母線保護(hù)及失靈保護(hù)

1、母線保護(hù)及失靈保護(hù)辛偉母線保護(hù)：母線是發(fā)電廠和變電站重要組成部分之一。母線又稱匯流排，是匯集電能及分配電能的 重要設(shè)備。運(yùn)行實(shí)踐表明：在眾多的連接元件中，由于絕緣子的老化，污穢引起的閃路接地 故障和雷擊造成的短路故障次數(shù)甚多。另外，運(yùn)行人員帶地線合刀閘造成的母線短路故障， 也有發(fā)生。母線的故障類型主要有單相接地故障，兩相接地短路故障及三相短路故障。兩相 短路故障的幾率較少。當(dāng)發(fā)電廠和變電站母線發(fā)生故障時，如不及時切除故障，將會損壞眾多電力設(shè)備及破壞 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而造成全廠或全變電站大停電，乃至全電力系統(tǒng)瓦解。因此，設(shè)置動作可 靠、性能良好的母線保護(hù)，使之能迅速檢測出母線故障所在并及時有選擇

2、性的切除故障是非 常必要的。對母線保護(hù)的要求：與其他主設(shè)備保護(hù)相比，對母線保護(hù)的要求更苛刻。（1）高度的安全性和可靠性母線保護(hù)的拒動及誤動將造成嚴(yán)重的后果。母線保護(hù)誤動將造成大而枳停電：母線保護(hù)的拒 動更為嚴(yán)重，可能造成電力設(shè)備的損壞及系統(tǒng)的瓦解。（2）選擇性強(qiáng)、動作速度快母線保護(hù)不但要能很好地區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和外部故障，還要確定哪條或哪段母線故障。由于母 線影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，盡早發(fā)現(xiàn)并切除故障尤為重要。母差保護(hù)的分類：母線差動保護(hù)按母線各元件的電流互感器接線不同可分為母線不完全差動保護(hù)和母線 完全差動保護(hù)：母線不完全差動保護(hù)只需將連接于母線的各有電源元件上的電流互感器接入 差動回路，在無電源元

3、件上的電流互感器不接入差動回路。母線完全差動保護(hù)是將母線上所 有的各連接元件的電流互感器連接到差動回路。母線完全差動保護(hù)又包括固定連接方式母差 保護(hù)、電流相位比較式母差保護(hù)、比率制動式母差保護(hù)（阻抗母線差動保護(hù)）、帶速飽和電 流互感器的電流式母線保護(hù)等。蓮花廠的WMH-800微機(jī)型母線保護(hù)裝置為比率制動式母差保護(hù)。固定連接系指一次元件的運(yùn)行方式下二次回路結(jié)線固定，且一一對應(yīng)。雙母線同時運(yùn)行 方式，按照一定的要求，將引出線和有電源的支路分配固定連接于兩條母線上，這種母線稱為 固定連接母線。這種母線的差動保護(hù)稱為固定連接方式的母線完全差動保護(hù).對它的要求是一母線故障時，只切除接于該母線的元件，另一

4、母線可以繼續(xù)運(yùn)行,即母線 差動保護(hù)有選擇故障母線的能力。當(dāng)運(yùn)行的雙母線的固定連接方式被破壞時,該保護(hù)將無選 擇故障母線的能力，而將雙母線上所有連接的元件切除。母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù)主要是在母聯(lián)開關(guān)上使用比較兩電流相量的方向元 件，引入的一個電流量是母線上各連接元件電流的相量和即差電流，引入的另一個電流量是 流過母聯(lián)開關(guān)的電流。在正常運(yùn)行和區(qū)外短路時差電流很小，方向元件不動作；當(dāng)母線故障 不僅差電流很大且母聯(lián)開關(guān)的故障電流由非故障母線流向故障母線，具有方向性，因此方向 元件動作且具有選擇故障母線的能力。集成電路型母線保護(hù)根據(jù)差動回路中阻抗的大小，可分為低阻抗型母線保護(hù)（一般為幾 歐姆），

5、中阻抗型母線保護(hù)（一般為幾百歐姆），高阻抗型母線保護(hù)（一般為幾千歐姆）。低阻抗型母線保護(hù)（一般為幾歐姆）：低阻抗母線差動保護(hù)裝置比較簡單，一般采用久 經(jīng)考驗(yàn)的判據(jù)，系統(tǒng)的監(jiān)視較為簡單。但低阻抗母線差動保護(hù)不適用于高壓母線，因?yàn)樵谀?線外部故障使CT飽和時，母線差動繼電器中會出現(xiàn)較大的不平衡電流，可能使母差保護(hù)誤 動作，所以該的可靠性不能得到很好的滿足。高阻抗型母線保護(hù)（一般為幾千歐姆）：高阻抗母線保護(hù)可以較好地解決CT飽和問題, 為了克服低阻抗母線保護(hù)中CT飽和時誤動作的問題，可在差動回路中串入一高阻抗，其值 可在數(shù)千歐姆以上，因而在外部故障電流互感器飽和時，可減少差動回路的不平衡電流，不 需

