[科普中国]-微机母线保护-

微机母线保护概述

母线主保护一般采用比率差动保护，为防止电流回路断线引起差动保护误动，同样采用复合电压闭锁整套保护装置。当发生区外故障时，故障单元的TA流过连接在母线上各元件的总故障电流，使得该TA严重饱和，产生的不平衡电流很大，如何克服这一不平衡电流，就成了提高母线保护性能的关键因素。

微机母线保护在硬件方面多采用CPU技术，使保护各主要功能分别由单个CPU独立完成，软件方面通过各软件功能元件相互闭锁制约，提高保护的可靠性。此外，母线微机保护通过对复杂庞大的母线系统各种信号（输入各路电流，电压模拟量，开关量及差电流和负序、零序量）的监测和显示，不仅提高了装置的可靠性，也提高了保护可信度并改善了保护人机对话的工作环境，减少了装置的调试和维护工作量。另外，软件算法的深入开发使母线保护的灵敏度和选择性不断得到提高。

微机母线保护的特点母线保护属于元件保护，主保护均采用比率差动保护。母线保护应有高度的安全性和可靠性。母线保护的拒动和误动将造成严重的后果。母线保护误动会造成大面积的停电；母线保护拒动，可能造成电力设备的损坏及系统的瓦解。母线保护还应具有选择性强、灵敏度高、动作快的特点。母线保护不但要能很好地区分区内故障和区外故障，还要确定哪条或哪段母线故障。由于母线安全运行影响到系统的稳定性，因而尽早发现并最快速度切除故障很重要。

为了防止电流回路断线引起差动保护误动，采用复合电压闭锁整套保护装置。母线保护应接在专用的电流互感器二次回路中，且要求在该回路中不接入其他设备的保护装置或测量装置。电流互感器的测量精度要高，暂态特性及抗饱和能力强。母线电流互感器在电气上的安装位置，应尽量靠近线路或变压器一侧，使母线保护与线路保护或变压器保护有交叉保护区。

母线是各路电流的汇流处，当发生区外故障时，故障间隔的电流互感器流过连接在母线上的各元件的总故障电流，使得该电流互感器严重饱和，为了有效克服区外故障的不平衡差流引起母线差动保护误动，微机母线保护采用新型的复合比率式差动保护及同步识别法克服电流互感器对差动不平衡电流的影响。

母线保护需面对庞大的母线系统及各种信号（设备运行方式、各间隔的输入电流、各母线的电压输入、开关量及差电流）的监测和显示。

母线保护动作、失灵保护动作后，对闭锁式保护作用于纵联保护停信，对允许式保护作用于纵联保护发信。母线上发生故障时，一般是永久性故障，为防止线路断路器对故障母线进行重合，造成对系统的又一次冲击，母线保护动作后，闭锁线路重合闸。为使在母线发生短路故障而某一‘断路器失灵时靠失灵保护能可靠切除故障，或3/2断路器接线方式下，故障点在断路器与电流互感器之间时，失灵保护能可靠切除故障，母线保护动作后应立即去启动失灵保护。1

微机母线保护硬件组成微机母线保护硬件结构，主要分为几大部件：

①比率差动保护插件，主要完成比率差动判据计算及出口逻辑判断；

②保护闭锁插件，根据母线电压及有关的开关量完成复合电压闭锁任务；

③保护管理通信插件，完成人机接口、打印报告、通信管理任务，通信管理除了与比率差动保护插件及保护闭锁插件通信外，还要与监控系统通信；

④母线电压、母线各支路电流模拟量输入以及模数变换插件；

⑤光隔开关量输入、输出插件；

⑥出口信号、告警信号插件；

⑦电源插件，因微机保护对电源的要求较高，电源插件一般是逆变电源，即将直流逆变为交流，再把交流整流为微机保护所需的直流电压。它把强电系统的直流电源与微机保护的弱点系统电源完全分开。通过逆变后的直流电源具有较高的抗干扰水平，对变电站内的强干扰可以消除掉。下图为微机母线保护硬件结构。2

BP-2A微机母线保护配置1、主保护配置

BP - 2A的母线主保护为母线复式比率差动保护，采用复合电压及TA断线两种闭锁方式闭锁差动保护。大差动瞬时动作于母联断路器，小差动作选择元件跳被选择母线的各支路断路器。这里母线大差动是指除母联开关和分段开关以外，各母线上所有支路电流所构成的差动回路，某一段母线的小差动是指与该母线相连接的各支路电流构成的差动回路，其中包括了与该母线相关联的母联开关和分段开关。

2、其他保护配置

断路器失灵保护，由连接在母线上各支路断路器的失灵起动接点来起动失灵保护，最终连接该母线的所有支路断路器。除此之外，还设有母联单元死区故障保护和母线充电保护。

3、保护启动元件配置

BP - 2A母线保护起动元件有三种：母线电压突变量元件；母线各支路的相电流突变量元件；双母线的大差动过电流元件。只要有一个起动元件动作，母线差动保护即起动工作。如下图所示。2