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1、电力系统继电保护,刘学军 编制,第8章母线保护,第8章母线保护,8.1 母线故障及保护方式8.2 母线电流差动保护 8.2.1母线电流差动保护的基本原理 8.2.2单母线完全电流差动保护 8.2.3高阻抗母线差的保护 8.2.4具有比率制动特性的母线电流差动保护 8.2.5电流比相式母线保护8.3双母线同时运行的母线差动保护 8.3.1元件固定连接的双母线完全电流差动保护 8.3.2母联电流相位比较式母线差动保护8.4 断路器失灵保护,8.1 母线故障及保护方式,8.1.1母线故障8.1.2 母线的保护方式,8.1.1母线故障及保护方式,在发电厂和变电所中，屋内和屋外配电装置中的母线是电能集中
2、与分配的重要环节，它的安全运行对不间断供电具有极为重要的意义。虽然对母线进行着严格的监视和维护，但它仍有可能发生故障。运行经验表面，大多数母线故障是单相接地，多相短路故障所占的比例很小。发生母线故障的原因主要有母线绝缘子及断路器套管闪络，电压互感器或装于母线与断路器之间的电流互感器故障，母线隔离开关在操作时绝缘子损坏，以及运行人员的误操作等。,8.1.1母线故障,母线故障是发电厂和变电所中电气设备最严重的故障之一，它将使连接在故障母线上所有元件在母线故障修复期间或切换到另一组母线所必须的时间内被停电；母线故障时，由于母线电压极度降低，可能破坏整个电力系统的正常工作。为了断开母线上的短路故障，必
3、须装设相应的保护装置。,8.1.2母线的保护方式,母线保护的主要方式有两种：1利用供电元件的保护装置来保护母线2装设母线的专用保护,8.1.2母线的保护方式,1利用供电元件的保护装置来保护母线,利用发电机的过电流保护切除母线故障,8.1.2母线的保护方式,利用变压器的过电流保护切除低压母线故障,8.1.2母线的保护方式,利用线路保护切除母线 故障,2装设母线的专用保护,利用供电元件的保护来保护母线的主要优点是简单、经济。但是，一般供电元件快速动作的主保护如差动保护，不能反应母线故障，应由其后备保护动作，而往往切除故障的时间很长。此外，当双母线同时运行或母线为分段单母线时，上述保护不能保证有选择
4、性地切除故障母线。因此，在下列情况下，母线应装设专用保护装置：,2装设母线的专用保护,（1）在110千伏及以上电压等级电网的发电厂变电所双母线和分段单母线。（2）110千伏及以上电压的单母线，重要发电厂35千伏母线以及高压侧为110千伏及以上重要降压变电所的35千伏母线，若依靠供电元件的保护装置带有时限切除故障，会引起系统振荡、电力系统稳定性遭到破坏等极其严重的后果时，母线应装设能快速切除故障的专用保护。,2装设母线的专用保护,（3）在某些较简单的电网或电压较低电网中，虽然没有稳定性问题，但当母线上发生三相短路使主要发电厂厂用母线的残余电压低于50%60%额定电压，切除时间又较长时，将影响厂用
5、电的安全运行，而重要用户将会由于电压剧烈降低而自动解负荷。为了保证对厂用电及重要用户的供电，也应该采用母线专用保护。此外，还必须考虑发电厂和变电所容量大小和在系统中的重要程度。,2装设母线的专用保护,（4）一般610千伏的供电线路的断路器是按照电抗器后短路选择的，母线应装设专用保护，以便在电抗器前短路时，由母线保护装置断开部分或全部供电元件以减小供电线路的断路器所切断的短路功率。母线的专用保护应该具有足够的灵敏性和工作可靠性。对中性点直接接地电网，母线保护采用三相式接线，以反映相间短路和单相接地短路；对于中性点非直接接地电网，母线保护采用两相式接线，只需反映相间短路。,8.2 母线电流差动保护
