母线保护原理及应用技巧

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：目前母线保护均采用电流差动原理，有时又称母差保护，判据为流入母线的电流相量和。如图7-32所示为母线差动保护原理示意图。图7-32母线差动保护判据图母线正常运行时图；母线内部故障时图正常运行及区外故障时母线故障时母线保护动作。与线路、变压器保护不同，母线保护误动将切除连接在母线上的所有线路、变压器，后果十分严重。

目前母线保护均采用电流差动原理，有时又称母差保护，判据为流入母线的电流相量和。如图7-32所示为母线差动保护原理示意图。

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图7-32　母线差动保护判据图

(a)母线正常运行时图；(b)母线内部故障时图

正常运行及区外故障时

母线故障时

母线保护动作。

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图7-33　母线差动保护接线图

传统的母线完全差动保护的原理接线图如图7-33所示，差动继电器KD，由TA二次电流回路保证接入电流为各单元电流之和，KD 动作后跳开所有单元的断路器。如图7-33所示方式构成母线完全差动保护时，必须将母线的连接元件都包括在差动回路中，因此需在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和相同特性的专用TA。当外部发生故障时，可能有电源的支路上电流较大，导致TA 可能饱和；当无电源的支路上电流较小时，TA 不会饱和，由于母线差动保护的不平衡电流同样取决于各支路TA 励磁特性差异，饱和的TA 与不饱和的TA 之间励磁特性差异更大，母线差动保护在外部故障时不平衡电流也可能较大。

为了减小母线保护外部故障情况形成的不平衡电流，可以采取措施降低TA 饱和程度，或与其他差动保护一样采用比率制动技术。根据电流互感器二次侧负载阻抗的大小，母线差动保护又可分为低阻抗母线保护、中阻抗母线保护、高阻抗母线保护。如图7-33所示中KD 采用差动电流继电器(例如BCH—2)时，二次电流回路阻抗较低，称为低阻抗母线保护。为了降低TA 的饱和程度，如图7-33所示中采用电压继电器作为KD，由于二次电流回路呈现高阻抗，称为高阻抗母线保护。高阻抗母线保护可以降低TA 饱和情况不一致形成的不平衡电流，但在内部故障时差动电流很大，可能在KD 上形成危险的高压，需要采取过电压保护措施。中阻抗母线保护最初由国外引进，各元件TA 二次电流经过差动保护中的变换器转为电压后构成差动判据，电流二次回路呈现中阻抗，约为200Ω，如图7-34所示。

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图7-34　中阻抗母线差动保护图

如图7-34所示中各支路电流均经过变换器、整流电路，差动回路中串有强制电阻Rd，使电流二次回路呈现中阻抗。KST 为起动继电器，差动继电器为KR。KR 上的电压为动作电压减去制动电压。

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与线路、变压器保护不同，母线保护误动将切除连接在母线上的所有线路、变压器，后果十分严重。为了提高母线保护的可靠性，可以在母线保护跳闸回路串入电压闭锁接点。如果母线未发生故障，母线保护出现异常使差动电流元件误动，此时母线电压并未异常，电压元件不动作，闭锁母线保护出口回路，有效地防止了母线保护误动。实际采用的电压元件常为复合电压元件(负序电压、零序电压及相间电压)，有时又成为复压闭锁。

微机型母线保护由于在内部软件可以设置各单元电流的比例系数，不要求各单元TA变比一致，同时强大的计算能力使得各种比率制动方式得以实现，非常方便。

需要注意的是母线保护动作时，以空接点形式向相应的线路保护、变压器保护发出断路器跳闸命令，母线保护本身没有断路器操作回路；母线保护发出跳闸命令同时，向相应的线路保护发出闭锁重合闸命令。

母线保护原理及应用技巧

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