《母线断路器保护》PPT课件.ppt

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1、母线、断路器保护母线、断路器保护运维三组运维三组 吴清珊吴清珊2010年年11月月25日日主要内容主要内容1.母线故障和装设母线保护的基本原则母线故障和装设母线保护的基本原则2.完全电流差动母线保护完全电流差动母线保护3.双母线同时运行时双母线同时运行时,母线保护的实现方母线保护的实现方法法4.断路器失灵保护断路器失灵保护一、母线故障和装设母线一、母线故障和装设母线保护的基本原则保护的基本原则装设母线保护的基本原则装设母线保护的基本原则 母线是电力系统中的一个重要元件，当母线上母线是电力系统中的一个重要元件，当母线上发生故障时，将使连接在母线的所有元件在修发生故障时，将使连接在母线的所有元件在

2、修复故障母线期间或转换到另一组无故障的母线复故障母线期间或转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电，在枢纽变电站母线上发上运行以前被迫停电，在枢纽变电站母线上发生故障时，可能引起系统稳定的破坏，造成严生故障时，可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。重的后果。一般不采用专门的母线保护一般不采用专门的母线保护,而利用供而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障予电元件的保护装置就可以把母线故障予以切除以切除,例如例如:1、发电厂采用单母线接线，母线上的故障可利用发电厂采用单母线接线，母线上的故障可利用发电机的定子过电流保护使发电机的断路器跳发电机的定子过电流保护使发电机的断路器跳闸予以切除。闸予

3、以切除。2、对降压变电所，其低压母线采用单母线分段，正常对降压变电所，其低压母线采用单母线分段，正常时分开运行，低压母线上的故障可以由相应变压器时分开运行，低压母线上的故障可以由相应变压器的过电流保护使变压器的断路器跳闸于以切除。的过电流保护使变压器的断路器跳闸于以切除。电源电源 3、对双侧电源网络（或环形网络）当变电所对双侧电源网络（或环形网络）当变电所母线故障时可由保护和的母线故障时可由保护和的段动作段动作于以切除。于以切除。装设专用母线保护的原因：装设专用母线保护的原因：电源利用供电元件的保护装置切利用供电元件的保护装置切除母线故障的时间较长。除母线故障的时间较长。（速动性）（速动性）当

4、双母同时运行或单母分段当双母同时运行或单母分段时，保护不能保证有选择性时，保护不能保证有选择性地切除故障母线。（选择性）地切除故障母线。（选择性）A）B）什么情况下应装设专门的母线保护什么情况下应装设专门的母线保护？在在110kV及以上的双母线和分段单母线上，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，而另一组无故障母线仍能继续运行，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。应装设专用的母线保护。1、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母线或高压侧为母线或高压侧为

5、110kV及以上的重要降压变及以上的重要降压变电所的电所的35kV母线，按照装设全线速动保护母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障的要求必须快速切除母线上的故障 时，应装时，应装设专用母线保护。设专用母线保护。3566kV电力网中主要变电所的电力网中主要变电所的3566kV双母线或分段单母线，当在母联或分段断路双母线或分段单母线，当在母联或分段断路器上装设解列装置和其它自动装置后，仍不器上装设解列装置和其它自动装置后，仍不满足电力系统安全运行的要求时，应装设专满足电力系统安全运行的要求时，应装设专用的母线保护。用的母线保护。3、4、对于发电厂和主要变电所的对于发电厂和主要变电

6、所的110kV分段母分段母线或并列运行的双母线，须快速而有选择地线或并列运行的双母线，须快速而有选择地切除一段或一组母线上故障时，或者线路断切除一段或一组母线上故障时，或者线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时，应路器不允许切除线路电抗器前的短路时，应装设专用母线保护。装设专用母线保护。二、母线差动保护的二、母线差动保护的 基本原则基本原则为满足速动性和选择性的要求，母线保护均按照差动为满足速动性和选择性的要求，母线保护均按照差动原理构成，母线上一般连接着较多的电气元件（线路、原理构成，母线上一般连接着较多的电气元件（线路、变压器、发电机等），不管母线上元件有多少，实现变压器、发电机等），不

7、管母线上元件有多少，实现差动保护的基本原则仍是适用的。差动保护的基本原则仍是适用的。母线差动保护的基本原则母线差动保护的基本原则在正常运行以及母线范围以外故障时，在母在正常运行以及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等，即电流相等，即:（流入母线流入母线为电流的正方向）为电流的正方向）a)b)当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件 都向故障点供给短路电流，而在供电给负荷的都向故障点供给短路电流，而在供电给负荷的连接元件中电流等于零，故连接元件中电流等于零，故 （短路点（短路点的总电流

8、）的总电流）c)若从电流相位看，则正常运行及外部故障时，若从电流相位看，则正常运行及外部故障时，至少有一元件至少有一元件 中的电流相位和其余元件中的电中的电流相位和其余元件中的电流相位相反，而当母线故障流相位相反，而当母线故障 时，除电流等于零时，除电流等于零的元件以外，其它元件的电流则是同相位的。的元件以外，其它元件的电流则是同相位的。三、单母线完全电流差动三、单母线完全电流差动 母线保护母线保护I-I-+.123在母线的所有连接元件上装具有相同变比和特性在母线的所有连接元件上装具有相同变比和特性的电流互感器，所有互感器的二次线圈在母线侧的电流互感器，所有互感器的二次线圈在母线侧的端子互相连

