母差失灵保护

问题分析

110KV母差保护采用南瑞继保RCS-915AB型母线差动保护，1、2＃主变保护采用南瑞继保RCS-9671（RCS-9681）微机主变保护。在该站110KV母线保护定检中，发现母差保护定值中投入主变开关的失灵解除闭锁控制字，但母差屏主变开关的失灵解闭锁开入未接线。

经现场验证，RCS-915AB母线保护可以实现主变开关的失灵解除闭锁功能：当主变保护动作启动失灵保护，主变开关电流持续存在，则判别为主变开关失灵，同时主变失灵解除闭锁控制字投入，且主变开关的失灵解闭锁开入为“1”使电压闭锁元件不动作【即解除负压闭锁】，失灵保护仍可动作，实现了解除电压闭锁。如果失灵解闭锁开入未接线，而定值中投入主变开关的失灵解闭锁控制字，则失灵解闭锁功能不能实现。这样的后果将是：主变中、低压侧故障时高压侧开关失灵，而此时母线保护中的失灵电压闭锁元件灵敏度不够【即中低压侧复压条件满足，但高压侧复压不满足】，主变开关保护未能提供失灵解除电压闭锁开入，不能解除电压闭锁，虽然主变保护动作同时启动了母差保护，但母差保护由于受到电压闭锁控制的而不能动作，使故障较长时间存在，引起停电范围的进一步扩大，严重影响电网的安全稳定运行，甚至还可能引起设备损坏事故。

改进措

《母差及失灵保护》

一、母差保护 1、BP-2B母差保护

大差电流：不包括母联以外的所有元件电流之和，Id=I1+I2+?+In； 小差电流：包括一条母线各元件及母联电流之和，Id=I1+I2+?+In+Im。

（大差、小差正常差流不应超过0.1 A）

差动保护：使用大差比率差动元件作为区内故障判断元件。即由大差比率元件是否动作，区分母线区外故障还是母线区内故障。

使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。即由小差比率元件

是否动作，决定故障发生在哪一段母线。

Ⅰ母差动动作 大差元件动作 与 与 跳I母各单元

Ⅰ母复压动作 跳母联

或 Ⅱ母差动动作

与 与 跳II母各单元

Ⅱ母复压动作

《母差及失灵保护》

一、母差保护 1、BP-2B母差保护

大差电流：不包括母联以外的所有元件电流之和，Id=I1+I2+?+In； 小差电流：包括一条母线各元件及母联电流之和，Id=I1+I2+?+In+Im。

（大差、小差正常差流不应超过0.1 A）

差动保护：使用大差比率差动元件作为区内故障判断元件。即由大差比率元件是否动作，区分母线区外故障还是母线区内故障。

使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。即由小差比率元件

是否动作，决定故障发生在哪一段母线。

Ⅰ母差动动作 大差元件动作 与 与 跳I母各单元

Ⅰ母复压动作 跳母联

或 Ⅱ母差动动作

与 与 跳II母各单元

Ⅱ母复压动作

220kV失灵保护及回路原理

摘 要：简要分析了线220kV失灵保护，包括220kV线路（或主变220kV侧）开关失灵保护、母联（分段）失灵保护、母线差动保护的失灵出口。

1）线路（或主变220kV侧）开关的失灵保护由线路保护（对于主变220kV侧开关失灵保护则由主变电气量保护或220kV母线差动保护）跳闸出口启动，经失灵保护相应的电流继电器判别（电流是否大于失灵启动电流定值），若相应电流继电器同时动作，则判断为开关动作失灵，失灵保护随即动作，用于启动母线差动保护的失灵出口(或直接出口跳主变其他侧开关）。

以PSL631线路保护为例，一般线路开关的失灵启动逻辑如图1所示：

图1 线路开关失灵保护启动逻辑

为了增加启动失灵的可靠性，失灵保护装置还会采用一些其他措施。如PSL631就加入了零序启动元件和突变量启动元件作为失灵启动的条件之一。

2）线路（或主变）失灵启动母差失灵出口回路，母差失灵出口回路会根据相应开关母线闸刀所在位置自动判别开关所在母线，再经相应母线的复合电压闭锁，第一延时跳母联开关，第二延时跳相应母线上所有设备。只是对于主变220kV侧开关，失灵启动开入的同时，往往会开放母差保护的复合电压闭锁。其逻辑（以BP2B母差保护为例）如图

