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共直流母線的好處 共直流母線方案如何實(shí)現(xiàn)篇一

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

第六章

母線保護(hù)

215

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

第一節(jié)

概述

一,、母線保護(hù)的概述

母線是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分。在母線上連接著電廠和變電所的發(fā)動(dòng)機(jī),、變壓器,、輸電線路和調(diào)相設(shè)備，母線的作用是匯集和分配電能,。

如果母線的短路故障不能迅速地被切除,，將會(huì)引起事故擴(kuò)大，破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,，造成電力系統(tǒng)的瓦解事故,。

二、母線的主接線形式

單母線,；單母分段（專設(shè)分段,、分段兼旁路、旁路兼分段）,；單母多分段,；雙母線（專設(shè)母聯(lián)、母聯(lián)兼旁路,、旁路兼母聯(lián)）,；雙母單分段（專設(shè)母聯(lián)、母聯(lián)兼旁路）,；雙母雙分段（按兩面屏配置）,；3/2接線（按兩套單母線配置）,。

1,、單母線

圖6-1-1 單母線

2、單母分段（專設(shè)母聯(lián)）

圖6-1-2 單母分段（專設(shè)母聯(lián)）

216 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

3,、單母分段（母聯(lián)兼旁路）

圖6-1-3 單母分段（母聯(lián)兼旁路）

4,、單母分段（旁路兼母聯(lián)）

圖6-1-4 單母分段（旁路兼母聯(lián)）

5、單母三分段

圖6-1-5 單母三分段

6,、雙母線（專設(shè)母聯(lián)）

217

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-1-6 雙母線（專設(shè)母聯(lián)）

7,、雙母線（母聯(lián)兼旁路）

圖6-1-7 雙母線（母聯(lián)兼旁路）

8、雙母線（旁路兼母聯(lián)）

圖6-1-8 雙母線（旁路兼母聯(lián)）

9,、雙母線單分段（專設(shè)母聯(lián)）

218 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-1-3 雙母單分段（專設(shè)母聯(lián)）

10,、雙母線單分段（母聯(lián)兼旁路）

圖6-1-10 雙母單分段（母聯(lián)兼旁路）

11,、雙母雙分段

圖6-1-11 雙母雙分段

三、母線保護(hù)的硬件組成

1,、標(biāo)準(zhǔn)配置 1.1 保護(hù)箱

219 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-1-12 保護(hù)箱

（一）插件布置圖（后視圖）

1.1.1交流變換插件（njl-801/njl-818）：將系統(tǒng)電壓互感器,、電流互感器二次側(cè)信號(hào)變換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào)，同時(shí)起隔離和抗干擾作用,。該插件共有8 路電流通道,、6 路電壓通道。

1.1.2交流變換插件（njl-817/njl-819）：將系統(tǒng)電流互感器二次側(cè)信號(hào)變換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào),，同時(shí)起隔離和抗干擾作用,。該插件共有15 路電流通道。

1.1.3 cpu 插件（npu-804）：在單塊pcb 板上完成數(shù)據(jù)采集,、i/o,、保護(hù)及控制功能等。1.1.4 采保插件（ncb-801）：將由變換器來(lái)的弱電信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波后,，由多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)對(duì)信號(hào)進(jìn)行選通,，然后通過(guò)電壓跟隨器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，以提高其負(fù)載能力,。該插件還有+5v,、-15v、+15v 及累加和自檢功能,。此外通過(guò)運(yùn)算放大器過(guò)零比較檢測(cè)電路可實(shí)現(xiàn)基頻測(cè)量,。能夠完成80 路模擬信號(hào)采集，模擬量的輸出幅值范圍為-10v～+10v,。

1.1.5 開(kāi)入插件（nkr-810）：每個(gè)開(kāi)入插件提供30 路開(kāi)關(guān)量輸入回路,。開(kāi)入電源為直流220v 或110v；其正電源連接到開(kāi)入節(jié)點(diǎn),，負(fù)電源接到31－32 端子,。

