零，母线中差流回路中的电流互感器特性不同而引起的不平衡电流，其互感器特性不同而引起的不平衡电流，其值相对较小。值相对较小。当母线上某点发生短路时当母线上某点发生短路时，所有与电源连，所有与电源连接的支路都向该点供给短路电流，从而导接的支路都向该点供给短路电流，从而导致母线差流回路中电流很大，母线差动保致母线差流回路中电流很大，母线差动保护动作，使所有连接支路的断路器跳闸。护动作，使所有连接支路的断路器跳闸。第十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月注意：注意：1）实际应用中，为了提高母线完全电流差动）实际应用中，为了提高母线完

12、全电流差动保护的灵敏度，仍需采取措施解决外部故障时保护的灵敏度，仍需采取措施解决外部故障时差流回路的不平衡电流问题差流回路的不平衡电流问题。2 2）母线的完全电流差动保护原理简单，母线的完全电流差动保护原理简单，适用于适用于单母线或双母线经常只有一组母线运单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况行的情况 第十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（2）母线不完全电流差动保护 母线不完全电流差动保护，只是母线不完全电流差动保护，只是将连接将连接于母线的各有电源支路的电流接入差流回于母线的各有电源支路的电流接入差流回路，而无电源支路的电流不接入差流回路。路，而无电源支路的电流不接入差流回路。

13、因而在无电源支路上发生的故障被认为是因而在无电源支路上发生的故障被认为是母线差动保护范围内的故障。此时差动保母线差动保护范围内的故障。此时差动保护的定值应大于所有这种线路的最大负荷护的定值应大于所有这种线路的最大负荷电流和，这样正常运行下才不会误动作。电流和，这样正常运行下才不会误动作。第十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月2.电流相位比较式母线保护 电流相位比较母线保护基本原理是电流相位比较母线保护基本原理是根据母线在内部故根据母线在内部故障和外部故障是各连接支路电流相位的变化来实现的。障和外部故障是各连接支路电流相位的变化来实现的。（1 1）当母线正常运行及外部故障时当母线正常运

14、行及外部故障时，母线上两个连接支，母线上两个连接支路上电流大小相等相位相差路上电流大小相等相位相差180180。（2 2）当母线内部故障时当母线内部故障时，两个连接支路的电流在理想，两个连接支路的电流在理想情况下，相位相同。情况下，相位相同。对母线上各支路电流进行相位比较，便可判断内部对母线上各支路电流进行相位比较，便可判断内部或外部故障。或外部故障。第十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月四、母线差动保护的分类四、母线差动保护的分类按照差流回路的电阻大小，可分为按照差流回路的电阻大小，可分为:低阻抗型母线差动保护（一般为几低阻抗型母线差动保护（一般为几）中阻抗型母线差动保护（一般为几

15、百中阻抗型母线差动保护（一般为几百）高阻抗型母线差动保护（一般为几千高阻抗型母线差动保护（一般为几千）第十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月低阻抗型母线差动保护必须抬高定值，火彩群复杂的制动措施，或采取可靠的电流互感器饱和判别，以防止母线差动保护误动。低阻抗型母线保护差流回路中的差动继电器一般采取内阻很低的电流差动继电器，故又称为电流型母线差动保护。高阻抗型母线差动保护，又称为电压型母线差动保护。高阻抗型母线差流回路阻抗很大，因此可减小外部故障支路电流互感器饱和时差流回路的不平衡电流，不需要制动。第二十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月中阻抗型母线差动保护实际上是上述两种母线

16、差动保护的折中方案。差流回路接入一定的阻抗，约欧姆，采用特殊的制动回路既能减小不平衡电流的影响，又不产生危险的过电压，不需要专门的过电压保护回路。第二十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月五、双母线同时运行时的母线差五、双母线同时运行时的母线差动保护动保护 双母线是发电厂和变电所中广泛采用双母线是发电厂和变电所中广泛采用的一种母线方式。对于双母线经常以一组的一种母线方式。对于双母线经常以一组母线运行的方式，在母线发生故障后，将母线运行的方式，在母线发生故障后，将造成全部停电，需把所有连接元件倒换至造成全部停电，需把所有连接元件倒换至另一组母线上才能恢复供电，这是一个很另一组母线上才能恢