母线保护和断路器失灵保护

4.1母线差动保护对系统安全、稳定运行至关重要。母线差动保护一旦投入运行后，就很难有全面停电的机会进行检验。因此，对母线差动保护在设计、安装、调试和运行的各个阶段都应加强质量管理和技术监督，不论在新建工程，还是扩建和技改工程中都必须保证母线差动保护不留隐患地投入运行。

4.2为确保母线差动保护检修时母线不至失去保护、防止母线差动保护拒动而危及系统稳定和事故扩大，必要时在500千伏母线以及重要变电站、发电厂的220千伏母线采用双重化保护配置。双重化配置应符合2.11条款中的技术要求，同时还应注意做到：

1)每条母线采用两套完整、独立的母线差动保护，并安装在各自的柜内。两套母线差动保护的跳闸回路应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。

2)对于3/2接线形式的变电站，如有必要按双重化配置母差保护，每条母线均应配置两套完整、独立的母差保护。进行母差保护校验工作时，应保证每条母线至少保留一套母差保护运行。

3)用于母线差动保护的断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。

4)应充分考虑母线差动保护所接电流互感器二次绕组合理分配，对确无办法解决的保护动作死区，在满足系统稳定要

母线保护和断路器失灵保护

4.1母线差动保护对系统安全、稳定运行至关重要。母线差动保护一旦投入运行后，就很难有全面停电的机会进行检验。因此，对母线差动保护在设计、安装、调试和运行的各个阶段都应加强质量管理和技术监督，不论在新建工程，还是扩建和技改工程中都必须保证母线差动保护不留隐患地投入运行。

4.2为确保母线差动保护检修时母线不至失去保护、防止母线差动保护拒动而危及系统稳定和事故扩大，必要时在500千伏母线以及重要变电站、发电厂的220千伏母线采用双重化保护配置。双重化配置应符合2.11条款中的技术要求，同时还应注意做到：

1)每条母线采用两套完整、独立的母线差动保护，并安装在各自的柜内。两套母线差动保护的跳闸回路应同时作用于断路器的两个跳闸线圈。

2)对于3/2接线形式的变电站，如有必要按双重化配置母差保护，每条母线均应配置两套完整、独立的母差保护。进行母差保护校验工作时，应保证每条母线至少保留一套母差保护运行。

3)用于母线差动保护的断路器和隔离刀闸的辅助接点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则按双重化配置。

4)应充分考虑母线差动保护所接电流互感器二次绕组合理分配，对确无办法解决的保护动作死区，在满足系统稳定要

断路器失灵保护简介

在110kV及以上电压等级的发电厂和变电所中，当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动作于切除故障时，肯能伴随故障元件的断路器拒动，也即发生了断路器的失灵故障。产生断路器失灵故障的原因是多方面的，如断路器跳闸线圈短线，断路器的操动机构失灵等。高压电网的断路器和保护装置，都应具有一定的后备作用，以便在断路器或保护装置失灵时，仍能有效切除故障。相邻元件的远后备保护方案是最简单合理的后备方式，既是保护据动的后备，又是断路器拒动的后备。但是在高压电网中，由于各电源支路的助增作用，实现上述后备方式往往有较大困难（灵敏度不够），而且由于动作时间较长，易造成事故范围的扩大，甚至引起系统失稳而瓦解。有鉴于此，电网中枢地区重要的220kV及以上主干线路，系统稳定要求必须装设全线速动保护时，通常可装饰两套独立的全线速动主保护（即保护的双重化），以防保护装置的拒动；对于断路器的拒动，则专门装设断路器失灵保护。

