发布时间 : 星期三 文章《电力系统继电保护（第二版）》读书笔记 - 图文更新完毕开始阅读5919bf71f90f76c660371a4b
电流比相式母线保护：当母线发生短路时，各有源支路的电流相位几乎是一致的，当外部发生短路时，非故障有源支路的电流流入母线，故障支路的电流则流出母线，两者相位相反。
元件固定连接的双母线电流差动保护：在发电厂以及重要变电所的高压母线上，一般都采用双母线同时运行（母线联络断路器投入），而每组母线上连接一部分（大约1∕2）供电
和受电元件的方式。这样，当任一组母线上发生故障，可只短时影响到一半的负荷供电，而另一组母线上的连接元件仍可继续运行，这就大大提高了供电的可靠性。为此，要求母线保护具有选择故障母线的能力。
一般情况下，双母线同时运行时，每组母线上连接的供电元件和受电元件的连接方式较为固定，因此有可能装设元件固定连接的双母线电流差动保护。主要由三组差动保护组成。如图所示（图中各隔离开关处在某一运行方式下），第一组由TA1、TA2、TA5和差动继电器KD1（Ⅰ母分
差动）组成，用以选择Ⅰ母线上的故障。第二组由TA3、TA4、TA6和差动继电器KD2（Ⅱ母分差动）组成，用以选择Ⅱ母线上的故障。第三组实际上是由TA1、TA2、TA3、TA4和差动继电器KD3组成的一个完全电流差动（总差动）保护。当任一组母线上发生故障时，它都会
动作；而当母线外部故障时，它不会动作；在正常运行方式下，它作为整个保护的启动元件；当固定接线方式破坏并保护范围外部故障时，可防止保护的非选择性动作。
当正常运行及母线外部故障（k点）时，流经继电器KD1、KD2和KD3的电流均为不平衡电流，保护装置已从定值上躲开，不会误动作。
当Ⅰ母线上（k点）短路时，由电流的分布情况可见，继电器KD1和KD3中流入全部故障电流，而继电器KD2中为不平衡电流，于是KD1和KD3启动。KD3动作后使母联断路器QF5跳闸。KD1动作后使断路器QF1和QF2跳闸，并发出相应的信号。
这样就把发生故障的Ⅰ母线从电力系统中切除了，而没有故障的Ⅱ母线仍可继续运行。同理可分析当Ⅱ母线上某点短路时，只有KD2和KD3动作，最后由断路器QF3、QF4和QF5跳闸切除故障。
在固定连接方式破坏时，保护装置的动作情况将发生变化。例如当连接支路1自母线Ⅰ
切换到母线Ⅱ上工作时，由于差动保护的二次回路不能随着切换，因此，按原有接线工作的Ⅰ、Ⅱ两母线的差动保护都不能正确反映母线上实际连接元件的Σī之值，因而在KD1和KD2中将出现差电流，任一母线上的故障都将导致切除两组母线。在这种情况下保护的动作将无法选择在哪一组母线上发生了故障。
母线运行方式的切换及保护的自适应：连接元件在双母线上切换时，母线保护能自动适应系统运行方
式的变化，提高母线保护的正确率。数字式保护采用将隔离开关辅助触点（动合和动断两对触点）和电流识别两种方法相结合，采集各连接元件负荷电流瞬时值，根据运行方式识别判据来校验隔离开关辅助点的正确性，形成各个单元的“运行方式字”来反映各连接元件与母线的连接情况。
母联电流比相式母线差动保护是在元件固定连接的双母线电流差动保护的基础上的改
进，更适于做双母线连接元件运行方式常常改变的母线保护。此母线保护包括一个启动元件KST和一个选择元件KD，KST接在除母联继路器外所有连接元件的二次侧电流之和回路中，区分两组母线的内部和外部故障。KD是一个电流相位比较继电器，通过比较母联断路器中电流与总差动电流的相位来选择出故障母线。这是因为当Ⅰ母故障时，经过母联断路器的短路电流是由Ⅱ母流向Ⅰ母，而当Ⅱ母故
障时，为由Ⅰ母流向Ⅱ母。而总差动电流是反应母线故障的总电流，其相位是不变的。
目前数字式母线差动保护普遍采用的判据及算法有普通比率制动特性、复式比率制动特性、故障分量比率制动特性。
普通比率制动特性母线电流差动保护判据为
式中Kres为制动系数，Iset.0为最小动作电流门槛值。
普通比率制动特性利用穿越性故障电流作为制动电流克服差动不平衡电流，以防止在外部短路时