6、要制動，對于區(qū)內(nèi)故障采用CT飽和前快速動作的方式，區(qū)內(nèi)故障動作速度快。但在內(nèi)部 故障時，差動回路可產(chǎn)生危險的過電壓，對繼電器可靠工作不利。為了可靠性，設(shè)計了一個 附加的高阻抗保護(hù)系統(tǒng)，作為檢測元件提供第二個跳閘判據(jù)，但需要一種與之匹配的CT線 圈，且要求CT的傳變特性完全一致，變比相同，這對于擴(kuò)建的變電所來說較難做到。因此 總體上高阻抗型母線保護(hù)在運(yùn)行維護(hù)維修等方面都十分困難，所以這種保護(hù)在電力系統(tǒng)中很 少被采用。中阻抗型母線保護(hù)（一般為幾百歐姆）：中阻抗型母線保護(hù)的選擇元件是一個且有比率 制動特性的中阻抗型電流差動繼電器，顯著降低了母差回的負(fù)載阻值，既且有低阻抗、高阻 抗保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，又避開了

7、它們的缺點(diǎn)，把高阻抗特性與比率制動特性兩者有效結(jié)合，在處理 CT飽和方面有獨(dú)特優(yōu)勢：較好地保證了區(qū)外故障CT飽和不誤動、區(qū)內(nèi)故障正確快速動作, 且其對CT無特殊要求。它以電流瞬時值作測量比較，測量元件和差動元件多為集成電路或 整流型繼電器，當(dāng)母線內(nèi)部故障時，動作速度極快，一般動作時間小于10ms,因此又被稱 為“半周波繼電器,其缺點(diǎn)是必須應(yīng)用輔助電流互感器，保護(hù)整定計算較為復(fù)雜。帶速飽和電流互感器的電流差動式母線保護(hù)：這種保護(hù)的原理是利用母線上各連接元 件電流相量作為動作量，它將母線上各元件電流互感器二次按同極性并聯(lián)構(gòu)成差電流回路, 再經(jīng)過速飽和變流器后接差電流繼電器。正常運(yùn)行或區(qū)外短路時，母

8、線上各元件電流相量和為零，無差電流，保護(hù)不動作：母線 短路時，母線上各元件電流相量和不為零，差電流很大，保護(hù)動作。對于帶速飽和變流器的 電流差動式母差保護(hù)有以下要求：1）外部短路時的暫態(tài)不平衡電流很大，而且很難依靠定值躲過它。目前主要是采用速 飽和變流器，利用短路電流暫態(tài)分量中的直流分量使速飽變流器的鐵心迅速飽和，造成差動 繼電器靈敏度下降，防止誤動作，但母線故障時動作稍有延時。2）對于穩(wěn)態(tài)下的不平衡電流，主要是靠電流互感器在通過最大區(qū)外短路電流時其誤差 不超過10%,母線保護(hù)的整定值必須躲過此時的不平衡電流。3）各電流互感器的變化必須相同，不同時可采用中間變流器進(jìn)行補(bǔ)償，但對中間變流 器的要

9、求比主電流互感器更為嚴(yán)格，一般要求其誤差不超過5%。為減輕主電流互感器二次 負(fù)載，中間變流器宜采用降流方式，最好安裝在戶外的斷路器場地內(nèi)。如必須采用升流方式 時，其升流比不應(yīng)超過2,而且最好安裝在保護(hù)屏上或保護(hù)屏下的電纜層中。4）為減輕電流互感器二次負(fù)載和經(jīng)濟(jì)起見，各電流互感器二次側(cè)連線應(yīng)在斷路器場內(nèi) 的母差端子箱內(nèi)先并聯(lián)，然后再通過一根大截面電纜與室內(nèi)的保護(hù)屏相連。微機(jī)型母線保護(hù)相對于其它類型的母線保護(hù)，有著不可比擬的優(yōu)勢：1）微機(jī)母線保護(hù)不需要公共的差電流回路，不需要將各回路的電流互感器二次繞組并聯(lián) 在一起引至保護(hù)盤，而是通過軟件計算來合成差動電流和制動電流，這大大簡化了交流二次 回路，提

10、高了保護(hù)的可靠性：2）可以用軟件來平衡各回路電流互感器變比的不同，不需要設(shè)置輔助電流互感器：3）利用微機(jī)的智能作用和計算能力可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜但更可靠的動作判據(jù)，創(chuàng)造各種檢測電 流互感器飽和的新方法：4）對雙母線接線方式而言具有自適應(yīng)能力，利用微機(jī)的智能作用自動識別各回路所連接的母線組別：5）微機(jī)母線保護(hù)具有自檢功能，可靠性得到了進(jìn)一步的提高：更重要的是，微機(jī)母線保 護(hù)具有通信接口，可方便地與監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)、完成信息的遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)控，實(shí)現(xiàn)自動化：當(dāng)然微 機(jī)母線保護(hù)具有調(diào)試整定方便的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。微機(jī)母線保護(hù)相對于線路保護(hù)來說它有自己的一些特點(diǎn)：1）由于母線保護(hù)需要與一次母線相對應(yīng)，所以輸入的電流量、電

