本科毕业设计论文--4x300mw火电厂继电保护及防雷设计.doc

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1、2016年度本科生毕业论文（设计）4X300MW火电厂继电保护及防雷设计院 系： 工学院自动化系 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2012级 学生姓名： 陶 林 学 号： 201201030609 导师及职称： 雷竞业（副教授） 2016年6月2016 Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate4X300MW Relay protection and lightning protection design of thermal power plantDepartment:Colleg of Engine

2、eringMajor: Electrical Engineering and AutomationGrade: 2012Students Name: Tao LinStudent No: 201201030609 Tutor: Lei Jing Ye (associate proessor)June, 2016毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签

3、名： 陶林 日期： 2016/5/4 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：陶林 指导教师签名：雷竞业日期： 2016/5/4 日期： 2016/5/4 陶林 毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名职称单位备注华静讲师工学院组长雷竞业副教授工学院组员刘玉福副教授工学院组员谢鸿龄助教

4、工学院组员摘 要此次的毕业论文是对4X300MW火力发电厂的继电保护及防雷的保护进行的设计。通过对火电厂提供的原始资料进行阅读、研究和根据实际情况下，根据电力系统分析、电力系统继电保护等相关知识，在合理的选择短路点后准确的计算出火电厂内非常重要部分的短路电流和火电厂所送电系统中重要部分的短路电流；接着分析清楚整个系统中每个重要部分的故障、正常工作及其不正常工作的状态；最后再根据之前所求得的短路电流对火力发电厂内的重要电气设备配置相应的保护。在给电力系统继配置相应的保护时;必须满足基本的四性即：选择上的严格性、要求上的速动性、灵敏度的较高性、必保上的可靠性。根据配置保护必须满足的要求，本次毕业设

5、计给发电机、电力变压器、母线重要的电气设备配置了保护装置。防雷保护也是每个发电厂所必须设计的，在雷雨天电厂的很多设备会因为雷击而被损坏；所以防雷保护也是每个发电厂所必须设计的。为了使此火力发电厂能可靠、长久的运行和降低因厂内各种设备的损坏而造成的不必要的经济损失。因此必须要分析和完善好整个系统的继电保护配置和防雷设计。关键词：短路电流计算；重要电气设备；保护配置；防雷设计ABSTRACTThe thesis is the design of the power plant protection and lightning protection 4X300MW conducted. Based

6、on the raw data provided by thermal power plants reading, research, and according to the actual situation, according to the power system analysis, power system protection and other related knowledge, after reasonable alternative short-circuit point accurately calculate the short-circuit within the v

7、ery important part of the Thermal Power Plant electrical short-circuit current system is an important part of the current and the thermal power plant sent; then analyzes the entire system for each fault clearly an important part of the normal work and its status is not working; Finally, based on the

8、 obtained before the short circuit current on fire important electrical equipment within the plant configuration corresponding protection.When the power system to configure the following protection; must meet four basic properties namely: strict selectivity, speed and mobility requirements, high sen

9、sitivity, a necessary reliability. Depending on the configuration protection must meet the requirements of this graduation project to generators, power transformers, bus important electrical equipment protection device is configured. Lightning protection is also necessary for each power plant design

10、ed in many devices will plant a thunderstorm because lightning is damaged; so lightning protection is also necessary for each power plant design. For this power plant reliable, long-term operation and reduce unnecessary economic losses due to damage to the plant caused by various devices. It is nece

11、ssary to analyze and improve the good relay protection and lightning protection design of the entire system.Key words: Short circuit calculation; important electrical equipment; protection configuration; mine design 目 录绪论11 设计任务书21.1原始资料21.2设计任务31.3提交成果32 短路电流的计算42.1短路电流计算的意义42.2短路电流计算的步骤42.2.1必须在同一

