母差保護(hù)，比率制動(dòng)式母差查保護(hù)原理

來源：整理時(shí)間：2023-08-21 00:44:21 編輯：智能門戶手機(jī)版

本文目錄一覽

1，比率制動(dòng)式母差查保護(hù)原理
2，什么是固定連接式的母差保護(hù)什么是母聯(lián)電流相位比較式母差保護(hù)
3，為什么要設(shè)母差保護(hù)
4，什么叫做動(dòng)差保護(hù)母差保護(hù)和后備保護(hù)
5，線路母差保護(hù)是什么意思
6，什么是母差保護(hù)

1，比率制動(dòng)式母差查保護(hù)原理

防止穿越故障電流造成變壓器誤動(dòng)。穿越故障電流通過變壓器時(shí)，變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流隨著按比例增大，以躲過穿越故障電流。引入比率制動(dòng)電流這個(gè)概念是為了人們?nèi)菀桌斫狻?

比率制動(dòng)式母差查保護(hù)原理

2，什么是固定連接式的母差保護(hù)什么是母聯(lián)電流相位比較式母差保護(hù)

：固定連接式母差保護(hù)是在雙母線同時(shí)運(yùn)行方式，按照一定的要求，將引出線和有電源的支路分配固定連接于兩條母線上，這種母線稱為固定連接母線。這種母線的差動(dòng)保護(hù)稱為固定連接方式的母線完全差動(dòng)保護(hù)。

固定連接式母差保護(hù)是在雙母線同時(shí)運(yùn)行方式，按照一定的要求，將引出線和有電源的支路分配固定連接于兩條母線上，這種母線稱為固定連接母線。

什么是固定連接式的母差保護(hù)什么是母聯(lián)電流相位比較式母差保護(hù)

3，為什么要設(shè)母差保護(hù)

傳統(tǒng)比率制動(dòng)式母差保護(hù)的原理是采用被保護(hù)母線各支路(含母聯(lián))電流的矢量和作為動(dòng)作量，以各分路電流的絕對(duì)值之和附以小于1的制動(dòng)系數(shù)作為制動(dòng)量。在區(qū)外故障時(shí)可靠不動(dòng)，區(qū)內(nèi)故障時(shí)則具有相當(dāng)?shù)撵`敏度。算法簡單但自適應(yīng)能力差，二次負(fù)載大，易受回路的復(fù)雜程度的影響。但微機(jī)型母線差動(dòng)保護(hù)由能夠反映單相故障和相間故障的分相式比率差動(dòng)元件構(gòu)成。雙母線接線差動(dòng)回路包括母線大差回路和各段母線小差回路。大差是除母聯(lián)開關(guān)和分段開關(guān)外所有支路電流所構(gòu)成的差回路，某段母線的小差指該段所連接的包括母聯(lián)和分段斷路器的所有支路電流構(gòu)成的差動(dòng)回路。大差用于判別母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，小差用于故障母線的選擇。這兩種原理在使用中最大的不同是微機(jī)母差引入大差的概念作為故障判據(jù)，反映出系統(tǒng)中母線節(jié)點(diǎn)和電流狀態(tài)，用以判斷是否真正發(fā)生母線故障，較傳統(tǒng)比率制動(dòng)式母差保護(hù)更可靠，可以最大限度地減少刀閘輔助接點(diǎn)位置不對(duì)應(yīng)而造成的母差保護(hù)誤動(dòng)作。

為什么要設(shè)母差保護(hù)

