母线保护原理及调试

母线保护原理及调试

一、 概述

1、电气主接线的定义：发电厂和变电站的一次设备按照一定的要求和顺序

连成的电路，又称为一次接线。

2、电力系统的主接线形式分为有母线形式和无母线形式。

母线又叫汇流排，是电厂、电站汇集和分配电能的电气连接设备。它把各电源送来的电能汇集起来，并分配给各个用户，表明各种一次设备的数量和作用、设备间的连接方式以及在电力系统的连接情况。 1）、有母线：此类接线方式又可以分为单母线和双母线形式。

A 、单母线：常见的接线形式有单母线、单母分段、单母带旁路以及单母

分段带旁路。 单母线：

单母分段：

单母带旁路：

单母分段带旁路（I 、II 母均可带旁路）：

B 、双母线：常见的形式有双母线、双母分段、双母带旁路以及一个半断路器接线（3/2接线）。双母分段按照分段类型又可以分为双母单分段和双母双分段；双母带旁路按照旁路类型又可以分为专设母联专设旁路、母联兼旁路、旁路兼母联。 双母线：

I 母 母联

II 母

双母单分段：

双母双分段：

母

联

双母带旁路：

a) 专设母联，专设旁路：

分段I

母联

I 母

母联

II 母

旁母

ｂ） 母联兼旁路（Ｉ母带旁路）：

I 母

II 母

旁母

ｃ） 旁路兼母联（旁路刀闸在Ｉ母侧）：

I 母 II 母 旁母

2）、无母线：常见的有单元接线、桥形接线以及多角形接线。 3、母线保护的重要性

母线是电力系统中非常重要的设备，其可靠运行直接影响到电力系统的安全和稳定，而母线故障是最严重的电气故障之一，因为它与各个电气元件相联，所以装设必要的母线保护装置能够正确迅速切除母线故障，它的拒动或误动将给电力系统带来严重危害。 4、电力系统对母线保护的要求：

1）、可靠性 2）、速动性 3）、选择性 4）、灵敏性

二、 母线保护

1、母线常见的故障类型：相间短路故障、单相接地故障 2、母线保护的类型： 1）、利用母线上其他元件的保护装置来切除故障。 2）、采用专门的母线差动保护装置。母线差动可以分为母线完全差动保护

和母线不完全差动保护。

我国电网中使用的母线保护类型较多，从元器件构成上大致可分为整流型、集成电路型和微机型。根据目前发展的形式，整流型已经被淘汰，集成电路型也将逐步被微机型取代。国内常见的微机型母线保护有南瑞的RCS-915型保护、深圳南瑞的BP-2A 型保护、南自WMZ-41型保护、许继的WMH-800型保护以及北京四方公司的CSC-150型保护。 以下具体针对CSC150装置介绍一下母线保护。 3、母线保护的原理

由于母线的作用是汇集和分配电能，在潮流分布中，如果我们把母线看成一个节点的话，根据基尔霍夫电流定律，流进节点的电流应该等于流出节点的电流，这就是母线保护的基本原理。所谓的差流，是流进母线的电流和流出母线的电流之差。当母线正常运行（或区外故障）时，流进的电流等于流出的电流，差流为0；当母线区内故障时，故障电流应该是全部流进母线而没有流出的电流（理想情况），这时流进母线的电流就不等于流出母线的电流，差流不为0，不满足基尔霍夫电流定律，母线保护应该动作。国内的微机型保护就是根据基尔霍夫电流定律为基本依据构成的差动保护。 1）、差动保护

装置的主保护采用分相式快速虚拟比相式电流突变量保护和比率制动式电流差动保护原理。快速虚拟比相式电流突变量保护仅在故障开始时投入，然后改用比率制动式电流差动保护。两种原理保护均设有大差启动元件、小差选择元件和电压闭锁元件。大差作为小差的启动元件，用来判别母线区内和区外故障，小差为故障母线的选择元件，在同时满足电压闭锁开放条件时跳开故障母线上所有断路器。其出口逻辑如下图（以双母线为例）：

跳I 母

跳II 母

其动作方程为：

∣i 1+i 2+„+i n ∣≥i 0

∣i 1+i 2+„+i n ∣≥K ²(∣i 1∣+∣i 2∣+„+∣i n ∣)

式中i 1、i 2、„i n 为支路电流，K 为制动系数，i 0为差动电流门坎值。该保护的动作条件由上述两判据“与”门输出。保护的动作曲线如图：

I

图中i d =∣i 1+i 2+„+i n ∣为差动电流，i f =∣i 1∣+∣i 2∣

+„+∣i n ∣为制动电流，K 为比率制动系数。

母联是个比较特殊的元件，它的电流对于一条母线为流进的话，对于另一条母线就是流出，由此可见，无论母联的电流流向如何，它都不会影响大差电流，所以大差中不计算母联电流，但是它影响了小差，一般在小差中默认如果母联TA 极性和哪条母线其它单元的极性指向一致，该母线小差中就加母联电流，另一条母线就减母联电流（矢量