11、壓量和開關(guān)量都很多，對數(shù) 據(jù)處理的能力要求高：2）由于是電流差動，所以各交流回路輸入的電流幅值精度和相位一致性就顯得格外重要：3）母線保護(hù)切除元件數(shù)目多，涉及的范圍廣，裝置的可靠性必須保證；4）母線保護(hù)一旦退出運(yùn)行，將給生產(chǎn)調(diào)度帶來很多壓力，所以裝置運(yùn)行必須穩(wěn)定，保證年投 入時間。因此微機(jī)母線保護(hù)的研制，應(yīng)集中在以下幾個方面：1）提高保護(hù)的動作速度及動作靈敏度：2）采取切實(shí)可靠的措施，防止因CT飽和產(chǎn)生的不平衡電流造成保護(hù)誤動；3）增強(qiáng)保護(hù)適應(yīng)母線運(yùn)行方式變化的能力；4）增強(qiáng)自動檢測和監(jiān)視功能，保護(hù)運(yùn)行操作盡可能簡化：5）增強(qiáng)裝置抗干擾性，減少裝置本身故障概率。實(shí)現(xiàn)母線差動保護(hù)的基本原則：1）

12、在正常運(yùn)行及母線范圍以外故障時，母線上所有的連接元件中流入的電流和流出的電流相 等，表示為|自力卜0 ，其中m為母線上所有連接元件的數(shù)目，/為第j個連接元件的 支路電流。2）當(dāng)母線上發(fā)生故障時，所有與電源連接的元件都向故障點(diǎn)供給短路電流，而給負(fù)荷供電的 連接元件中電流等于零，因此。卜小其中是指短路點(diǎn)的總電流。3）對每個連接元件中電流的相位來說，在正常運(yùn)行以及母線發(fā)生區(qū)外故障時，至少有一個元 件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，即電流流入的元件和電流流出的元件這 兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時，除電流等于零的元件外，其它元件中的電流則是同相位 的?？傊?，母線保護(hù)的原理構(gòu)成總是基于對母線

13、上各連接元件之間的電流的比較，常用以下 幾種保護(hù)原理：1）完全電流差動原理：以總差動電流為起動元件，以分差動電流為選擇元件，母線保護(hù)可以 正確切除故障段母線。2）母聯(lián)電流比相原理：母聯(lián)電流比相原理是比較總差動電流與母聯(lián)斷路器中的電流相位，利 用兩個電流之間的相位關(guān)系來判別故障母線。3）電流相位比較原理：正常運(yùn)行或母線外部短路時，各元件電流有流入母線的，也有流 出母線的，它們的相位相差1 80。母線內(nèi)部發(fā)生短路時，各電流均流入母線，它們的相位 差接近0-因此，根據(jù)各連接元件的電流相位差，可清楚地區(qū)分出母線的內(nèi)部或外部故障。 電流相位比較式母線保護(hù),就是利用相位比較元件測量各電流間的相位差,來實(shí)現(xiàn)

14、保護(hù)功能。4）帶比率制動特性的電流差動原理：起動元件的動作電流隨外部短路電流的變化而同時變 化，也就是將外部短路電流作為制動電流，那么起動電流的門坎值就可以減小，因而在母線 故障時保護(hù)有較高的靈敏度。對于傳統(tǒng)的繼電器來說，反應(yīng)的都是電流有效值或平均值，而不是電流的瞬時值大小。隨著 數(shù)字化微機(jī)保護(hù)的發(fā)展，反應(yīng)瞬時值大小的繼電器成為可能，相應(yīng)地出現(xiàn)了瞬時值比率差動 W判據(jù)。我的繼電保護(hù)學(xué)習(xí)方法：1、保護(hù)配置；2、保護(hù)動作判據(jù)或原因；3、保護(hù)范圍及動作結(jié)果。一、蓮花廠微機(jī)母線保護(hù)的配置：目前蓮花廠母線保護(hù)裝置采用許繼集團(tuán)公司生產(chǎn)的WMH-800微機(jī)型母線保護(hù)裝置，保護(hù) 配置為雙套母線差動保護(hù)和一套斷

15、路器失靈保護(hù)。該保護(hù)裝置共由三面屏柜組成，其中兩而 屏為保護(hù)屏，分別由A、B、C三相差動保護(hù)單元、電壓閉鎖單元及人機(jī)對話單元組成，A、B、 C三相差動保護(hù)單元分別完成各自的模擬量采集及轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入、保護(hù)邏輯運(yùn)算、信號 及跳令的開出。為提高保護(hù)的動作可靠性，在保護(hù)中還設(shè)置有啟動元件、復(fù)合電壓閉鎖元件、 TA二次回路斷線閉鎖元件及TA飽和檢測元件等。w圖WMH-800微機(jī)母線保護(hù)裝置總體結(jié)構(gòu)圖1、母線差動保護(hù)：母線差動保護(hù)的基本原理：m母線正常運(yùn)行時：X/； =° 母線發(fā)生故障時：zi產(chǎn)iop（瞬時）nim比率制動式差動：尸I J ）=1K：制動系數(shù)母線區(qū)內(nèi)故障流出電流及外部故障CT

16、誤差對差動保護(hù)的影響:要保證差動保護(hù)動作，此時的制動系 數(shù)應(yīng)為：母線內(nèi)部故障時，可能有電流流出母線，差動保護(hù)的靈敏度降低。假設(shè)流出母線的電流 與總故障電流的比值為8,如圖所示：1一5<1 + 5)/要保證差動保護(hù)動作，此時的制動外部故障時，故障支路CT可能產(chǎn)生較大的誤差而引起不平衡電流，假設(shè)故障支路CT 誤差為6,如圖所示：系數(shù)應(yīng)為：， SK >2-8制動系數(shù)流出母線電流比值(輪允許CT誤差(%)0.353.846.20.442.857.20.533.366.70.625750.717.682.40.811. 188.9由此可以看出給定比率制動系數(shù)K,要保證差動保護(hù)正常工作，內(nèi)部故

