母線差動保護

母線差動保護用通俗的定義，就是按照收、支平衡的原理進行判斷和動作的。分母線完全差動保護和不完全差動保護。

原理

因為母線上只有進出線路，正常運行情況，進出電流的大小相等，相位相同。

如果母線發生故障，這一平衡就會破壞。有的保護採用比較電流是否平衡，有的保護採用比較電流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判別出母線故障，立即啟動保護動作元件，跳開母線上的所有斷路器。如果是雙母線並列運行，有的保護會有選擇地跳開母聯開關和有故障母線的所有進出線路斷路器，以縮小停電範圍。

完全差動保護

母線完全差動保護是將母線上所有的各連線元件的電流互感器按同名相、同極性連線到差動迴路，電流互感器的特性與變比均應相同，若變比不能相同時，可採用補償變流器進行補償，滿足ΣI=0。

差動繼電器的動作電流按下述條件計算、整定，取其最大值：

1)、躲開外部短路時產生的不平衡電流；

2)、躲開母線連線元件中，最大負荷支路的最大負荷電流，以防止電流二次迴路斷線時誤動。

母線不完全差動保護只需將連線於母線的各有電源元件上的電流互感器，接入差動迴路，在無電源元件上的電流互感器不接入差動迴路。因此在無電源元件上發生故障，它將動作。電流互感器不接入差動迴路的無電源元件是電抗器或變壓器。

母線完全差動保護的主要優缺點

母線完全差動保護的優點是：

1、各組成元件和接線比較簡單，調試方便，運行人員易於掌握。

2、採用速飽和變流器可以較有效地防止由於區外故障一次電流中的直流分量導致電流互感器飽和引起的保護誤動作。

3、當元件固定連線時母線差動保護有很好的選擇性。

4、當母聯斷路器斷開時母線差動保護仍有選擇能力;在兩條母線先後發生短路時母線差動保護仍能可靠地動作。

母線完全差動保護的缺點為：

1、 方式破壞時,如任一母線上發生短路故障,就會將兩條母線上的連線元件全部切除。因此,它適應運行方式變化的能力較差。

2、由於採用了帶速飽和變流器的電流差動繼電器,其動作時間較慢(約有30-40毫秒的動作延時),不能快速切除故障。

3、如果啟動元件和選擇元件的動作電流按避越外部短路時的最大不平衡電流整定,其靈敏度較低。

什麼是固定連線方式的母線完全差動保護?

雙母線同時運行方式，按照一定的要求，將引出線和有電源的支路分配固定連線於兩條母線上，這種母線稱為固定連線母線。這種母線的差動保護稱為固定連線方式的母線完全差動保護。對它的要求是一母線故障時，只切除接於該母線的元件，另一母線可以繼續運行，即母線差動保護有選擇故障母線的能力。當運行的雙母線的固定連線方式被破壞時，該保護將無選擇故障母線的能力，而將雙母線上所有連線的元件切除。

相位比較式

母聯電流相位比較式母線差動保護，主要是在母聯開關上使用比較兩電流相量的方向元件，引入的一個電流量是母線上各連線元件電流的相量和即差電流，引入的另一個電流量是流過母聯開關的電流。在正常運行和區外短路時差電流很小，方向元件不動作；當母線故障不僅差電流很大且母聯開關的故障電流由非故障母線流向故障母線，具有方向性，因此方向元件動作且具有選擇故障母線的能力。

母聯電流相位比較式母線差動保護的主要優缺點：

這種母線差動保護不要求元件固定連線於母線，可大大地提高母線運行方式的靈活性。這是它的主要優點。

但這種保護也存在缺點，主要有：

1) 正常運行時母聯斷路器必須投入運行；

2) 當母線故障,母線差動保護動作時，如果母聯斷路器拒動，將造成由非故障母線的連線元件通過母聯斷路器供給短路電流，使故障不能切除；

3) 當母聯斷路器和母聯斷路器的電流互感器之間發生故障時，將會切除非故障母線，而故障母線反而不能切除；

4) 每條母線一定要有電源,否則有電源母線發生故障時，母聯斷路器無電流流過，母差比相元件不能動作，母線差動保護將拒動；

5) 兩組母線相繼發生故障時，只能切除先發生故障的母線，後發生故障的母線因這時母聯斷路器已跳閘，選擇元件無法進行相位比較而不能動作，因而不能切除。

保護裝置

母線差動保護裝置適用於220kV及以下各種電壓等級的單母線、單母分段、雙母線以及分段斷路器或母聯斷路器兼做旁路斷路器的各種主接線方式的母線保護。

主要技術指標

1、額定數據

交流電壓 100/ V

交流電流 5A，1A

交流頻率 50Hz

直流電壓 220V 110 V

直流允許偏差 -20%～+10%

2．功率消耗

交流電流迴路 IN=5A 每相不大於1VA

IN=1A 每相不大於0.5VA

交流電壓迴路 U=UN 每相不大於0.5VA

直流電源迴路 正常工作時不大於45W

保護動作時不大於60W

3. 過載能力

交流電流迴路：2倍額定電流 連續工作

10倍額定電流 允許工作10S

40倍額定電流 允許工作1S

交流電壓迴路：1.2倍額定電壓 連續工作

1.4倍額定電壓 允許工作10S

4. 允許環境條件

正常工作溫度：-10℃～+55℃

相對濕度： 5% ～ 95%

大氣壓力： 86 kPa ~106kPa

裝置在貯存、運輸允許的環境溫度為-25℃～75℃，相對濕度不大於85%，在不施加任何激勵量的條件下，不出現不可逆變。

5．動作時間及誤差：

差動保護動作時間 不超過±20ms(2倍整定電流下)

其它保護動作時間 不超過±70ms(1.2倍整定電流下)

定值誤差 不超過±5%

6.保護功能

保護功能包括：母線差動保護，母聯死區保護、母聯失靈保護，母聯充電保護、母聯過流保護以及線路失靈保護。

7.電磁兼容性

裝置能承受GB/T 14598.9-2002中4.1.1規定的嚴酷等級為3級的輻射電磁場試驗，

裝置能承受GB/T 14598.14-1998中4.2規定的嚴酷等級為3級的靜電放電試驗。

裝置能承受GB/T 14598.10-1996中4.1規定的嚴酷等級為3級的快速瞬變干擾試驗。

裝置能承受GB/T 14598.13-1998中3.1.1規定的嚴酷等級為3級的1 MHz和100 kHz的脈衝群干擾試驗。

裝置能承受GB/T 17626.5-1999中規定的嚴酷等級為3級的浪涌（衝擊）抗擾度試驗。