6、,8.2.1母线电流差动保护的基本原理 实现差动保护的基本原则（1）在正常运行和母线范围外故障，在母线上所有连接元件中，流入和流出的电流相等。I=0。（2）母线故障，所有与母线连接元件都向故障点提供短路电流（负荷电流除外），按基尔霍夫电流定律Ik=0。（3）从每个元件中的电流相位看，正常运行和外部故障时，至少有一个元件的电流相位和其它元件中的电流相位相反，而当母线故障时，除电流等于零的元件外，其它元件中电流相位都相同。,8.2.2 单母线完全电流差动保护,母线完全电流差动保护常用作单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护。母线完全电流差动保护按差动原理构成，其原理接线如图8-4所示。母线完全
7、电流差动保护,图8-4 母线完全电流差动保护原理接线图(a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布,8.2.2 单母线完全电流差动保护,图122 母线完全电流差动保护原理接线图(a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布,图8-4中，和母线连接的所有元件上，都装设变比和特性均相同的电流互感器(若变比不能一致时，可采用补偿变流器，以降流方式进行补偿)。电流互感器的二次绕组，在母线侧的端子(与母线一次侧端子相对应)互相连接。差动继电器的绕组和电流互感器的二次绕组并联。各电流互感器之间的一次电气设备，即为母线差动保护的保护区。,8.2.2 单母线完全电流差动保护,正常运行和外部故
8、障时，如图8-4(a)k点短路，在母线的所有连接元件中，流入母线的电流等于流出母线的电流，即IK=I1+I2-I3=0。流入差动继电器的只是不平衡电流。内部故障时，如图8-4(b)的k点短路，所有带电源的连接元件都会向短路点供给短路电流IK=I1+12+I3。这时流入继电器的电流，即故障点的全部短路电流。,图122 母线完全电流差动保护原理接线图(a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布,8.2.2 单母线完全电流差动保护,图8-4 母线完全电流差动保护原理接线图(a)外部故障时的电流分布；(b)内部故障时的电流分布,因此，母线完全电流差动保护不反应负荷电流和外部短路电流，只反应各
9、电流互感器之间的电气设备故障时的短路电流，故母差保护不必和其他保护作时限上的配合，因而可瞬时动作。,8.2.2 单母线完全电流差动保护,差动继电器的动作电流按以下两个条件考虑：（1）按躲过外部故障时的最大不平衡电流整定当母线所有连接元件的电流互感器都满足10%误差曲线的要求，且差动继电器具有速饱和铁芯时，差动继电器的动作电流可按下式计算：式中 可靠系数，取1.3；保护范围外部故障时，流过母线完全差动电流保护用电流互感器中的最大短路电流；母差保护用电流互感器变比。,（8-1）,8.2.2 单母线完全电流差动保护,（2）按躲过电流互感器二次回路断线整定差动继电器的动作电流应大于流经最大负荷电流的连
10、接元件的二次电流(考虑此时电流互感器二次回路断线)保护装置的灵敏系数校验如下式：即在最小运行方式下，母线保护范围内部短路时，要求保护元件的最小灵敏系数应大于2。,（8-2）,（8-3）,8.2.3高阻抗母线差动保护,母线的电流差动保护，接于差动回路的电流继电器阻抗很小，在内部短路时，电流互感器的负荷小，二次电压低，因而饱和度低，误差小。这种母线差动保护都是低阻抗型，所以也称为低阻抗型母线差动保护。在母线发生外部短路时，一般情况下，非故障支路电流不大，他们的TA不易饱和，但故障支路电流集各电源支路电流之和，非常大，使其TA高度饱和，相应励磁阻抗很小。这时虽然一次侧电流很大，但其几乎全部流入励磁支
