母差保护

根据基尔霍夫第一定律：在电路中任意一节点.流进节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，因为母线上只有进出线路，本身并不是电力用户，可以看成是电网的一个节点。正常运行情况下，进、出母线的电流大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。利用这一原理，构成母差保护。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出现有差别，则认为母线故障，将启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行，保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线上的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。

BP-2B微机母线保护采用完全电流差动，复式比率差动原理。母线上所有元件电流和组成大差动回路（不包括母联TA）；各段母线上元件电流和（包括母联TA）组成小差动回路。若定义母线上所有元件极性一致，母联的极性同II母线上元件极性，则：

I母线小差＝I母线上各元件电流和－母联电流； II母线小差＝II母线上各元件电流和＋母联电流。

以双母线其中的I段为例，差动保护的整个动作逻辑关系如下：

Δir>ΔIdsetId>Idset全波饱和检测大差复式比率差动动作或与I母小差复式比率差动动作Δir>ΔIdset或大差故障分量复式比率差动动作I母小差故障分量复式比率差动动作第一周波投入I母差动复合电压动作与切除母联、I母线各单元及空线路与

1） 和电流突变量判据，当任一相的和电流突变量大于突变量门坎时，该相起动元件动作。 其表达式为： irIdse t

其中ir为和电流瞬时值比前一周波的突变量；Idset为突变量门坎定值。

2）差电流越限判据，当任一相的差电流大于差电流门坎定值时，该相起动元件动作。

其表达式为： IdIdse t 其中Id为分相大差动电流；Idset 为差电流门坎定值。

3）根据叠加原理，故障分量电流有以下特点：a. 母线内部故障时，母线各支路同名相故障分量电流在相位上接近相等（即使故障前系统电源功角摆开）。b. 理论上，只要故障点过渡电阻不是∞，母线内部故障时故障分量电流的相位关系不会改变。

为有效减少负荷电流对差动保护灵敏度的影响，为进一步减少故障前系统电源功角关系对保护动作特性的影响，提高保护切除经过渡电阻接地故障的能力，所以采用了电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据。

4）为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时，由于TA严重饱和出现差电流的情况下误动作，装置根据TA饱和发生的机理、以及TA饱和后二次电流波形的特点设置了TA饱和检测元件，用来判别差电流的产生是否由区外故障TA饱和引起。

5）以电流判据为主的差动元件，可以用电压闭锁元件来配合，提高保护整体的可靠性。电压闭锁元件的动作表达式为：

UabUse或tUbcUse或tUcaUset 3U0U0set

U2U2set式中Uab、Ubc、Uca为母线线电压（相间电压），3U0为母线三倍零序电压，U2为母线负序电压（相电压），Uset、U0set、U2set分别为各序电压闭锁定值。三个判据中的任何一个被满足，该段母线的电压闭锁元件就会动作，称为复合电压元件动作。

我厂一期的220KV正、付母线上一共有十一个元件，分别是＃1、＃2发变组开关的进线，母联开关，＃01启动变开关2001，七条出线。BP－2B保护装置的开入量一单元接入了母联电流，二、三单元分别是＃1、＃2主变高压侧电

流，四单元接入的是＃01启动变的高压侧电流，五单元备用，六－十二单元依次接入了七条线路的电流量。

同时引入了正付母线各相电压，计算出线电压，零序电压，负序电压作为电压复合闭锁元件。

差动保护使用大差动元件作为母线区内故障判别元件；使用小差动元件作为故障母线选择元件。各元件连接在哪一段母线上，是根据各连接元件的刀闸位置来决定（装置的设定中选择“自适应“方式）。这是作为选排开入量接入的。

母差BP－2B保护配置了母差保护、失灵保护、母联充电及过流保护，由于 一期升压站原有一套完全独立的断路器失灵保护（有选排功能、0.3″重跳本开关、0.6″跳母线），但是无复合电压闭锁，而新母差保护盘的失灵保护有复合电压闭锁功能，#1启动变保护的无失灵解闭锁出口，故目前仍使用ABSE的失灵保护装置及回路，母差保护盘上失灵启动压板（LP-51～LP-63）、失灵解闭锁压板（LP-71～LP-74）已全部拆除不用。将在以后的其他开关的失灵保护改造后再配套使用。

因有单独的母联保护盘，母差保护盘的母联充电保护、母联过流保护通常不用，压板“充电保护投入LP78”、“过流保护投入LP79”已拆除。

所以这套保护暂时仅仅使用了其中的基于以上原理的差动保护。但倒排时的母差保护出口压板LP11、LP31仍应退出。另外在倒排时，倒排单元母线侧的两把闸刀同时合位时，母差是连通的大母差方式，如果此时出现母线故障，应该跳开两条母线上所有单元，为防止闸刀的辅接位置不正确，不能正确识别大母差方式，所以在倒排时应该接通母差强制互联压板LP77，强制在大母差方式。

在引入母差保护的CT与母联开关之间一段区域，是一般母差保护的动作死区，而BP－2B母差保护将此区域设定为保护重动区，即这一区域的故障将跳开两条母线上所有单元。

PT断线报警，但不会退出母差保护。

CT断线延时9秒闭锁大小母差，9秒内区外故障时可能会误动。母联回路的CT断线并不会影响保护对区内、区外故障的判别，只是会失去对故障母线的选择性。