和）。

2）、电压闭锁

为了防止由于差动以及失灵出口回路的误碰或出口继电器损坏等原因而导致母线连接元件的误跳闸，母线保护装置都配有电压闭锁功能。电压闭锁元件含母线各相低电压，负序电压，零序电压元件，各元件并行工作，构成或门关系。常用的闭锁措施，一种是将闭锁触点串接在出口继电器的线圈回路中，另一种是将闭锁触点与跳闸回路触点串联，目前国内大都采用后者。双母线（分段母线）接线形式在通过母联/分段断路器或其他支路刀闸双跨互联运行时，若某段母线TV 出现异常，电压闭锁元件能自动切换到另一段母线TV 上。电压开放逻辑如图: U A ≤U pzd

U B ≤U pzd

≤U C U pzd 对应母线电压闭锁开放

U 2≥U 2zd

3U 0≥U 0zd 母线TV 断线 3）、TA 饱和判别

一般母线区内故障TA 饱和对保护是不会产生什么影响，但是母线近端区外故障时，由于直流分量的影响，造成TA 严重饱和，二次电流发生严重的畸变，不能真实的反映一次电流，使差动回路中产生差流，对母线差动保护产生不利影响, 若不采取必要的闭锁措施，差动保护就会误动。因此，在各种类型的母线差动保护中必须对TA 饱和采取相应的闭锁措施。

根据分析，即使TA 严重饱和时，在故障发生的初始阶段和线路电流过

零点附近，TA 存在一个线性传变区，在线性传变区内差动电流为零，差动保护不会误动作，过了该区就会产生差动电流。TA 饱和检测元件就是利用该特点，通过实时处理线性传变区内的各种变量关系，包括电压突变量、差动电流、制动电流突变量、差动电流变化率、制动电流变化率等，形成几个并行的TA 饱和判据，根据不同判据的特点，赋予不同的同步因子。通过同步因子和时间变量的关系来准确地鉴别TA 饱和发生的时刻，加上差动电流谐波量的谐波分析，使得该TA 饱和检测元件具有极强的抗TA 饱和能力，能够鉴别2msTA 饱和。对于饱和相区外转区内故障，由于采用波形识别技术，可以快速切除故障。 4）、母联失灵保护

母联失灵示意图如下图所示，I 母线内部故障，I 母差动保护动作，跳

母联及I 母所有连接元件，若母联断路器失灵，故障依然存在，延时（延时可整定，躲母联断路器跳闸时间），若母联电流越限则跳开双母线上所有连接元件，最终切除故障。母线保护、母联充电保护动作时均启动母联失灵保护。

保护逻辑图为：

跳II 母

跳I 母 5）、母联死区保护

母联死区保护根据母联TA 的不同布置分以下情况：

母联断路器两侧装设两组TA ，交叉接线，死区故障两条母线同时跳闸，母线保护不装设死区保护；由于一次的投资情况，很多地方只在母联一侧装设TA ，如下图：

在双母线接线中，K 点发生故障，对II 母差动保护来说为外部故障，II 母差动保护不动；对I 母差动保护为内部故障，I 母差动保护动作，跳开I 母上的连接元件及母联断路器，但此时故障仍不能切除，针对这种情况，装置采用I 母母差动作跳开母联断路器后检测母联断路器的跳位开入，若有跳位开入且母联上仍有电流则发生的是死区故障，装置跳开健全段母线上所连的所有断路器，最终切除故障。 若没有把母联的跳位接点引入保护装置，或者保护没有识别到母联TWJ ，

则母联死区故障时保护自动按母联失灵来处理。 保护逻辑图为：

跳II 母

跳I 母

6）、双母双分段方式下分段失灵和死区保护

双母双分段接线的母线保护按两个双母线系统配置，每个双母线系统配置一套母线保护装置。为了实现分段失灵和死区保护，必须将一套母线保护分段1或分段2的出口节点接至另一套母线保护的 “启动分段1失灵或充电”开入或“启动分段2失灵或充电”开入，当装置检测到此类开入后启动本装置对应分段单元的失灵和死区保护，然后按双母线母联失灵或死区保护逻辑判别是否跳该分段所连接的母线。双母双分段系统分段失灵和死区保护逻辑图如下图所示。

QDJ CKJ YJ

分段I

t

#2母线保护屏

QDJ CKJ YJ

分段II

t

QDJ CKJ YJ

分段I

t

#1母线保护屏

QDJ CKJ YJ

分段II

t

I

#1母线保护屏分段I 死区跳I 母 #1母线保护屏分段I 失灵跳I 母 #1母线保护屏分段II 死区跳II 母 #1母线保护屏分段II 失灵跳II 母

I I

I

I

#2母线保护屏分段I 死区跳I 母 #2母线保护屏分段I 失灵跳I 母 #2母线保护屏分段II 死区跳II 母 #2母线保护屏分段II 失灵跳II 母

I I

I

7）、充电保护

当任一组母线检修后再投入运行之前，利用母联断路器对该母线进行充电试验时可投入母联充电保护，当被试验母线存在故障时，利用充电保护跳开母联断路器，切除故障。充电保护只能短时投入，充电保护投入的逻辑为：当母联断路器由“跳位”变为“合位”，或母联TWJ=1，母联由无电流变为有电流，且一组母线无压，则开放充电保护300ms ，当母联电流大于充电保护电流定值且充电延时到后跳开母联开关。充电保护的逻辑入图：

