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微机母线差动保护装置 上海天正明日电力自动化有限公司 母线故障的危害 变电站和发电厂母线故障是电气设备最严重的故障之一 带来的影响： 枢纽站高压母线故障造成母线电压降到很低，可能破坏电力系统的稳定 可能全站（全厂）失电 故障母线上的出线在母线修复期间停电 双母方式下，故障母线上的出线切换到正常母线所必须的时间内停电 母线故障产生的原因 母线绝缘子及套管闪络 电压互感器故障 装设于母线和断路器之间的电流互感器故障 母线侧隔离开关绝缘子损坏（在操作时） 运行人员的误操作 设备老化造成的故障 施工时安全措施不利造成的人为故障 母差保护方式 装设专用母线差动保护装置 利用供电元件的保护装置切除母线故障 用供电元件保护装置 供电元件保护装置能够保证系统所要求的快速性、选择性、灵敏性、可靠性 厂用电母线上残余电压不低于允许值（一般要求不低于50％～60％Un） 独立运行的发电厂母线短路，利用发电机保护切除故障(图1) 单侧电源降压变高压母线短路，利用供电线路保护切除故障（图2） 单侧电源降压变低压母线短路，利用变压器和备自投切除故障（图2） 用供电元件保护装置 上述母线保护简单、经济，切除故障时间长，此方式通常应用于不太重要的变电站、低压网络等场合 专用母线差动保护装置 110KV及以上电压等级的发电厂、变电站双母线和单母分段 110KV及以上电压等级的单母线，重要变电站的35～66KV母线需要快速切除母线故障时 35～66KV重要变电站的双母线或单母分段，母联（分段）动作后不满足安全运行要求 10KV单母分段需快速有选择切除一段母线时 110KV枢纽变及以上电压等级母线保护双配置 专用母线差动保护装置 母差保护应保证快速性和选择性，并有足够的灵敏性和可靠性 直接接地系统中：母差保护采用三相式接线（完全电流差动） 非直接接地系统中：母差保护可采用两相式接线、或采用只接入有电源元件上的TA进行差动判别（不完全电流差动） 母线保护原理分类 完全电流差动母线保护 相位比较式母线保护 比相式母线保护 母线故障时，各有源支路的电流相位一致 外部故障时，非故障有源支路电流流入母线，故障支路电流流出母线 不需加装中间变流器 通过比较差动回路电流与母联电流相位选择故障母线 电流差动母线保护 差动保护理论基础 基尔霍夫定理： 在同一时刻，一个电气节点的流入电流等于流出电流 ?＝?1+?2+?3 母差保护配置 母线分相差动保护 母联失灵保护 母联死区保护 母联充电保护 母联过流保护 断路器失灵保护 母差保护起动元件 差电流越限：I d I dset I d ：大差动相电流 I dset ：差动电流起动定值 和电流突变：? i r ? I dset ? i r :电流瞬时值－前一周波值 ? I dset ：突变量起动定值 电压突变： ? U ? U dset ? Ur :电压瞬时值－前一周波值 ? Udset ：突变量起动定值 复式比率差动元件 复式比率差动判据 ： I dset 为差电流门坎定值 Kr 为复式比率系数（制动系数） 复式比率差动元件动作特性 复式比率制动系数参考值 比率差动元件 常规比率差动： I dset 为差电流门坎定值 K 为比率系数（制动系数） 比例差动元件动作特性 比率制动系数参考值 电流互感器饱和检测 利用差电流与和电流动作时序 同步检测法 谐波制动原理 每周波存在线性传变区，波形识别法 自适应阻抗加权抗饱和 分布式母差功率方向 复合电压闭锁差动 电压闭锁元件判据： Uab为母线线电压（相间电压） 3Uo为母线三倍零序电压 U2 为母线负序电压 三判据任一满足，电压闭锁开放 母线运行方式识别 刀闸辅助接点位置开入作为运行方式判别依据 电流计算法，配合刀闸辅助接点位置 保护装置运行方式模拟盘 强制接通 强制断开 自适应 单母线接线 一个差回路 固定连接方式 单母线单分段接线 两个差回路 固定连接方式 3/2接线 相当于两个单母线 固定连接方式 双母线接线 两个差回路 非固定连接 双母线单分段接线 三个差回路 非固定连接 双母线双分段接线 故障母线选择 差电流： 大差电流判断区内、区外故障 小差电流选择故障母线 固定连接方式由小差电流判断和选择 电压： 复合电压判起动，开放电压闭锁 各母线复合电压开放本母线闭锁 联络开关断开运行方式 有联络开关的接线方式（母联、分段）在联络开关断开的运