11、路，其二次电流近似为零。这时电流继电器将流过很大不平衡电流，使电流母线保护误动作。为避免上述情况母线保护误动作，可采取母线的电压差动保护。,8.2.3高阻抗母线差动保护,在各元件电流互感器变比相等的环流法接线的差动回路中，用高阻抗（2.57.5）电压继电器作为执行元件，构成母线的电压差动保护，也称为高阻抗母线差动保护。其原理接线图如图8-5所示。,图8-5高阻抗母线差动保护的原理接线图,当母线内部发生故障时，各元件的TA一次侧电流接近于同相位流向母线，TA的二次侧电流也接近于同相位流向高阻抗电压继电器KV，在KV端产生高电压，使KV动作。在正常运行或外部故障时，由于流入母线和流出母线电流相等，
12、理论上电压继电器端电压为零。实际上由于TA的励磁特性差别和非线性，继电器KV端有不平衡电压。,图8-6母线外部故障时的等效电路,8.2.3高阻抗母线差动保护,如图8-6所示，其中虚线框内为故障支路的TA等值电路，Zm为TA的励磁阻抗，Z1和Z2分别为TA的一次和二次绕组漏抗，r1为二次回路连线电阻，ru为电压继电器的内阻。在外部故障时，故障元件的TA高度饱和，近似为零。所有非故障元件的TA二次电流被强制流入故障元件TA的二次绕组成环路。而流入电压继电器的电流很少，所以KV不会动作。但这时KV两端电压为故障元件的TA 二次绕组的漏抗及二次回路连线电阻上产生压降之和。该压降应以整定值躲过。以保证外
13、部短路时母线保护不会误动作。,8.2.3高阻抗母线差动保护,图8-7表示出内、外部短路时差动回路电压与短路电流之间的关系，只要按大于最大外部短路电流对应的继电器不平衡电压整定继电器动作电压，就能区分保护区内、外故障，如采用瞬时测量的电压继电器，则保护不受互感器饱和的影响，并且保护动作时间不超过10毫秒。电压差动保护优点是保护接线简单、选择性好、灵敏度高；缺点是用于双母线系统的TA二次回路不能随一次回路切换。在保护区内故障时，由于TA二次侧有可能出现非常高的电压，所以二次回路电缆和其他部件应采取加强绝缘水平措施。,图8-7差动回路电压Ud与短路回路电流Ik的关系,8.2.4具有比率制动特性的母线
14、电流差动保护,在各元件电流互感器选用相同变比的环流接线的电流母线差动保护中，以不同的制动量可以构成各种型式的带制动特性的电流差动保护。1、最大值制动式 以各元件二次电流中最大值作为制动量，各元件电流互感器二次电流为I1,I2,，则制动电流Ires为：,动作方程为,（8-4）,（8-5）,（8-6）,8.2.4具有比率制动特性的母线电流差动保护,式中 Kres制动系数；I set0动作电流门槛值；保护动作量，当正常运行及外部短路时为最大不平衡电流；当内部短路故障时为总的短路电流。2、绝对值之和制动式以各元件TA二次电流绝对值之和为制动量，即（8-7）保护装置动作方程为：,（8-8）,8.2.4具
15、有比率制动特性的母线电流差动保护,3、综合制动式利用差电流于二次电流的综合量作为制动量称为综合制动方式，综合量制动量有不同构成方式，其典型的制动方式制动量为：,动作方程为,（8-9）,（8-10）,式中K为系数，大括号上“+”号表示只取正值，括号内为负值时取零。,8.2.5电流比相式母线保护,电流比相式母线保护的基本原理是根据母线在内部故障和外部故障时，各连元件电流相位的变化来实现的。母线故障时，所有和电源连接的元件都向故障点供应短路电流，在理想条件下，所有供电元件的电流相位相同；而在正常运行或外部故障时，至少有一个元件的电流相位和其余元件的电流相位相反，也就是说，流入电流和流出电流的相位相反
16、。因此，我们利用这一原理可以构成比相式母线保护。现在以只有两个连接元件的母线为例，来说明比相式母线保护的工作原理。,（a）内部故障；（b）外部故障,8-8母线外部故障和内部故障时的电流分布,8.2.5电流比相式母线保护,图8-8(a)示出了正常运行或外部故障时的电流分布。此时，流进母线的电流i1和流出母线的电流i2大小相等，相位相差180；而在内部故障时，电流i1和i2都流向母线，如图8-8)所示，在理想情况下，两电流相位相同。电流i1和i2经过电流互感器的变换，二次电流i1和i2输入中间电流变换器UA1和UA2的一次绕组。中间变流器的二次电流在其负载电阻上的电压降落造成其二次电压，如图8-9
