电力系统继电保护08

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1、母线保护1第1节母线故障和装设母线保护基本原则母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件，母线发生故障，将使连接在母线上的所有元件停电。若在枢纽变电所母线上发生故障，甚至会破坏整个系统的稳定，使事故进一步扩大，后果极为严重。运行经验表明，母线故障绝大多数是单相接地短路和由其引起的相间短路。而在母线故障中，大部分故障是由绝缘子对地放电所引起的，母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。2母线故障和装设母线保护基本原则由于低压电网中发电厂或变电所母线大多采用单母线或分段母线，与系统的

2、电气距离较远，母线故障不致对系统稳定和供电可靠性带来影响，所以通常可不装设专用的母线保护，而是利用供电元件(发电机、变压器或有电源的线路等)的后备保护来切除母线故障。左图所示的采用单母线接线的发电厂，若接于母线的线路对侧没有电源，此时母线上的故障就可以利用发电机的过电流保护使发电机的断路器跳闸而予以切除。3母线故障和装设母线保护基本原则左图所示的降压变电所，其低压侧的母线正常时分开运行，若接于低侧母线上的线路为馈电线路，则低压母线上的故障就可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸予以切除。上图所示的双侧电源网络，当变电所

3、B母线上k点短路时，则可以由保护1和2的第II段动作予以切除。4母线故障和装设母线保护基本原则在下列情况下应装设专门的母线保护：(1)在110kV及以上的双母线和分段单母线上，为了保证有选择性地切除母线上的故障。(2)110kV及以上单母线，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35kV母线，按照全线速动保护的要求必须快速切除母线故障时。对母线保护的基本要求是：必须快速、有选择地切除故障母线；应能可靠、方便地适应母线运行方式的变化；保护装置应十分可靠和具有足够的灵敏度；接线尽量简化。5母线故障和装设母

4、线保护基本原则母线保护的接线方式，对于中性点直接接地系统，应采用三相式接线；对于中性点非直接接地系统，可采用两相式接线。近年来在母线上装设了自动重合闸装置，由于母线上的很多故障是暂时性的，所以装设母线重合闸对提高供电的可靠性起到了良好的作用。6第2节母线差动保护基本原理为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。(1)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；当母线上发生故障时，所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流。7单母线完全电流差动母线保护所有TA的二次侧在母线

5、侧的端子连接在一起，另一侧的端子也连接在一起，然后接入差动继电器。这样差动继电器中的电流即为各个母线连接元件二次电流的相量和。在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的电流互感器。因为在一次侧电流总和为零时，母线保护用电流互感器TA必须具有相同的变比，才能保证二次侧的电流总和也为零。8单母线完全电流差动母线保护在正常运行及外部故障时，流入继电器的是由于各电流互感器的特性不同而引起的不平衡电流；当母线上发生故障时，则所有与电源连接的元件都向故障点提供短路电流，于是流入差动继电器中的电流为为短路点的全部短路电流，此电流足够使差动

6、继电器动作而驱动出口继电器，从而使所有连接元件的断路器跳闸。9单母线完全电流差动母线保护差动继电器的动作电流应按如下条件考虑，并选择其中较大的一个：(1)躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流；(2)动作电流应大于任一连接元件中的最大负荷电流。完全电流差动保护方式原理比较简单，灵敏度高，选择性好，通常适用于单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况。因为电流互感器二次侧在其装设地点附近是固定的，不能任意切换，所以不能用于双母线系统。10电流比相式母线保护完全电流差动母线保护的动作电流必须躲过外部短路时的最大不平衡电流，当不平衡电流很

7、大时，保护的灵敏系数可能不能满足要求。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接元件电流相位的变化来实现的。当母线发生短路时，各有源支路的电流相位几乎是一致的；当外部发生短路时，非故障有源支路的电流流入母线，故障支路的电流则流出母线，两者相位相反，利用电流相位的不同来判断母线是否短路。因为只比较相位，不管电流的大小，所以无须使所有的电流互感器变比相同。11母线运行方式的切换及保护自适应在各种接线方式中，以双母线接线运行最为复杂。随着运行方式的变化，母线上各种连接元件在运行中需要经常在两条母线上切换，因此希

8、望母线保护能自动适应系统运行方式的变化，免去人工干预及由此引起的人为误操作。可利用隔离开关辅助触点来判断母线运行方式，该方法在集成电路型母线保护中由于隔离开关辅助触电的不可靠而经常出错，在实际工程中并不真正有效。数字式母线保护具有强大的计算、自检及逻辑处理能力，