12、基准容量下计算各元件的电抗标幺值42.2.2合理的选取短路点52.2.3火力发电厂内d1点发生了短路62.2.4火电厂内d2点发生了短时（系统中）72.2.5火电厂内d2点发生了短路时（火电厂的内部）92.2.6 火力发电厂d3点发生短路时93 发电机的继电保护123.1发电机保护的配置123.2发电机的差动保护133.2.1发电机相关参数133.2.2发电机的纵差保护133.3 横联差动保护173.3.1 整定计算173.4 发电机的失磁保护183.4.1发电机的失磁原因及其危害183.4.2发电机失磁保护的要求及其保护原理193.4.3发电机失磁保护转子的判剧20第四章 母线的继电保护22

13、4.1母线的故障和继电保护类型224.1.1母线的故障224.1.2 母线的保护类型224.2 母线的差动保护244.2.1母线差动保护的原则244.2.2母线差动保护的整定计算245 变压器的继电保护275.1变压器的故障类型、不正常运行状态及保护方式275.1.1油箱的内部故障275.1.2油箱的外部故障275.1.3变压器的异常状态275.1.4变压器的保护方式275.2变压器相应的保护原理及其整定计算275.2.1变压器的瓦斯保护285.2.2变压器纵差动保护295.2.3变压器复合电压启动的过电流保护326 防雷保护的设计356.1雷电过电压的形成过程及其危害356.2电气设备的防雷

14、保护356.2.1 发电厂的保护356.2.2架空线路的保护356.2.3 直配旋转电机的保护356.3防雷保护的措施366.3.1 220kv架空线路的防雷配置366.3.2变压器的防雷配置366.3.3机组厂房的防雷配置376.4架空输电线路的避雷线选择386.5非直配电机避雷器的选择386.6母线避雷器的选择396.7变压器避雷器的选择40总 结42参考文献43致 谢44红河学院本科毕业论文（设计）绪 论电力系统运行的要求是必须安全可靠，然而，电力系统的原件的数量是非常之多，结构不相同，运行又非常复杂，覆盖的地域广泛。所以，受自然的条件、设备以及人为的因素的影响，电力系统的在运行中，会发

15、生多种故障和不正常运行的情况，最常见的同时也是最危险的就是各种形式的短路故障。 （1）通过短路点的很大的短路电流产生的电弧，使元件遭受到的破坏。（2）短路的电流流过非故障的元件，会由于发热造成其绝缘降低或者缩短其使用寿命。（3）部分地区电压降低的程度非常大，影响了其产品的质量。（4）毁坏了电力系统并列运行的稳定性，引起了系统振荡。故障和不正常运行状态常常是难以避免的，但事故却是可以防止。继电保护装置就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和不正常运行情况的区别，从而动作于断路器是跳闸或发出信号反映事故的自动装置。继电保护装置的基本任务如下有：（1）当电力系统发生了故障时，必须能自动、

16、迅速、有选择地将有故障的设备切除，保证系统中的其余部分迅速的恢复正常运行，防止故障进一步的扩大。 （2）当发生了不正常的工作情况时，可以自动有选择的将信号上传给运行的人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。 由此可见继电保护是任何电力系统中不可或缺的部分。所以在设计电气设备的保护装置时，需要需要综合考虑以下几方面的因素：(1)故障可能出现的几率及其产生的后果；(2)电力系统的结构和运行的特性；(3)经济上的合理性；(4)电力系统近期的发展情况；(5)国内外先进的成熟经验；1 设计任务书 1.1原始资料在某地区建有一个火电厂，该火电厂总共有4台发电机；单台发电机是装机容量为300

17、MW的汽轮发电机，此工程共有两期；前期的投入容量为2X300MW，后期的投入容量为2X300MW。电厂的所有功率（除去厂用电功率）使用用长度为150km的220KV的双回的输电线路输送入到整个系统中。整个系统的接线如图1-1所示。图1-1 系统接线图待设计的火电厂的母线所用的接线的方式是为：双母线的接线。详细的接线如下图1-2所示。各元件的相关参数：火电站中的相关参数： 运放系统:X=0.18待设计电厂中的有关参数：4X300MW发电机的型号是为QFSN-300-2-20 四台变压器(T1、T2 、T3、 T4)完全相同且的型号为SFP10-24000/220 系统中的所有输电线线路的单位阻抗

