课件母差保护的原理讲解.ppt

母差保护的原理 母线故障是最严重的电气故障之一，因为它与 各个电气元件相联。母线保护装置是正确迅速切除母 线故障的重要手段，它的拒动或误动将给电力系统带 来严重危害。 我国电网中使用的母线保护类型较多， 从元器件 构成上大致可分为整流型、集成电路型和微机型 。 一、母线保护的基本原则 1 、在正常运行以及母线范围以外故障时，母线上所 有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等。 用等式表示就是： ∑Ⅰ＝ 0 ； 2 、当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都 向故障点提供电流，而所有供电给负荷的连接元 件中电流都等于零。因此， ∑Ⅰ＝ Ⅰ f( 短路点的总电流 ) 3 、从电流相位上看，正常运行或外部故障时，至少 有一个元件的电流与其他元件电流相位相反。而 内部故障时，除电流等于零的元件外，其他元件 中的电流则是同相位的。 二、双母线同时运行时的母线保护 在发电厂及重要变电站的高压母线上，一般采 取双母线同时运行（母联开关投入）的方式， 每组母线连接部分（大约 1/2 ）负荷和电源元件。 当一条母线故障时，将只影响到一半的负荷。 此时，必须要求母线保护具有故障选择能力。 根据实现方法不同，分为 · 固定连接方式的母线完全电流差动保护 · 母联电流相位比较式母线差动保护 三、固定连接方式的母线完全电流差动保护 双母线同时运行方式，按照一定要求，将引 出线和有电源的支路固定连接于两条母线上。 这种母线的完全差动保护称为固定连接方式 的母线完全差动保护。 优点： 1 、接线简单，调试方便，运行人员容易掌握； 2 、元件固定时，有很好的选择性。 3 、母联断开后，仍有选择能力，母线先后故 障，也能可靠动作。 固定连接方式的母线完全差动保护 缺点： 1 、固定连接破坏时，无选择能力，将切除两 条母线。 2 、因要躲外部故障时的最大不平衡电流，灵 敏度较低 。 3 、由于采用了速饱和变流器，动作时间较慢， 不能快速切除故障。 四、母联电流相位比较式母线差动保护 这种保护是在具有固定连接元件的母线电流差 动保护的基础上改进而来的。它利用比较母联 开关中的电流与总的差电流的相位作为故障母 线的选择元件。 当一母故障时，故障电流从二母通过母联流向 一母。当二母故障时，故障电流从一母通过母 联流向二母。而总差流是反映母线故障的，相 位不变，因此，只要母联有电流流过，选择元 件就能正确动作。 母联电流相位比较式母线差动保护 优点： 不要求元件固定连接于母线，可大大提高母线运 行方式的灵活性。 缺点： 1 、正常运行时母联必须投入运行； 2 、如果母联拒动，将造成非故障母线通过母联向故 障母线提供短路电流，故障不能切除； 3 、如果在母联开关和母联 TA 之间故障，将会切除 非故障母线，而故障母线不能切除。 4 、双母线继故障时，只能切除先发生故障的母线， 后故障母线因母联断开，不能切除。 五、电流相位比较式母线保护 无论是电流差动母线保护还是比较母联断路器的 电流相位与总差动电流相位的母线保护，其启动 元件必须躲开外部故障时的最大不平衡电流。当 不平衡电流过大，装置的灵敏度就不能满足要求。 因此，出现了电流相位比较式母线保护。 电流相位比较式母线保护是根据母线在内部故 障和外部故障时个连接元件电流相位的变化来实 现的。 电流相位比较式母线保护 1 、外部故障时， I 1 和 I 2 流入 母线， I 3 流出母线，流入和 流出大小相等，方向相反。 2 、内部故障时， I 1 和 I 2 、 I 3 均流向母线。如果电源的电 动势同相，三支路短路阻抗 角相同，则三电流同相，相 角差 0 ° 。 因此，可用比相元件来判断 是否母线故障。由于它只反 应电流间相位，因此具有较 高的灵敏度。 I 1 F1 外部短路 F2 内部短路 I 2 I 3 I 1 I 2 I 3 电流比相式保护的缺点： ? 当两条母线所接电源严重不平衡时，大电源所在母 线内部故障，小电源提供母联电流不能启动继电器 时，母差将拒动； ? 母联 TA 为单侧设置时，在母联与 TA 之间发生故障， 故障母线不能快速切除； ? 双母线分裂运行时，动作失去选择性；动作时间较 长，当 TA 严重饱和时，可能失去选择性。 ? 从电网的发展来看，无论是从性能上还是运行维护 等方面，该保护都越来越难以满足要求。 六、母差保护回路中的电压闭锁 为了防止差动继电器误动作或