9、接，另一端的端子也互相连接，然的端子互相连接，另一端的端子也互相连接，然后接入差动继电器，继电器中的电流即为各个二后接入差动继电器，继电器中的电流即为各个二次电流的向量和。次电流的向量和。原理原理a.在正常运行及外部故障时，流入继电器的在正常运行及外部故障时，流入继电器的是由各互感器特性不同而引起的不平衡电是由各互感器特性不同而引起的不平衡电流流Iunbb.而当母线上故障时，则所有与电源连接而当母线上故障时，则所有与电源连接的元件均向短路点供给短路电流，于是的元件均向短路点供给短路电流，于是流入继电器的电流为：流入继电器的电流为：此电流足够使差动继电器动作而此电流足够使差动继电器动作而起动出口

10、继电器，从而使所有连接起动出口继电器，从而使所有连接元件的断路器跳闸。元件的断路器跳闸。母线保护常见类型母线保护常见类型按照母线保护装置输入阻抗的大小，可分为按照母线保护装置输入阻抗的大小，可分为:低阻抗型母线保护（一般为几低阻抗型母线保护（一般为几）中阻抗型母线保护（一般为几百中阻抗型母线保护（一般为几百）高阻抗型母线保护（一般为几千高阻抗型母线保护（一般为几千）。）。常规的母线保护及微机保护均为低阻抗型母线保护。低常规的母线保护及微机保护均为低阻抗型母线保护。低阻抗母线保护装置比较简单，一般采用先进的、久经考阻抗母线保护装置比较简单，一般采用先进的、久经考验的判据，系统的监视较为简单，特别

11、是微机母线保护验的判据，系统的监视较为简单，特别是微机母线保护具有完善的自检及互检功能，事故记录、断路器失灵保具有完善的自检及互检功能，事故记录、断路器失灵保护以及接地保护、过流保护等后备保护功能。但低阻抗护以及接地保护、过流保护等后备保护功能。但低阻抗母线保护在外部故障母线保护在外部故障TATA饱和时，母线差动继电器中会出饱和时，母线差动继电器中会出现较大不平衡电流，可能使母差保护误动作。现较大不平衡电流，可能使母差保护误动作。高阻抗型母线电流差动保护高阻抗型母线电流差动保护较好地解决了这一问题，但在母线内部故障时，电流互感较好地解决了这一问题，但在母线内部故障时，电流互感器的二次侧可能出现

12、过高电压，对继电器可靠工作不利，器的二次侧可能出现过高电压，对继电器可靠工作不利，且要求且要求TATA的传变特性完全一致、变比相同，这对于扩建的的传变特性完全一致、变比相同，这对于扩建的变电站来说较难做到。变电站来说较难做到。中阻抗型母线保护中阻抗型母线保护采用了快速、灵敏、比率制动式电流差动保护方案，即具采用了快速、灵敏、比率制动式电流差动保护方案，即具有低阻抗、高阻抗保护的优点，又避开了它们的缺点，在有低阻抗、高阻抗保护的优点，又避开了它们的缺点，在处理处理TATA饱和方面具有独特的优势。饱和方面具有独特的优势。四、双母线同时运行时，母线四、双母线同时运行时，母线 保护的实现方法保护的实现

13、方法 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。为此，在发电厂以及重要变电所的高压母线为此，在发电厂以及重要变电所的高压母线上，一般都采用双母线同时运行（母线联络断路上，一般都采用双母线同时运行（母线联络断路器经常投入），而每组母线上连接一部分（大约器经常投入），而每组

14、母线上连接一部分（大约1/21/2）供电和受电元件的方式，这样当任一组母线）供电和受电元件的方式，这样当任一组母线上故障后，就只影响到一半的负荷供电，而另一上故障后，就只影响到一半的负荷供电，而另一组母线上的连接元件则仍可以继续运行，这就大组母线上的连接元件则仍可以继续运行，这就大大提高了供电的可靠性。这种连接方式相对而言大提高了供电的可靠性。这种连接方式相对而言较为固定，因此有可能装设元件固定连接的双母较为固定，因此有可能装设元件固定连接的双母线电流差动保护。线电流差动保护。元件固定连接的双母线电流差动保护元件固定连接的双母线电流差动保护第一组由电流互感器第一组由电流互感器TA1TA1、TA

15、2TA2、TA5TA5和差动继电器和差动继电器KDKD1 1组成，组成，用以选择第用以选择第组母线上的故障；组母线上的故障；第二组由电流互感器第二组由电流互感器TA3TA3、TA4TA4、TA6TA6和差动继电器和差动继电器KD2KD2组成，组成，用以选择第用以选择第组母线上的故障；组母线上的故障；第三组实际上是由电流互感器第三组实际上是由电流互感器TA1TA1、TA2TA2、TA3TA3、TA4TA4和差和差动继电器动继电器KD3KD3组成的一个完全电流差动保护，当任一组母组成的一个完全电流差动保护，当任一组母线上发生故障时，它都起动，而当母线外部故障时，它线上发生故障时，它都起动，而当母线