17、障時流出母線的電流和總電流的比值以及外部故障時允許故障支路CT誤差值都有一對應(yīng)關(guān)系，如下表:蓮花廠的制動系統(tǒng)K為。.5。差動保護(hù)設(shè)置大差及各段母線小差，大差作為小差的啟動元件，用以區(qū)分母線區(qū)內(nèi)外故 障，小差為故障母線的選擇元件。大差，小差均采用具有比率制動特性的瞬時值電流差動算 法。大差不包括母聯(lián)電流，每段母線小差只包括各自所連接單元電流。制動電流也如此。小差元件為某一條母線的差動元件，其引入電流為該條母線上所有連接元件TA二次電 流。接入大差元件的電流為二條（或二段）母線所有連接單元（除母聯(lián)之外）TA的二次電 流。雙母線系統(tǒng)大差、小差保護(hù)范用如圖：W為詳細(xì)理解上圖下面將雙母線完全差動保護(hù)在發(fā)

18、生區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障時的電流分布以及母線差動保護(hù)動作情況按下圖進(jìn)行說明。to母線i母線n13=012=0Wi y母線HtoKAIii=ikJ12=0I3=ik圖 區(qū)外故障時的電流分布 區(qū)內(nèi)故障時的電流分布按母聯(lián)斷路器只有一組電流互感器考慮，區(qū)外故障時的電流分布如上圖。區(qū)外故障時啟 動元件KA，也即是大差，選擇原件KAI、KA2均無電流流過，故差動保護(hù)不動作。區(qū)內(nèi)故障時的電流分布如上圖，區(qū)內(nèi)母線I故障啟動元件大差KA、選擇元件KA1均有 故障電流流過，選擇元件KA2的電流為零，因此將母聯(lián)斷路器及連接在母線I上的斷路器均 動作跳閘。母線保護(hù)要求裝置的啟動元件能夠快速、靈敏地對保護(hù)運(yùn)行時母線電壓或支路電

19、流的異 常變化做出響應(yīng)，因此啟動元件設(shè)置了三個啟動判據(jù)，分別為：母線電壓突變啟動、支路電 流突變啟動和大差電流越限啟動，三者的關(guān)系為邏輯”或，即三個啟動判據(jù)只要有一個得到滿足，啟動元件就動作并啟動差動保護(hù)工作。啟動元件動作后保護(hù)是否跳閘出口是由差動元件判別的。母線保護(hù)裝置的差動元件是由 分相比率差動判據(jù)和分相突變量比率差動判據(jù)構(gòu)成的。Id>IddId>KIf母差保護(hù)邏輯框圖如下：Idl >Idx Id>KIfl Ulbs母聯(lián)死區(qū)保護(hù)的概念對于雙母線或單母線分段，在母聯(lián)單元上只安裝一組TA情況下，母聯(lián)TA與母聯(lián)斷路器 之間（K點(diǎn)）故障稱為死區(qū)故障。當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生故障，II母判

20、為區(qū)內(nèi)故障，I母判為區(qū)外故障, II母保護(hù)動作并跳開母聯(lián)斷路器后，K點(diǎn)故障仍然存在于I母，未能徹底切除故障。雙母線 保護(hù)裝置具有母聯(lián)死區(qū)保護(hù)功能。死區(qū)故障時，I母或II母保護(hù)動作后，發(fā)令切除該段 母線上所有運(yùn)行單元（包括母聯(lián)開關(guān)），同時保護(hù)程序繼續(xù)判別大差是否返回、母聯(lián)TA上故 障電流是否消失。若經(jīng)過延時（確保母聯(lián)斷路器可靠跳閘），大差未返回、母聯(lián)TA仍有故障 電流，則啟動母聯(lián)死區(qū)保護(hù)，發(fā)令動作于另一段母線保護(hù)的出口，從而徹底切除死區(qū)故障。 雙母線母聯(lián)單元熱備用狀態(tài)，即母聯(lián)的兩隔離刀閘閉合而母聯(lián)斷路器斷開時，在死區(qū)發(fā)生故 障，若母線保護(hù)按母聯(lián)隔離刀閘狀態(tài)計算兩小差，則將造成故障母線判為區(qū)外，而

21、非故障母 線判為區(qū)內(nèi)。為解決此問題，將母聯(lián)斷路器輔助接點(diǎn)（常開接點(diǎn)）接入保護(hù)裝置，作為判定 母聯(lián)單元"斷或"聯(lián)”運(yùn)行方式的依據(jù)。母聯(lián)斷路器的輔助接點(diǎn)未閉合時，母線保護(hù)按雙母線 分列運(yùn)行時的保護(hù)邏輯判別及出口。I母小差及II母小差判據(jù)中不計入母聯(lián)電流。此時， 若發(fā)生死區(qū)故障，故障母線判為區(qū)內(nèi)而正確迅速動作，非故障母線則判為區(qū)外可靠不動作。 母聯(lián)斷路器的輔助接點(diǎn)閉合后，母線保護(hù)則按常規(guī)雙母線并列運(yùn)行時的保護(hù)邏輯判別及出 口。在國產(chǎn)的微機(jī)母線保護(hù)裝置中，設(shè)置有專用的死區(qū)保護(hù)，用于切除母聯(lián)斷路器與母聯(lián) TA之間的故障。2、方式識別在雙母線系統(tǒng)中，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的需要，母線