充电保护投入

母联电流越限

延时到

跳母联

充电保护返回

另外，根据母联充电保护闭锁母差控制字的投退来决定充电保护投入期间是否闭锁母差保护，若控制字投入，则在充电保护投入期间闭锁母差保护。考虑到用户可能有专门的母联保护，在进行母联充电试验时不使用本装置的母联充电保护，但又需要闭锁母差保护，所以引入充电手合开入接点，即使充电保护未投入，但只要外部充电手合接点闭合，且母联充电保护闭锁母差控制字投入，则闭锁母差。针对特殊订制，装置可以提供手合充电模式，若充电手合接点闭合则充电保护投入，投入时间不超过5s 。在充电保护投入期间，若母联电流任一相大于充电保护整定电流，则经整定的充电保护延时将母联断路器切除。 8）、母联过流保护

这是一种简单的辅助保护。根据用户需要可设计成母联过流保护或者是旁路保护，当利用母联断路器作为线路（或旁路）的临时保护时可投入过流保护。过流保护投入时，当任一相母联（或旁路）电流大于过流保护电流整定值，经整定延时跳母联（或旁路）开关。 9）、母联非全相保护

当母联断路器某相断开，母联非全相运行时，可由母联非全相保护延时跳开母联断路器三相。在母联非全相保护投入时，若母联三相TWJ 状态不一致，且母联零序电流大于母联非全相电流定值，经整定延时跳母联开关。母联非全相保护出口不经复合电压闭锁。 10）、TA 断线闭锁

在差动保护无启动前提下，若差电流在10s 内存在且并不返回，保护会

判为TA 断线。保护设置了一告警段一闭锁段，告警段只发信号，闭锁段在发信时按相闭锁母线差动保护，防止再发生区外故障时母差误动。

11）、刀闸双跨

当某一连接单元的两副刀闸同时闭合时，两条母线通过刀闸短接，成为单母线。因此，当差动保护动作时小差将失去选择性，不再作故障母线的选择，而直接切除双母线上所有连接单元。

12）、方式识别

在双母线系统中，根据电力系统运行方式变化的需要，母线上的连接元件需在两条母线间频繁切换，由此可见双母线运行的一个特点是操作灵活、多变，但是运行的灵活却给保护的配置带来了一定的困难，常规保护是通过引入隔离开关辅助触点的方法来动态跟踪现场的运行工况， 如下图：

I

II

双母线运行方式示意图

微机母线保护通过刀闸位置开关量输入读取各支路状态，形成I 母运行方式字和II 母运行方式字，同时辅以电流校验，实时跟踪母线运行方式。装置配备了母线运行方式显示屏，对应于某种运行方式，在电流不平衡时会出现告警，提醒用户进行干预。用户可以根据现场的运行方式选择自动、强合、强分来干预显示屏上每个隔离开关辅助触点，使得运行方式识别准确可靠。另外针对因隔离刀闸辅助触点工作电源丢失而导致的所有刀闸位置都为0的情况，装置能够记忆掉电前的刀闸位置和母线运行方式字直到开入电源恢复正常为止，使得母线保护在该状态下仍可以正确跳闸。

13）、TA 变比的自动调整

母线保护因所连接的支路负载情况不同，所选得TA 也不尽相同。微机型保护可以根据用户整定的一次TA 变比在软件中自动进行换算，使得二次电流满足基尔霍夫定理。假设支路1的TA 变比为TA 1，支路2的

TA 变比为TA 2，支路n 的TA 变比为TA n 等等，则TA 变比的归算方法如

下：

TA max =max {TA 1, TA 2, , TA n }

TA 1r =TA 1

TA max

TA 2

TA max TA 2r =

∧

TA nr =TA n

TA max

差动电流和制动电流是基于变换后的TA 二次相对变比而得的。

14）、母线保护补跳功能

在双母线运行方式下，装置的动作跳闸逻辑如下：

1) 差动保护动作速动跳开运行于故障母线上的所有支路；

2）差动保护动作跳闸后经母联失灵延时判别大差差动电流是否平

衡，若不平衡则补跳无刀闸引入（既不在I 母也不在II 母上）的其他支路。差动保护补跳逻辑如图：

15）、断路器失灵保护 补跳无刀闸引入支路 补跳无刀闸引入支路

任一断路器失灵时，来自外部该元件的失灵启动触点启动失灵保护，失

灵保护判出该元件所在母线，并经设定的延时切除母联和失灵元件所在的母线。常规的失灵保护配置了两种启动方式：

1）无电流元件的断路器失灵保护，该方式的失灵保护由外部失灵启

动装置启动本装置失灵保护，本装置无电流元件，不进行电流判别, 保护本身只完成选择失灵元件所在的母线段以及复合电压闭锁功能。断路器失灵保护检查有失灵启动开入且复合电压闭锁元件开放时按如下逻辑出口：（a ） 经较短的时间延时跳开母联断路器；（b ） 经较长的时间延时跳开与该支路所在同一母线上的所有支路断路器。

2）有电流元件的断路器失灵保护，该方式的失灵保护由线路保护装

置或元件保护装置跳闸接点启动本装置失灵保护，电流判别及失灵逻辑由本装置自身完成。该方式断路器失灵保护，是由线路保护（跳A 、跳B 、跳C ）或元件保护（三跳）出口继电器动作启动的。开入持续有效、跳闸相有故障电流且复合电压闭锁元件开放时，断路器失灵保护确定失灵单元、完成选择失灵单元所在的母线段并按如下逻辑出口：（a ） 在整定的时间内跟跳本断路器；（b ） 若经延时确定故障还未切除，则以较短的时间跳开母联断路器，以较长的时间跳开与该支路所在同一母线上的所有支路断路器。

