母线保护的配置及相应的保护课件.ppt

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1、关于母线保护的配置及相关于母线保护的配置及相应的保护应的保护第1页，此课件共35页哦时间：时间：地点：地点：人员：人员：首先讲述了母线故障首先讲述了母线故障产生的原因，主要为套管及绝缘子闪络，电压互感产生的原因，主要为套管及绝缘子闪络，电压互感器故障及操作人员误操作等。器故障及操作人员误操作等。然后然后*为大家讲解了母线故障的保护方法，主要为大家讲解了母线故障的保护方法，主要有两种：利用相邻元件保护装置切除故障和装设有两种：利用相邻元件保护装置切除故障和装设专门的母线保护专门的母线保护第2页，此课件共35页哦然后，大家就此展开了激烈的讨论，深然后，大家就此展开了激烈的讨论，深入浅出，大家伙对母

2、线保护的理解越来入浅出，大家伙对母线保护的理解越来越透彻，此次讨论历时越透彻，此次讨论历时1h。时间：时间：地点：地点：今天大家主要讨论母线保护的基本原理今天大家主要讨论母线保护的基本原理及双母线同时运行的差动保护及双母线同时运行的差动保护第3页，此课件共35页哦888同学同学第一个发言详细的为大家讲解第一个发言详细的为大家讲解了母线保护的基本原理以及差动保护的了母线保护的基本原理以及差动保护的基本原则。基本原则。999同学同学紧随其后为大家介绍了母线电紧随其后为大家介绍了母线电流差动保护。大家就此展开了激烈的讨流差动保护。大家就此展开了激烈的讨论，其主要内容是电流差动保护的基本论，其主要内容

3、是电流差动保护的基本原理以及动作电流的整定等诸多问题。原理以及动作电流的整定等诸多问题。000同学同学不甘示弱，为大家讲解了电流不甘示弱，为大家讲解了电流相位比较式保护及其工作原理，还有它相位比较式保护及其工作原理，还有它的特点。的特点。第4页，此课件共35页哦111同学同学发言，介绍了母线差动保护的分发言，介绍了母线差动保护的分类，及其分类依据。然后大家就双母线同类，及其分类依据。然后大家就双母线同时运行的母线差动保护进行了讨论，主要时运行的母线差动保护进行了讨论，主要讨论了两种方法的接线图、工作原理、适讨论了两种方法的接线图、工作原理、适用范围、优缺点、动作工程等。用范围、优缺点、动作工程

4、等。此次讨论历时一个半小时。此次讨论历时一个半小时。第5页，此课件共35页哦母线保护讨论成果介绍母线的故障母线的故障母线故障的保护方法概述母线故障的保护方法概述母线保护的基本原理母线保护的基本原理母线差动保护分类母线差动保护分类双母线同时运行的母线差动保护双母线同时运行的母线差动保护一个半断路器接线的母线保护一个半断路器接线的母线保护第6页，此课件共35页哦一、母线的故障 母线是电力系统中的一个重要元件，母线是电力系统中的一个重要元件，当母线上发生故障时，将使连接在母线当母线上发生故障时，将使连接在母线的所有元件在修复故障母线期间或转换的所有元件在修复故障母线期间或转换到另一组无故障的母线上运

5、行以前被迫到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电，此外，在电力系统中枢纽变电站停电，此外，在电力系统中枢纽变电站母线上发生故障时，可能引起系统稳定母线上发生故障时，可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。的破坏，造成严重的后果。第7页，此课件共35页哦二、母线故障的保护方法概述1.利用相邻元件保护装置切除母线故障（1 1）发电厂采用单母线接线，母线上的）发电厂采用单母线接线，母线上的故障可利用发电机的故障可利用发电机的定子过电流保护使定子过电流保护使发电机的断路器跳闸发电机的断路器跳闸予以切除予以切除 tt-k+II-定子绕组过电流保护定子绕组过电流保护第8页，此课件共35页哦 （2 2）对降

6、压变电所，其低压母线采用单）对降压变电所，其低压母线采用单母线分段，正常时分开运行，低压母线母线分段，正常时分开运行，低压母线上的故障可以由相应上的故障可以由相应变压器的过电流保变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸护使变压器的断路器跳闸于以切除。于以切除。t+-t+-II k电源电源变压器的过变压器的过电流保护电流保护高压母线高压母线低压母线低压母线第9页，此课件共35页哦（3 3）对双侧电源网络（或环形网络当变）对双侧电源网络（或环形网络当变电所母线故障时可由电所母线故障时可由保护和的保护和的段动作于段动作于以切除以切除 k1234ABC变电所母线变电所母线5第10页，此课件共35页哦2.