22、上的連接元件需在兩條母線 間頻繁切換，為此要求母線保護(hù)能夠跟蹤一次系統(tǒng)的倒閘操作。本裝置用軟件實(shí)現(xiàn)母線方式 自動識別，A、B、C差動箱均引入隔離刀閘的輔助接點(diǎn)，各自完成運(yùn)行方式的自動識別，作 為差動電流計算及出口跳閘的依據(jù)。隔離刀閘輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)通過裝置面板的發(fā)光二極管指 /K»刀閘輔助接點(diǎn)出錯的判據(jù)：（1）有電流而無刀閘接點(diǎn)首先想到的是：某單元TA電流不為0,而該單元兩把刀閘都開斷，則該單元必然是接 點(diǎn)不良。兩段母線小差電流之和等于總差電流由于刀閘輔助接點(diǎn)是用來計算小差電流的，所以可用小差電流的計算結(jié)果來校驗(yàn)運(yùn)行方 式的正確性。需要注意的是，當(dāng)一個單元兩把刀閘都閉合時其電流不能重復(fù)

23、計入小差，即該 電流計入I母小差，則不參與II母小差的計算，反之亦然。而無論母線運(yùn)行方式如何變化, 流經(jīng)母線的電流如何變化，都可以用此判據(jù)。只要刀閘出錯的單元TA有電流，就能夠發(fā)現(xiàn) 錯誤。該判據(jù)在下列情況下不適用：a.發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，小差電流不平衡：b.發(fā)生區(qū)外故障而TA飽和時，小差電流不平衡：c. TA斷線時，也使小差電流不為0；d.倒閘過程中兩條母線經(jīng)刀閘相連，而刀閘上有電流。母線是否處于互聯(lián)的判斷判據(jù)2雖然適用于母線互聯(lián)，卻不能判別母線是否處于互聯(lián)。這是非常重要的，因?yàn)槟?線死聯(lián)的時候，只動大差。而通過分析，在母線互聯(lián)時，除非極特殊的電流分配，流經(jīng)刀閘 的電流不為0,所以兩段母線的小差電

24、流均不為0。（4）接點(diǎn)抖動的判據(jù)實(shí)際運(yùn)行中，對同一副刀閘在一個時段內(nèi)不可能重復(fù)多次操作。當(dāng)同一接點(diǎn)短時間內(nèi)變 化多次時，即可判其接點(diǎn)抖動。用瞬時值判斷的實(shí)時性為了能實(shí)時發(fā)現(xiàn)并糾正刀閘輔助接點(diǎn)的錯誤，必須用瞬時值來計算大差和小差電流?？?慮到電流波形過零點(diǎn)±30%范圍內(nèi)，電流瞬時值的大小可能不滿足判據(jù)的靈敏度，所以最多 不超過（20/6） ms就能根據(jù)以上判據(jù)判斷出接點(diǎn)錯誤并糾正。3、倒閘操作過程中在進(jìn)行雙母線的倒閘操作過程中，當(dāng)某一連接單元的兩副刀閘同時閉合時，兩條母線通 過刀閘短接，成為單母線。因此，當(dāng)差動保護(hù)動作后，不再作故障母線的選擇，而直接切除 雙母線上所有連接單元。雙母線系

25、統(tǒng)在進(jìn)行倒閘操作時，一般要求禁止跳母聯(lián)斷路器（正常采取拉開操作電源的 方法實(shí)現(xiàn)），從拉操作電源到兩隔離刀閘同時閉合，所需要的時間較長，如果在此過程中母 線發(fā)生故障，非故障的母線只能靠母聯(lián)的失靈保護(hù)切除，增加了故障的切除時間。為了消除 此保護(hù)死角，在保護(hù)裝置上設(shè)置了一個“倒閘過程中”床板，住倒閘操作前投入此壓板，即 認(rèn)為系統(tǒng)進(jìn)入倒閘操作過程中，如果發(fā)生母線故障，則保護(hù)跳開母線上連接的所有元件，不 需啟動失靈保護(hù)。4、母聯(lián)（分段）充電保護(hù)當(dāng)一組母線檢修后再投入運(yùn)行之前，利用母聯(lián)斷路器對該母線進(jìn)行充電試驗(yàn)時，可投入 母聯(lián)充電保護(hù)，由裝設(shè)在保護(hù)裝置上的“母聯(lián)充電保護(hù)”壓板實(shí)現(xiàn)，當(dāng)被試驗(yàn)?zāi)妇€存在故障 時