17、所示。中间电流变换器UA1和UA2的二次输出电压分为两组，分别经二极管V9、V10、V11、V12半波整流，接至小母线1、2、3上。小母线输出再接至相位比较元件。下面就其在不同情况下的工作来进行分析。,图8-9电流比相式母线保护原理图,1正常运行和外部故障情况,1正常运行和外部故障情况此时电流和相位相差180，i1和i2的波形如图8-10(a)所示当i1为负半周时，UA1二次侧为，端为，因此二极管VD1导通；而当为正半周时，端为，端为，因此二极管VD2导通。VD1、VD2半波整流后的波形如图8-10(b)所示。同理，当i2为负半周时，VD3导通；为正半周时，VD4导通。VD3、VD4半波整流后
18、的波形也示于图8-10(b)中。由于二极管VD1、VD3的正极接于小母线1上，二极管的负极各经UA1、UA2的二次绕组接于小母线3上，因此经VD1、VD3半波整流后的波形在小母线1上叠加，如图8-10(b)所示。同理VD2、VD4半波整流后的波形在小母线2上叠加，小母线2的波形也示于图8-10(b)。由于此时小母线1，2上呈现连续的负电位，因此比相元件没有输出，保护不会动作于跳闸。,图8-10母线正常或外部故障时，UA一次侧和二次侧的波形图,2、母线内部故障时情况,图8-11母线内部故障时，UA一次侧和二次侧的波形图,2、母线内部故障时情况此时电流和相位相同，和的波形如图8-11(a)所示。i
19、1和i2为负半周时，VD2、VD4导通。二极管VD1、VD2、VD3、VD4半波整流后的波形如图8-11(b)所示。VD1、VD3整流后的波形在小母线1上叠加；VD2、VD4半波整流后的波形在小母线2上叠加。小母线1、2上呈现相间的断续负电位，一次比相元件有输出，保护动作于跳闸。,2、母线内部故障时情况,由上述分析可知，比相式母线保护能在母线内部故障时正确动作于跳闸；而在正常运行或外部故障时可靠不动作。由于这种母线保护的工作原理是基于电流相位比较，因而对电流互感器的变比和型号没有严格要求。当电流互感器型号、变比不同时，并不妨碍该保护动作的使用，这就极大地放宽了母线保护的使用条件。此外，由于保护
20、的动作原理和电流幅值无关，保护的动作值不用考虑不平衡电流的影响，从而提高了保护的灵敏系数。这种保护也可以用在母联断路器正常投入运行的双母线上，不过此时需要采用两套电流比相式保护（通过二次回路的自动切换即可适用）。,8.3双母线同时运行时的母线差动保护,当发电厂和重要变电所的高压母线为双母线时，采用双母线同时运行（母联断路器投入），每组母线固定连接一部分（约1/2）供电和受电元件。这样，当一组母线发生故障并被切除后，另一组非故障母线及其连接的所有元件仍然可以继续运行，从而提高了供电的可靠性。这就要求母线保护具有选择故障母线的能力。8.3.1元件固定连接的双母线完全电流差动保护 元件固定连接的双母
21、线完全电流差动保护的原理接线图如图8-14所示。,8.3.1元件固定连接的双母线完全电流差动保护,图8-14 元件固定连接的双母线完全差动保护单相原理接线图,8.3.1元件固定连接的双母线完全电流差动保护,由图8-14中看出，保护有三组差动继电器。第一组由接在电流互感器1、2、5上的差动继电器1KD组成，1KD反应母线I上所有元件电流之和，是母线I故障的选择元件。差动继电器1KD动作时切除母线I上的全部连接元件。第二组由接在电流互感器3、4、6上的差动继电器2KD组成，2KD反应母线II上所有连接元件电流之和，是母线II故障的选择元件。差动继电器2KD动作时切除母线II上的全部连接元件。第三组