7、2.装设专门的母线保护装设专门的母线保护 若母线故障时电压降低影响全系统的供电质量若母线故障时电压降低影响全系统的供电质量和系统稳定运行，必须快速切除，用所连接元件的和系统稳定运行，必须快速切除，用所连接元件的后备保护切除母线故障，时间较长，使系统电压长后备保护切除母线故障，时间较长，使系统电压长时间降低，不能保证安全连续供电，甚至造成系统时间降低，不能保证安全连续供电，甚至造成系统稳定的破坏。此外，当双母线同时运行或单母线分稳定的破坏。此外，当双母线同时运行或单母线分段时，利用相邻元件后备保护不能保证快速有选择段时，利用相邻元件后备保护不能保证快速有选择性地切除故障母线。性地切除故障母线。应

8、设置专门的母线保护应设置专门的母线保护。第11页，此课件共35页哦装设母线保护的原则？1）在）在110kV及以上的双母线和分段单母线上，为保证及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组母线上所发生的故障，而另一有选择性地切除任一组母线上所发生的故障，而另一组无故障母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。组无故障母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。2）110kV及以上的单母线，重要发电厂的及以上的单母线，重要发电厂的35kV母母线或高压侧为线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电所的及以上的重要降压变电所的35kV母线，按照装设全线速动保护的要求必须快母线，按照装设全线速动保

9、护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用母线保护。速切除母线上的故障时，应装设专用母线保护。第12页，此课件共35页哦三、母线保护的基本原理1.母线电流差动保护母线电流差动保护 按保护范围分类：按保护范围分类：1 1）完全差动保护完全差动保护 2 2）不完全差动保护不完全差动保护第13页，此课件共35页哦（1）完全差动保护 母线完全差动保护是母线完全差动保护是将母线上所有的将母线上所有的各连接支路的电流互感器按同名相、同各连接支路的电流互感器按同名相、同极性接到差流回路；极性接到差流回路；各支路应采用具有各支路应采用具有相同变比和特性的电流互感器，若电流相同变比和特性的电流互感器，若电流

10、互感器变比不相同时可采用中间变流器互感器变比不相同时可采用中间变流器等方式进行补偿，以保证在母线无故障等方式进行补偿，以保证在母线无故障情况下满足情况下满足母线流入流出电流矢量和为母线流入流出电流矢量和为零。零。第14页，此课件共35页哦正常运行及外部故障时正常运行及外部故障时，母线流入流出，母线流入流出电流矢量和为零，母线中差流回路中的电流矢量和为零，母线中差流回路中的电流互感器特性不同而引起的不平衡电电流互感器特性不同而引起的不平衡电流，其值相对较小。流，其值相对较小。当母线上某点发生短路时当母线上某点发生短路时，所有与电源，所有与电源连接的支路都向该点供给短路电流，从连接的支路都向该点供

11、给短路电流，从而导致母线差流回路中电流很大，母线而导致母线差流回路中电流很大，母线差动保护动作，使所有连接支路的断路差动保护动作，使所有连接支路的断路器跳闸。器跳闸。第15页，此课件共35页哦注意：注意：1）实际应用中，为了提高母线完全电流）实际应用中，为了提高母线完全电流差动保护的灵敏度，仍需采取措施解决差动保护的灵敏度，仍需采取措施解决外部故障时差流回路的不平衡电流问题外部故障时差流回路的不平衡电流问题。2 2）母线的完全电流差动保护原理简单，母线的完全电流差动保护原理简单，适用于适用于单母线或双母线经常只有一组母线运单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况行的情况 第16页，此课件共35

12、页哦（2）母线不完全电流差动保护 母线不完全电流差动保护，只是母线不完全电流差动保护，只是将连将连接于母线的各有电源支路的电流接入差流接于母线的各有电源支路的电流接入差流回路，而无电源支路的电流不接入差流回回路，而无电源支路的电流不接入差流回路。路。因而在无电源支路上发生的故障被认因而在无电源支路上发生的故障被认为是母线差动保护范围内的故障。此时差为是母线差动保护范围内的故障。此时差动保护的定值应大于所有这种线路的最大动保护的定值应大于所有这种线路的最大负荷电流和，这样正常运行下才不会误动负荷电流和，这样正常运行下才不会误动作。作。第17页，此课件共35页哦2.电流相位比较式母线保护 电流相位

13、比较母线保护基本原理是电流相位比较母线保护基本原理是根据母线在内根据母线在内部故障和外部故障是各连接支路电流相位的变化来部故障和外部故障是各连接支路电流相位的变化来实现的。实现的。（1 1）当母线正常运行及外部故障时当母线正常运行及外部故障时，母线上两个连接支，母线上两个连接支路上电流大小相等相位相差路上电流大小相等相位相差180180。（2 2）当母线内部故障时当母线内部故障时，两个连接支路的电流在理想，两个连接支路的电流在理想情况下，相位相同。情况下，相位相同。对母线上各支路电流进行相位比较，便可判断对母线上各支路电流进行相位比较，便可判断内部或外部故障。内部或外部故障。第18页，此课件共