26、，利用充電保護(hù)切除故障。充電保護(hù)只能短時投入，其邏輯為：一組母線無壓，母聯(lián)由無電流變?yōu)橛须娏?，則開放 充電保護(hù)5s。在充電保護(hù)投入期間，若母聯(lián)電流任一相大于充電保護(hù)整定值電流，則經(jīng)整 定的充電保護(hù)延時將母聯(lián)斷路器切除。5、母聯(lián)非全相保護(hù)當(dāng)母聯(lián)斷路器某相斷開，母聯(lián)非全相運(yùn)行時，可由母聯(lián)非全相保護(hù)延時跳開母聯(lián)斷路器 三相。在母聯(lián)非全相保護(hù)投入時，若母聯(lián)三相TWJ狀態(tài)不一致，且母聯(lián)零序電流大于母聯(lián)非全 相電流定值，經(jīng)整定延時跳母聯(lián)開關(guān)。母聯(lián)非全相保護(hù)出口不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。TWJa跳母聯(lián)圖母聯(lián)非全相保護(hù)邏輯框圖。6、CT斷線閉鎖及告警裝置利用差流進(jìn)行CT斷線的判別。系統(tǒng)正常運(yùn)行時，大差以及各段母線小差

27、為零，當(dāng) 差流連續(xù)越限時即判別為CT斷線，閉鎖斷線相該段母線差動保護(hù)并發(fā)出告警信號。（1）TA二次回路斷線判別在微機(jī)母差保護(hù)裝置中，一般采用系統(tǒng)無故障時差流越限，即Id>Iop時，來判為差動 TA二次回路斷線。式中：Id一差電流：lop-TA斷線閉鎖元件動作電流。在某些裝置中，也有采用零序電流作為TA斷線判據(jù)的。即當(dāng)任一支路中的零序電流 3/o）O.25/（t,max + O.47iV 時,判為差動 TA 斷線。式中：310 一零序電流：Imax -最大相電流；IN 一標(biāo)稱額定電流（5A或1A）。（2）對TA斷線閉鎖的要求對母差保護(hù)裝置中的TA斷線閉鎖元件提出以下要求延時發(fā)出告警信號正常

28、運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)及變壓器的差動TA斷線，差動保護(hù)要誤動。對于電流型微機(jī)母差 保護(hù)及中阻抗母差保護(hù)，母線連接元件多而使差動回路支路數(shù)多，又由于制動電流為各單元 電流絕對值和，因此，某一支路的一相TA二次回路斷線，一般保護(hù)不會誤動。此時，若再 發(fā)生區(qū)外故障，母差保護(hù)將誤動。因此，當(dāng)TA斷線閉鎖元件檢測出TA斷線之后，應(yīng)經(jīng)一定 延時（一般5秒）發(fā)出告警信號并將母差保護(hù)閉鎖。分相設(shè)置閉鎖元件母差保護(hù)為分相差動，TA斷線閉鎖元件也應(yīng)分相設(shè)置，即哪一相TA斷線應(yīng)去閉鎖哪一 相動保護(hù)，以減少母線上又發(fā)生故障時差動保護(hù)拒動的幾率。母聯(lián)、分段斷路器TA斷線，不應(yīng)閉鎖母差保護(hù)若斷線閉鎖元件檢查到的是母聯(lián)TA或分段T

29、A斷線，應(yīng)發(fā)TA斷線信號而不閉鎖母差保 護(hù)，但此時應(yīng)自動切換到單母方式，發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時不再進(jìn)行故障母線的選擇。7、PT斷線告警PT斷線的判據(jù)為：任一相電壓低于PT斷線定值，或自產(chǎn)零序或負(fù)序電壓大于7V,延時w7s發(fā)PT斷線信號。8、電壓閉鎖元件電壓閉鎖元件含母線各相低電壓、負(fù)序電壓、零序電壓元件，各元件并行工作，構(gòu)成或 門關(guān)系。零序電壓判別元件使用的是外接開口三角電壓，該電壓的有效值顯示和采樣點(diǎn)打印 均折算到相電壓基準(zhǔn)下，以方便與自產(chǎn)零序電壓進(jìn)行比較。9、TA飽和鑒定元件母線出線故障時TA可能飽和。某一出線元件TA的飽和，其二次電流大大減少（嚴(yán)重飽 和時TA二次電流等于零）。為防止區(qū)外故障時由

30、于TA飽和母差保護(hù)誤動，在保護(hù)中設(shè)置TA 飽和鑒別元件。（1）TA飽和時二次電流的特點(diǎn)及其內(nèi)阻的變化理論分析及錄波表明：TA飽和時其二次電流有如下幾個特點(diǎn)：在故障發(fā)生瞬間，由于鐵芯中的磁通不能躍變，TA不能立即進(jìn)入飽和區(qū)，而是存在 一個時域?yàn)?5ms的線性傳遞區(qū)。在線性傳遞區(qū)內(nèi)，TA二次電流與一次電流成正比。 TA飽和之后，在每個周期內(nèi)一次電流過零點(diǎn)附近存在不飽和時段，在此時段內(nèi)，TA 二次電流又與一次電流成正比。 TA飽和后其勵磁阻抗大大減小，使其內(nèi)阻大大降低，嚴(yán)重時內(nèi)阻等于零。 TA飽和后，其二次電流偏于時間軸一側(cè)，致使電流的正、負(fù)半波不對稱，電流中含 有很大的二次和三次諧波電流分量。TA