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1.装设断路器失灵保护的条件

由于断路器失灵保护是在线路故障的同时断路器失灵的双重故障情况下的保护，因此允许适当降低对它的要求，即仅要最终能切除故障即可。装设断路器失灵保护的条件：

（1）相邻元件保护的远后备保护灵敏度不够

母差保护体系知识介绍

与其他主设备保护相比，母线保护的要求更为苛刻。当变电站母线发生故障时，如不及时切除故障，将会损坏众多电力设备，破坏系统的稳定性，甚至导致电力系统瓦解。如果母线保护拒动，也会造成大面积的停电。因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速有选择地切除故障是非常必要的。

常见的母线故障有：绝缘子对地闪络、雷击、运行人员误操作、母线电压和电流互感器故障等。

在大型发电厂及变电站的母线保护装置中，通常配置有母线差动保护、母联充电保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联过流保护、母联非全相保护、其他断路器失灵保护等。其中，最为主要的是母差保护。本期我们一起了解一下母线差动保护的相关内容。 1、母差保护的原理

和线路差动保护相同，母线差动保护的基本原理也是基于基尔霍夫定律：在母线正常运行及外部故障时，各线路流入母线的电流和流出母线的电流相等，各线路的电流向量和等于零；当母线上发生故障时，各线路电流均流向故障点，其向量和（差动电流）不再等于零，满足一定条件后，出口跳开相应开关。

母线差动保护，由ABC三相分相差动元件构成。每相差动元件由小差差动元件及大差差动元件构成。大差元件用于判断是否为母线故障，小差元件用于选择出故障具体在哪一条

第五章 母线保护和断路器失灵保护

5.1 判断题

5.1.1 固定连接方式的母差保护，当运行的双母线的固定连接方式被破坏时，此时发生任一母线故

障，该母差保护能有选择故障母线的能力，即只切除接于该母线的元件，另一母线可以继续运行。（错 ）

5.1.2 对空母线充电时，固定连接式和母联电流相位比较式母线差动保护应退出运行。（对） 5.1.3 双母线接线的母差保护采用电压闭锁元件是因为有二次回路切换问题；一个半断路器接线的

母差保护不采用电压闭锁元件是因为没有二次回路切换问题。（错）

5.1.4 母联电流相位比式完全电流差动保护，由于母联断路器电流没有进差电流回路，在母线倒闸

操作过程中，无需将母联断路器的跳闸回路跳开。（错）

5.1.5 母线倒闸操作时，电流相位比较式母线差动保护退出运行。（错）

5.1.6 母联电流相位比较式母线保护只与电流的相位有关，而与电流幅值大小无关。（错） 5.1.7 母联断路器电流相位比较式母线差动保护，当母联断路器和母联断路器的电流互感器之间发

生故障时将会切除非故障母线，而故障母线反而不能切除。（对）

5.1.8 中阻抗母线差动保护的差动元件动作电流一般整定为0.5A，若辅助变流器为10/2

220kV母差保护（BP-2B、固定连接式母差保护）

母差保护：作为母线短路故障的主保护，有较多种：电流相位比较式母差保护、双母线固定连接式完全差动保护，BP-2B微机母线差动保护。BP-2B的保护原理与双母线固定连接式完全差动保护类似，但解决了一次运行方式变化与差动CT切换较为麻烦的问题。以下进行解析： 一、差动元件

1、母差保护功能：作为母线设备的主保护，保护范围内发生故障时，快速动作切断故障。 2、动作范围：母线及共附属设备（压变），母线至各出线（母差）电流互感器之间。 3、动作原理：分相电流差动原理。（讲一下如何动作和选择） 1CJ、2CJ：差流选择元件（小差） CJ：I、II母差电流起动元件（大差）

4、BP-2B的母差保护，采用分相电流差动原理构成的母线保护，分相计算，分相判别，利用和电流突变量和差动越限进行启动，利用分相复式比率差动和分相突变量复式比率差动构成差动动作判据构成差动元件。 1）大差：（CJ），指除母联以外的所有支路电流构成的差动回路，用于判别区内、外故障。 返回：动作后自动展宽（保持）40MS，再判断任一相差电流小于差电流定值的75%时，返回。 2）小差：指该段母线上所有支路（包含母联）电流构成