三、母线保护的调试

目前国内的微机型保护大都采用分相的带比率制动特性的差动保护。所谓的分相，是指三相母线分别进行各自相的差流判别。正常运行（或区外故障）时，母线上流进的电流和流出的电流基本上平衡，没有差流；区内故障时，流进母线的电流和流出的电流不平衡，这样就产生了差流。母线保护所不同于其他保护就在于，它并不是具体到判别母线上哪一个支路的电流，而是判别该母线上所有连接支路的电流之和，因此母线上的电流只有流进母线和流出母线两个方向。由此可见，母线保护装置一定要所有回路的TA 极性一致，全部在母线侧或者全部在线路侧（一般默认全部在母线侧）。所以调试母线保护时，一定要校验所有支路的TA 极性。

下面的实验以双母线且母联TA 极性朝向I 母为例

1、零漂检查

在不加任何交流量的情况下，查看各通道的采样值，电流应在±0.1范围内，电压在±0.2范围内。如不满足可以按“SET ”键进入主菜单，在“测试操作”菜单下用“调整零漂”菜单对各通道的零漂值进行调整。

2、刻度检查

在各电流回路通入额定交流电流，要求串入0.2级(或0.5级) 电流表，在各电压回路通入额定交流电压，要求并入0.2级(或0.5级) 电压表，查看电流电压的有效值，应与表计指示平均误差

解除上述交流输入接线，通入额定三相交流电压及电流，打印出正常采样值，通过采样值检查模拟量各相位是否与接入量相同。

如果刻度不满足，可以按“SET ”键进入主菜单，在“测试操作”菜单下用“调整刻度”菜单对各通道的刻度值进行校正。

3、开入检查

投退各保护功能压板，此时应有对应开入量变化的报告给出（如差动保

护压板投入或退出）；投退各元件刀闸位置，应有对应开入量变化的报告给出（如1#元件I 母刀闸投入或退出）；投退各元件失灵启动信号，应有对应开入量变化的报告给出（如1#元件A 相失灵投入或退出），否则应检查该回路外部接线及开入电源。

4、极性校验

将各支路TA 变比整定相同，所有电流回路同相同极性串联，通入额定交流电流，查看各回路电流采样值，如果电流波形一致，就证明极性正确；如果有相差180°的，就证明该回路TA 极性刚好相反。

试验时可能由于回路数比较多，串联起来比较麻烦，可以分组来校验。例如，先在第一路元件A 相加入1∠0°的电流，在第二路A 相加入2∠0°的电流，在第三路A 相加入3∠0°的电流，查看这三路的电流相位；然后在三、四、五加电流，然后在五、六、七，以此类推。

5、定值整定

整定保护各项定值和TA 变比，其中差动电流定值的计算及显示均以最大的TA 变比为基准。试验时为了方便，最好把TA 全部整定成一样。

6、差动保护试验

合“差动保护投入”功能压板

1）、区内故障试验：

a ） 母联在合位，在I 母任意元件（母联除外）加入大于差动电流定值的电流，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，保护瞬时跳开I 母所有连接元件和母联；在II 母任意元件（母联除外）加入大于差动电流定值的电流，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，保护瞬时跳开II 母所有连接元件和母联。

b) 母联在跳位，在I 母任意元件加入大于差动电流定值的电流，在保

证母线保护电压闭锁开放的条件下，保护瞬时跳开I 母所有连接元件；在II 母任意元件加入大于差动电流定值的电流，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，保护瞬时跳开II 母所有连接元件。

2）、区外故障试验：

a ） 母联在合位，母联和I 母元件反极性串联，再和II 母顺极性串联一个大于差动定值的电流，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，

保护装置可靠不动作。

b ） 母联在跳位，在同一母线的任意两个元件上反极性串联一个大于差动电流定值的电流，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，保护装置可靠不动作。

3）、制动系数校验

在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，选择同一母线上除母联外的任意两个元件加入两个电流（注意，电流加在同一相上），其中一个电流I1固定（比如5A 或一个其它的值），另一个电流I2极性加的与I1极性相反，缓慢改变I2的值，记下保护刚好动作时的两个电流值。然后计算Id=|I1-I2|，If=|I1|+|I2|，Zd=Id/If。比较Zd 的计算值和所下的定值, 误差应在±5%以内。

4）、校核动作值精度

根据定值整定范围，选择三组定值按上述方法重复试验，动作值误差应不超过±5%。

5）、互连运行试验（母联在合位）

a ）手动互连：

将除母联外的任意元件的I 、II 母刀闸同时短接，在任意元件（母联除外）上加入大于差动电流定值的电流，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，保护瞬时跳开两条母线。

b ）自动互连：

合“互连运行投入”压板，在任意元件（母联除外）上加入大于差动电流定值的电流，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，保护瞬时跳开两条母线。