31、飽和鑒別元件的構(gòu)成原理目前，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用的母差保護(hù)裝置中，TA飽和鑒別元件均是根據(jù)飽和后TA二次電 流的特點(diǎn)及其內(nèi)阻變化規(guī)律原理構(gòu)成的。在微機(jī)母差保護(hù)裝置中，TA飽和鑒別元件的鑒別 方法主要是同步識別法及差流波形存在線性傳變區(qū)的特點(diǎn)：也有利用諧波制動原理防止TA 飽和差動元件誤動的。（I）同步識別法當(dāng)母線上發(fā)生故障時，母線電壓及各出線元件上的電流將發(fā)生很大的變化，與此同時在 差動元件中出現(xiàn)差流，即電壓或工頻電流的變化量與差動元件中的差流是同時出現(xiàn)。當(dāng)母差 保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障某組TA飽和時，母線電壓及各出線元件上的電流立即發(fā)生變化，但由于 故障后35msTA磁路才會飽和，因此，差動元件中的差流比

32、故障電壓及故障電流晚出現(xiàn) 3 5ms o在母差保護(hù)中，當(dāng)故障電流（即工頻電流變化量）與差動元件中的差流同時出現(xiàn)時，認(rèn) 為是區(qū)內(nèi)故障開放差動保護(hù)；而當(dāng)故障電流比差動元件中的差流出現(xiàn)早時，即認(rèn)為差動元件 中的差流是區(qū)外故障TA飽和產(chǎn)生的，立即將差動保護(hù)閉鎖一定時間。將這種鑒別區(qū)外故障 TA飽和的方法稱作同步識別法。（H）自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法在該方法中，采用了工頻變化量阻抗元件。所談的變化量阻抗，是母線電壓的變化量與 差回路中電流變化量的比值。當(dāng)區(qū)外發(fā)生故障時，母線電壓將發(fā)生變化，即出現(xiàn)了工頻變化量電壓：當(dāng)TA飽和之后， 差動元件中出現(xiàn)了差流，即出現(xiàn)工頻變化量差流。出現(xiàn)了工頻變化量阻抗。而當(dāng)區(qū)內(nèi)發(fā)

33、生故 障時，母線電壓的變化與差動元件中差流的變化與阻抗的變化將同時出現(xiàn)。所謂自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法的基本原理實(shí)際也是同步識別法原理，也就是故障后TA 不會立即飽和原理。在采用自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法的母差保護(hù)裝置中.設(shè)置有工頻變化量差動元件、工頻 變化量阻抗元件及工頻變化量電壓元件。當(dāng)發(fā)生故障時，如果差動元件、電壓元件及阻抗元 件同時動作，即判為母線上故障，開放母差保護(hù)：如果電壓元件動作在先而差動元件及阻抗 元件后動作，即判為區(qū)外故障TA飽和，立即將母差保護(hù)閉鎖。（m）基于采樣值的重復(fù)多次判別法采用同步識別法或自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和法的TA飽和鑒別方法，只適用于故障瞬間。 上述方法只能將母差保護(hù)暫

34、短閉鎖，否則，當(dāng)區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時，將致使母差保護(hù)拒絕 動作。在微機(jī)型母差保護(hù)中，是將同步識別法（或自適應(yīng)阻抗加權(quán)法）與基于采樣值的重復(fù)多 次判別法相結(jié)合構(gòu)成TA飽和鑒別元件。基于采樣值的重復(fù)多次判別法是：若在對差流一個周期的連續(xù)R次采樣值判別中，有S 次及以上不滿足差動元件的動作條件，認(rèn)為是外部故障TA飽和，繼續(xù)閉鎖差動保護(hù)：若在 連續(xù)R次采樣值判別中有S次以上滿足差動元件的動作條件時，判為發(fā)生區(qū)外故障轉(zhuǎn)母線區(qū) 內(nèi)障，立即開放差動保護(hù)。該方法實(shí)際是基于TA 一次故障電流過零點(diǎn)附近存在線性傳變區(qū)原理構(gòu)成的。（IV）諧波制動原理TA飽和時差電流的波形將發(fā)生畸變，其中含有大量的諧波分量。用諧波制

35、動可以防止 區(qū)外故障TA飽和誤動。但是，當(dāng)區(qū)內(nèi)故障TA飽和時，差電流中同樣會有諧波分量。因此，為防止區(qū)內(nèi)故障或 區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障TA飽和使差動保護(hù)拒動，必須引入其他輔助判據(jù)，以確定是區(qū)內(nèi)故障 還是區(qū)外故障。利用區(qū)外故障TA飽和后在線性傳變區(qū)無差流方法，來區(qū)別區(qū)內(nèi)、外故障，而利用諧波 制動防止區(qū)外故障誤動。試驗(yàn)表明，該方法是優(yōu)異的抗TA飽和方法。10、母線保護(hù)與其它保護(hù)的配合當(dāng)線路上設(shè)置閉鎖式高頻保護(hù)，母線保護(hù)動作時為使對側(cè)的高頻保護(hù)裝置動作跳開 斷路器，母線保護(hù)應(yīng)使本側(cè)的高頻發(fā)信機(jī)停信。 當(dāng)線路上設(shè)置其它縱聯(lián)保護(hù)，同樣原因，母線保護(hù)動作時應(yīng)使對側(cè)的保護(hù)裝置動作 跳開斷路器。（3）如果不采用母