18、均为0.4。图1-2 火电厂电气一次主接线图1.2设计任务经过对发电厂厂内短路电流的的整定计算后；完成对火力发电厂中的：发电机、变压器、母线进行继电保护的配置。还有对整个火力发电厂进行防雷的设计。 1.3提交成果提交最终的短路电流计算结果、论文、相应的图。43红河学院本科毕业论文（设计）2 短路电流的计算 2.1短路电流计算的意义所谓短路：就是某相与大地发生了连接；或者是它们相与相之间发生了连接。造成短路的原因主要是由于元件自身的老化、自然气象条件的恶化、在设计、安装存在一些不合理的地方以及技术人员的操作不合理。一般的短路类型有好几种单相接地 两相接地、两相相间短路、三相短路。其中电力系统中罪

19、恶力的短路为三相对称短路，我们在对系统进行保护设计时只要满足了发生三相短路时的情况，那么其他的短路情况也同时满足了保护的条件。电力系统中导致电气设备毁坏的原因之一是由于短路。同时，还会破坏系统的稳定性；导致片区停电给人们的生活造成影响以及会对通信造成干扰让我们做出错误的判断从而可能对我们的人身安全有威胁。短路的计算给我们在对配置保护的整定计算、接线的设计、系统的稳定性方面有了选择的依据。2.2短路电流计算的步骤2.2.1必须在同一基准容量下计算各元件的电抗标幺值取基准容量 基准电压 由原始资料可得：系统中的变压器T1：火电站中的发电机：L1线路：L2线路：L3线路：L4线路：L5线路： L6线

20、路： 火电厂中发电机：火电厂中的变压器：2.2.2合理的选取短路点此次共选取的三个短路点分别为d1、d2；d3;各自的具体位置如下图2-1、2-2所示：图2-1 系统中的短路点图2-2 电气主接线中的短路点2.2.3火力发电厂内d1点发生了短路1.画出d1短路点的等值网络图及最简图图2-3 d1点的等值网络图及最简图2.进行短路电流计算（1）求出电抗值（2）经查电力系统分析附表中的运算曲线表可得：在0.2s时短路电流的标幺值：(3)d1点的短路电流为：(4)由于是双回线路，因此每条线路的短路电流为：2.2.4火电厂内d2点发生了短时（系统中）1. 画出d2短路点等值网络图及最简图图2-4 系统

21、中d2点的等值网络图图2-5 系统中d2点的等值网络化简图图2-6 系统中d2点的最简图2.进行短路电流的计算（1）求出电抗值：（2）经查电力系统分析附表中的运算曲线表可得：在0.2s时短路电流的标幺值： （3）系统中d2发生了短路的短路总电流： （4）由于是双回线路，因此每条线路的短路电流为：2.2.5火电厂内d2点发生了短路时（火电厂的内部）1.画出d2短路点等值网络图及最简图图2-7 火电厂内d2点的等值网络图及最简图2.进行短路电流的计算（1）求出电抗值（2）经查电力系统分析附表中的运算曲线表可得：在0.2s时短路电流的标幺值：（3）火电厂内部d2点短路时的总电流为：（4）由于是有4台

22、发电机，所以每台发电机的短路电流为：2.2.6 火力发电厂d3点发生短路时1.画出d3短路点等值网络图及最简图图2-8 d3点的等值网络图图2-9 d3点的最简图2.进行短路电流的计算（1）求出电抗值（2）经查电力系统分析附表中的运算曲线表可得：在0.2s时短路电流的标幺值： （3）火电厂内d3点短路时的电流为：（4）d3点短路时的总电流为： 3 发电机的继电保护 3.1发电机保护的配置电力系统所占地位非常重要的设备之一就是发电机。它相当于人的心脏。同时发电机也是系统中十分昂贵的设备。系统的正常运行、用户的不间断的供电以及在保证电能的质量等方面，都受到发电机是否能正常稳定的工作的影响。1纵差保

