1、培訓演示稿220kV母線失靈保護裝置基本原理220kV母線失靈保護裝置基本原理 一、母線故障原因及其后果 二、對母線保護的要求、母線保護的種類及與其他保護間的配合 三、220kV母差的基本原理 四、斷路器失靈保護基本原理 五、運行注意事項 六、母差與線路保護之間的聯系一、母線故障原因及其后果 1、母線故障的原因：母線絕緣子及斷路器套管的閃絡；裝設在母線上的電壓互感器以及母線與斷路器之間電流互感器的故障；母線隔離開關支持絕緣子損壞，以及運行人員的誤操作。 2、母線故障的后果：（1）電力系統解列；（2）大面積停電；（3）引起系統失去穩定性，甚至使電力系統崩潰瓦解。二、對母線保護的要求、母線保護的種

2、類及與其他保護間的配合 （一）對母線保護的要求： 1、高度的安全性和可靠性。母線保護的拒動和誤動將造成嚴重的后果。 2、選擇性強、動作速度快。母線保護不但要能很好的區分區內故障和外部故障，還要確定哪條或哪段母線故障。 3、母線保護應接在專用TA二次回路中，且要求在該回路中不接入其他設備的保護裝置或測量表計。TA的測量精度要高，暫態特性及抗飽和能力強。二、對母線保護的要求、母線保護的種類及與其他保護間的配合 （二）母線保護的種類 一般包括母線差動保護，母聯相關的保護（母聯失靈保護、母聯死區保護、母聯過流保護、母聯充電保護等），斷路器失靈保護。對重要的220kV及以上電壓等級的母線都應當實現雙重化

3、，配置兩套母線保護。港城220kV變電站實現220kV母差的雙重化配置。二、對母線保護的要求、母線保護的種類及與其他保護間的配合 （三）與其他保護間的配合 1、母線保護動作、失靈保護動作后，對閉鎖式保護作用于縱聯保護停信；對允許式保護作用于縱聯保護發信。當在斷路器與TA之間發生短路故障或母線上故障斷路器失靈時，采用上述措施后可使線路對側的縱聯保護動作于跳閘。 2、閉鎖線路重合閘：一般是永久性故障。 3、起動斷路器失靈保護：為使在母線發生短路故障而某一斷路器失靈時失靈保護能可靠切除故障。三、220kV母差保護基本原理 根據基爾霍夫第一定律，把母線元件看成一個節點，當母線正常運行或發生外部故障時，

4、母線各連接元件的電流的相量和等于零。當母線上發生故障時，流進和流出的電流不再平衡，即了出現差流，當差流大于一定值時保護動作。 此時就需要要求各單元的TA的極性端必須一致；母聯TA的同極性端可在母側或母側。BP-2B型母差保護裝置默認極性端靠母,RCS-915AB型母差保護裝置要求極性端在母側。三、220kV母差保護基本原理 220kV母差保護的組成元件 1、起動元件：為提高母差保護的動作可靠性，設置有專用的起動元件，只有在起動元件起動之后，母差保護才能動作。 2、差動元件： 3、TA飽和檢測元件：為防止母線保護在母線近端發生區外故障時TA嚴重飽和的情況下發生誤動。 4、電壓閉鎖元件：為防止保護

5、出口繼電器誤動或其他原因誤跳斷路器，通常采用復合電壓閉鎖元件。只有當母差保護差動元件及復合電壓閉鎖元件同時動作時，才能去跳各路斷路器。 5、故障母線選擇元件：三、220kV母差保護基本原理 母線差動保護由母線大差動和各段母線的小差動組成。母線大差動是指由母線上所有支路（除母聯和分段）電流構成的差動元件，其作用是區分區內故障和區外故障。某段母線的小差動是指由該段母線上的各支路（含與該段母線相聯的母聯和分段）電流構成的差動元件，其作用是判斷故障是否在該段母線之內，從而作為故障母線的選擇元件。如果大差動元件和該段母線的小差動元件都動作，則將該段母線切除。（一）母線的接線方式 1、單母線分段接線 2、

