【摘 要】基于母線保護在電力系統(tǒng)運行中的重要性，對引起母線故障的原因進行分析，并對母線保護進行闡述，重點介紹了四種母線差動保護方法，并在此基礎(chǔ)上對母線保護的發(fā)展趨勢進行進行展望，隨著計算機的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，微機母線保護應(yīng)用前景十分廣闊。

【關(guān)鍵詞】母線故障；差動保護；微機保護

在發(fā)電廠和變電所中，屋內(nèi)和屋外配電裝置中的母線是電能集中與分配的重要環(huán)節(jié)，它的安全運行對不間斷供電具有極為重要的意義。母線發(fā)生故障的幾率較線路低，但故障的影響面很大。這是因為母線上通常連接較多的電氣元件（線路、變壓器、發(fā)電機等），母線故障將使這些元件在母線故障修復(fù)期間或切換到另一組母線所必須的時間內(nèi)被停電，從而造成大面積停電事故，并可能破壞整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，使故障范圍進一步擴大，通過母線保護來切除母線故障、降低影響范圍，是非常有必要的。

1.引起母線故障的原因

母線故障是發(fā)電廠和變電所中電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障之一，運行經(jīng)驗表明，大多數(shù)母線故障是單相接地，多相短路故障所占的比例很小。發(fā)生母線故障的原因主要有：外力破壞，母線絕緣子及斷路器套管因表面污穢導(dǎo)致閃絡(luò)，電壓互感器或裝于母線與斷路器之間的電流互感器故障，倒閘操作時引起斷路器或隔離開關(guān)絕緣瓶頸損壞，運行人員誤操作，GIS設(shè)備損壞氣體泄漏等。

2.母線差動保護分類

母線保護有兩種主要方式，其一是利用供電元件的保護來切除母線故障，其二是裝設(shè)專用保護。利用供電元件的保護方式簡單、經(jīng)濟，可以切除母線故障，但切除故障時間太長，一般在0.5～1.1s 以上；當(dāng)雙母線同時運行發(fā)生故障時，該方式不能保證有選擇性地切除。因此，常用方式是裝設(shè)專用保護。

2.1 母線完全差動保護。母線完全差動保護常用作單母線或只有一組母線經(jīng)常運行的雙母線的保護，母線的所有連接元件上都裝設(shè)變比和特性相同的電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，母線保護采用三相式接線；對于中性點非直接接地系統(tǒng)，母線保護一般采用兩相式接線。母線完全差動保護的主要優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：各組成元件和接線比較簡單，調(diào)試方便，易于運行人員掌握；采用速飽和變流器，可以較有效地防止由于區(qū)外故障一次電流中的直流分量導(dǎo)致電流互感器飽和引起的保護誤動作；當(dāng)元件固定連接時母線差動保護有很好的選擇性；當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開時，母線差動保護仍有選擇能力，在兩條母線先后發(fā)生短路時，母線差動保護仍能可靠動作。缺點：方式破壞時，如任一母線上發(fā)生短路故障，就會將兩條母線上的連接元件全部切除，適應(yīng)運行方式變化的能力較差；由于采用了帶速飽和變流器的電流差動繼電器，動作時間較慢，不能快速切除故障；靈敏度較低。

2.2 母線不完全差動保護。不完全差動保護通常用作發(fā)電廠或大容量變電站6～10kV 母線保護，其只需將連接于母線的各有電源元件上的電流互感器接入差動回路，并裝設(shè)變比和特性完全相同的D級電流互感器，而在無電源元件上的電流互感器則不接入差動回路。該保護方式簡化了保護接線，大大降低了設(shè)備費用，對于出線較多的6～10kV 母線比較實用。

2.3 雙母線固定連接運行的完全差動保護。當(dāng)發(fā)電廠和重要變電所的高壓母線為雙母線時，采用雙母線同時運行，每組母線固定連接一部分供電和受電元件。雙母線固定連接運行的完全差動保護要求母線保護能夠準(zhǔn)確判斷出故障發(fā)生在哪一段母線，有選擇性地切除并保留非故障母線繼續(xù)運行。雙母線的差動保護裝置由一套大差動保護元件和兩套小差動保護元件組成。雙母線固定連接運行完全差動保護的主要優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：各組成元件和接線比較簡單，調(diào)試方便，易于運行人員掌握；采用速飽和變流器，可以較有效地防止由于區(qū)外故障一次電流中的直流分量導(dǎo)致電流互感器飽和引起的保護誤動作；當(dāng)元件固定連接時母線差動保護有很好的選擇性；當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開時，母線差動保護仍有選擇能力，在兩條母線先后發(fā)生短路時，母線差動保護仍能可靠動作。缺點：當(dāng)元件固定連接方式破壞時，如任一母線上發(fā)生短路故障，就會將兩條母線上的連接元件全部切除，適應(yīng)運行方式變化的能力較差；由于采用了帶速飽和變流器的電流差動繼電器，動作時間較慢，不能快速切除故障；靈敏度較低。

2.4 母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護。母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護是根據(jù)母線外部故障或內(nèi)部故障時連接在母線上各元件電流相位的變化來實現(xiàn)的。電流相位比較式母線差動保護應(yīng)用于雙母線時，應(yīng)在每組母線上裝設(shè)一套電流比相式保護，通過切換裝置使保護裝置二次回路的工作與一次系統(tǒng)連接的方式相適應(yīng)，以保證動作的選擇性。母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護的主要優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：不要求元件固定連接于母線，可提高母線運行方式的靈活性。缺點：正常運行時母聯(lián)斷路器必須投入運行；母線故障保護動作時，如果母聯(lián)拒動，將造成由非故障母線的連接元件通過母聯(lián)供給短路電流，使故障不能切除；當(dāng)母聯(lián)斷路器和母聯(lián)電流互感器之間發(fā)生故障時，將會切除非故障母線，而故障母線反而不能切除；兩組母線相繼發(fā)生故障時，只能切除先發(fā)生故障的母線，后發(fā)生故障的母線因這時母聯(lián)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。

3.母線保護發(fā)展趨勢

隨著計算機的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型，進入到微機型時代，母線保護也由過去的固定連接式母線完全差動保護、電流相位比較式母線差動保護，發(fā)展到現(xiàn)在的中阻抗比率制動母線保護和微機母線保護。微機母線保護技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用也越來越廣泛，其在220kV以上電網(wǎng)繼電保護裝置中的線路保護上已經(jīng)基本實現(xiàn)，元件保護也正朝著全面微機化方向過渡中。微機母線保護不僅容易操作，便于管理維護，而且具有可靠性高、選擇性好、速動靈活等特性，應(yīng)用前景十分廣闊。

結(jié)語：

由于各種主觀、客觀原因，母線故障隨時有可能不可避免地發(fā)生。通過積累運行經(jīng)驗，掌握科學(xué)合理的母線保護技術(shù)，將能最大限度地控制母線故障造成的影響，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全可靠不間斷供電。

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