23、护。在发电机容量大于1MW的发电机的定子的绕组及其引出线也会发生的相间的短路，故要装设纵差保护。2. 定子绕组接地保护。直接的连接在母线上的发电机；定子的绕组单相的接地故障。在单相接地的故障情况下；若短路后的电流在可能会大于允许值时。要配备在发生了接地时有良好的选择性。像这样的发电机变压器组，容量在100MW以下的，根据要求保护区不能小于90%的定子的接地的保护；而容量在100MW以上的，保护区为100%的定子的接地保护。保护要有时限的动作信号，并动作于跳闸。表3-1 发电机定子绕组发生单相接地时的故障电流的许可值发电机额定电压（KV）发电机额定功率（MW）接地电容许可值（A）6.3410.5

24、汽轮发电机501003水轮发电机1010013.815.75汽轮发电机1252002水轮发电机40225182030060013.发电机的外部，发生了外部的短路时的相间的短路的保护。 4.横差保护。能反映发电机定子绕组之间所发生匝间短路情况。横差保护适用于：定子的绕组是采用了星型连接、每相都有并联分支同时中性点侧又是有分支的引出端。300MW的发电机，在条件允许的情况下一定要装设双重化的横差保护。5.定子绕组的过负荷保护。对于对称的负荷所造成的定子绕组电流过大的，应要装设接于；一相电流的定的子绕组的过负荷的保护。6.失磁保护。因励磁不足或励磁消失引起的不正常状态。它一般都是不允许失磁运行，所以

25、要在自动灭磁开关，连锁的时候断开断路器。采用半导体励磁和100MW及其以上；采用电动机来产生励磁的发电机，都必须要增设能够直接反应出，在发电机出现了失磁的情况下各相关的电气的参数变化的专用的失磁的保护。3.2发电机的差动保护3.2.1发电机相关参数表3-2 300MW汽轮发电机的主要参数型号QFSN-300-2-20型额定功率（MW）300额定电压（KV）20额定电流（A）10190额定功率因数0.85额度转速（r/min）3000额定励磁电压（V）426额定励磁电流（A）2030空载励磁电压（V）180发电机零序阻抗的标幺值0.095发电机的视在功率(M)352.3定子接线Y-Y3.2.2发

26、电机的纵差保护纵差保护是发电机定子绕组及引出线相间短路的主保护，它除了要能够迅速和灵敏度地切断内部的故障之外。与此同时还需要能在电动机在正常的运行、保护范围之外的情况下，确保能选择性动作及工作上的可靠。在保护的范围之内发生了相间的短路时，要能够很快的把断路器断开及切断自动的灭磁开关。在正常情况及电动机外部短路的时候差动继电器中没有电流通过，差动继电器不会动作；其一相差动保护原理图3-1所示：图3-1 发电机单相差动保护原理图比率制动式差动保护原理：如果是在保护范围外发生短路时；制动的电流所发生的大小变化，是根据其在外部短路的电流大小的变化而相应进行变化，原理如图3-2所示：图3-2 比率制动式

27、纵差保护原理图比率制动式纵差保护的动作的区域如图3-3所示：图3-3 比率制动式差动保护特性曲线启动电流；拐点电流；制动电流从图我们可以看此种保护；相较于一般类型的差动保护相比较而言，它引入了拐点的电流和其启动的电流这两种。它的制动已经不是过在一有微小的差动电流就会启动差动继电器，而是要必须达到它的启动电流后，它才会根据电流的大学开始判别是否动作于跳闸。这样也就可以避免因TA误差而导致的不正确动作的情况。它的灵敏度和一般了差动保护的比较有了进一步的提高。然而，对于在外部发生短路的这种情况，继电器制动电流又是可以随外部短路短路电流的变化而发生相应的变化，来保证继电器总不会误动。3.2.3 进行整