14、35页哦四、母线差动保护的分类四、母线差动保护的分类按照差流回路的电阻大小，可分为按照差流回路的电阻大小，可分为:低阻抗型母线差动保护（一般为几低阻抗型母线差动保护（一般为几）中阻抗型母线差动保护（一般为几百中阻抗型母线差动保护（一般为几百）高阻抗型母线差动保护（一般为几千高阻抗型母线差动保护（一般为几千）第19页，此课件共35页哦低阻抗型母线差动保护必须抬高定值，火彩群复杂的制动措施，或采取可靠的电流互感器饱和判别，以防止母线差动保护误动。低阻抗型母线保护差流回路中的差动继电器一般采取内阻很低的电流差动继电器，故又称为电流型母线差动保护。高阻抗型母线差动保护，又称为电压型母线差动保护。高阻抗

15、型母线差流回路阻抗很大，因此可减小外部故障支路电流互感器饱和时差流回路的不平衡电流，不需要制动。第20页，此课件共35页哦中阻抗型母线差动保护实际上是上述两种母线差动保护的折中方案。差流回路接入一定的阻抗，约欧姆，采用特殊的制动回路既能减小不平衡电流的影响，又不产生危险的过电压，不需要专门的过电压保护回路。第21页，此课件共35页哦五、双母线同时运行时的母线差五、双母线同时运行时的母线差动保护动保护 双母线是发电厂和变电所中广泛采双母线是发电厂和变电所中广泛采用的一种母线方式。对于双母线经常以用的一种母线方式。对于双母线经常以一组母线运行的方式，在母线发生故障一组母线运行的方式，在母线发生故障

16、后，将造成全部停电，需把所有连接元后，将造成全部停电，需把所有连接元件倒换至另一组母线上才能恢复供电，件倒换至另一组母线上才能恢复供电，这是一个很大的缺点。这是一个很大的缺点。对于发电厂和重要变电站的高压母对于发电厂和重要变电站的高压母线，一般采用双母线同时运行，母线联线，一般采用双母线同时运行，母线联络断路器处于投入状态。络断路器处于投入状态。第22页，此课件共35页哦（1）双母线固定连接方式的完全）双母线固定连接方式的完全电流差动保护电流差动保护 双母线同时运行时，每组母线上都固定连双母线同时运行时，每组母线上都固定连接约二分之一的供电电源和输电回路。这种母接约二分之一的供电电源和输电回路

17、。这种母线运行方式称为线运行方式称为固定连接式母线固定连接式母线。这种母线的。这种母线的差动保护称为差动保护称为固定连接式母线电流差动保护。固定连接式母线电流差动保护。第23页，此课件共35页哦原理接线图如下：KD1KD2KD3QF1QF2QF3QF4QF5TA1TA1TA2TA2TA3TA3TA4TA456第24页，此课件共35页哦1.基本工作原理基本工作原理保护功能组成部分（三组差动保护）：保护功能组成部分（三组差动保护）：（1 1）第一组由）第一组由母线母线的小差动的小差动，即构成母线，即构成母线故障的故障的保护组成，包括电流互感器保护组成，包括电流互感器TA1TA1，TA2TA2，TA

18、6TA6，以及差，以及差动继电器动继电器KD1KD1。（2）第二组由）第二组由母线母线的小差动的小差动，即构成选择母线，即构成选择母线故障的保护，包括电流互感器故障的保护，包括电流互感器TA3TA3，TA4TA4，TA5TA5，以及，以及差动继电器差动继电器KD2KD2。（3 3）第三组由）第三组由母线母线、的大差动的大差动，即构成母线，即构成母线、故障均在内的保护，包括电流互感器故障均在内的保护，包括电流互感器TA3TA3，TA4TA4，TA5,TA5,以及差动继电器以及差动继电器KD2KD2。第25页，此课件共35页哦 母线差动保护动作情况母线差动保护动作情况当母线正常运行或区外故障时当母

19、线正常运行或区外故障时，流经差动，流经差动继电器继电器KD1、KD2、KD3的电流均为不平的电流均为不平衡电流，而差动保护的动作电流按躲过外衡电流，而差动保护的动作电流按躲过外部故障时最大不平衡电流来整定的，因此部故障时最大不平衡电流来整定的，因此差动保护不会动作。差动保护不会动作。区内故障，区内故障，母线差动保护的动作逻辑是差母线差动保护的动作逻辑是差动继电器动继电器KD3首先动作并跳开母线联络断首先动作并跳开母线联络断路器路器QF5，之后差动继电器，之后差动继电器KD1仍有二次仍有二次故障电流流过，即对母线故障电流流过，即对母线1的故障具有选的故障具有选择性，动作于跳开母线择性，动作于跳开

