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1、浅述母线故障及差动保护方法基于母线保护在电力系统运行中的重要性，对引起母线故障的原因进行分 析，并对母线保护进行阐述，重点介绍了四种母线差动保护方法，并在此基础上 对母线保护的发展趋势进行进行展望，随着计算机的发展和网络技术的进步，微 机母线保护应用前景十分广阔。标签：母线故障；差动保护；微机保护在发电厂和变电所中，屋内和屋外配电装置中的母线是电能集中与分配的重 要环节，它的安全运行对不间断供电具有极为重要的意义。母线发生故障的几率 较线路低，但故障的影响面很大。这是因为母线上通常连接较多的电气元件（线 路、变压器、发电机等），母线故障将使这些元件在母线故障修复期间或切换到 另一组母线所必须的
2、时间内被停电，从而造成大面积停电事故，并可能破坏整个 电力系统的稳定运行，使故障范围进一步扩大，通过母线保护来切除母线故障、 降低影响范围，是非常有必要的。1. 引起母线故障的原因母线故障是发电厂和变电所中电气设备最严重的故障之一，运行经验表明， 大多数母线故障是单相接地，多相短路故障所占的比例很小。发生母线故障的原因主要有：外力破坏，母线绝缘子及断路器套管因表面污 秽导致闪络，电压互感器或装于母线与断路器之间的电流互感器故障，倒闸操作 时引起断路器或隔离开关绝缘瓶颈损坏，运行人员误操作，GIS设备损坏气体泄 漏等。2. 母线差动保护分类母线保护有两种主要方式，其一是利用供电元件的保护来切除母
3、线故障，其 二是装设专用保护。利用供电元件的保护方式简单、经济，可以切除母线故障， 但切除故障时间太长，一般在0.51.1s以上；当双母线同时运行发生故障时， 该方式不能保证有选择性地切除。因此，常用方式是装设专用保护。2.1 母线完全差动保护母线完全差动保护常用作单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护， 母线的所有连接元件上都装设变比和特性相同的电流互感器。對于中性点直接接 地系统，母线保护采用三相式接线；对于中性点非直接接地系统，母线保护一般 采用两相式接线。母线完全差动保护的主要优缺点如下：优点：各组成元件和接线比较简单，调试方便，易于运行人员掌握；采用速 饱和变流器，可以较有效地防
4、止由于区外故障一次电流中的直流分量导致电流互 感器饱和引起的保护误动作；当元件固定连接时母线差动保护有很好的选择性； 当母联断路器断开时，母线差动保护仍有选择能力，在两条母线先后发生短路时， 母线差动保护仍能可靠动作。缺点：方式破坏时，如任一母线上发生短路故障，就会将两条母线上的连接 元件全部切除，适应运行方式变化的能力较差；由于采用了带速饱和变流器的电 流差动继电器，动作时间较慢，不能快速切除故障；灵敏度较低。2.2 母线不完全差动保护不完全差动保护通常用作发电厂或大容量变电站610kV母线保护，其只 需将连接于母线的各有电源元件上的电流互感器接入差动回路，并装设变比和特 性完全相同的 D
5、级电流互感器，而在无电源元件上的电流互感器则不接入差动 回路。该保护方式简化了保护接线，大大降低了设备费用，对于出线较多的 6 10kV 母线比较实用。2.3 双母线固定连接运行的完全差动保护当发电厂和重要变电所的高压母线为双母线时，采用双母线同时运行，每组 母线固定连接一部分供电和受电元件。双母线固定连接运行的完全差动保护要求 母线保护能够准确判断出故障发生在哪一段母线，有选择性地切除并保留非故障 母线继续运行。双母线的差动保护装置由一套大差动保护元件和两套小差动保护 元件组成。双母线固定连接运行完全差动保护的主要优缺点如下：优点：各组成元件和接线比较简单，调试方便，易于运行人员掌握；采用速
6、 饱和变流器，可以较有效地防止由于区外故障一次电流中的直流分量导致电流互 感器饱和引起的保护误动作；当元件固定连接时母线差动保护有很好的选择性； 当母联断路器断开时，母线差动保护仍有选择能力，在两条母线先后发生短路时， 母线差动保护仍能可靠动作。缺点：当元件固定连接方式破坏时，如任一母线上发生短路故障，就会将两 条母线上的连接元件全部切除，适应运行方式变化的能力较差；由于采用了带速 饱和变流器的电流差动继电器，动作时间较慢，不能快速切除故障；灵敏度较低。2.4 母联电流相位比较式母线差动保护母联电流相位比较式母线差动保护是根据母线外部故障或内部故障时连接 在母线上各元件电流相位的变化来实现的。
7、电流相位比较式母线差动保护应用于双母线时，应在每组母线上装设一套电 流比相式保护，通过切换装置使保护装置二次回路的工作与一次系统连接的方式 相适应，以保证动作的选择性。母联电流相位比较式母线差动保护的主要优缺点如下：优点：不要求元件固定连接于母线，可提高母线运行方式的灵活性。缺点：正常运行时母联断路器必须投入运行；母线故障保护动作时，如果母 联拒动，将造成由非故障母线的连接元件通过母联供给短路电流，使故障不能切 除；当母联断路器和母联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；两组母线相继发生故障时，只能切除先发生故障的母线， 后发生故障的母线因这时母联断路器已跳闸
8、，选择元件无法进行相位比较而不能 动作，因而不能切除。3. 母线保护发展趋势随着计算机的发展和网络技术的进步，继电保护技术经过几十年的发展，已 从电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型，进入到微机型时代，母线保护也由 过去的固定连接式母线完全差动保护、电流相位比较式母线差动保护，发展到现 在的中阻抗比率制动母线保护和微机母线保护。微机母线保护技术越来越成熟， 应用也越来越广泛，其在 220kV 以上电网继电保护装置中的线路保护上已经基 本实现，元件保护也正朝着全面微机化方向过渡中。微机母线保护不仅容易操作， 便于管理维护，而且具有可靠性高、选择性好、速动灵活等特性，应用前景十分 广阔。结语：由于各种主观、客观原因，母线故障随时有可能不可避免地发生。通过积累 运行经验，掌握科学合理的母线保护技术，将能最大限度地控制母线故障造成的 影响，实现电力系统的安全可靠不间断供电。参考文献：1刘学军.继电保护原理.中国电力出版社，2009，22王年兵.浅谈常见的几种微机母线保护.科技创新导报，2012，363叶滨、施祖铭.分布式母线保护及其应用.上海电机学院学报，2008，11，