28、定值的计算通过上面的分析可知需要对、进行整定计算。1.的整定：按躲开发电机在额定状态下，流过差动继电器中的不平衡电流来进行整定。 （3-1）式子中 可靠系数，取； 保护发电机两侧的TA变比误差产生的差流，取； 保护两侧的二次误差产生的差流，取 ； 发电机额定电流；一般取为： （3-2）2.的整定计算。3.制动系数 和制动线的斜率的整定计算。发电机外部不正常运行时所产生的与差动继电器中的可以确定特性曲线C点，并可以近似为： （3-3）式子中 非周期分量，取； TA的同型系数，取0.5；在0.260.45之间，对于完全差动保护，可以取0.3；而不完全差动保护，可以取。特性曲线的斜率： （3-4）在

29、发电机发生了外部故障时，为了躲过，此时C点的电流值为： （3-5）式子中 可靠系数，取； 暂态特性系数，取值； 最大动作电流；则有：在实际的计算一般的取值范围是，在这里我们取，则：4.灵敏度系数的校验 3.3 横联差动保护在定子绕组一相的匝间发生了短路的情况时，然而，一般的纵差动保护是反应不了的。但对于这样的短路如过没有快速处理，就会使得故障点的温度就会上升很多，破坏绝缘受损，这样就很有可能发展成了相间的短路或单相之间的接地故障，造成发电机的严重的损坏。所以，在对于大型的发电机上，都要求必须装设定子的匝间的短路保护。若采用的是双星形的接线、而中性点又是引出了6个端子的方式，一般都是要求装设单元

30、件式的横联差动保护。可是在转子回路的两点接地时，横联的差动保护有可能是会误动作的，但不必在转子回路发生了两点的接地时就去闭锁保护，在投入了两点的接地保护的同时。保护应该切换至带0.51S的延时后再去动作于跳闸，这样就可以防止转子回轮因为偶然性的两点的接地时引起的横联的差动保护误动作情况。在双星型的中性点间加装TA作为横联差动电流继电器的电流源。发电机的正常运行或是保护以外的短路情形。差动的继电器中是没有电流的流过的，因此是不会动作的。但是，在定子的绕组的同一分支的匝间发生了短路的情况时，短路的分支的三相的电流有了偏移，于是在两中性点之间就有了电流的流过，在当差动的继电器中的电流值大于了设定的动

31、作的电流值时，就会动作与跳闸。图3-4 单元件横差保护原理图3.3.1 整定计算动作值应按躲过外部短路时的最大的不平衡电流和装置对高次谐波的滤过比来进行整定。1.三次谐波的滤过比在大于等于10时，继电器的整定电流值为： （3-6）式子中：发电机额定电流；电流互感器变比；所以:=( 0.20.3 )10190/2400=0.0.8491.274A2.进行灵敏系数的校验。灵敏系数的大小。用保护的动作死区占整个绕组的百分比的多少来进行表示： (3-7)式子中： 发电机零序电抗； 发电机动作的死区所占的比例； ； (3-8)式子中： S发电机的视在功率为352.3MVA； 所以： 可以看出。，死区的大

32、小关系与动作值得大小成正比。所以要使保护死区变小，需要降低3次谐波中的不平衡的电流。3.动作时间整定：在励磁回路还没有发展为接地故障的的情况时，横联差动保护就会瞬间跳闸。倘若在励磁回路中发生了一点的接地时，需要要将横联差动的保护延时0.51.0s之后才可以跳闸，以预防励磁回路由于偶然性的瞬间的两点的接地时而发生的不正确动作的情况。3.4 发电机的失磁保护3.4.1发电机的失磁原因及其危害发电机在运行过程中，会出现全部的或部的份失去励磁的这两种情况。其原因大致的可分为下面几个原因： (1) 励磁的回路是处于断开，励磁的绕组出现了断线情况。如：灭磁的开关、接触器的不正确的跳闸。磁场的变阻器的接头是