1.1.6 開(kāi)入插件（nkr-812）：每個(gè)開(kāi)入插件提供64 路開(kāi)關(guān)量輸入回路。開(kāi)入電源為直流24v,。1.1.7 信號(hào)插件（nxh-808）：主要提供保護(hù)的信號(hào)接點(diǎn),，共三組信號(hào)接點(diǎn)，兩瞬動(dòng)一保持,。1.1.8 通訊插件（ntx-803）：提供的通訊接口有：一個(gè)就地打印口（rs232）,，兩個(gè)gps對(duì)時(shí)口（rs485、rs232）,，及與保護(hù)管理機(jī)通訊的lon網(wǎng)接口,，與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通訊的雙通道接口（rs485，rs232,以太網(wǎng)口）,。另外,，必要時(shí)端子04,、05可作為碼對(duì)時(shí)通訊口。1.1.9 穩(wěn)壓電源插件（ndy-801）：直流逆變電源插件,。直流220 v 或110 v 電壓輸入經(jīng)抗

220 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù) 干擾濾波回路后,，利用逆變?cè)磔敵霰狙b置需要的三組直流電壓，即5 v,、±15 v 及24 v,。電源插件具有失電告警功能。1.2 輔助箱

圖6-1-13 輔助箱插件布置圖（后視圖）

1.2.1 交流變換插件（njl-801/njl-818）：將系統(tǒng)電壓互感器,、電流互感器二次側(cè)信號(hào)變換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào),，同時(shí)起隔離和抗干擾作用。該插件共有8 路電流通道,、6 路電壓通道,。

1.2.2交流變換插件（njl-817/njl-819）：將系統(tǒng)電流互感器二次側(cè)信號(hào)變換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào)，同時(shí)起隔離和抗干擾作用,。該插件共有15 路電流通道,。

1.2.3 開(kāi)入插件（nkr-810）：每個(gè)開(kāi)入插件提供30 路開(kāi)關(guān)量輸入回路。開(kāi)入電源為直流220v 或110v,；其正電源連接到開(kāi)入節(jié)點(diǎn),，負(fù)電源接到31－32 端子。

1.2.4 出口插件（nck-804/nck-812）：主要提供16副（共8組,，每組2副接點(diǎn)）的出口接點(diǎn),。

1.2.5 轉(zhuǎn)換插件（nzj-807）：主要完成輔助箱與保護(hù)箱之間開(kāi)入、出口回路間的轉(zhuǎn)接,。

2,、簡(jiǎn)化配置

221 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-1-14 保護(hù)箱

（二）插件布置圖（后視圖）

2.1 交流變換插件（njl-801/njl-818）：將系統(tǒng)電壓互感器、電流互感器二次側(cè)信號(hào)變換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào),，同時(shí)起隔離和抗干擾作用,。該插件共有8 路電流通道、6 路電壓通道（未用）,。

2.2 交流變換插件（njl-817/njl-819）：將系統(tǒng)電流互感器二次側(cè)信號(hào)變換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào),，同時(shí)起隔離和抗干擾作用。該插件共有15 路電流通道,。

2.3 cpu 插件（npu-804）：在單塊pcb 板上完成數(shù)據(jù)采集,、i/o,、保護(hù)及控制功能等,。2.4 采保插件（ncb-801）：將由變換器來(lái)的弱電信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波后，由多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)對(duì)信號(hào)進(jìn)行選通,，然后通過(guò)電壓跟隨器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,，以提高其負(fù)載能力,。該插件還有+5v、-15v,、+15v 及累加和自檢功能,。此外通過(guò)運(yùn)算放大器過(guò)零比較檢測(cè)電路可實(shí)現(xiàn)基頻測(cè)量。能夠完成80 路模擬信號(hào)采集,，模擬量的輸出幅值范圍為-10v～+10v,。

2.5 開(kāi)入插件（nkr-810）：每個(gè)開(kāi)入插件提供30 路開(kāi)關(guān)量輸入回路。開(kāi)入電源為直流220v 或110v,；其正電源連接到開(kāi)入節(jié)點(diǎn),，負(fù)電源接到31－32 端子。