6）、母联开关失灵试验（母联在合位）

将“母联失灵投入”控制字置1

在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，在母联和I 母元件上反极性串

联一个电流来模拟II 母故障且母联失灵。保护动作行为应是瞬时跳II 母并经母联失灵延时跳开与I 母相连的所有单元。

在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，在母联和II 母元件上同极性串联一个电流来模拟I 母故障且母联失灵。保护动作行为应是瞬时跳I 母并经母联失灵延时跳开与II 母相连的所有单元。

7）、母联死区故障试验（母联在合位）

a ）并列运行：

将母联出口接点接入母联跳位，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，在母联和I 母元件上反极性串联一个电流来模拟II 母区内故障，此时保护应瞬时跳开与II 母相联的所有单元，延时200ms 跳开与I 母相连的所有单元。在母联和I 母元件上同极性串联一个电流来模拟I 母区内故障，此时保护应瞬时跳开与I 母相联的所有单元，延时200ms 跳开与II 母相连的所有单元。

b ）分裂运行：分裂运行时的死区故障如图：

当TWJ=1时，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，在母联和II 母元件同极性串联一个大于差动电流定值的电流，保护应瞬时跳开II 母所有连接元件，I 母可靠不动作。

8）、TA 断线闭锁试验

a）告警段：将“TA 断线告警”控制字置1，在除母联外的任意元件上加入大于TA 断线告警电流定值的电流直到保护装置报“交流异常”信号，此时在断线相做差动试验，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，差动保护可靠动作。

b ）闭锁段：将“TA 断线闭锁”控制字置1，在除母联外的任意元件上加入大于TA 断线闭锁电流定值的电流直到保护装置报“交流异常”信号，此时在断线相做差动试验，在保证母线保护电压闭锁开放的条件下，差动保护可靠不动作。

c）母联TA 断线只发信，不闭锁保护。母联断线电流默认0.1In 。

9）、位置异常告警试验

a ）在任一I 母元件和II 母元件上反极性串联一个大于0.1I n 的方式识别电流门坎值的电流，装置延时2s 发“位置异常”信号。

b ）在同一母线的任意两个元件上反极性串联一个大于0.1I n 的方式识别电流门坎值的电流，然后断开其中一个元件的刀闸位置，装置延时2s 发“位置异常”信号。

注：1）单母分段接线各支路的运行方式是在软件中定义死的，因此该

试验对此接线方式没有实际意义。

2）当除母联外的任意元件刀闸双跨时，装置也报“位置异常”信

号，此信号可以复归。

3）若保护装置在上电初始时刻没有任何刀闸位置识别，则软件中

会自动赋予一个运行状态，默认为“互连运行”；若在正常运行

时（人为）把所有刀闸位置都退出，装置会报“位置异常”告警

信号，并发“无刀闸识别”报文。

10）、TA 变比试验

将各回路变比整定一致，校验差动保护定值，装置误差应在±5%以内，然后改变其中回路的变比，例如，将第二回路的变比更改为600/5，其他回路的变比全为1200/5

，那么，在第二回路校验差动定值，得到的

结果应是2倍的动作值。

注：TA 变比折算只适用于差动保护。例如，母联变比为600/5，其他回路为1200/5，则在母联加5A 电流，经差流折算后的电流是2.5A 。但在充电、过流等保护中，母联电流不受TA 变比折算的影响，如上情况，只要在母联上加入大于实际定值的电流即可，不需要加2倍的动作电流。

11）、补跳功能试验

将母线上任意元件的刀闸位置断开，在保证电压闭锁开放的条件下，做I 母差动试验，保护瞬时跳开I 母所有连接元件，若此时差流仍然存在，经过母联失灵延时跳开无刀闸位置的元件；在保证电压闭锁开放的条件下，做II 母差动试验，保护瞬时跳开II 母所有连接元件，若此时差流仍然存在，经过母联失灵延时跳开无刀闸位置的元件。

注：对于单母分段接线元件的划分：若最大单元数是偶数，采用最大单元数除以二，前一半单元默认在I 母，后一半默认在II 母；若最大单元数是奇数，则采用最大单元数加一然后除以二，前一半单元默认在I 母， 后一半默认在II 母。分段元件始终默认1#单元。

