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母线的继电保护

 装设母线保护的基本原则

母线发生故障的几率较线路低,但故障的影响面很大。这是因为母线上通常连有较多的电气元件,母线故障将使这些元件停电,从而造成大面积停电事故,并可能破坏系统的稳定运行,使故障进一步扩大,可见母线故障是最严重的电气故障之一,因此利用母线保护清除和缩小故障造成的后果,是十分必要的。
母线保护总的来说可以分为两大类型:一、利用供电元件的保护来保护母线,二、装设母线保护专用装置。
一般来说母线故障可以利用供电元件的保护来切除。
         B处的母线故障,可由1DL处的Ⅱ或Ⅲ段切除,2DL和3DL处的发电机、变压器的过流保护切除。
缺点:延时太长,当双母线或单母线时,无选择性。所以下列情况应装设专门的母线保护:
母线保护应特别强调其可靠性,并尽量简化结构。对电力系统的单母线和双母线保护采用差动保护一般可以满足要求,所以得到广泛应用。
母线上连接元件较多,所以母差保护的基本原则为:
(1)       幅值上看:,正常运行和区外故障时
                  母线故障时    动作
(2)       相位上看:正常运行和区外故障时,流入、流出电流反相位
                  母线故障时     流入电流同相位
母差保护分为:1 母线完全差动 2 固定连接的双母线差动保护 3 电流比相式差动保
护 4 母联相位差动保护
 
母线的完全差动保护 
 
 1 作用原理
将母线的连接元件都包括在差动回路中,需在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的CT。
     正常运行或外部故障时 
所以,
二次侧 
     母线故障时
二次侧 
2 整定计算
两个条件: ① 躲外部短路可能产生的
              
②CT(LH)二次回路断线时不误动
: 母线连接元件中,最大负荷支路上最大负荷电流。
取较大者为定值。
        
         ——连接元件最少时
应用: 35KV及以上单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况,母线故障时,所有联于母线上的设备都要跳闸。
 
固定连接母线的差动保护
为提高供电的稳定性,常采用双母线同时运行的方式。按一定要求将引出线和有电源的支路固定联于两条母线上——固定连接母线。任一母线故障时,只切除联于该母线上的元件,另一母线可以继续运行,从而缩小了停电范围,提高了供电可靠性,此时需要母线差动保护具有选择故障母线的能力。
1 构成以及作用原理  
5DL母联(开关)断路器

 

 

 三部分组成: ① 1CT、2CT、6CT和1CJ——用于选择母线Ⅰ的故障

               ② 3CT、4CT、5CT和2CJ——用于选择母线Ⅱ的故障
               ③ 完全差动保护1~6CT和3CJ——整套保护的启动元件
 原理: ① 正常运行或区外故障时
由上图电流分布情况可知: 1CJ、2CJ、3CJ中均为不平衡电流,保护不动作
        ② 区内故障时,例,母线Ⅰ故障,见上图红色电流分布情况可见:1CJ、3CJ中流入全部短路电流,所以1CJ、3CJ启动,跳开1DL、2DL和5DL;2CJ中为不平衡电流,不动,所以母线Ⅱ仍可继续运行。当母线Ⅱ故障时,分析同上。2CJ、3CJ起动,跳开3DL、4DL、和5DL,母线Ⅰ继续运行。
 2 固定连接破坏时, 例线路1由母线Ⅰ切换到母线Ⅱ,因二次回路不能随之切换,所以外部短路时,1CJ、2CJ中有较大的差动电流而误动,但3CJ仍流过不平衡电流,不会误动。区内短路时,1CJ、2CJ都可能动作,3CJ动作,所以两条母线都可能切除。
      该保护优点:能快速而有选择性的切除母线故障;
       缺点: 当固定连接破坏时,不能选择故障母线,限制了系统运行调度的灵活性。
 
电流比相式母线保护
   为提高母线保护运行的灵活性而提出 
  
正常运行或者
        
母线故障时:
           
即:利用比相元件比较各元件的相位,便可判断区内、区外故障。
 
             单相方框图
   从每个连接元件的CT引出三相电流,经电压形成回路分别送入各相的小母线,每相的
小母线分别送至本相的比较回路。延时回路的作用是从时间上躲开外部短路时出现的相位误
差,脉冲展宽回路的作用是使出口继电器可靠动作。
   特点: ① 只与电流相位有关,而与电流的幅值大小无关
          ② 不需考虑不平衡电流的影响,提高了灵敏度
          ③ 不要求采用同型号和同变比的CT,增加了使用的灵活性。
母联相位差动保护
      固定连接母线的差动保护的改进。比较母联中电流与总差电流的相位作为故障母线的
选择元件。
 ① Ⅰ母线发生故障时,母联中电流方向从Ⅱ母线流向Ⅰ母线
 ② Ⅱ母线发生故障时,母联中电流方向从Ⅰ母线流向Ⅱ母线,两种情况下电流相位变化1800
   基准量:总差电流,相位不变,同时为故障启动元件。可见,不管母线上元件如何连接,
只要母联中有电流流过,则能选择出故障母线,无固定连接的要求。这是它的优点。
 
断路器失灵保护
      定义: P226
    例:                                                          
       
  d处发生故障时候,5DL拒动,装设于变电所B的断路器失灵保护动作,加速断开2DL、3DL。可使故障范围不至于影响到变电所A和C。(1DL、4DL的远后备保护动作亦可达到同样的目的,但因为动作时间太长满足不了系统的要求)
   原理:
           原理方框图
当d处发生故障的时候,5DL保护动作,若5DL拒动,而且U<动作,则“与”门开放,经延时t跳开2DL、3DL。
延时元件t:鉴别断路还是失灵。>  通常取t=0.3~0.5s。
  U<    :辅助判别元件。
 各保护出口(2DL、3DL、5DL):起动元件。

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