22、实际是由接在电流互感器1、2、3、4上的差动继电器3KD组成的一个完全差动电流保护，当任一组母线发生故障时，它都启动，而在外部故障时，它却不动作，它是整个保护装置的启动元件。在固定连接方式破坏后，还利用它防止外部故障时保护装置误动作。差动继电器3KD动作时直接作用母联断路器跳闸并供给选择元件正电源。,8.3.1元件固定连接的双母线完全电流差动保护,图8-14元件固定连接的双母线完全差动保护单相的原理接线图,保护组成,第一组由WL1、WL2、母联及差动继电器1KD组成。,1KD为I组母线故障选择元件。,第二组由L3、L4、母联及差动继电器2KD组成。2KD为 段母线故障选择元件。,第三组由所有线
23、路、母联及差动继电器3KD组成，作为整个保护起动元件。,图12-4外部故障时电流分布,图8-15 外部故障时电流分布,这时由于一次侧各连接元件中流入母线的电流等于流出母线的电流，故接于二次侧的三组差动继电器在理想情况下没有电流流过(实际上由于各电流互感器存在误差，会流过不大的不平衡电流)，此时启动元件和选择元件都不会动作。,双母线同时运行时的母线差动保护,母线保护范围内部故障时，如图8-16所示。图中示出第I组母线k点故障的情况。此时启动元件3KD和选择元件1KD中流过全部故障电流，而选择元件2KD中不流过故障电流，故1KD、3KD动作，2KD不动作。,图8-16 内部故障时电流分布,双母线同
24、时运行时的母线差动保护,由图8-14(b)可知，3KD动作后启动中间继电器3KM，使母联断路器5QF跳闸，3KD并接通选择元件所在的正电源，待1KD动作后启动中间继电器1KM，使第I组母线的全部连接元件1QF、2QF跳闸。非故障母线II由于其选择元件2KD没有动作，故仍继续运行。同理，第II组母线故障时也只切除故障母线II上的连接元件，而非故障母线I上的连接元件仍继续运行。,图8-15 内部故障时电流分布,双母线同时运行时的母线差动保护,图8-16内部故障时电流分布,双母线同时运行时母线差动保护,固定连接方式破坏时，由于差动保护的二次回路不能随着一次元件进行切换，故流过差动继电器1KD、2KD
25、、3KD的电流将随着变化。图8-17示出线路2自母线I经倒闸操作切换到母线II后发生外部故障时的电流分布。,图8-17固定连接破坏后外部故障时电流分布,双母线同时运行时的母线差动保护,固定连接方式破坏时，由于差动保护的二次回路不能随着一次元件进行切换，故流过差动继电器1KD、2KD、3KD的电流将随着变化。图8-17示出线路2自母线 I 经倒闸操作切换到母线II后发生外部故障时的电流分布。,图8-17 固定连接破坏后外部故障时电流分布,第五节双母线同时运行时的母线差动保护,图8-16 固定连接破坏后外部故障时电流分布,由图8-16可知，此时选择元件1KD、2KD中都有电流流过，因此1KD、2K
26、D都可能动作。但启动元件3KD中没有故障电流流过，不动作，故可以防止外部故障时保护误动作。,双母线同时运行时的母线差动保护,固定连接破坏后，保护范围内部故障时的电流分布如图817所示。此时启动元件3KD中流过全部短路电流，而选择元件1KD、2KD仅流过部分故障电流，因此启动元件3KD动作，选择元件1KD、2KD也会同时动作，无选择性地把两组母线上的连接元件全部切除。为了避免流过1KD、2KD的电流过小，以致选择元件不能可靠动作而使故障母线上的连接元件不能切除，特在固定连接方式破坏时投入刀闸开关S，把选择元件1KD、2KD的触点短接，如图8-14(b)所示。这样启动元件3KD动作时就能将两组母线
27、上的连接元件无选择性地切除。,图8-17,双母线同时运行时的母线差动保护,此时启动元件3KD中流过全部短路电流，而选择元件1KD、2KD仅流过部分故障电流，因此启动元件3KD动作，选择元件1KD、2KD也会同时动作，无选择性地把两组母线上的连接元件全部切除。为了避免流过1KD、2KD的电流过小，以致选择元件不能可靠动作而使故障母线上的连接元件不能切除，特在固定连接方式破坏时投入刀闸开关S，把选择元件1KD、2KD的触点短接，如图8-16(b)所示。这样启动元件3KD动作时就能将两组母线上的连接元件无选择性地切除。,图8-16固定连接破坏后内部故障时电流分布,双母线同时运行时的母线差动保护,由上