17、复供电，这是一个很大的缺点。大的缺点。对于发电厂和重要变电站的高压母线，对于发电厂和重要变电站的高压母线，一般采用双母线同时运行，母线联络断路一般采用双母线同时运行，母线联络断路器处于投入状态。器处于投入状态。第二十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（1）双母线固定连接方式的完全电流）双母线固定连接方式的完全电流差动保护差动保护 双母线同时运行时，每组母线上都固定连接双母线同时运行时，每组母线上都固定连接约二分之一的供电电源和输电回路。这种母线约二分之一的供电电源和输电回路。这种母线运行方式称为运行方式称为固定连接式母线固定连接式母线。这种母线的差。这种母线的差动保护称为动保护称为固

18、定连接式母线电流差动保护。固定连接式母线电流差动保护。第二十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月原理接线图如下：KD1KD2KD3QF1QF2QF3QF4QF5TA1TA1TA2TA2TA3TA3TA4TA456第二十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月1.基本工作原理基本工作原理保护功能组成部分（三组差动保护）：保护功能组成部分（三组差动保护）：（1 1）第一组由）第一组由母线母线的小差动的小差动，即构成母线，即构成母线故障的故障的保护组成，包括电流互感器保护组成，包括电流互感器TA1TA1，TA2TA2，TA6TA6，以及差动，以及差动继电器继电器KD1KD1。（2）第二组

19、由）第二组由母线母线的小差动的小差动，即构成选择母线，即构成选择母线故障故障的保护，包括电流互感器的保护，包括电流互感器TA3TA3，TA4TA4，TA5TA5，以及差动继，以及差动继电器电器KD2KD2。（3 3）第三组由）第三组由母线母线、的大差动的大差动，即构成母线，即构成母线、故障均在内的保护，包括电流互感器故障均在内的保护，包括电流互感器TA3TA3，TA4TA4，TA5,TA5,以及差动继电器以及差动继电器KD2KD2。第二十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 母线差动保护动作情况母线差动保护动作情况当母线正常运行或区外故障时当母线正常运行或区外故障时，流经差动，流经差动

20、继电器继电器KD1、KD2、KD3的电流均为不平衡的电流均为不平衡电流，而差动保护的动作电流按躲过外部电流，而差动保护的动作电流按躲过外部故障时最大不平衡电流来整定的，因此差故障时最大不平衡电流来整定的，因此差动保护不会动作。动保护不会动作。区内故障，区内故障，母线差动保护的动作逻辑是差母线差动保护的动作逻辑是差动继电器动继电器KD3首先动作并跳开母线联络断首先动作并跳开母线联络断路器路器QF5，之后差动继电器，之后差动继电器KD1仍有二次仍有二次故障电流流过，即对母线故障电流流过，即对母线1的故障具有选择的故障具有选择性，动作于跳开母线性，动作于跳开母线1上连接支路的断路器上连接支路的断路器

21、QF1、QF2；而差动继电器；而差动继电器KD2无二次故无二次故障电流流过，因此，无故障的母线障电流流过，因此，无故障的母线2继续保继续保持运行。持运行。第二十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月综上所述综上所述，差动继电器，差动继电器KD1KD1、KD2KD2分别只反分别只反映母线映母线1 1、2 2的故障，也称之为小差动，或的故障，也称之为小差动，或故障母线选择元件。差动继电器故障母线选择元件。差动继电器KD3KD3反应反应与两个母线中一母线的故障，作为母线保与两个母线中一母线的故障，作为母线保护启动元件，称为大差动。护启动元件，称为大差动。第二十七张，PPT共三十五页，创作于20