33、接触不良。励磁的回路出现了开路，以及其中的一部份元件出现了老化、开焊等情况。 (2) 励磁的绕组的持续的发热，造成了绝缘的损坏从而导致了接地短路。 (3) 系统振荡，功率发生了严重的不平衡的现象，系统不但没有发出来无功。还吸收了大量的无功的负荷。在静稳定遭到了破坏后，发电机的机组就将会抢无功。原动机的系统的失灵也是会所引起发电机失去了平衡。进而引起振荡、失磁跳闸。 (4) 运行人员的不正确调整，如：调节器的运行方式的不合理。在投退操作开关的过程中的失误、调整的得不够及时等等。发电机在出现失磁后，向电网送出的有功减小。而转速在迅速的提高。它会从电网中吸取大量的无功。造成电网的电压有所下降。而在电

34、压降低得比较过大的时候，系统就会变得不在是稳定的。引起了电网的振荡、电压的崩溃这些等从而导致大范围的停电现象。发电机本身来说，其端部的铁芯温度过高时。铁芯会被损坏。轴瓦会因为振动过大而被破坏。3.4.2发电机失磁保护的要求及其保护原理发电机的失磁保护的要求应该满足以下几点要求：1.发电机尽管失磁，但是；失磁后在未对发电机和电力系统尚未形成危害的情况下，也要能够即时的发出相应的信号。2.若是发电机发生了失磁后，对发电机和电力系统安全运行有了威胁时，保护要能即时动作于跳闸。3.在发电机的外部故障或是电力系统震荡。自同期并列等这些不正常运行状态下，保护要能够不误动作，发电机的失磁保护的原理接线图如下

35、图3-5所示：根据保护原理图可知：阻抗元件，母线低电压元件和闭锁元件。构成了发电机的失磁保护。组成元件各自的作用分别是：阻抗元件用是用于失磁故障。母线低电压元件的作用是用于监视母线的电压变化，来保证系统的安全。闭锁元件的作用是用于保护装置在外部短路，系统震荡的情况。在自同步和电压的回路断线等情况下保护要能正确的动作。在失磁后母线的电压低于整定值时，失磁保护要带有时限的动作于断路器跳闸。当母线的电压未不大于等于给定的许可值时，保护要带时限地动作于信号。同时还要动作于切换励磁回路和自动减出力。图3-5 发电机失磁保护原理图3.4.3发电机失磁保护转子的判剧只要是发电机出现了失磁，就会出现励磁绕组的

36、电压的的变小。由于失磁方式的有所不同，所以励磁绕组的电压降低的幅值也是不相同。发电机的励磁绕组的电压的变化是对失磁保护整定计算的主要依据。其整定方式主要有两种：1.如果发电机的转子的整定值在不变时，就可以根据转子欠电压继电器来对发电机的失磁保护进行整定计算。即： （3-9） 式子中 空载励磁电压。根据发电机的参数得所以：在整定值不变的情况下，当发电机所输出的有功功率值比较大的时候下发生了部分失磁时，其测量阻抗可能已经不在静稳边界。然而，此时的还是大于其动作值，故在这样的情况下保护不会动作。基于这种原因现目前一般都是采用以有功负荷下静稳边界下所对应的励磁电压来进行整定值得确定。1.根据整定值随着

37、有功功率发生相应的变化，来进行整定值的计算。如果在某一时刻发电机出现了失磁的情况，并且此时的有功又是为P。这时会有一个与之相对应的达到静稳态的边界。所胃的整定值随有功功率的改变的转子判据，就是在有功功率P发生变化的同时，整定值以会随着发生相适应的变化，发电机有功功率P为： （3-10）式子中 跟发电机相连接的无穷大的电源的母线电压； ； 发电机的同步电抗； 发电机与母线之间的连接阻抗；在发电机出现了失去励磁后，会使得发电机的变低。正是由于的变小，所以会引起励磁电流的变小。同时它的感应电动势也是会随着降低。在静稳极限时。度。此时（表示极限的意思）。用其标幺值时则有：，所相对应的静稳态的极限的励磁