28、可见，固定连接的双母线完全差动电流保护，在母线按照固定连接方式运行时可以保证有选择性地动作。但在固定连接方式破坏时，保护就会无选择性地动作。这是该保护的主要缺点。,8.3.2母联电流相位比较式母线差动保护,母联电流相位比较式母线差动保护是比较差动回路与母联电流相位关系而取得选择性的一种差动保护。这种保护解决了固定连接方式破坏时，固定连接的全母线差动保护动作无选择性的问题。它不受元件连接方式的影响。,8.3.2母联电流相位比较式母线差动保护,保护的工作原理是基于比较母联断路器回路中电流相位和母线完全电流总差动回路中电流相位来选择故障母线的。在一定运行方式下，无论哪一组母线短路，流过差动回路的电流
29、相位恒定，而流过母联回路的电流，在I母线上短路时，与在II母线上短路时的相位有180变化。若以电流从II母线流向I母线为母联回路电流的正方向，则I母线短路时，母联回路电流与差动回路电流同相，II母线短路时，母联回路电流与差动回路电流相位差180。因此可以通过比较这两个电流的相位来选择故障母线。无论母线运行方式如何改变，只要每组母线上有一个电源支路，母线短路时，有短路电流通过母联回路，保护都不会失去选择性。保护装置的原理接线图如图8-19 所示。母联电流相位比较式母线,8.3.2母联电流相位比较式母线差动保护,图8-19 母联电流相位比较式母差保护的原理及接线图,8.3.2母联电流相位比较式母线
30、差动保护,图中保护的主要部分由启动元件和选择元件组成。启动元件是一个接在差动回路的差动继电器KD，它在母线保护范围内部故障时动作，而在母线保护范围外部故障时不动作。用它可以防止外部故障时保护误动作。选择元件KPC是一个电流相位比较继电器，它的两组绕组916和1213分别接入差电流和母线联络断路器的电流。它比较两电流的相位而动作。实际上它是一个最大灵敏角为0和180的双方向继电器。不同的母线故障时，反应母线总故障电流的差动回路的电流电相位是不变的，而母线联络断路器上电流的相位却随故障母线的不同而变化180，因此比较母线联络断路器电流和差动回路电流相位，可以选择出故障母线。下面分别分析I、II母线
31、故障和外部故障时的电流分布。图8-20表示I母线故障时的电流分布。,8.3.2母联电流相位比较式母线差动保护,图8-20母线I故障时的电流分布,此时差动回路流过全部故障电流，故启动元件KD动作。它一方面经信号继电器1KS启动母线联络断路器的跳闸继电器5KM，另方面为启动跳闸继电器1KM4KM准备好正电源。同时，母联回路的故障电流分别从选择元件KPC的极性端子9和12流入，两个进行比较的电流的相位差接近于0，故相位比较继电器KPC处于0动作区的最灵敏状态，其执行元件1K动作，1K的触点经电压闭锁继电器的触点1KV和信号继电器2KS去启动I母线连接元件的跳闸继电器1KM和2KM，使I母线上所有连接
32、元件跳闸。,图8-21表示II母线故障时的电流分布。此时差动回路亦流过全部故障电流，故启动元件动作。同时，母联回路流过I母线连接元件供给的故障电流。差动回路的故障电流仍从选择元件KPC的非极性端子9流入，但母联回路的故障电流却从选择元件KPC的非极性端子13流入，两比较电流的相位差接近于180，故相位比较继电器KPC处于180动作区的最灵敏状态，其执行元件2K动作。2K触点经电压闭锁继电器的触点2KV和信号继电器3KS去启动II母线上连接元件的跳闸继电器3KM和4KM，使II母线上所有连接元件跳闸。,母联电流相位比较式母线差动保护,图8-21母线II故障时电流分布,图8-22正常 运行和母线保