4，什么叫做動(dòng)差保護(hù)母差保護(hù)和后備保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)是反映被保護(hù)元件（或區(qū)域）兩側(cè)電流差而動(dòng)作的保護(hù)裝置。差動(dòng)保護(hù)是保護(hù)變壓器的內(nèi)部短路故障，電流互感器安裝在變壓器的兩側(cè)，在正常負(fù)荷情況或外部發(fā)生短路時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為不平衡電流，在適當(dāng)選擇好兩側(cè)電流互感器的變壓比和接線方式的條件下，該不平衡電流值很小，并小于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，故保護(hù)不動(dòng)作；在變壓器內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，流入繼電器的電流大于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于跳閘母線保護(hù)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對(duì)保證整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。迄今為止，在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用過的母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù)、電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)、比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)，經(jīng)各發(fā)、供電單位多年電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，普遍認(rèn)為就適應(yīng)母線運(yùn)行方式、故障類型、過渡電阻等方面而言，無疑是按分相電流差動(dòng)原理構(gòu)成的比率制動(dòng)式母差保護(hù)效果最佳。但是隨著電網(wǎng)微機(jī)保護(hù)技術(shù)的普及和微機(jī)型母差保護(hù)的不斷完善，以中阻抗比率差動(dòng)保護(hù)為代表的傳統(tǒng)型母差保護(hù)的局限性逐漸體現(xiàn)出來。從電流回路、出口選擇的抗飽和能力等多方面，傳統(tǒng)型的母差保護(hù)與微機(jī)母差保護(hù)相比已不可同日而語。尤其是隨著變電站自動(dòng)化程度的提高，各種設(shè)備的信息需上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控，使傳統(tǒng)型的母差保護(hù)無法滿足現(xiàn)代變電站運(yùn)行維護(hù)的需要。后備保護(hù)是在主保護(hù)不動(dòng)作時(shí)再動(dòng)作，一般有延時(shí)來判斷主保護(hù)動(dòng)作與否，它包括近后備和遠(yuǎn)后備。

5，線路母差保護(hù)是什么意思

線路母差保護(hù)，指的是線路母線差動(dòng)保護(hù)，就是按照收、支平衡的原理進(jìn)行判斷和動(dòng)作的。分母線完全差動(dòng)保護(hù)和不完全差動(dòng)保護(hù)。母線完全差動(dòng)保護(hù)是將母線上所有的各連接元件的電流互感器按同名相、同極性連接到差動(dòng)回路，電流互感器的特性與變比均應(yīng)相同，若變比不能相同時(shí)，可采用補(bǔ)償變流器進(jìn)行補(bǔ)償，滿足ΣI=0。差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按下述條件計(jì)算、整定，取其最大值：1)、躲開外部短路時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流；2)、躲開母線連接元件中，最大負(fù)荷支路的最大負(fù)荷電流，以防止電流二次回路斷線時(shí)誤動(dòng)。母線不完全差動(dòng)保護(hù)只需將連接于母線的各有電源元件上的電流互感器，接入差動(dòng)回路，在無電源元件上的電流互感器不接入差動(dòng)回路。因此在無電源元件上發(fā)生故障，它將動(dòng)作。電流互感器不接入差動(dòng)回路的無電源元件是電抗器或變壓器。擴(kuò)展資料母線差動(dòng)保護(hù)原理因?yàn)槟妇€上只有進(jìn)出線路，正常運(yùn)行情況，進(jìn)出電流的大小相等，相位相同。如果母線發(fā)生故障，這一平衡就會(huì)破壞。有的保護(hù)采用比較電流是否平衡，有的保護(hù)采用比較電流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判別出母線故障，立即啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作元件，跳開母線上的所有斷路器。如果是雙母線并列運(yùn)行，有的保護(hù)會(huì)有選擇地跳開母聯(lián)開關(guān)和有故障母線的所有進(jìn)出線路斷路器，以縮小停電范圍。參考資料來源：百度百科-母線差動(dòng)保護(hù)

母線又稱匯流排，屬于重要電氣設(shè)備，一旦母線發(fā)生故障將造成所連接的多臺(tái)發(fā)電機(jī)和線路停運(yùn)。對(duì)母線進(jìn)行保護(hù)，是根據(jù)母線的不同形式（單母分段，雙母，雙母分段等）母線之間帶有母聯(lián)和分段開關(guān)。在發(fā)生故障時(shí)，將故障的部分盡快切除，保證非故障部分的正常運(yùn)行。母線保護(hù)最常用的是“母線差動(dòng)保護(hù)”，就是把母線看做一個(gè)節(jié)點(diǎn)，正常時(shí)總的流入電流和流出電流相等，當(dāng)母線自身短路時(shí)，總的流入電流和流出電流就會(huì)出現(xiàn)“差值”，根據(jù)這個(gè)差值和流過母聯(lián)（分段）開關(guān)的電流情況，可以判斷故障點(diǎn)，跳開故障母線所有開關(guān)和母聯(lián)（分段）開關(guān)，維持其他部分不中斷運(yùn)行。母差保護(hù)原理和變壓器差動(dòng)及發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)原理時(shí)一樣的。