7、母联充电保护试验

合“充电保护投入”压板

1）、自动充电：母联断路器断开（母联TWJ 存在），其中一段母线正常运

行而另一段母线无压，当母联电流从无到有时判为充电状态，充电保护自动展宽300ms 。若在整定延时内母联电流越限即跳开母联断路

器。

手动充电：给母联充电闭锁一个开入，在一条母线正常运行，另一条母线无压的条件下，若母联电流从无到有时即判为充电状态。在整定延时内母联电流越限即跳开母联断路器。

2）、做充电保护试验，当充电保护动作后，若母联电流持续存在，充电保

护启动母联失灵，经母联失灵延时跳开所有连接在母线上的元件。

注：a ）充电保护的时间整定不能超过300ms ，否则充电保护不会动作。

b ）对于单母分段接线，由于其刀闸位置是由软件定的，一母停运的含义仅为该母无压；对于双母线接线，一母停运含义除了无压之外还要判该母线无刀闸位置引入。

c) 、差动保护是否启动母联失灵由控制字整定，充电保护启动母联失灵保护不需要控制字，只要在充电延时后母联电流大于差动保护定值中的母联失灵电流即可。

d) 、手合开入持续5s 则告警手合开入异常。

8、母联过流保护试验

合“过流保护投入”压板

当母联TA 电流大于母联过流保护电流定值时，母联过流保护经整定延

时动作跳开母联。装置设置了两段母联过流保护和两段母联零流保护，每段可以独立整定，用户可以根据需要选用相应的控制字来实现。

9、母联非全相保护试验

合“非全相保护投入”压板

短接装置的非全相开入即“母联合位”开入，在母联TA 上加入零序电

流（只要三相电流加的不平衡就产生了3I0），大于整定的母联非全相电流定值，母联非全相保护动作经整定的延时跳开母联。

10、电压闭锁功能试验

合“差动保护投入”压板

在三相电压完全正常情况下作差动保护电流试验，差动保护不会出口。让差动保护电流满足条件，改变电压，直到差动保护出口即可验证电压闭锁功能。

由于低电压、负序电压和零序电压动作时没有相应的动作报告和信号，做电压闭锁功能试验时，为了区别是哪个电压开放的保护，比较好的一个方法是更改定值，例如，做负序电压试验时，可以将低电压整定很低，零序电压整定很大，保证负序动作时低压和零压不满足，这样，可以依次校验出低电压（相电压）、负序电压和零序电压。

11、断路器失灵保护试验

合“失灵保护投入”压板

a ） 自带电流模式：将“失灵电流投入”控制字置1

在保证失灵保护电压闭锁条件开放的前提下，短接任一分相失灵启动触点，并在对应单元的对应相别中加入大于失灵启动的电流，失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该断路器，延时确认仍没有跳开后，经跳母联延时动作于母联断路器，经跳失灵母线延时切除该单元所在母线上的其他连接单元。

失灵保护自带电流模式可以分为固定电流模式和非固定电流模式，固定电流模式默认失灵电流为0.2In ，非固定电流模式提供了各支路的失灵电流定值，由用户自行整定。

b) 无电流模式

在保证失灵保护电压闭锁条件开放的前提下，短接除母联外其他单元的失灵开入，断路器失灵保护经跳母联延时跳开母联，经跳失灵母线延时切除相应母线上的其他连接单元。

失灵开入持续2s 存在则告警失灵开入出错。

12、TV 断线试验

合“TV 断线闭锁投入”压板

中性点接地系统TV 断线判据为：

1）、三相TV 断线：母线三相电压均小于8V 且运行于该母线上的支路电流不全为0；

2）、单相或两相TV 断线：自产3U 0大于7V 。

中性点不直接接地系统TV 断线判据为：

1）、三相TV 断线：母线三相电压均小于8V 且运行于该母线上的支路电流不全为0；

2）、单相TV 断线：自产3U 0大于7V 且线电压两两模值之差中有一者大于18V ；

3）、两相TV 断线：自产3U 0大于7V 且3个线电压均小于7V 。

持续10s 满足以上判据确定母线TV 断线，TV 断线后电压闭锁元件对电压回路自动进行切换，并发告警信号，但不闭锁保护。

注：作TV 断线试验必须同时也投入差动、充电或断路器失灵等有电压参与运算的保护压板。

13、开出检查

1）、跳闸开出检查

方法一：短接母联（1#）刀闸位置，做充电试验，动作出口，1#元件的

跳闸接点应导通；短接2#元件刀闸位置，模拟母线区内故障，做差动试验，动作出口，2#元件的跳闸接点应导通。

依次类推，分别校验每一路元件的跳闸回路。

方法二：按“SET ”键进入主菜单，在“开出传动”菜单下依次开出各路

跳闸命令，对应的接点均应导通。

2）、信号接点检查

方法一：按照上述试验方法做有关试验，依次使各种信号发出，各保护

对应的信号接点（共有两副，一副瞬动，一副自保持）应导通，退掉试验仪，则瞬动接点不导通而自保持接点仍然导通，按下复位按钮，则自保持接点也不导通。

方法二：按“SET ”键进入主菜单，在“开出传动”菜单下依次开出各保

护信号，对应的接点均应导通。

3）、“失电告警”检查

在通电情况下，测量失电告警接点应不导通，关掉装置直流电源，则导通，再打开直流电源，接点又不导通

14、投运前的准备工作

a) 做电流互感器的升流试验，确保变比和定值一致；

b) 确保接入装置的电流的相别和极性正确；

c) 投入直流电源，运行指示灯亮，其余指示灯灭；

d) 核对保护定值清单，无误后存档。

15、带负荷时的检查项目

a) 检查A 、B 、C 相大差、各段小差的差动电流是否平衡。 b) 检查各段母线的三相电压是否正常。

c) 检查装置面板液晶显示电压幅值和角度与运行状态是否相符。 d) 确认无问题后按调度命令投入保护压板（一次只能投一个压板）。 e) 检查面板显示保护压板状态应与投入的一致。