2.6 出口插件（nck-804/nck-812）：主要提供16副（共8組,，每組2副接點(diǎn)）的出口接點(diǎn),。2.7 信號(hào)插件（nxh-808）：主要提供保護(hù)的信號(hào)接點(diǎn)，共三組信號(hào)接點(diǎn),，兩瞬動(dòng)一保持,。2.8 通訊插件（ntx-803）：提供的通訊接口有：一個(gè)就地打印口（rs232），兩個(gè)gps對(duì)時(shí)口（rs485,、rs232）,，及與保護(hù)管理機(jī)通訊的lon網(wǎng)接口，與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通訊的雙通道接口（rs485,，rs232,以太網(wǎng)口）,。另外，必要時(shí)端子04,、05可作為碼對(duì)時(shí)通訊口,。2.9 穩(wěn)壓電源插件（ndy-801）：直流逆變電源插件。直流220 v 或110 v 電壓輸入經(jīng)抗干擾濾波回路后,，利用逆變?cè)磔敵霰狙b置需要的三組直流電壓,，即5 v、±15 v 及24 v,。

222 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù) 電源插件具有失電告警功能,。

四、母線保護(hù)的軟件版本介紹

1,、wmh-800a/r1版屬三相式,，適用于各種接線方式，母線上允許連接元件數(shù)最大為23 個(gè)（含母聯(lián)及分段元件）,；

2,、wmh-800a/r2 版屬三相式，專用于3/2 接線，母線上允許連接元件數(shù)最大為12 個(gè),；

3,、wmh-800a/r3 版屬兩相式，適用于各種接線方式,，母線上允許連接元件數(shù)最大為32個(gè)（含母聯(lián)及分段元件）,；

4、wmh-800a/r4是專用的電壓閉鎖裝置,，與母線差動(dòng)保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)配合使用,，滿足母線保護(hù)出口回路有獨(dú)立的電壓閉鎖硬接點(diǎn)的反措要求;

5、wmh-800a/r5版屬三相式,，適用于各種接線方式,，母線上允許連接元件數(shù)最大為23 個(gè)（含母聯(lián)及分段元件），只有失靈保護(hù).223 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

第二節(jié)

wmh-800a/r1

一,、wmh-800a/r1概述

-800a/r1適用于750 kv 及以下各種電壓等級(jí),、各種主接線方式的母線，作為發(fā)電廠,、變電站母線的成套保護(hù)裝置,。

2.通過(guò)繪制主接線即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)軟件定義，自動(dòng)獲取母線接線結(jié)構(gòu),、特殊元件定義等信息,，使同一個(gè)版本的軟件可以適用于所有常規(guī)主接線方式。

3.跳閘出口采用“啟動(dòng)＋保護(hù)動(dòng)作”的方式,，杜絕保護(hù)裝置硬件故障引起的誤動(dòng),。4.完善的自檢功能

4.1 a/d采樣回路自檢能避免a/d 采樣出錯(cuò)導(dǎo)致的裝置誤動(dòng)；

4.2 開(kāi)出回路自檢可以準(zhǔn)確檢測(cè)任一路開(kāi)出回路斷線或開(kāi)出擊穿故障,，發(fā)出告警并可靠閉鎖保護(hù),；

4.3 定值自檢能夠檢測(cè)定值存儲(chǔ)區(qū)出錯(cuò)、定值越限等,；

4.4 ＋5v,、±15v電源自檢功能，當(dāng)電源電壓不正常時(shí),，裝置發(fā)告警信息,，并閉鎖保護(hù)； 4.5 ram自檢,，eoprom自檢,。5.硬件存儲(chǔ)容量大

可循環(huán)存儲(chǔ)多達(dá)200 條保護(hù)事件報(bào)告記錄和裝置自檢報(bào)告，100 條保護(hù)動(dòng)作報(bào)告記錄,。事件記錄包括軟,、硬壓板投退、開(kāi)關(guān)量變位等。裝置自檢報(bào)告包括硬件自檢出錯(cuò)報(bào)警,、裝置長(zhǎng)期啟動(dòng)。

6.靈活配置的通信功能

有pc 調(diào)試口,、就地打印口,，兩個(gè)以太網(wǎng)和兩個(gè)485接口，gps網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí),。7.對(duì)時(shí)方式