母差保護(hù)動(dòng)作跳開母線上所有開關(guān)，防止事故擴(kuò)大，當(dāng)然要自動(dòng)閉鎖線路重合閘。

6，什么是母差保護(hù)

母線保護(hù)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對(duì)保證整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。迄今為止，在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用過的母聯(lián)電流比相式差動(dòng)保護(hù)、電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)、比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)，經(jīng)各發(fā)、供電單位多年電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，普遍認(rèn)為就適應(yīng)母線運(yùn)行方式、故障類型、過渡電阻等方面而言，無疑是按分相電流差動(dòng)原理構(gòu)成的比率制動(dòng)式母差保護(hù)效果最佳。但是隨著電網(wǎng)微機(jī)保護(hù)技術(shù)的普及和微機(jī)型母差保護(hù)的不斷完善，以中阻抗比率差動(dòng)保護(hù)為代表的傳統(tǒng)型母差保護(hù)的局限性逐漸體現(xiàn)出來。從電流回路、出口選擇的抗飽和能力等多方面，傳統(tǒng)型的母差保護(hù)與微機(jī)母差保護(hù)相比已不可同日而語。尤其是隨著變電站自動(dòng)化程度的提高，各種設(shè)備的信息需上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控，使傳統(tǒng)型的母差保護(hù)無法滿足現(xiàn)代變電站運(yùn)行維護(hù)的需要。下面通過對(duì)微機(jī)母差保護(hù)在500 kV及以下系統(tǒng)應(yīng)用的了解，依據(jù)多年現(xiàn)場安裝、調(diào)試各類保護(hù)設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)微機(jī)母差保護(hù)與以中阻抗比率差動(dòng)保護(hù)為代表的傳統(tǒng)型母差保護(hù)的原理和二次回路進(jìn)行對(duì)比分析。 1微機(jī)母差保護(hù)與比率制動(dòng)母差保護(hù)的比較 1.1微機(jī)母差保護(hù)特點(diǎn) a. 數(shù)字采樣，并用數(shù)學(xué)模型分析構(gòu)成自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗TA飽和判據(jù)。 b. 允許TA變比不同，具備調(diào)整系數(shù)可以整定，可適應(yīng)以后擴(kuò)建時(shí)的任何變比情況。 c. 適應(yīng)不同的母線運(yùn)行方式。 d. TA回路和跳閘出口回路無觸點(diǎn)切換，增加動(dòng)作的可靠性，避免因觸點(diǎn)接觸不可靠帶來的一系列問題。 e. 同一裝置內(nèi)用軟件邏輯可實(shí)現(xiàn)母差保護(hù)、充電保護(hù)、死區(qū)保護(hù)、失靈保護(hù)等，結(jié)構(gòu)緊湊，回路簡單。 f. 可進(jìn)行不同的配置，滿足主接線形式不同的需要。 g. 人機(jī)對(duì)話友善，后臺(tái)接口通訊方式靈活，與監(jiān)控系統(tǒng)通信具備完善的裝置狀態(tài)報(bào)文。 h. 支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEC 608705103規(guī)約，兼容COMTRADE輸出的故障錄波數(shù)據(jù)格式。 1.2基本原理的比較傳統(tǒng)比率制動(dòng)式母差保護(hù)的原理是采用被保護(hù)母線各支路(含母聯(lián))電流的矢量和作為動(dòng)作量，以各分路電流的絕對(duì)值之和附以小于1的制動(dòng)系數(shù)作為制動(dòng)量。在區(qū)外故障時(shí)可靠不動(dòng)，區(qū)內(nèi)故障時(shí)則具有相當(dāng)?shù)撵`敏度。