附：CSC150母线保护定值清单

装置参数

表1 装置参数清单

表2：装置参数及含义

保护定值

1）差动保护定值见表3。

表3 差动保护定值清单

表4 差动保护控制字

2）断路器失灵保护定值见表5。

表5 断路器失灵保护定值清单

差动保护控制字见表4。

断路器失灵保护控制字见表6。

表6 断路器失灵保护控制字

3）充电保护定值见表7。

表7 充电保护定值清单

表8 充电保护控制字

充电保护控制字见表8。

4）母联过流保护定值见表9。

表9 母联过流保护定值清单

表10 母联过流保护控制字

母联过流保护控制字见表10。

对保护调试的一点小结：

1、在现场调试时如果所用的实验仪器有接地的话，最好和保护装置公用一个接地点，不要另外接地，有可能会产生分流。

2、现场如果TA 变比不一致，做实验时最好先整定成一致，做完试验后再恢复定值。

3、差动保护不动作可能有的几个原因： a) TA 变比不一致

b) 有小差没大差（可能是电流加在母联上了） c) 所加电流元件没有刀闸位置识别（双母线） d) 比率制动系数不满足 e) 装置有分流

等

4、保护装置的实验相对来说是比较简单的，也是很灵活的，比如做差动保

护，一种方法是只在一条回路（母联除外）中加入大于差动定值的电流，另一种方法是先模拟正常运行（母联和I 母反串、和II 母顺串），然后

通过改变其中一个电流的相位来模拟区外转区内。只是前一种方法可以不用考虑比率制动系数，后者要考虑。 5、现场在投运时最常见的问题就是有差流，而差流产生的原因很多都是TA

极性接反或刀闸接点接触不可靠。一般较多的是主变的TA 极性接反，因主变差动保护要求TA 极性在主变侧，所以接给母线保护用的TA 绕组就要反极性接过来。 6、我个人觉得分析问题最好是画图，只要把一次系统中的电流流向画出来，

一切都会变得简单明了。例如做母联失灵和死区故障时，母联应该和哪些电流顺串，和哪些电流反串，画图可以使分析问题简化很多。还有，我个人认为写笔记对经验的积累也有很好的帮助。

以上是个人对母线保护原理和调试的一些经验，希望可以和大家共享，如有不详之处或需要更正的地方请大家给予建议，谢谢！

技术支持部：高建军 分机：8916

附：母线保护现场调试常遇问题及解决办法

一、 现场投运主接线和保护安装软件不一样怎么办?

答：母线保护的投运过程中，经常会发现现场投运主接线和保护安装软件不一样，这主要是因为订货是按照变电站远景规划，而用户又没有说明造成的。遇到这种情况，可以先和设计人员联系，说清楚现场情况，由设计员给出解决办法。如果现场比较紧急，又联系不到相关人员，也可以自己想办法解决，主要的做法是，先对软件的主接线和现场实际主接线进行分析，观察保护功能、计算差动电流和出口的方法，看是否能借用安装软件，如果不能，考虑按实际主接线更换软件。例如：保护安装软件是双母线，实际投运为单母线，可以先要求用户把电流全部接入（母联除外），然后通过主接线强制开关把接入回路全部强制到I 母，然后直接按单母线调试即可。

二、 有时候只有信号灯亮而没有报文是怎么回事？如何解决？

答：母线保护是双CPU 模式，两个CPU 采用两套完全相同的软件，分别驱动各自出口继电器，通过继电器触点相连形成跳闸回路，形成报告时候，一个CPU 上送，一个CPU 只存在自己的存储区，但两个都驱动信号灯。由于两个CPU 动作精度不可能一点误差没有，所以平常做精度试验的时候，可能会出现一个动，一个不动，就会发现有时候灯亮而没有报文，这个没有关系，适当的变化动作值，只要两个CPU 的动作精度都在要求范围内即可。另外如果不管动作值怎么变化，就是没有报文，或者投运的时候只有信号灯告警，没有报文，这时候要考虑两个

CPU 的定值问题，可能两个CPU 定值不一致，重新固化定值。

三、 保护上电一直动作或保护加动作量的时候很慢怎么办？

答：退出保护压板，通过下面三种办法解决。

1）先看定值是否正确，如果不正确或者特别小，调整定值。

2）打印或通过MBPC 软件查看采样值，看零漂是否符合要求，如果不满足，重新调整零漂（调整零漂时最好断开本装置和实验仪器的连线）

3）退掉保护压板以后外部施加模拟量，查看保护刻度和波形，看是否正常。

四、 综自通讯连接不上怎么办？

答：先切段外部通讯联系，检查自己的装置，看以太网或者是LON 网接口是否正常，排除自己装置出错的可能性。然后，让对方检查自己的装置。如果双方都没有问题，再考虑硬件接口方案和规约。

