母差保护原理介绍

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1、安徽省电力科学研究院系统研究所2010-5-18母差保护原理介绍主要内容母线差动保护原理母联充电保护母联过流保护母联失灵保护母联死区保护断路器失灵保护交流电流、交流电压断线检查母线差动保护原理母线差动保护遇到的主要问题电流互感器饱和问题自适应加权式抗电流互感器饱和的差动保护常规比率差动保护母线运行方式变化时的自适应调整各连接元件电流互感器变比不一致时的自动调整隔离刀闸位置的自检与报警母差保护原理III母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择采用比率制动原理：母线差动保护原理当动作电流与制动电流对应的工作点位于双折线上方，继电器动作。母线差动保护遇到的主要

2、问题母线外短路电流互感器饱和时母线差动保护不能误动。母线内短路时母线差动保护应快速跳闸。而判断电流互感器饱和判据的延时将加长母线内短路时的动作时间。母线差动保护遇到的主要问题负荷电流产生的制动电流将影响重负荷下母线上发生高阻接地时，差动保护的灵敏度。希望差动保护的动作应尽量不受负荷电流、短路点的过渡电阻的影响。当母线运行方式发生变化时不必进行二次回路的切换，仍然能只切故障母线。各连接元件电流互感器变比不一致时能自动调整，不必加辅助变流器。电流互感器饱和问题电磁式电流互感器是一个铁芯元件。它是一个非线性元件。当一次电流很大时、当一次电流中含有较大直流分量时、当铁芯有很大剩磁时、当二次负载电

3、阻很大时，它的工作点将进入磁化曲线的饱和部份，励磁电流急剧增大。将造成区外短路时差动保护因不平衡电流增大而误动。为避免差动保护误动而设立的电流互感器饱和的判据又往往造成母线内短路时差动保护的延缓动作。电流互感器饱和问题由电流互感器生产厂家，用生产一次电流互感器相同的材料做一个截面积小的电流互感器。通过大量的试验得到电流互感器饱和特性的大量数据。经过定量的分析得到一些有意义的结论。关于电流互感器饱和的一些有用的结论由于电流互感器存在角度误差，因此即使一、二次电流有效值的差不大于10％，它所引起的差电流也往往会大于一次电流的10％。即使一次电流达到100多倍额定电流，其二次电流也不会为零。3

4、.当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，在暂态过程中，尤其是在起始的2～3个周波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的差电流。4.短路初始阶段电流互感器并不会马上饱和，一、二次总有一段正确传变时间，一般情况下该时间大于2ms。自适应加权式抗TA饱和的差动保护除稳态量的比率差动保护外还采用国内外首创的以工频变化量为基础的自适应加权式母差保护的原理。构成元件：1．工频变化量电压开放元件2．工频变化量比率差动继电器3．工频变化量阻抗继电器4．工频变化量电流标量和开放元件工频变化量比率差动继电器()大差可整定，小差该继电器在母线内部短路时可快速、灵敏地动作；母线外短路TA

5、不饱和时能可靠不动。工频变化量阻抗继电器()工频变化量阻抗继电器(）实际使用时留有一定裕度。该继电器在母线内部短路时可快速、灵敏地动作；母线外短路TA不饱和时能可靠不动。工频变化量电压开放元件()电压开放元件（）：：母线电压工频变化量瞬时值：母线电压工频变化量浮动门槛：固定门槛无论是母线内、母线外故障，元件都会自适应地开放。自适应加权算法加权算法等权算法以元件动作为基准时间，元件动作后和元件动作得越早加的权越大。当权值和达到阈值时发跳闸命令。最多只计算半个周波的权值和。母线内短路时上述三个元件同时动作，加的权很大。所以用不了多长时间就可以发跳闸命令。保护动作得很快。母线外短路且TA饱和。

6、元件短路后立即动作，但由于短路初始阶段TA是不饱和的，所以和元件一开始不动作。到TA饱和后才动作，所以加的权值小。半周内的权值和也达不到跳闸的阈值，所以差动保护不动作。自适应加权算法在3/2接线方式，或双母线等接线方式情况下发生电压互感器断线等无母线电压的情况下，此时工频变化量电压开放元件和工频变化量阻抗元件都不能工作，此时将工频变化量电压开放元件改为工频变化量电流标量和开放元件，工频变化量差动继电器动作后即给以加权值。并将权值和的阈值略抬高。自适应加权差动保护的特点母线外短路抗TA饱和性能优异(2ms以后饱和就可可靠制动）动作速度快（8～12ms即可发跳闸命令）灵敏度高。由于都采用工频

7、变化量继电器不受负荷电流的影响。受短路点的过渡电阻的影响小。灵敏度不受常规制动系数的影响这样从根本上解决了母差保护安全性与快速性和灵敏性之间的矛盾常规比率差动继电器的值有高、低两个定值。当双母线分列运行时取低值，当母联合位、投单母时及刀闸双跨时取高值。、两小差的值取高值。、、的常规比率差动保护TA饱和的判别由谐波制动原理构成TA饱和检测元件。这种原理利用了TA饱和时差流波形发生畸变谐波含量增大和每周波内仍然存在一定的线性传变区的特点