算法簡單但自適應(yīng)能力差，二次負(fù)載大，易受回路的復(fù)雜程度的影響。但微機(jī)型母線差動(dòng)保護(hù)由能夠反映單相故障和相間故障的分相式比率差動(dòng)元件構(gòu)成。雙母線接線差動(dòng)回路包括母線大差回路和各段母線小差回路。大差是除母聯(lián)開關(guān)和分段開關(guān)外所有支路電流所構(gòu)成的差回路，某段母線的小差指該段所連接的包括母聯(lián)和分段斷路器的所有支路電流構(gòu)成的差動(dòng)回路。大差用于判別母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，小差用于故障母線的選擇。這兩種原理在使用中最大的不同是微機(jī)母差引入大差的概念作為故障判據(jù)，反映出系統(tǒng)中母線節(jié)點(diǎn)和電流狀態(tài)，用以判斷是否真正發(fā)生母線故障，較傳統(tǒng)比率制動(dòng)式母差保護(hù)更可靠，可以最大限度地減少刀閘輔助接點(diǎn)位置不對(duì)應(yīng)而造成的母差保護(hù)誤動(dòng)作。 1.3對(duì)刀閘切換使用和監(jiān)測的比較傳統(tǒng)比率制動(dòng)式母差保護(hù)用開關(guān)現(xiàn)場的刀閘輔助接點(diǎn)，控制切換繼電器的動(dòng)作與返回，電流回路和出口跳閘回路都依賴于刀閘輔助接點(diǎn)和切換繼電器接點(diǎn)的可靠性，刀閘輔助接點(diǎn)和切換繼電器的位置監(jiān)測是保護(hù)屏上的位置指示燈，至于繼電器接點(diǎn)好壞，在元件輕載的情況下無法知道。微機(jī)保護(hù)裝置引入刀閘輔助觸點(diǎn)只是用于判別母線上各元件的連接位置，母線上各元件的電流回路和出口跳閘回路都是通過電流變換器輸入到裝置中變成數(shù)字量，各回路的電流切換用軟件來實(shí)現(xiàn)，避免了因接點(diǎn)不可靠引起電流回路開路的可能。另外，微機(jī)母差保護(hù)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)視和自檢刀閘輔助觸點(diǎn)，如各支路元件TA中有電流而無刀閘位置；兩母線刀閘并列；刀閘位置錯(cuò)位造成大差的差電流小于TA斷線定值但小差的差電流大于TA斷線定值時(shí)，均可以延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。微機(jī)母差保護(hù)裝置是通過電流校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視和自檢刀閘輔助觸點(diǎn)，并自動(dòng)糾正刀閘輔助觸點(diǎn)的錯(cuò)誤的。運(yùn)行人員如果發(fā)現(xiàn)刀閘輔助觸點(diǎn)不可靠而影響母差保護(hù)運(yùn)行時(shí)，可以通過保護(hù)屏上附加的刀閘模擬盤，用手動(dòng)強(qiáng)制開關(guān)指定刀閘的現(xiàn)場狀態(tài)。 1.4對(duì)TA抗飽和能力的對(duì)比母線保護(hù)經(jīng)常承受穿越性故障的考驗(yàn)，而且在嚴(yán)重故障情況下必定造成部分TA飽和，因此抗飽和能力對(duì)母線保護(hù)是一個(gè)重要的參數(shù)。 1.4.1傳統(tǒng)型母差保護(hù) a. 對(duì)于外部故障，完全飽和TA的二次回路可以只用它的全部直流回路的電阻等值表示，即忽略電抗。某一支路TA飽和后，大部分不平衡電流被飽和TA的二次阻抗所旁路，差動(dòng)繼電器可靠不動(dòng)作。 b. 對(duì)于內(nèi)部故障，TA至少過1／4周波才會(huì)出現(xiàn)飽和，差動(dòng)繼電器可快速動(dòng)作并保持。 1.4.2微機(jī)型母差保護(hù) 微機(jī)母差保護(hù)拋開了TA電抗的變化判據(jù)，使用數(shù)學(xué)模型判據(jù)來檢測TA的飽和，效果更可靠。并且在TA飽和時(shí)自動(dòng)降低制動(dòng)的門檻值，保證差動(dòng)元件的正確動(dòng)作。TA飽和的檢測元件有兩個(gè)： a. 