7.1 外部gps 脈沖對(duì)時(shí),；

7.2 rs485/rs232方式的串口對(duì)時(shí)； 7.3 監(jiān)控系統(tǒng)絕對(duì)時(shí)間的對(duì)時(shí)報(bào)文,； 7.4 b 碼對(duì)時(shí),。8.采用雙cpu方式

wmh-800a微機(jī)母線保護(hù)裝置設(shè)有兩套保護(hù)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和一套人機(jī)接口計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，224 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù) cpu2完成啟動(dòng)（大差,、失靈,、母聯(lián)等保護(hù)啟動(dòng)），cpu1完成出口（大差及各段母線小差,、復(fù)合電壓閉鎖,、失靈保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)等）,，雙cpu模式可防止一塊cpu意外故障而引起保護(hù)誤出口,。其中，母聯(lián)保護(hù)包括母聯(lián)充電保護(hù),、過(guò)流保護(hù)和非全相保護(hù),。此外，cpu1還具有母線運(yùn)行方式的自動(dòng)識(shí)別元件,、ta斷線閉鎖元件,、ta飽和檢測(cè)元件、母聯(lián)失靈及死區(qū)保護(hù)元件和tv斷線判別元件等,。9.靈活的ta變比

當(dāng)某元件ta 變比大于10 倍基準(zhǔn)變比時(shí),，裝置發(fā)ta 變比異常告警，異常告警后閉鎖母差保護(hù),。

對(duì)于ta變比不同時(shí)(二次額定電流相同),，差動(dòng)保護(hù)電流計(jì)算及差動(dòng)電流的顯示均歸算到了基準(zhǔn)ta 的二次側(cè)。

當(dāng)遇到不同規(guī)格的ta混用遇到時(shí),，wmh-800a 母線保護(hù)裝置內(nèi)采用和該元件規(guī)格相對(duì)應(yīng)的輔助變流器,，在整定ta 變比時(shí)，該元件ta 二次額定值按其它ta二次額定值計(jì)算,。例如：某一路變比為1200/1,，其它變比為1200/

5、600/5 等，整定時(shí),，ta變比分別按：1200/5,，1200/5，600/5等整定,。

二,、保護(hù)功能介紹

1.保護(hù)功能配置

1）比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)（穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)保護(hù)和突變量差動(dòng)保護(hù)）； 2）大差后備保護(hù),； 3）母線保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖,；

4）母聯(lián)死區(qū)保護(hù)； 5）母聯(lián)失靈保護(hù),； 6）母聯(lián)充電保護(hù),； 7）母聯(lián)過(guò)流保護(hù)； 8）母聯(lián)非全相保護(hù),； 9）斷路器失靈保護(hù),； 10）失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖； 11）ta 異常告警,； 12）ta 斷線閉鎖及告警,；

225 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù) 13）tv 斷線告警；

14）母線運(yùn)行方式自動(dòng)識(shí)別,。2.保護(hù)原理介紹 2.1 差動(dòng)保護(hù) 2.1.1 比率差動(dòng)保護(hù)

母線差動(dòng)保護(hù)為分相式比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù),，設(shè)置大差及各段母線小差。大差由除母聯(lián)外母線上所有元件構(gòu)成,，每段母線小差由每段母線上所有元件（包括母聯(lián)）構(gòu)成,。大差作為起動(dòng)元件，用以區(qū)分母線區(qū)內(nèi)外故障,，小差為故障母線的選擇元件,。大差,、小差均采用具有比率制動(dòng)特性的分相電流差動(dòng)算法,，其動(dòng)作方程為：

id?is

(3-1)

id?kir

(3-2)nn其中：id??i?j?1j

ir??i?j?1j

?為各回式中id為差動(dòng)電流,；ir為制動(dòng)電流；k為比率制動(dòng)系數(shù),；is為差動(dòng)電流定值,；ij路電流。

為防止在母聯(lián)斷開(kāi)的情況下,，弱電源側(cè)母線發(fā)生故障時(shí)大差比率差動(dòng)元件靈敏度不夠,，或雙母單分段接線合環(huán)運(yùn)行工況下母線故障小差比率差動(dòng)元件可能靈敏度不夠，制動(dòng)系數(shù)設(shè)置了高低兩個(gè)定值,。母線并列運(yùn)行或單母運(yùn)行情況下大差制動(dòng)系數(shù)取高定值,，分列運(yùn)行時(shí)取低定值,。雙母單分段接線合環(huán)運(yùn)行時(shí)小差制動(dòng)系數(shù)取低定值，其它情況下都取高定值,。

