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1、母线、断路器保护,主要内容,1.母线故障和装设母线保护的基本原则,2.完全电流差动母线保护,3.双母线同时运行时,母线保护的实现方法,4.断路器失灵保护,一、母线故障和装设母线,保护的基本原则,装设母线保护的基本原则,母线是电力系统中的一个重要元件，当母线上发生故障时，将使连接在母线的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，在枢纽变电站母线上发生故障时，可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。,一般不采用专门的母线保护,而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障予以切除,例如:,1、,发电厂采用单母线接线，母线上的故障可利用发电机的定子过电流保护使发电机的断路器跳
2、闸予以切除。,2、,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，低压母线上的故障可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸于以切除。,电源,3、,对双侧电源网络（或环形网络）当变电所母线故障时可由保护和的段动作于以切除。,装设专用母线保护的原因：,电源,利用供电元件的保护装置切除母线故障的时间较长。（速动性）,当双母同时运行或单母分段时，保护不能保证有选择性地切除故障母线。（选择性）,A）,B）,什么情况下应装设专门的母线保护？,在110kV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，而另一组无故障母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。,1、
3、,2、,110kV及以上的单母线，重要发电厂的35kV母线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电所的35kV母线，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。,3566kV电力网中主要变电所的3566kV双母线或分段单母线，当在母联或分段断路器上装设解列装置和其它自动装置后，仍不满足电力系统安全运行的要求时，应装设专用的母线保护。,3、,4、,对于发电厂和主要变电所的110kV分段母线或并列运行的双母线，须快速而有选择地切除一段或一组母线上故障时，或者线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时，应装设专用母线保护。,二、母线差动保护的 基本原则,为满足速动性和选
4、择性的要求，母线保护均按照差动原理构成，母线上一般连接着较多的电气元件（线路、变压器、发电机等），不管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。,母线差动保护的基本原则,在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，即:（流入母线为电流的正方向）,a),b)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，而在供电给负荷的连接元件中电流等于零，故（短路点的总电流）,c)若从电流相位看，则正常运行及外部故障时，至少有一元件 中的电流相位和其余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以外，其它元件的电流则是同相位的
5、。,三、单母线完全电流差动 母线保护,在母线的所有连接元件上装具有相同变比和特性的电流互感器，所有互感器的二次线圈在母线侧的端子互相连接，另一端的端子也互相连接，然后接入差动继电器，继电器中的电流即为各个二次电流的向量和。,原理,在正常运行及外部故障时，流入继电器的是由各互感器特性不同而引起的不平衡电流Iunb,而当母线上故障时，则所有与电源连接的元件均向短路点供给短路电流，于是流入继电器的电流为：,此电流足够使差动继电器动作而起动出口继电器，从而使所有连接元件的断路器跳闸。,母线保护常见类型,按照母线保护装置输入阻抗的大小，可分为:,低阻抗型母线保护（一般为几）中阻抗型母线保护（一般为几百）
6、高阻抗型母线保护（一般为几千）。,常规的母线保护及微机保护均为低阻抗型母线保护。低阻抗母线保护装置比较简单，一般采用先进的、久经考验的判据，系统的监视较为简单，特别是微机母线保护具有完善的自检及互检功能，事故记录、断路器失灵保护以及接地保护、过流保护等后备保护功能。但低阻抗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，可能使母差保护误动作。,高阻抗型母线电流差动保护较好地解决了这一问题，但在母线内部故障时，电流互感器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，这对于扩建的变电站来说较难做到。,中阻抗型母线保护采用了快速、灵敏、比
7、率制动式电流差动保护方案，即具有低阻抗、高阻抗保护的优点，又避开了它们的缺点，在处理TA饱和方面具有独特的优势。,四、双母线同时运行时，母线 保护的实现方法,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另一组母线上才能恢复供电，这是一个很大的缺点。,为此，在发电厂以及重要变电所的高压母线上，一般都采用双母线同时运行（母线联络断路器经常投入），而每组母线上连接一部分（大约1/2）供电和受电元件的方式，这样当任一组母线上故障后，就只影响到一半的负荷供电，而另一组母线上的连接元件则仍可以继续运行，这就大大
8、提高了供电的可靠性。这种连接方式相对而言较为固定，因此有可能装设元件固定连接的双母线电流差动保护。,元件固定连接的双母线电流差动保护,第一组由电流互感器TA1、TA2、TA5和差动继电器KD1组成，用以选择第组母线上的故障；,第二组由电流互感器TA3、TA4、TA6和差动继电器KD2组成，用以选择第组母线上的故障；,第三组实际上是由电流互感器TA1、TA2、TA3、TA4和差动继电器KD3组成的一个完全电流差动保护，当任一组母线上发生故障时，它都起动，而当母线外部故障时，它不动作，在正常运行方式下，它作为整个保护的起动元件，当固定接线方式破坏并保护范围外部故障时，可防止保护的非选择性动作,五、
9、断路器失灵保护,在110kV及以上电压等级的发电厂和变电所中，当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动作于切除故障时，可能伴随故障元件的断路器拒动，也即发生了断路器的失灵故障。产生断路器失灵故障的原因是多方面的，例如:断路器跳闸线圈断线；断路器的操作机构失灵等。,断路器失灵故障的发生会导致故障切除时间的延长、事故范围的扩大，其后果是造成电力系统大范围停电，甚至发生电力系统的瓦解事故。,为保证高压电网的安全运行，对于断路器失灵故障，目前采取的主要措施之一是装设专用的断路器失灵保护。,什么是断路器失灵保护？,所谓断路器失灵保护是指：,当线路、变压器或母线发生短路并伴随断路器失灵时，相应的继电
10、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所内其它有关的断路器，以使停电范围限制为最小的一种后备保护。,当其出口继电器（如1ZJ、2ZJ）动作于跳开本身断路器的同时，也起动失灵保护中的公用时间继电器t，此时间继电器的延时应大于故障元件的断路器跳闸时间及保护装置返回时间之和，因此，并不妨碍正常的切除故障。如果故障线路的断路器拒动时（例如k点短路，1ZJ动作后QF1拒动），则时间继电器动作，起动失灵保护的出口继电器3ZJ，使连接至该组母线上所有其它有电源的断路器（如QF2、QF3）跳闸，从而切除了k点的故障，起到了QF1拒动时的后备作用。,由于断路器失灵保护要动
11、作于跳开一组母线上的所有断路器，而且在保护的接线上将所有断路器的操作回路都连接在一起，因此，应注意提高失灵保护动作的可靠性，以防止误动而造成严重的事故。为此，对断路器失灵保护的起动提出了附加的条件，只当同时具备以下条件时它才能起动：,（1）故障元件的保护装置出口继电器（1ZJ、2ZJ）动作后不返回；（2）在被保护范围内仍然存在着故障。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证故障仍未切除；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）以及采用单相重合闸时，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,谢 谢！,休息片刻！广告后更精彩！,