五、 负序电压经常有2V 以上是怎么回事？

答：检查屏上电压的LN 地，看两段母线的电压的LN 是否都已经引入。

六、 装置报TA 断线，但每个单元的三相电流大小都一致，并且极

性也正常？

答：先检查TA 变比，看每个单元的TA 变比是否和用户说明的一致，如果TA 变比定值没有问题。

再查看用户的单元表计，然后根据单元表计的实际值折算，并且和我们的采样值比较，确认用户给的变比是否正确。

七、 差动保护试验不动作可能的几个原因：

答： 1）TA 变比不一致，差流应以最大变比为基准。例如：将第二回路的变比

更改为600/5，其他回路的变比全为1200/5，那么，在第二回路校验差动定值，得到的结果应是2倍的动作值。

2）有小差没大差（可能是电流加在母联上了，大差电流不包括母联）。 3）比率制动系数不满足，改变电流的接入方法，保证制动系数满足动作要求

4）装置有分流，在现场调试时如果所用的实验仪器有接地的话，最好和保

护装置公用一个接地点，不要另外接地，有可能会产生分流。 5）电压闭锁未开放。

6）所加电流回路无方式字，或者所加电流回路有方式字，但该回路不在最

大单元数所包括范围内。

7）对于双母（或单母分段）装置中默认大差制动系数为0.2，定值项中的

制动系数只适用小差；对于单母线，该定值就是大差制动系数。

八、 母联失灵保护的一些注意事项：

答： 1）差动保护中“母联失灵”控制字必须投入，差动保护才会启动母联失灵，否则不会。

2）充电保护母联失灵由充电保护直接启动，不需要投入差动保护中的“母联失灵”控制字。

九、倒闸确认的一些注意事项：

答： 当投入“母线互联”压板时，无论“倒闸确认”控制字是否投入，装置自

动进入互联状态；

若不投互联压板，仅靠刀闸位置来进行倒闸时:

1）若投“倒闸不确认”控制字，只要除母联外的任一单元刀闸双跨，自动

进入互联；

2）若投“倒闸确认”控制字，当除母联外的任一单元刀闸双跨之后，需要

按一下确认按钮（也就是装置上的“倒闸确认”开入量），才能进入互联，否则将按照双跨之前的状态运行。

3）“倒闸确认”时：当某一单元（例2＃）双跨后，确认一次，若此时另

又一除单元（例3＃）双跨，不需要再次确认；若双跨单元（2＃）倒闸完毕后，又一单元（3＃）再次双跨，则需要再次确认。

十、充电保护相关的一些注意事项：

答：1）手动充电只要满足手合开入和母联有流即可

2）自动充电判据中的一母停运对于双母线来说要满足被充电母线无压无方

式字，对于单母分段仅满足无压即可

3）充电闭锁母差：手合持续开入只保持5s ，5s 之后发手合异常告警信号，

若“充电闭锁母差”控制字投入，则在手合开入的5s 内一直闭锁母差，5s 告警后自动开放差动，若开入不超过5s ，则开入多长时间就闭锁差动多久，开入消失就开放差动；自动充电在满足充电条件后，若“充电闭锁母差”控制字投入，闭锁差动300ms 。

十一、关于目前归档的几个版本的说明：

答： 1）V1.10双母线：在V1.00YT 基础上更改，兼容V1.00，配置有差动保护、

断路器失灵保护、母联充电、母联过流和母联非全相保护，适用于双母线专用母联专用旁路、母联兼旁路（I 、II 母均能带旁路）、旁路兼母联（旁路跨条可以接在任一条母线）、单母分段接线（单母元件可以定义运行于I 母或II 母）。

2）V1.00FL （山东聊城）：针对山东聊城单母三分段24个元件的非标程序，不能适用于其他程序。保护只配置差动和两个分段的两段母联过流，取消其它保护。分段1的电流极性和I 母一致，分段2 电流极性和III 母一致。母联失灵和死区保护采用母线故障后封母联，利用差动保护延时动作的方法进行，母联失灵和死区保护逻辑相同。

3）V1.00标准版：对于双母线母联兼旁路或旁路兼母联、单母分段兼旁路或旁路兼分段、单母线接线、3/2接线不能兼容。

注意：调试时不能带功能压板校验刻度。若带压板校验刻度，当保护启动后，循环显示不会上送测量量，且退掉试验仪器也启动也不返回，只有重新上电或复归CPU 才行。此版本已由V1.10替代，已作废。 4）V1.00YT （江西鹰潭）：已由V1.10替代，已作废。 5）V1.00QF （重庆涪陵）：在V1.00YT 版本软件基础上修改断路器失灵保护

得到的，配置内（外）部失灵解除电压闭锁控制字，采用零序或负序电流判据，适用于各单元独立整定失灵电流，最大18单元的专用母联专用旁路双母线接线。 6）V1.10CL （湖北长岭）：双CT 接线，不采用交叉接线，增加保护有两个母

联电流组成的母联差动，取消原来的死区保护，通过母联差动的启动完成死区保护，母联差动的动作条件是：I 母或II 母电压闭锁开放，大差动作，母联小差动作，并且满足比例制动系数0.8。特殊订制，不能适用其它版本。

7）V1.00TD （安徽天大）：在CSC-150 V1.00标准版本软件基础上修改得到

的，适用于引入分段刀闸双位置节点的刀闸分段的单母分段接线型式。鉴于工程远期要求，软件配置了差动保护、分段充电和分段过流保护，保留分段电流（间隔单元1）引入端子、出口节点及信号节点，近期只投差动保护，远期改为断路器分段时应重新更换CPU 软件，根据需要可投入分段充电和分段过流保护。特殊订制，不能适用其它版本。 8）V1.10BJ （新疆电厂至克石化工程北郊变）：在CSC-150 V1.10版本软件

基础上修改得到的，适用于北郊变工程要求。本软件配置有母线差动保护、断路器失灵保护、在专用分段方式下还具有母线充电保护、母联过流保护和母联非全相保护。增加“分段跨刀状态确认”、“母联旁路运行确认”和“单母分段有（无）刀闸引入”控制字。特殊订制，不能适用其它版本。

以上几个版本的定值清单也不一样，具体定值清单见归档文件。