36、線重合閘，母線保護(hù)動作時應(yīng)將線路上的自動重合閘裝置放電，以防 止線路斷路器對故障母線進(jìn)行重合閘。500kV高壓變電站，當(dāng)220kV側(cè)母線發(fā)生故障跳閘而主變開關(guān)失靈，或220kVf則主 變斷路器開關(guān)失靈需跳開相應(yīng)母線，此兩種情況下母線保護(hù)動作均需啟動該主變保護(hù)跳另兩 側(cè)（35kV側(cè)和500kV側(cè)）。 當(dāng)主變發(fā)生低壓側(cè)故障或發(fā)變組非全相運(yùn)行，需跳母線側(cè)開關(guān)而此開關(guān)失靈，主變 保護(hù)裝置需解除母線失靈復(fù)合電壓閉鎖。W斷路器失靈保護(hù)當(dāng)輸電線路、變壓器、母線或其他主設(shè)備發(fā)生短路，保護(hù)裝置動作并發(fā)出了跳閘指令, 但故障設(shè)備的斷路器拒絕動作，稱之為斷路器失靈。為防止電力系統(tǒng)故障并伴隨斷路器失靈 造成的嚴(yán)重后果

37、，必須裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。1、斷路器失靈的原因運(yùn)行實(shí)踐表明，發(fā)生斷路器失靈故障的原因很多，主要有：斷路器跳閘線圈斷線、斷路 器操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障、空氣斷路器的氣壓降低或液壓式斷路器的液壓降低、直流電源消失及 控制回路故障等。其中發(fā)生最多的是氣壓或液壓降低、直流電源消失及操作回路出現(xiàn)問題。2、斷路器失靈的影響系統(tǒng)發(fā)生故障之后，如果出現(xiàn)了斷路器失靈而又沒采取其他措施，將會造成嚴(yán)重的后果。損壞主設(shè)備或引起火災(zāi)：例如變壓器出口短路而保護(hù)動作后斷路器拒絕跳閘，將嚴(yán) 重?fù)p壞變壓器或造成變壓器著火。擴(kuò)大停電范圍：如下圖所示，當(dāng)線路L1上發(fā)生故障斷路器DL5跳開而斷路器DL1 拒動時，只能由線路L3、L2對側(cè)的

38、后備保護(hù)及發(fā)電機(jī)變壓器的后備保護(hù)切除故障，即斷路 器DL6、DL7、DL4將被切除。這樣擴(kuò)大了停電的范圍，將造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。DL34=HDL5L3LI /KDL1CJDL6圖斷路器失靈事故擴(kuò)大示意圖可能使電力系統(tǒng)瓦解：當(dāng)發(fā)生斷路器失靈故障時，要靠各相鄰元件的后備保護(hù)切除 故障，擴(kuò)大了停電范圍，有可能切除許多電源；另外，由于故障被切除時間過長，影響了運(yùn) 行系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有可能使系統(tǒng)瓦解。3、對斷路器失靈保護(hù)的要求高度的安全性和可靠性：斷路器失靈保護(hù)與母差保護(hù)一樣，其誤動或拒動都將造成 嚴(yán)重后果。因此，要求其安全性及動作可靠性高。動作選擇性強(qiáng)：斷路器失靈保護(hù)動作后，宜無延時再次去跳斷路器。對于

39、雙母線或 單母線分段接線，保護(hù)動作后以較短的時間斷開母聯(lián)或分段斷路器，再經(jīng)另一時間斷開與失 靈斷路器接在同一母線上的其他斷路器。與其他保護(hù)的配合：斷路器失靈保護(hù)動作后，應(yīng)閉鎖有關(guān)線路的重合閘。4、失靈保護(hù)構(gòu)成原理及原則被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)動作，其出口繼電器接點(diǎn)閉合，斷路器仍在閉合狀態(tài)且仍有電流流過 斷路器，則可判斷為斷路器失靈。斷路器失靈保護(hù)啟動元件就是基于上述原理構(gòu)成的。斷路器失靈保護(hù)應(yīng)由故障設(shè)備的繼電保護(hù)啟動，手動跳斷路器時不能啟動失靈保護(hù)：在斷路器失靈保護(hù)的啟動回路中，除有故障設(shè)備的繼電保護(hù)出口接點(diǎn)之外，還應(yīng)有斷路 器失靈判別元件的出口接點(diǎn)（或動作條件）：失靈保護(hù)應(yīng)有動作延時，且最短的動作延

40、時應(yīng)大于故障設(shè)備斷路器的跳閘時間與保護(hù)繼 電器返回時間之和；正常工況下，失靈保護(hù)回路中任一對觸點(diǎn)閉合，失靈保護(hù)不應(yīng)被誤啟動或誤跳斷路器：5、失靈保護(hù)的邏輯框圖斷路器失靈保護(hù)由4部分構(gòu)成：啟動回路、失靈判別元件、動作延時元件及復(fù)合電壓閉 鎖元件。雙母線斷路器失靈保護(hù)的邏輯框圖如圖所示。運(yùn)行方式識別圖雙母線斷路器失靈保護(hù)邏輯框圖(1)失靈啟動及判別元件失靈啟動及判別元件由電流啟動元件、保護(hù)出口動作接點(diǎn)及斷路器位置輔助接點(diǎn)構(gòu)成。 電流啟動元件，一般由三個相電流元件組成，當(dāng)靈敏度不夠時還可以接入零序電流元件。 保護(hù)出口跳閘接點(diǎn)有兩類。在超高壓輸電線路保護(hù)中，有分相跳閘接點(diǎn)和三相跳閘 接點(diǎn)，而在變壓器或發(fā)變組保護(hù)中只有三跳