差动保护的误动作。但在母线内部短路时，差动继电器中也有制动电流，尤其是在1?断路器接线的母线中可能有部分故障电流流出母线加大了制动量，这样保护的灵敏度将有所下
降。
复式比率制动特性母线差动保护算法为
理想条件下在母线外部短路时，差动电流为零，则式中第二式的左边为零，在内部短路
时式中第二式的左边分母近似为零，则式左侧很大。可见该制动特性测量到的比率在内部短路和外部短路两种状态下扩展到了理想的极限，使得制动系数K＇res有极广的范围可以选择。
故障分量比率制动特性避免了故障前的负荷电流
对比率制动特性产生的不良影响，提高了保护的灵敏度。
8.3 母线保护的特殊问题及其对策
数字式母线差动保护抗TA饱和的措施：
⑴具有比率制动特性可以保证母线差动保护在TA饱和不严重时不误动作；
⑵TA线性区母线差动保护利用TA每个周波内的一次电流过零点附近存在不饱和时段的线性区；
⑶TA饱和的同步识别法，以母线电压构成差动保护的启动元件，母线区外故障时，差电流增大和母线电压降低两者的动作有一段时间差（?周波）；而在区内故障时，两者同时发生；
⑷比较差动电流变化率，区外故障TA饱和点附近二次侧电流突增，差电流突变较大，区内故障时由于各条线路的电流都流入母线，差电流基本上按照正弦规律变化；
⑸波形对称原理，TA饱和后二次侧电流波形发生畸变，对称性被破坏； ⑹谐波制动原理，区外故障TA饱和时，差电流的波形实际是饱和TA励磁支路的电流畸变波形，差电流中包含有大量的高次谐波，而内部故障时，差电流的波形接近工频电流，谐波含量少。
1?接线断路器接线的母线，在母线内部短路时可能有电流流出，会使比较母线连接元件电流相位原理的母线保护拒动，也会使具有制动特性原理的母线差动保护的灵敏度降低。
8.4 断路器失灵保护简介
应装设断路器失灵保护的条件：⑴利用相邻元件保护作远后备保护，灵敏度不够时应装设。对分相操作的断路器，允许只按单相接地故障来校验其灵敏度；⑵根据变电所的重要性和装设失灵保护作用的大小来决定，如能缩小停电范围。
对保护装置的拒动，依系统稳定要求必须装设全线速动保护时，通常可装设两套独立的主保护，即保护的双重化。
失灵保护必须有较高的可靠性。失灵保护的故障鉴别元件和跳闸闭锁元件，应对断路器所在线路或设备末端故障有足够灵敏度。失灵保护首先动作于母联断路器和分段断路器，此后如相邻元件保护已能以相继动作切除故障时，则不再动作于其他断路器。
所有连接至一组（或一段）母线上的元件的保护装置，当其出口继电器动作于跳开本身断路器的同时，也启动失灵保护中的公用时间继电器，此时间继电器的延时应大于故障元件
的断路器跳闸时间及保护装置返回时间之和，因此，并不防碍正常的切除故障。如果故障线路的断路器拒动，则时间继电器动作，启动失灵保护的出口继电器，使连接至该组（段）母线上的所有其他有电源的断路器跳闸，从而切除了故障，起到了断路器拒动时的后备作用。
为了提高失灵保护不误动的可靠性，增加条件“出线过电流”，当检测到故障电流持续存在，说明断路器失灵。为了提高出口回路的可靠性，应再装设复合电压元件，复合电压元件为低压元件和（或）零序过压元件或负序过压元件，其控制的中间继电器触点与出口中间继电器触点串联构成失灵保护的跳闸回路。
断路器失灵保护和母线保护动作后都要跳开母线上所有电源的各个断路器，因此两者的出口跳闸回路可以共用，许多情况下它们组装在同一保护屏上。
9. 数字式继电保护技术基础
数字式继电保护即微型计算机型继电保护，区别于模拟式保护。各种类型的输入信号包括模拟量、开关量、脉冲量等首先将被转化为数字信号，然后通过对这些信号的处理来实现继电保护功能。模拟式保护装置完全依赖硬件电路来实现保护原理和功能，而数字式保护需要硬件和软件的配合。
9.1 数字式保护装置硬件原理概述
硬件包括数字核心部件、模拟量输入（AI）接口部件、开关量输入（DI）接口部件、开关量输出（DO）接口部件、人机对话接口（MMI）部件和外部通信接口（CI）部件。
CPU类型：⑴单片微处理器，将CPU与定时器/计数器及某些输入/输出接口器件集成在一起，多用于中、低压；⑵通用微处理器；⑶数字信号处理器DSP。