如果大差和某段小差都滿足上式的動(dòng)作方程,，判為母線內(nèi)部故障，母線保護(hù)動(dòng)作,，跳開(kāi)故障母線上的所有斷路器,。對(duì)雙母線接線，當(dāng)某個(gè)元件在倒閘過(guò)程中兩條母線經(jīng)刀閘雙跨或投入母線互聯(lián)壓板時(shí),，雙母線按單母方式運(yùn)行,，此時(shí)不再進(jìn)行故障母線的選擇,，如果母線發(fā)生故障,，則將兩條母線同時(shí)切除。單母線分段母線互聯(lián)時(shí)同樣按單母線處理,。圖3-1是差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作曲線圖,。

226 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

idid?ir動(dòng)作區(qū)id?kiris0圖6-2-1 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作曲線

ir

對(duì)單母線接線，不存在大差和小差之分,。對(duì)單母分段接線方式,，大差和小差的概念及意義與雙母線一致。2.1.2 突變量差動(dòng)保護(hù)

突變量比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)與制動(dòng)系數(shù)固定為0.3的常規(guī)比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)配合使用,。動(dòng)作條件為:

id?0.3ir

(3-3)?id?is

(3-4)

?id?0.7?ir

(3-5)

?（?i?為第j個(gè)連接元件的電流突?,；?ir???i其中：is為差動(dòng)定值；δid???ijjjj?1j?1nn?= i?-?i?變量 ?ijj(k)j(k?2t)）

2.1.3 大差后備保護(hù)

大差連續(xù)動(dòng)作達(dá)到大差后備延時(shí)（無(wú)論小差是否動(dòng)作）,，跳開(kāi)母線上無(wú)隔離刀閘輔助觸點(diǎn)位置的元件和母聯(lián),，出口經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。

大差后備保護(hù)主要有以下兩個(gè)作用：

1）母線故障差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘后,，如果故障母線上還連有無(wú)隔離刀閘輔助觸點(diǎn)位置的電源元件（故障前可能電流很小,，方式識(shí)別元件不能正確識(shí)別到該元件的狀態(tài)），則可通過(guò)大差后備保護(hù)來(lái)切除,；對(duì)于一些新建變電站,，平常可能負(fù)荷很小,，電源元件也可能很少（比如說(shuō)一個(gè)）,，當(dāng)此電源元件無(wú)刀閘位置時(shí)，如果母線故障,，小差可能不動(dòng)作,，這時(shí)就可以通 227 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù) 過(guò)大差后備保護(hù)將故障切除。

2）如下圖,，當(dāng)由ⅰ母線通過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)向ⅱ母線充電時(shí)死區(qū)故障,，充電保護(hù)由于母聯(lián)ta無(wú)電流而不能動(dòng)作,，同時(shí)充電時(shí)可能設(shè)置閉鎖母差保護(hù)而使母線保護(hù)此時(shí)不能動(dòng)作，利用大差后備保護(hù)跳開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)而切除故障,。

iiik 圖6-2-2 充電時(shí)母聯(lián)死區(qū)故障示意圖

2.1.4 ta飽和檢測(cè)

當(dāng)母線外部發(fā)生故障特別是母線近端發(fā)生外部故障時(shí),，ta可能發(fā)生飽和，使ta 的二次電流發(fā)生畸變,，不能真實(shí)反映系統(tǒng)的一次電流,，在差動(dòng)回路中有差電流存在，對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生不利影響,若不采取必要的閉鎖措施,，差動(dòng)保護(hù)就可能會(huì)誤動(dòng),，因此在各種類型的母線差動(dòng)保護(hù)中必須對(duì)ta飽和采取相應(yīng)的閉鎖措施。