22、22年6月2.2.双母线固定连接方式破坏后母双母线固定连接方式破坏后母线差动保护的工作情况线差动保护的工作情况正常运行或区外故障时正常运行或区外故障时，在双母线固定连接，在双母线固定连接被破坏时候，作为启动元件的差动继电器被破坏时候，作为启动元件的差动继电器KD3KD3能够防止外部故障是差动保护的误动作。能够防止外部故障是差动保护的误动作。区内故障时，区内故障时，母线差动保护的动作逻辑时继母线差动保护的动作逻辑时继电器电器KD3KD3首先动作于跳开母联断路器，之后首先动作于跳开母联断路器，之后差动继电器差动继电器KD1 KD1、KD2KD2上仍有二次故障电流上仍有二次故障电流流过，因此，流过，

23、因此，差动继电器差动继电器KD1KD1、KD2KD2不能起到不能起到选择选择故障母线的作用，故障母线的作用，两两者均动作并切除母者均动作并切除母线线1 1与母线与母线2 2。第二十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（2）母联电流相位比较式差动保护母联电流相位比较式差动保护母联电流相位比较式差动保护适用于适用于双母双母线连接支路运行方式经常改变的母线上。线连接支路运行方式经常改变的母线上。第二十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月原理接线图：QF1QF2QF3QF4QF5KAU3W3W2Wcd母联电流母联电流总差电流总差电流TA5TA1TA2TA3TA4第三十张，PPT共三十五

24、页，创作于2022年6月1、基本工作原理 母联电流差动保护主要由两部分组成母联电流差动保护主要由两部分组成：第一部分第一部分由电流互感器由电流互感器TA1-TA4TA1-TA4，以及总，以及总电流差动继电器电流差动继电器KAKA组成。组成。第二部分第二部分由电流互感器由电流互感器TA1-TA4TA1-TA4的总差流、的总差流、母联断路器的电流互感器母联断路器的电流互感器TA5TA5和相位比较和相位比较继电器继电器KPKP组成。组成。第三十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月总电流差动继电器总电流差动继电器KAKA仅在母线范围内故障仅在母线范围内故障时才动作，它是母联电流相位差动保护的时

25、才动作，它是母联电流相位差动保护的启动元件。启动元件。KAKA在正常运行或外部故障时不在正常运行或外部故障时不动作，起闭动作，起闭锁保护的作用锁保护的作用。相位比较继电器相位比较继电器KPKP比较总差流与母联互感比较总差流与母联互感器器TA5TA5二次电流的相位二次电流的相位，实现对故障母线，实现对故障母线的选择。的选择。第三十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 母联电流差动保护动作情况母联电流差动保护动作情况在正常运行或区外运行时在正常运行或区外运行时，母联相位差动，母联相位差动保护中的总电流差动继电器保护中的总电流差动继电器KAKA不启动不启动，因，因此此母联保护不会误动作母联保

26、护不会误动作。任意母线故障时，任意母线故障时，流入流入KAKA的总差动电流的的总差动电流的相位是不变的，而流过母联的电流方向取相位是不变的，而流过母联的电流方向取决于故障母线，即决于故障母线，即在两个母线上故障时母在两个母线上故障时母联电流相位相差联电流相位相差180180。第三十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月六、一个半断路器接线的母线保护 500KV500KV变电站和变电站和220KV220KV枢纽变电站，要求枢纽变电站，要求求在母线发生短路时求在母线发生短路时不影响变电站的连续供不影响变电站的连续供电，电，在母线发生短路并伴随断路器失灵时，在母线发生短路并伴随断路器失灵时，要求将要求将停电的范围缩减到最小停电的范围缩减到最小。为满足呀要。为满足呀要求，应采用一个半断路器的母线连接方式，求，应采用一个半断路器的母线连接方式，即即3 32 2断路器接线断路器接线。第三十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第三十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月