采用新型的自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗飽和方法，即利用電壓工頻變化量差動(dòng)元件和工頻變化量阻抗元件（前者）與工頻變化量電壓元件（后者）相對(duì)動(dòng)作時(shí)序進(jìn)行比較，區(qū)內(nèi)故障時(shí)，同時(shí)動(dòng)作，區(qū)外故障時(shí)，前者滯后于后者。根據(jù)此動(dòng)作的特點(diǎn)，組成了自適應(yīng)的阻抗加權(quán)判據(jù)。由于此判據(jù)充分利用了區(qū)外故障發(fā)生TA飽和時(shí)差流不同于區(qū)內(nèi)故障時(shí)差流的特點(diǎn)，具有極強(qiáng)的抗TA飽和能力，而且區(qū)內(nèi)故障和一般轉(zhuǎn)換型故障(故障由母線區(qū)外轉(zhuǎn)至區(qū)內(nèi))時(shí)的動(dòng)作速度很快。 b. 用諧波制動(dòng)原理檢測TA飽和。這種原理利用了TA飽和時(shí)差流波形畸變和每周波存在線性傳變區(qū)等特點(diǎn)，根據(jù)差流中諧波分量的波形特征檢測TA飽和。該元件抗飽和能力很強(qiáng)，而且在區(qū)外故障TA飽和后發(fā)生同名相轉(zhuǎn)換性故障的極端情況下仍能快速切除故障母線。從原理上分析，微機(jī)型母差保護(hù)的先進(jìn)性是顯而易見的。傳統(tǒng)型的母差判據(jù)受元件質(zhì)量影響很大，在元件老化的情況下，存在誤動(dòng)的可能。微機(jī)母差的軟件算法判據(jù)具備完善的裝置自檢功能，大大降低了裝置誤動(dòng)的可能。 1.5TA二次負(fù)擔(dān)方面的比較比率制動(dòng)母差保護(hù)和微機(jī)母差保護(hù)都是將TA二次直接用電纜引到控制室母差保護(hù)屏端子排上，二者在電纜的使用上沒有差別，但因?yàn)閮烧叩碾娎|末端所帶設(shè)備不同，微機(jī)母差是電流變換器，電流變換器二次帶的小電阻，經(jīng)壓頻轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)；而傳統(tǒng)中阻抗的比率制動(dòng)式母差保護(hù)，變流器二次接的是165～301 Ω的電阻，因此這兩種母差保護(hù)二次所帶的負(fù)載有很大的不同，對(duì)于微機(jī)母差保護(hù)而言，一次TA的母差保護(hù)線圈所帶負(fù)擔(dān)很小，這極大地改善了TA的工況。 2差動(dòng)元件動(dòng)作特性分析與對(duì)比 2.1比率差動(dòng)元件工作原理的對(duì)比常規(guī)比率差動(dòng)元件與微機(jī)母差保護(hù)工作原理上沒有本質(zhì)的不同，只是兩者的制動(dòng)電流不同。前者由本母線上各元件(含母聯(lián))的電流絕對(duì)值的和作為制動(dòng)量，后者將母線上除母聯(lián)、分段電流以外的各元件電流絕對(duì)值的和作為制動(dòng)量，差動(dòng)元件動(dòng)作量都是本母線上各元件電流矢量和絕對(duì)值。 常規(guī)比率差動(dòng)元件的動(dòng)作判據(jù)為：  式中Id——母線上各支路二次電流的矢量； Idset——差電流定值； K、Kr——比率制動(dòng)系數(shù)。比較上述兩判據(jù)，當(dāng)K=Kr／(1＋Kr)，亦即Kr=K／(1－K) 時(shí)，常規(guī)比率差動(dòng)和微機(jī)母差的復(fù)式比率差動(dòng)特性是一致的。 2.2區(qū)內(nèi)故障的靈敏性考慮區(qū)內(nèi)故障，假設(shè)總故障電流為1，流出母線電流的百分比為Ext，即流入母線的電流為1＋Ext。則Id=1,Ir=1＋2Ext,分別帶入式（1）和式（3）中。對(duì)于常規(guī)比率差動(dòng)元件，由Id≥KIr得：1≥K（1＋2Ext），故：  綜上所述，母線發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，即使有故障電流流出母線，汲出電流滿足式（4）和式（5）的條件，常規(guī)比率差動(dòng)元件和微機(jī)母差的復(fù)式比率差動(dòng)元件仍能可靠動(dòng)作。 2.3區(qū)外故障的穩(wěn)定性假設(shè)穿越故障電流為I，故障支路的TA誤差達(dá)到δ，則Id=δ，Ir=2±δ。對(duì)于常規(guī)比率差動(dòng)元件：由Id