6、雙母線接線 3、母線運行方式的識別 1、單母線分段接線太寬線寬鳳線 水寬線 寬草線南北1B2B 寬永寬永線線南北 寬黃甲 寬黃乙 寬哨寬哨甲甲 寬哨寬哨乙乙 寬青寬青線線 寬愛寬愛線線 寬歡甲 寬歡乙63MVA120MVA2 雙母線接線3 母線運行方式的識別 在微機母差保護裝置中，是利用隔離開關的輔助接點來識別母線的運行方式的。 母線上的連接元件倒閘過程中，兩條母線經刀閘相連時（母線互聯），裝置自動轉入“母線互聯方式”（“非選擇方式”）不進行故障母線的選擇，一旦發生故障同時切除兩段母線。 為防止因隔離開關輔助接點損壞而使裝置長期工作于不正常狀態，在母差裝置盤上設置有母線隔離開關模擬盤，運行人員

7、可利用刀閘模擬盤上強制開關的接點代替隔離開關的輔助觸點作為開入量輸入保護裝置，讓保護裝置讀取正確刀閘位置。（二） 母線差動保護2.1.1 母線差動保護由分相式比率差動元件構成。2.1.2 主接線示意圖如下，TA 極性要求支路 TA 同名端在母線側，母聯 TA同名端在母線 1（即 I 母）側（裝置內部只認母線的物理位置，與編號無關，如果母線編號的定義與本示意圖不符，母聯同名端的朝向以物理位置為準，單母分段主接線分段TA 的極性也以此為原則）。 當雙母線按單母方式運行不需進行故障母線的選擇時可投入單母方式壓板。當元件在倒閘過程中兩條母線經刀閘雙跨，則裝置自動識別為單母運行方式。這兩種情況都不進行故

8、障母線的選擇，當母線發生故障時將所有母線同時切除。 （三）母聯充電保護 1 當任一組母線檢修后再投入之前，利用母聯斷路器對該母線進行充電試驗時可投入母聯充電保護，當被試驗母線存在故障時，利用充電保護切除故障。 2 判斷條件：當母聯斷路器跳位繼電器由“1”變為“0”或母聯 TWJ=1 且由無電流變為有電流(大于 0.04In)，或兩母線變為均有電壓狀態，則開放充電保護 300ms，在充電保護開放期間，若母聯電流大于充電保護整定電流，則將母聯開關切除。母聯充電保護不經復合電壓閉鎖。（二）母聯充電保護丹東局的母聯充電保護均閉鎖母差保護,原因:在母聯充電于母聯斷路器和母聯TA之間的故障的情況下,由于母

9、聯TWJ已經返回,微機型母線保護已經把母聯TA的電流引入小差的計算,模擬型的母線保護已經不封母聯TA,這將會引起運行母線的差動保護動作而誤將運行母線切除.充電保護投入時閉鎖母差保護,可以避免這種情況的發生,故障由母聯充電保護動作切除.（二）母聯充電保護 另外,如果母聯斷路器合閘時,主觸頭先閉合而TWJ的接點后返回,微機型母線保護把母聯TA的電流不引入小差的計算,模擬型母線保護將母聯TA封住,母聯電流沒有接入小差的差動回路。而主觸頭閉合時又合閘于故障母線，這樣運行母線的差動保護動作，誤將運行母線各斷路器跳開。充電保護投入時閉鎖母差保護，也可以避免這種情況的發生，故障由母聯充電保護動作切除。 母聯

10、充電保護邏輯圖 1 若母聯開關和母聯 TA 之間發生故障，斷路器側母線跳開后故障仍然存在，正好處于TA 側母線小差的死區，為提高保護動作速度，專設了母聯死區保護。本裝置的母聯死區保護在差動保護發母線跳令后，母聯開關已跳開而母聯 TA 仍有電流，且大差比率差動元件及斷路器側小差比率差動元件不返回的情況下，經死區動作延時 Tsq 跳開另一條母線。為防止母聯在跳位時發生死區故障將母線全切除，當兩母線都有電壓且母聯在跳位時母聯電流不計入小差。（三）母聯死區保護當發生死區故障時，裝置認為是2母故障，先跳開2母及母聯開關母聯開關已跳開而母聯 TA 仍有電流，且大差比率差動元件及斷路器側小差比率差動元件不返