根據(jù)分析,，即使ta嚴(yán)重飽和時(shí),，在故障發(fā)生的初始階段和電流過(guò)零點(diǎn)附近ta存在一個(gè)線性傳變區(qū)，在線性傳變區(qū)內(nèi)差動(dòng)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作,。利用區(qū)外故障ta飽和時(shí)差動(dòng)保護(hù)判據(jù)滿足時(shí)刻滯后于故障發(fā)生時(shí)刻的特點(diǎn),，利用同步識(shí)別法判斷是否為區(qū)外故障，如果是區(qū)外故障則閉鎖差動(dòng)保護(hù),，然后利用波形識(shí)別法來(lái)開(kāi)放差動(dòng)保護(hù),，以確保母線區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)能可靠動(dòng)作,。2.1.5 母聯(lián)死區(qū)保護(hù)

在雙母線接線或單母線分段接線中,，如果母聯(lián)斷路器兩側(cè)各裝設(shè)一組ta，并且交叉接線,，這時(shí)不存在死區(qū),，不設(shè)置死區(qū)保護(hù)。如果母聯(lián)斷路器僅一側(cè)裝設(shè)ta,，如圖3-3所示,，需要配置死區(qū)保護(hù)。

兩段母線并列運(yùn)行時(shí),，k點(diǎn)發(fā)生故障,，對(duì)ⅱ母差動(dòng)保護(hù)來(lái)說(shuō)為外部故障，ⅱ母差動(dòng)保護(hù)不動(dòng),；對(duì)ⅰ母差動(dòng)保護(hù)為內(nèi)部故障,，ⅰ母差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)ⅰ母上的連接元件及母聯(lián)斷路器,。但此時(shí)故障仍不能切除,，針對(duì)這種情況，本裝置采用ⅰ母母差動(dòng)作后經(jīng)死區(qū)保護(hù)延時(shí)后 228 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù) 檢測(cè)母聯(lián)斷路器位置,，若母聯(lián)處于跳位,，并且母聯(lián)電流大于定值時(shí),，母聯(lián)電流不再計(jì)算入差動(dòng)保護(hù)，從而破壞ⅱ母電流平衡,，使ⅱ母差動(dòng)動(dòng)作,，最終切除故障。

iiik

圖6-2-3 母聯(lián)（分段）死區(qū)故障示意圖

若沒(méi)有把母聯(lián)的跳位接點(diǎn)引入保護(hù)裝置,，或者保護(hù)沒(méi)有識(shí)別到母聯(lián)斷路器的位置,，則母聯(lián)死區(qū)故障時(shí)保護(hù)自動(dòng)按母聯(lián)失靈來(lái)處理。

在母聯(lián)熱備用情況下（母聯(lián)刀閘閉合,、開(kāi)關(guān)斷開(kāi),、兩段母線都有電壓），運(yùn)行方式識(shí)別認(rèn)為母聯(lián)是不運(yùn)行的,，發(fā)生死區(qū)故障時(shí)母聯(lián)電流不計(jì)入小差,，只跳故障母線。

母聯(lián)跳位（twj）為三相常開(kāi)接點(diǎn)（母聯(lián)開(kāi)關(guān)在跳閘位置時(shí)接點(diǎn)閉合）串聯(lián),。

圖6-2-4 母聯(lián)死區(qū)保護(hù)邏輯框圖

圖中tsq為母聯(lián)死區(qū)延時(shí)定值,，整定下限是0.1s,。

229 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-2-5 母差保護(hù)邏輯框圖（以ⅰ母為例）

圖中ts為大差后備延時(shí)定值,。閉鎖母差狀態(tài)包含充電閉鎖母差和外部閉鎖母差。2.2 復(fù)壓閉鎖

復(fù)合電壓閉鎖元件包括三部分：母線保護(hù)用復(fù)合電壓閉鎖,、失靈保護(hù)用復(fù)合電壓閉鎖（若含有失靈保護(hù)功能）,、tv斷線告警。母線保護(hù)用電壓閉鎖元件和失靈保護(hù)用電壓閉鎖元件定值分別整定,。2.2.1 母線用復(fù)合電壓

