電氣系統(tǒng)繼電保護(hù)第9章 母線的繼電保護(hù).ppt

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1、第9章母線的繼電保護(hù)9.1母線故障及其保護(hù)9.1.1概述1、高壓母線上故障可歸納為3種：一是母線上所連設(shè)備（包括開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器）故障；二是母線瓷瓶（包括隔離刀閘、支持瓷瓶）閃絡(luò)或母線的帶電導(dǎo)線直接閃絡(luò)；三是某些人為的操作和作業(yè)引起的故障。2、母線保護(hù)的裝設(shè)時機(jī)根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)《繼電保護(hù)及安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》GB14285-1993，目前我國在下列情況下均裝設(shè)專門的母線保護(hù)：(1）在110kV的雙母線和220kV及以上的母線上，為保證快速地有選擇性地切除任一組（或段）母線上發(fā)生的故障，而另一組（或段）無故

2、障的母線仍能繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。對于一個半斷路器接線的每組母線應(yīng)裝設(shè)兩套母線保護(hù)。(2)110kV及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35kV母線或高壓側(cè)為110kV及以上的重要降壓變電站的35kV母線，按照系統(tǒng)的要求必須快速切除母線上的故障時，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。3、設(shè)計(jì)母線保護(hù)時應(yīng)注意以下幾個問題：(l）母線故障對電力系統(tǒng)穩(wěn)定將造成嚴(yán)重威脅，必須以極快的速度切除，同時為了防止電流互感器（TA）飽和使保護(hù)誤動，也要求保護(hù)在故障后幾個毫秒內(nèi)電流互感器飽和前就能反應(yīng)。目前已能作到在故障后3-5ms內(nèi)動作的保護(hù)裝置；(2）由

3、于母線在電力系統(tǒng)中的地位極為重要，對其保護(hù)裝置的安全性和可靠性，都要提出極高的要求；(3）母線保護(hù)聯(lián)系的電路數(shù)目很多，比較的電氣量很多，各電路的工作狀態(tài)不同（有電源或無電源，有負(fù)載或空載），各被比較電氣量的變化范圍可能相差很大；(4）母線的運(yùn)行方式變化較多，倒閘操作頻繁，母線保護(hù)必須能適應(yīng)母線的各種運(yùn)行方式，同時頻繁的斷路器和隔離開關(guān)的操作將對母線保護(hù)產(chǎn)生過電壓和干擾，影響保護(hù)工作或使保護(hù)裝置損壞；(5）由于母線保護(hù)所連接的電路數(shù)目多，外部故障時，故障電流倍數(shù)很大，超高壓線接近電源，直流分量衰減的時間常數(shù)大，因而電流互感器可能

4、出現(xiàn)嚴(yán)重飽和現(xiàn)象母線保護(hù)必須要采取措施，防止電流互感器飽和引起的誤動作。（l）提高保護(hù)動作速度和動作靈敏度對于母線保護(hù)，提高保護(hù)的動作速度，不僅是被保護(hù)元件本身的要求，而且是防止電流互感器飽和對母線保護(hù)的影響以及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。從電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的角度來看，母線故障被切除的時間越短越好。超高壓變電站母線保護(hù)裝置，其動作時間一般都要求在10ms之內(nèi)。早期的電流差動保護(hù)裝置，雖然其動作速度比較快，但由于其動作電流要躲過母線外部故障的最大不平衡電流，靈敏度往往較低。針對這一缺陷，人們研制出了帶制動特性的母線保護(hù)以及相位比較

5、式母線保護(hù)，從而大大提高了母線保護(hù)的靈敏度。4、母線保護(hù)主要研究的方向：(2）防止電流互感器飽和的影響在一些嚴(yán)重的母線外部故障情況下，電流互感器可能深度飽和，其副方輸出嚴(yán)重畸變，這是母線保護(hù)誤動的重要原因之一。如何有效地防止電流互感器飽和對母線保護(hù)的影響是母線保護(hù)的主要研究課題之一。(3）增強(qiáng)母線保護(hù)適應(yīng)母線運(yùn)行方式變化的能力為了提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性，現(xiàn)在高電壓輸電系統(tǒng)很少采用簡單的單母線供電方式。雙母線、雙母線分段、旁路母線等的使用，一方面提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，但同時又給母線差動保護(hù)提出了新的問題，這方面問

6、題較多地涉及差動保護(hù)的構(gòu)成原理以及對不平衡電流產(chǎn)生原因的分析；另一方面的問題則是要解決母線保護(hù)適應(yīng)不同母線運(yùn)行方式的能力）這個問題從原理上講比前一個問題簡單些，但要較多涉及母線保護(hù)方案的實(shí)現(xiàn)。1、母線保護(hù)按其原理可分為以下幾類(1）用相鄰回路保護(hù)實(shí)現(xiàn)的母線保護(hù)對于35kV及以下電壓的母線，一般說來，不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障以較小的延時切除。例如：①如圖9.1所示的發(fā)電廠采用單母線接線，此時母線上的故障就可以利用發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)使發(fā)電機(jī)的斷路器跳閘予以切除。9.1.2母線保護(hù)的分類圖9.1

7、利用發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)切除母線故障②如圖9.2所示的降壓變電站，其低壓側(cè)的母線正常時分裂運(yùn)行，則低壓母線上的故障就可以由相應(yīng)變壓器的過電流保護(hù)先跳開低壓母線分段斷路器，如果故障不消失保護(hù)不復(fù)歸時再跳開變壓器低壓側(cè)斷路器。③如圖9.3所示的雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)（或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)），當(dāng)變電站B母線上k點(diǎn)短路時，則可以由保護(hù)1和4的第11段動作予以切除，等等。當(dāng)利用供電元件的保護(hù)裝置切除母線故障時，故障切除的時間一般較長。此外，當(dāng)雙母線同時運(yùn)行或母線為單母線分段時，利用遠(yuǎn)處供電元件的保護(hù)裝置不能保證有選擇性地切除故障母線段。圖9.2利用變壓器的過

8、流保護(hù)切除母線故障圖9.3利用供電線的保護(hù)切除母線故障④母線的方向保護(hù)。利用相鄰元件的保護(hù)裝置保護(hù)母線，除了上述幾種方法外，還可以在所有連接于母線的回路上裝設(shè)一個指向母線外部故障的方向元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時，這些回路上的短路功率方向元件都是指向母線，這些方向元件都不動作。反