11、回的情況下，經死區動作延時 Tsq 跳開另一條母線 如號母線上發生短路。母的差動保護動作跳母聯及母上的所有斷路器。但如果母聯斷路器失靈而拒跳，那么母上的連接元件也應跳開才能切除故障，母聯失靈保護用以完成此項工作。 母聯失靈保護動作判據：（1）保護動作跳母聯開關同時起動失靈保護。（2）母聯任一相仍一直有電流（大于母聯失靈電流定值）。同時滿足上述兩條件的時間大于母聯失靈延時時間再經過兩個母線電壓閉鎖（與）后切除兩母線上的所有連接元件。 通常情況下，只有母差保護和母聯充電保護才起動母聯失靈保護。（四）母聯失靈保護 當輸電線路、變壓器、母線或其他主設備發生短當輸電線路、變壓器、母線或其他主設備發生短路

12、，保護裝置動作并發出了跳閘指令，但故障設路，保護裝置動作并發出了跳閘指令，但故障設備的斷路器拒絕動作跳閘，稱之為斷路器失靈。備的斷路器拒絕動作跳閘，稱之為斷路器失靈。 對斷路器失靈保護的要求：對斷路器失靈保護的要求：1、動作可靠性高。、動作可靠性高。2、動作選擇性強，斷路器失靈保護動作后，經延時動作選擇性強，斷路器失靈保護動作后，經延時再次跳該斷路器（再次跳該斷路器（RCS915AB型跳、型跳、BP-2B型不型不跳）。對于雙母線或單母線分段接線，保護動作跳）。對于雙母線或單母線分段接線，保護動作后以較短的時間斷開母聯或分段斷路器，再經另后以較短的時間斷開母聯或分段斷路器，再經另一時間斷開與失靈

13、斷路器接在同一母線上的其他一時間斷開與失靈斷路器接在同一母線上的其他斷路器。斷路器。四、 斷路器失靈保護斷路器失靈保護四、四、斷路器失靈保護斷路器失靈保護 3、與其他保護的配合，斷路器失靈保護動作后，應閉鎖有關線路的重合閘。 斷路器失靈保護的判據：1、保護動作（出口繼電器觸點閉合）。2、斷路器中還有流有電流。3、復合電壓閉鎖解除，雙母線的復合電壓閉鎖元件有兩套，分別開放兩條母線的跳閘回路。考慮到主變低壓側故障高壓側開關失靈時，高壓側母線的電壓閉鎖靈敏度有可能不夠。為此保護裝置對變壓器支路設置有“解除失靈保護電壓閉鎖”的開入端子，該端子接變壓器保護裝置的另一對跳閘接點。當“解除失靈保護復合電壓閉

14、鎖”的開入端子有輸入時，解除失靈保護的復合電壓閉鎖。四、斷路器失靈保護斷路器失靈保護 在失靈啟動元件中不能使用非電量保護的出口接點，非電量保護主要有：重瓦斯保護、壓力保護等。因為非電量保護動作后不能快速自動返回，容易造成保護誤動。電流回路斷線閉鎖 TA 斷線時閉鎖母差保護 母聯（分段）電流回路斷線，并不會影響保護對區內、區外故障的判別，只是會失去對故障母線的選擇性。因此母聯開關是流回路斷線不需閉鎖差動保護，只需轉入母線互聯（單母方式）即可。此時再發生區內故障時，不再進行故障母線的選擇。 母聯電流回路正常后，需手動復歸恢復正常運行。五、運行注意事項 電壓切換開關 母差保護柜上的母線電壓切換開關1