38、电压，则： （3-11）红河学院本科毕业论文（设计）4 母线的继电保护 4.1母线的故障和继电保护类型4.1.1母线的故障母线上的短路的故障可能是接地的故障、相间的短路故障以及多种类型的故障的混合。输电线路的故障的类型的比例与母线的有所不同。在输电线的短路故障中，最容易发生而且发生得最多的是单相间的接地短路，根据相关的统计了解到单相的接地短路大约占了总的故障的百分之八十以上。母线故障的发生，绝大部分都是因为绝缘子的绝缘受到了破坏后像大地发生了放电；一般母线故障的初始时期其大部分都是表现为单相的接地故障。但是，由于短路的电弧的会不断的移动，这样原来的单相接地故障就可能会发展成为两相的接地短路或者

39、是三相的接地短路。究其原因母线故障的主要有两点：(1)母线的绝缘子、断路器的套管以及电流互感器、电压互感器的套管的绝缘子的闪络或其损坏；(2)运行人员的一些不合理操作。比如：带地线进行了错误的合闸；在带负荷的情况下就断开隔离开关等。4.1.2 母线的保护类型通常我们一般都不会去给母线单独的去配置保护，而用向它供电的元件的保护装置去切除母线上所发生的一些故障情况。1.利用发电机的过电流保护来切除其母线的相应故障在母线与系统的电气距离比较远，并且就算母线发生了故障也不至于对整个系统的稳定性、供电的可靠性带来非常大的威胁时；一般可以不用配备专用的母线的保护，而是例如一些供电元件的后备保护来切除母线上

40、的故障。(1)当发电厂的接线是其采用的单母线的接线方式，且线路的对侧又是没有电源的时候，我们就可以利用其发电机的过电流保护；使发电机的两旁的断路器跳闸以此来达到将故障切除的目的。下图4-1为用发电机的过电流保护来切除其母线上的故障的原理图：图4-1 利用发电机的过电流保护切除故障(2)对于降压的变压所，低压侧的线路是为其反馈的线路时，母线正常运行时又是期分开运行的，对于这样的母线的故障，就可由相应的变压器的过电流保护；利用其变压器的两旁的断路器跳闸来达到切除故障的目的。下图4-2是用变压器的过电流保护切除其母线的故障原理图。图4-2 利用变压器的过电流保护切除故障2.利用系统中的其他的电气设备

41、所配置的保护的后备保护来切除其故障。如下图所示的双侧电源网络中，我们就可以利用保护1或者2的限时电流速断保护，来切除母线在K点所发生的短路。图4-3 利用其他保护的过流保护切除故障以上这些保护方式简单、经济。但是，切除故障的时间一般都是较长的，对于单母线的分段接线，或者采用的是双母线接线的，以上这些方式都不是绝对的可靠。因为他们在这样的情况下不能有选择性地切除故障的母线，对于高压的电网来说更有可能满足不了，系统在稳定性和运行上的要求。因此本次设计是需要配置专用的母线的保护。4.2 母线的差动保护4.2.1母线差动保护的原则一般情况下都是采用其差动保护来对母线进行的保护。因为差动保护是可以快速且

42、有选择地切除母线所发生的故障。母线上都是会连接上一些基本的电气元件，所以我们在给母线配置保护时。母线所连接的基本元件都需要考虑进去，进行整定时需要满足以下三点：1.在母线没有故障的情况下。在母线上所有的连接元件中均满足，流入的电流等于流出的电流（）。2.在母线出现了故障时。全部能提供短路电流的元件都会向故障点提供其相应的短路电流；或者是流出残余的负荷电流。即（）。3.当从每个连接的元件的电流的相位来看，在正常运行，外部发生了故障的情况下。电流流入的元件与电流流出的元件中电流相位是相反的。而母线发生故障的时候，除去为零的元件外，其他元件中的电流基本是同相位。4.2.2母线差动保护的整定计算1.动作的电流要大于外部故障的情况下，所产生的最大的不平衡的电流。在全部的TA都是按10%的误差曲线来进行选择的，同时是差动的继电器是用速饱的铁芯的继电器时。则其动作电流为： (4-1)上式中的 可靠系数，取值1.3； 在母线范围外的任何一个连接元件上发生短路时，流过差动保护的TA一