33、护区外故障时的电流分布,图8-22表示正常运行和母线保护区外部故障时的电流分布。,母联电流相位比较式母线差动保护,由上可见，对母线联络断路器上电流与差动回路电流相位比较，可以选择出故障母线。基于这种原理，当母线故障时，不管母线上的元件如何连接，只要母线联络断路器中有足够大的电流通过，选择元件就能正确动作。因此，对母线上的元件不必提出固定连接的要求。母线上连接元件进行倒闸操作时，只需将图8-19(c)中的连接片切换至相应母线的跳闸继电器触点回路即可。例如，当断路器QF1由I母线切换至II母线时，只需将连接片XB1从1KM1触点侧切换至3KM1触点侧即可。,母联电流相位比较式母线差动保护,由于本保
34、护的动作原理是基于母联电流与差电流相位的比较，因此正常运行时，母线联络断路器必须投入运行。当母线联络断路器因故断开或单母线运行时，为了使整套母线保护仍能动作，可以将图8-19(b)中的刀闸开关S投入，以短接选择元件1K和2K的触点，解除1K和2K的作用。在这种情况下，可利用电压闭锁元件作为选择元件，以选出发生故障的母线。低电压闭锁元件为两组低电压继电器，如图8-19(b)中的1KV和2KV分别为它们的触点，其绕组分别接到两组母线的电压互感器的二次侧线电压上，以反应相应母线上的故障，当母联断开运行时，如某一组母线发生故障，该组母线电压就会降低，而没有故障的另一组母线的电压则较高，因此利用低电压继
35、电器可以选出故障母线。,母联电流相位比较式母线差动保护,这种母线保护不要求元件固定连接于母线，可大大地提高母线运行方式的灵活性。这是它的主要优点。但这种保护也存在缺点，如：（1）正常运行时母联断路器必须投入运行。（2）当母线故障，母线保护动作时，如果母联断路器拒动，将造成由非故障母线的连接元件通过母联供给短路电流，使故障不能切除。（3）当母联断路器和母联电流互感器之间发生故障时，将会切除故障母线，而故障母线反不能切除。（4）两组母线相继发生故障时，只能切除先发生故障的母线，后发生故障的母线因这时母联断路器已跳闸，选择元件无法进行相位比较而不能动作，因而不能切除。,8.4断路器失灵保护,1.断路
36、器失灵保护又称后备接线，是指当系统发生故障时，故障元件的保护动作，而且断路器操作机构失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护作用于同一变电所相邻元件断路器使之跳闸切除故障的接线。这种保护能以较短的时限切除同一发电厂或变电所内其他有关的断路器，以便尽快地把停电范围限制到最小。断路器失灵保护通常在断路器确有可能拒动的220kV及以上的电网（以及个别重要的110kV电网）中装设。,图8-23断路器失灵保护的构成原理,8.4断路器失灵保护,图中1KM、2KM为连接在单母线分段I段上的元件保护的出口继电器。这些继电器动作时，一方面使本身的断路器跳闸，另一方面启动断路器失灵保护的公用时间继电器KT。时间继电器的
37、延时整定得大于故障元件断路器的跳闸时间与保护装置返回时间之和。,图8-23断路器失灵保护的构成原理,8.4断路器失灵保护,因此，断路器失灵保护在故障元件保护正常跳闸时不会动作跳闸，而是在故障切除后自动返回。只有在故障元件的断路器拒动时，才由时间继电器KT启动出口继电器3KM，使接在I段母线上所有带电源的断路器跳闸，从而代替故障处拒动的断路器切除故障（如图中k点故障），起到了断路器1QF拒动时后备保护的作用。,图8-23断路器失灵保护的构成原理,8.4断路器失灵保护,由于断路器失灵保护动作时要切除一段母线上所有连接元件的断路器，而且保护接线中是将所有断路器的操作回路连接在一起，因此，保护的接线必须保证动作的可靠性，以免保护误动作造成严重事故。为此，要求同时具备下述两个条件时保护才能动作。（1）故障元件保护的出口中间继电器动作后不返回。（2）在故障元件的被保护范围内仍存在故障。当母线上连接的元件较多时，一般采用检查故障母线电压的方式以确定故障仍然没有切除；当连接元件较少或一套保护动作于几个断路器（如采用多角形接线时）以及采用单相合闸时，一般采用检查通过每个或每相断路器的故障电流的方式，作为判别断路器拒动且故障仍未消除之用。,本章内容结束,
