關於變電站110
110kv kv 母線保護設計謝德藝
廣東威恆輸變電工程****525800
摘要：繼電保護及自動裝置是電力系統的重要組成部分，對保證電力系統的安全經濟執行，防止事故發生和擴大起到關鍵性的決定作用。而母線作為電力系統中最重要的元件之一，對母線保護裝置的安全性及可靠性要求極高。
關鍵詞：變電站；110kv 母線；繼電保護裝置
中圖分類號：tm411+.4文獻標識碼：a 文章編號：
1.電力系統常見故障及產生後果
電力系統的所有一次裝置在執行過程中由於各種因素的影響可能會發生短路、斷線等故障，最常見也是最危險的故障時各種型別的短路。有三相短路、兩相短路、兩相接地短路、不同地點的兩點接地短路、單項接地短路以及電機和變壓器的匝間短路。在中性點直接接地系統中，一相對地短路故障最為常見，據統計約佔故障總數的90%左右。
在中性點不接地或經消弧線圈接地的系統中，單相接地並不構成大電流的短路環路。
母線故障如未裝設專用的母線保護，需靠相鄰元件的保護作為後備，將延長故障切除時間，利用母線保護清除和縮小故障造成的後果，是十分必要的。由於母線保護涉及開關較多，誤動作後果特別嚴重，所以要求它比其他保護具有更高的安全性。
2.母線保護
2.1母線差動保護
1、起動元件
母線差動保護的起動元件由『和電流突變量』和『差電流越限』兩個判據組成。『和電流』是指母線上所有連線元件電流的絕對值之和∑==m
j ij ir 1；『差電流』是指所有連線元件電流的絕對值∑==m j ij id 1，i j 為母線上第j個連線元件的電
流。（1）和電流突變量判據，當任一相的和電流突變量大於突變量門坎時，該相起動元件動作。其表示式為：
dset
r i i >（2）差電流越限判據，當任一相得差電流大於差電流門坎定值時，該相起動元件動作。其表示式為：
dset
d i i >（3）起動元件返回判據，起動元件一旦動作後自動展寬40ms，再根據起動元件返回判據決定該元件何時返回。當任一相差電流小於差電流門坎定值的75%時，該相起動元件返回。其表示式為：
dset
d i i 75.0<2、差動元件
母線保護差動元件由分相複式比率差動判據和分相突變量複式比率差動判據構成。
(1)複式比率差動判據,動作表示式為：
dset
d i i >①)(d d i ir kr i ×>②
複式比率差動判據相對於傳統的比率制動判據，由於在制動量的計算中引入了差電流，使其在母線區外故障時有極強的制動特性，在母線區內故障時無制動，因此能更明確區分區外故障和區內故障，下圖2.2為複式比率差動元件的動作特性。
圖2.2複式比率差動元件的動作特性
（2）故障分量複式比率差動判據
根據疊加原理，故障分量電流有以下特點：a.母線內部故障時，母線各支路同名相故障分量電流在相位上接近相等；b.
理論上，只要故障點過渡電阻不是∞，母線內部故障時故障分量電流的相位關係不會改變。
為有效減少負荷電流對差動保護靈敏度的影響，為進一步減少故障前系統電源功角關係對保護動作特性的影響，提高保護切除經過渡電阻接地故障的能力，本裝置採用電流故障分量相位差動構成複式比率差動判據。
故障分量的提取有多種方案，本保護採用的數字演算法如下：
)()()(n k i k i k i =故障分量差電流：∑==
m j ij id 1；故障分量和電流：∑==m j ij ir 1動作表示式為：
dset
d i i >①)(d d i ir kr i ×>②
dset d i i >③
)(5.0d d i ir i ×>④保護將母線上所有連線元件的電流取樣值輸入上述兩個差動判據，即構成大差比率差動元件；對於分段母線，將每一段母線所連線元件的電流取樣值輸入上述差動判據，即構成小差比率差動元件。各元件連線在哪一段母線上，是根據各連線元件的刀閘位置來決定的。
3、電壓閉鎖元件
以電流判據為主的差動元件，可以用電壓閉鎖元件來配合，提高保護整體的可靠性。電壓閉鎖元件的動作表示式為：
setab u u ≤①set u u 003≤②
setu u 22≤③三個判據中的任何乙個滿足，該段母線的電壓閉鎖元件就會動作，稱為復合電壓元件動作。如母線電壓正常，則閉鎖元件返回。本元件瞬時動作，動作後自動展寬40ms 再返回。
差動元件動作出口，必須相應母線段的母線差動復合電壓元件動作。
2.2母聯（分段）充電保護
分段母線其中一段母線停電檢修後，可以通過母聯（分段）開關對檢修母線充電以恢復雙母執行。此時投入母聯（分段）充電保護，當檢修母線有故障時，跳開母聯（分段）開關，切除故障。
母聯（分段）充電保護的起動需同時滿足三個條件：（1）母聯（分段）充電保護壓板投入；（2）其中一段母線已失壓，且母聯（分段）開關已斷開；（3）母聯電流從無到有。
充電保護一旦投入自動展寬200ms後推出。充電保護投入後，當母聯任一相電流大於充電電流定值，經可整定延時跳開母聯開關，不經復合電壓閉鎖。
icika >ic
ikb >ic ikc >ika :母聯a相電流ikb :母聯b相電流
ikc ：母聯c相電流
圖2.3充電保護邏輯框圖2.3母聯（分段）過流保護
母聯（分段）過流保護可以作為母線解列保護，也可以作為線路（變壓器）的臨時應急保護。母聯（分段）過流保護壓板投入後，當母聯任一相電流大於母充電保護投入與或
充電出口延時跳母聯
充電閉鎖母
與閉鎖母差
聯過流定值，或母聯零序電流大於母聯零序過流定值時，經可整延時跳開母聯開關，不經復合電壓閉鎖。母聯過流保護投入
kka i i >kc
kc i i >0
033k k i i >03k i ：母聯零序電流；k i ：母聯過流定值；03k i ：母聯零序過流定值
圖2.4母聯過流保護邏輯框圖2.4電壓迴路斷線告警
某一段非空母線失去電壓，延時9秒發tv 斷線告警訊號。除了該段母線的復合電壓元件將一直動作外，對保護沒有其他影響。
3.3.結論
結論母線保護是電能集中與分配的重要環節，它的安全執行對不間斷供電具有極為重要的意義。母線故障是發電廠和變電站中電氣裝置最嚴重的故障之一，將使連線在故障母線上的所有元件在修復故障母線期間或是轉換到另一組無故障母線上執行以前被迫停電。而且，在電力系統樞紐變電站的母線上發生故障時，有可能引起系統穩定的破壞，造成電力系統解列、大面積停電甚至崩潰，所以必須針對母線故障設定相應的保護裝置。
或與母聯過流出口延時跳母聯
作者：謝德藝
作者單位：廣東威恆輸變電工程****
刊名：城市建設理論研究（電子版）
英文刊名：chengshi jianshe lilun yan jiu
年，卷(期)：2013(4)
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批准 審核 編寫 古成桂 廣東鴻安送變電工程 2013年1月 目錄1 編制依據及工程概況2 2 工作範圍3 3 施工現場組織機構3 4 工期及施工進度計畫3 5 質量管理4 6 安全管理11 7 環境保護及文明施工14 1 編制依據及工程概況 1 編制依據 1.1 本工程施工圖紙 1.2 裝置技術檔...