16、外部故障时，它不动作，在正常运行方式下，它作为整个保护的起动元不动作，在正常运行方式下，它作为整个保护的起动元件，当固定接线方式破坏并保护范围外部故障时，可防件，当固定接线方式破坏并保护范围外部故障时，可防止保护的非选择性动作止保护的非选择性动作五、五、断路器失灵保护断路器失灵保护 在在110110kVkV及及以以上上电电压压等等级级的的发发电电厂厂和和变变电电所所中中，当当输输电电线线路路、变变压压器器或或母母线线发发生生短短路路，在在保保护护装装置置动动作作于于切切除除故故障障时时，可可能能伴伴随随故故障障元元件件的的断断路路器器拒拒动动，也也即即发发生生了了断断路路器器的的失失灵灵故故障

17、障。产产生生断断路路器器失失灵灵故故障障的的原原因因是是多多方方面面的的，例例如如:断断路路器器跳跳闸闸线线圈圈断断线线；断断路路器器的的操操作作机构失灵等。机构失灵等。断断路路器器失失灵灵故故障障的的发发生生会会导导致致故故障障切切除除时时间间的的延延长长、事事故故范范围围的的扩扩大大，其其后后果果是是造造成成电电力力系系统统大大范范围围停停电电，甚甚至至发发生生电电力力系系统统的的瓦瓦解解事故。事故。为为保保证证高高压压电电网网的的安安全全运运行行，对对于于断断路路器器失失灵灵故故障障，目目前前采采取取的的主主要要措措施施之之一一是是装装设设专专用的断路器失灵保护。用的断路器失灵保护。什么

18、是断路器失灵保护？什么是断路器失灵保护？所谓断路器失灵保护是指：所谓断路器失灵保护是指：当线路、变压器或母线发生短路并当线路、变压器或母线发生短路并伴随断路器失灵时，相应的继电保护动伴随断路器失灵时，相应的继电保护动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变能够以较短的时限切除同一发电厂或变电所内其它有关的断路器，以使停电范电所内其它有关的断路器，以使停电范围限制为最小的一种后备保护。围限制为最小的一种后备保护。当当其其出出口口继继电电器器（如如1 1ZJZJ、2ZJ2ZJ）动动作作于于跳跳开开本本身身断断路路器器的的同同时时，也

19、也起起动动失失灵灵保保护护中中的的公公用用时时间间继继电电器器t t，此此时时间间继继电电器器的的延延时时应应大大于于故故障障元元件件的的断断路路器器跳跳闸闸时时间间及及保保护护装装置置返返回回时时间间之之和和，因因此此，并并不不妨妨碍碍正正常常的的切切除除故故障障。如如果果故故障障线线路路的的断断路路器器拒拒动动时时（例例如如k k点点短短路路，1 1ZJZJ动动作作后后QF1QF1拒拒动动），则则时时间间继继电电器器动动作作，起起动动失失灵灵保保护护的的出出口口继继电电器器3 3ZJZJ，使使连连接接至至该该组组母母线线上上所有其它有电源的断路器（如所有其它有电源的断路器（如QF2QF2、

20、QF3QF3）跳闸，）跳闸，从而切除了从而切除了k k点的故障，起到了点的故障，起到了QF1QF1拒动时的后备作用。拒动时的后备作用。由由于于断断路路器器失失灵灵保保护护要要动动作作于于跳跳开开一一组组母母线线上上的的所所有有断断路路器器，而而且且在在保保护护的的接接线线上上将将所所有有断断路路器器的的操操作作回回路路都都连连接接在在一一起起，因因此此，应应注注意意提提高高失失灵灵保保护护动动作作的的可可靠靠性性，以以防防止止误误动动而而造造成成严严重重的的事事故故。为为此此，对对断断路路器器失失灵灵保保护护的的起起动动提提出出了了附附加加的的条条件件，只只当当同时具备以下条件时它才能起动：同

21、时具备以下条件时它才能起动：（1 1）故障元件的保护装置出口继电器（）故障元件的保护装置出口继电器（1 1ZJZJ、2ZJ2ZJ）动作后不返回；动作后不返回；（2 2）在被保护范围内仍然存在着故障。当母线上连）在被保护范围内仍然存在着故障。当母线上连接的元件较多时，一般采用检查故障母线电压的方式接的元件较多时，一般采用检查故障母线电压的方式以确证故障仍未切除；当连接元件较少或一套保护动以确证故障仍未切除；当连接元件较少或一套保护动作于几个断路器（如采用多角形接线时）以及采用单作于几个断路器（如采用多角形接线时）以及采用单相重合闸时，一般采用检查通过每个或每相断路器的相重合闸时，一般采用检查通过每个或每相断路器的故障电流的方式，作为判别断路器拒动且故障仍未消故障电流的方式，作为判别断路器拒动且故障仍未消除之用除之用 谢谢 谢！谢！休息片刻！休息片刻！广告后更精彩！广告后更精彩！