15、QK有三個位置，為“I母”、“II母”、“雙母”。 把手切至“雙母”時，裝置引入電壓分別為I母和II母TV的電壓。切至“I母”時，裝置引入電壓都為I母電壓；切至“II母”時，裝置引入電壓都為II母電壓。 當兩母線電壓互感器均運行時，把手投“雙母”位置。 當雙母線運行或單母線運行，若有一組電壓互感器停運時，“電壓切換開關”應改投運行電壓互感器母線位置。 當雙母分列運行，若有一組電壓互感器停運時，雙母線應改經母聯或刀閘雙跨，“電壓切換開關”應投運行電壓互感器母線位置。（摘自：丹東供電公司標準 Q/GDW206006-2010 寬甸220kV變電站繼電保護及自動化裝置現場運行規程 13.4.3） 單

16、母運行：單母線運行方式（僅一條220kV母線運行或220kV母聯開關長時間經刀閘雙跨或220kV母聯開關在鎖死位置）時，投入該壓板。刀閘操作刀閘雙跨時不需要投入該壓板。 當兩套母差失靈保護運行時，若發生死區故障（220kV母聯開關和電流互感器之間發生的故障），切除兩母線上的開關及母聯。這時兩套保護的信號及液晶顯示不一致，其中一套保護顯示死區故障，跳220kV母聯及兩段母線上的開關；另一套保護顯示跳220kV母聯及故障母線上的所有開關。這種動作結果屬于正確動作。第一套母差CT第二套母差CT當發生死區故障時，如圖所示，第一套保護認為是2母故障，發出跳2母及母聯的脈沖。同時，第二套母差保護認為是1母

17、故障，發出跳1母及母聯的脈沖。3.4、220kV港城變港城變I、II母差及斷路器失靈保護為雙套保護，分兩面保母差及斷路器失靈保護為雙套保護，分兩面保護屏，可單獨運行一套保護，也可兩套保護同時運行。護屏，可單獨運行一套保護，也可兩套保護同時運行。I、II母差及斷母差及斷路器失靈第一套保護與路器失靈第一套保護與220kV線路第一套保護、主變第一套保護、線路第一套保護、主變第一套保護、220kV母聯第一組跳閘線圈相配合，并且作用于相應單元開關的第一母聯第一組跳閘線圈相配合，并且作用于相應單元開關的第一組跳閘線圈；組跳閘線圈；I、II母差及斷路器失靈第二套保護與母差及斷路器失靈第二套保護與220kV線

18、路第二套線路第二套保護、主變第二套保護、保護、主變第二套保護、220kV母聯第二組跳閘線圈相配合，并且作母聯第二組跳閘線圈相配合，并且作用于相應單元開關的第二組跳閘線圈。用于相應單元開關的第二組跳閘線圈。如果只運一套母差失靈保護，當與該套運行的母差失靈保護相配合的如果只運一套母差失靈保護，當與該套運行的母差失靈保護相配合的線路保護或主變保護停運時，該線路單元或主變單元的開關將失去斷線路保護或主變保護停運時，該線路單元或主變單元的開關將失去斷路器失靈保護。運行時應注意避免此運行方式。路器失靈保護。運行時應注意避免此運行方式。 六、母差與線路保護之間的聯系 在220kV及以上線路保護中有母線保護動

19、作的開入量接點輸入。以允許式縱聯方向保護為例，當該開入量有輸入時馬上發允許信號。（摘自：電力系統繼電保護題庫216頁題2）答：這主要是為了解決在斷路器與電流互感器之間發生故障時，線路縱聯方向保護能夠立即跳閘的問題如果不設此回路，當故障發生在電流互感器與斷路器之間，如圖所示，M側線路縱聯方向保護中的方向元件判斷反向短路（F+不動，F-動作）,從而不向N側發出允許信號。F-F+MNK點位于M側母線保護范圍內，母差保護動作跳開包括QF1在內的母線上所有斷路器。QF1KQF1跳開后，M側方向元件將依然判斷是反方向短路。如果不采用母線保護動作發允許信號，其縱聯保護將持續不發允許信號，N側縱聯保護不能消除此故障。利用母線保護動作的接點使M側縱聯保護發允許信號，N側的縱聯保護可快速的發出跳閘命令F+220kV母差帶負荷檢驗 帶負荷檢驗要求： 1、母差保護停用 2