第9篇章 母线的继电保护.pptVIP

第9章 母线的继电保护;;9.1 母线故障及其保护; 2、母线保护的装设时机 根据我国国家标准《继电保护及安全自动装置技术规程》GB14285-1993，目前我国在下列情况下均装设专门的母线保护： (1）在110kV的双母线和220kV及以上的母线上，为保证快速地有选择性地切除任一组（或段）母线上发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。对于一个半断路器接线的每组母线应装设两套母线保护。 (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站的35kV母线，按照系统的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。; 3、设计母线保护时应注意以下几个问题： (l）母线故障对电力系统稳定将造成严重威胁，必须以极快的速度切除，同时为了防止电流互感器（TA）饱和使保护误动，也要求保护在故障后几个毫秒内电流互感器饱和前就能反应。目前已能作到在故障后3-5ms内动作的保护装置； (2）由于母线在电力系统中的地位极为重要，对其保护装置的安全性和可靠性，都要提出极高的要求； (3）母线保护联系的电路数目很多，比较的电气量很多，各电路的工作状态不同（有电源或无电源，有负载或空载），各被比较电气量的变化范围可能相差很大； (4）母线的运行方式变化较多，倒闸操作频繁，母线保护必须能适应母线的各种运行方式，同时频繁的断路器和隔离开关的操作将对母线保护产生过电压和干扰，影响保护工作或使保护装置损坏； (5）由于母线保护所连接的电路数目多，外部故障时，故障电流倍数很大，超高压线接近电源，直流分量衰减的时间常数大，因而电流互感器可能出现严重饱和现象母线保护必须要采取措施，防止电流互感器饱和引起的误动作。; （l）提高保护动作速度和动作灵敏度 对于母线保护，提高保护的动作速度，不仅是被保护元件本身的要求，而且是防止电流互感器饱和对母线保护的影响以及电力系统稳定运行的要求。从电力系统运行稳定性的角度来看，母线故障被切除的时间越短越好。超高压变电站母线保护装置，其动作时间一般都要求在10ms之内。 早期的电流差动保护装置，虽然其动作速度比较快，但由于其动作电流要躲过母线外部故障的最大不平衡电流，灵敏度往往较低。针对这一缺陷，人们研制出了带制动特性的母线保护以及相位比较式母线保护，从而大大提高了母线保护的灵敏度。 ; (2）防止电流互感器饱和的影响 在一些严重的母线外部故障情况下，电流互感器可能深度饱和，其副方输出严重畸变，这是母线保护误动的重要原因之一。如何有效地防止电流互感器饱和对母线保护的影响是母线保护的主要研究课题之一。 (3）增强母线保护适应母线运行方式变化的能力 为了提高供电系统运行的可靠性和灵活性，现在高电压输电系统很少采用简单的单母线供电方式。 双母线、双母线分段、旁路母线等的使用，一方面提高了电力系统运行的可靠性，但同时又给母线差动保护提出了新的问题，这方面问题较多地涉及差动保护的构成原理以及对不平衡电流产生原因的分析；另一方面的问题则是要解决母线保护适应不同母线运行方式的能力）这个问题从原理上讲比前一个问题简单些，但要较多涉及母线保护方案的实现。; ②如图9.2所示的降压变电站，其低压侧的母线正常时分裂运行，则低压母线上的故障就可以由相应变压器的过电流保护先跳开低压母线分段断路器，如果故障不消失保护不复归时再跳开变压器低压侧断路器。;图9.2 利用变压器的过流保护切除母线故障;图9.3 利用供电线的保护切除母线故障; ④母线的方向保护。利用相邻元件的保护装置保护母线，除了上述几种方法外，还可以在所有连接于母线的回路上装设一个指向母线外部故障的方向元件，当母线上发生故障时，这些回路上的短路功率方向元件都是指向母线，这些方向元件都不动作。反之，在母线外部短路时至少有一条回路上的功率方向指向母线的外部，因而这条回路上的方向元件应该动作。应用这个特征可以区分母线的内部和外部故障。当母线保护起动后，所有这些方向元件都不动作，表示故障在母线上，则应将所有断路器跳开。只要有一个方向元件动作，就不能跳闸。这种保护方式动作速度可以很快，也容易实现，尤其是应用微机保护时只要将所有方向元件的动作标志送到变电站后台机，由后台机判断是否是母线故障，如果是母线故障，可立即通过网络跳开所有断路器。这种保护的可靠性决定于所应用的方向元件的性能。方向元件不能有电压死区，不应受系统振荡影响而误动等。对于不对称短路应尽量采用负序方向兀件。对于三相短路可采用各种故障分量的方向元件。; (2）电流差动原理 电流差动原理简单可靠，应用最