20、母线1上连接支路的断上连接支路的断路器路器QF1、QF2；而差动继电器；而差动继电器KD2无二无二次故障电流流过，因此，无故障的母线次故障电流流过，因此，无故障的母线2继续保持运行。继续保持运行。第26页，此课件共35页哦综上所述综上所述，差动继电器，差动继电器KD1KD1、KD2KD2分别只分别只反映母线反映母线1 1、2 2的故障，也称之为小差动，的故障，也称之为小差动，或故障母线选择元件。差动继电器或故障母线选择元件。差动继电器KD3KD3反反应与两个母线中一母线的故障，作为母应与两个母线中一母线的故障，作为母线保护启动元件，称为大差动。线保护启动元件，称为大差动。第27页，此课件共35

21、页哦2.2.双母线固定连接方式破坏后母双母线固定连接方式破坏后母线差动保护的工作情况线差动保护的工作情况正常运行或区外故障时正常运行或区外故障时，在双母线固定连，在双母线固定连接被破坏时候，作为启动元件的差动继电接被破坏时候，作为启动元件的差动继电器器KD3KD3能够防止外部故障是差动保护的误动能够防止外部故障是差动保护的误动作。作。区内故障时，区内故障时，母线差动保护的动作逻辑时母线差动保护的动作逻辑时继电器继电器KD3KD3首先动作于跳开母联断路器，之首先动作于跳开母联断路器，之后差动继电器后差动继电器KD1 KD1、KD2KD2上仍有二次故障电上仍有二次故障电流流过，因此，流流过，因此，

22、差动继电器差动继电器KD1KD1、KD2KD2不能不能起到起到选择选择故障母线的作用，故障母线的作用，两两者均动作并者均动作并切除母线切除母线1 1与母线与母线2 2。第28页，此课件共35页哦（2）母联电流相位比较式差动保护母联电流相位比较式差动保护母联电流相位比较式差动保护适用于适用于双双母线连接支路运行方式经常改变的母线母线连接支路运行方式经常改变的母线上。上。第29页，此课件共35页哦原理接线图：QF1QF2QF3QF4QF5KAU3W3W2Wcd母联电流母联电流总差电流总差电流TA5TA1TA2TA3TA4第30页，此课件共35页哦1、基本工作原理 母联电流差动保护主要由两部分组成母

23、联电流差动保护主要由两部分组成：第一部分第一部分由电流互感器由电流互感器TA1-TA4TA1-TA4，以及总，以及总电流差动继电器电流差动继电器KAKA组成。组成。第二部分第二部分由电流互感器由电流互感器TA1-TA4TA1-TA4的总差流、的总差流、母联断路器的电流互感器母联断路器的电流互感器TA5TA5和相位比较和相位比较继电器继电器KPKP组成。组成。第31页，此课件共35页哦总电流差动继电器总电流差动继电器KAKA仅在母线范围内故仅在母线范围内故障时才动作，它是母联电流相位差动保障时才动作，它是母联电流相位差动保护的启动元件。护的启动元件。KAKA在正常运行或外部故在正常运行或外部故障

24、时不动作，起闭障时不动作，起闭锁保护的作用锁保护的作用。相位比较继电器相位比较继电器KPKP比较总差流与母联互比较总差流与母联互感器感器TA5TA5二次电流的相位二次电流的相位，实现对故障母，实现对故障母线的选择。线的选择。第32页，此课件共35页哦 母联电流差动保护动作情况母联电流差动保护动作情况在正常运行或区外运行时在正常运行或区外运行时，母联相位差，母联相位差动保护中的总电流差动继电器动保护中的总电流差动继电器KAKA不启动不启动，因此因此母联保护不会误动作母联保护不会误动作。任意母线故障时，任意母线故障时，流入流入KAKA的总差动电流的总差动电流的相位是不变的，而流过母联的电流方的相位

25、是不变的，而流过母联的电流方向取决于故障母线，即向取决于故障母线，即在两个母线上故在两个母线上故障时母联电流相位相差障时母联电流相位相差180180。第33页，此课件共35页哦六、一个半断路器接线的母线保护 500KV500KV变电站和变电站和220KV220KV枢纽变电站，要求枢纽变电站，要求求在母线发生短路时求在母线发生短路时不影响变电站的连续不影响变电站的连续供电，供电，在母线发生短路并伴随断路器失灵在母线发生短路并伴随断路器失灵时，要求将时，要求将停电的范围缩减到最小停电的范围缩减到最小。为满。为满足呀要求，应采用一个半断路器的母线连足呀要求，应采用一个半断路器的母线连接方式，即接方式，即3 32 2断路器接线断路器接线。第34页，此课件共35页哦感谢大家观看第35页，此课件共35页哦