母線保護(hù)用復(fù)合電壓閉鎖元件含母線各相間低電壓,、負(fù)序電壓（u2）、零序電壓（自產(chǎn)3u0）元件,，各元件并行工作,，構(gòu)成或門關(guān)系。判據(jù)如下：

u???us

(3-6)u2?u2s

(3-7)3u0?u0s

(3-8)其中,，u??為母線相間電壓,；u2?1???u??u?，??au?,，us,、u2s、3u0?uua?a2uabcbc3u0s分別為母線保護(hù)用電壓閉鎖元件相間低電壓,、負(fù)序,、零序電壓定值。

230 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

母線保護(hù)用復(fù)合電壓閉鎖元件和差動(dòng)元件配合,，實(shí)現(xiàn)分母線閉鎖,。2.2.2 失靈用復(fù)合電壓

失靈保護(hù)用復(fù)合電壓閉鎖元件含母線各相間低電壓,、負(fù)序電壓（u2）、零序電壓（自產(chǎn)3u0）元件,，各元件并行工作,，構(gòu)成或門關(guān)系。判據(jù)如下：

u???ussl

(3-9)u2?u2sl

(3-10)3u0?u0sl

(3-11)其中,，u??為母線相間電壓,；u2?1???u??u?，u,、??au?,，3u0?3uua?a2uabcsslbc3u2sl、u0sl分別為失靈保護(hù)用電壓閉鎖元件相間低電壓,、負(fù)序,、零序電壓定值。

失靈保護(hù)用復(fù)合電壓閉鎖元件和斷路器失靈保護(hù)配合,，實(shí)現(xiàn)分母線閉鎖,。對(duì)變壓器低壓側(cè)故障，高壓側(cè)斷路器失靈,，失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖元件可能存在靈敏度不足問(wèn)題,，裝置設(shè)置有解除失靈復(fù)合電壓閉鎖的開(kāi)入回路。2.2.3 tv斷線告警元件

當(dāng)正序電壓 u1?30v或負(fù)序電壓u2?6v,，延時(shí)10s報(bào)tv斷線并發(fā)告警信號(hào),。tv斷線元件僅發(fā)告警信號(hào)不閉鎖差動(dòng)保護(hù)。2.3 母聯(lián)失靈保護(hù)

當(dāng)保護(hù)向母聯(lián)斷路器發(fā)跳令后,，經(jīng)整定延時(shí)（應(yīng)大于母聯(lián)斷路器最大動(dòng)作時(shí)間）母聯(lián)電流仍然大于母聯(lián)失靈電流定值時(shí),，母聯(lián)失靈保護(hù)經(jīng)兩條母線的復(fù)合電壓閉鎖后切除兩條母線上的所有連接元件。母聯(lián)失靈保護(hù)可由差動(dòng)保護(hù),、充電保護(hù),、過(guò)流保護(hù)、失靈保護(hù)啟動(dòng),，也可由外部保護(hù)啟動(dòng),。裝置中母線差動(dòng)保護(hù)、充電保護(hù)動(dòng)作后固定啟動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù),。斷路器失靈保護(hù),、母聯(lián)過(guò)流保護(hù)、外部啟動(dòng)母聯(lián)失靈保護(hù)經(jīng)控制字可投退,。

231 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-2-6母聯(lián)失靈保護(hù)的邏輯框圖,。

圖中is為母聯(lián)失靈過(guò)電流定值；ts為母聯(lián)失靈保護(hù)延時(shí),。

若外部啟動(dòng)母聯(lián)失靈開(kāi)入長(zhǎng)期存在超過(guò)10s,，裝置發(fā)告警信號(hào),，并報(bào)“母聯(lián)失靈啟動(dòng)開(kāi)入異常”,，同時(shí)閉鎖該開(kāi)入,。2.4 母聯(lián)充電保護(hù)

當(dāng)任一組母線檢修后再投入運(yùn)行之前，利用母聯(lián)斷路器對(duì)該母線進(jìn)行充電試驗(yàn)時(shí)可投入母聯(lián)充電保護(hù),，當(dāng)被試驗(yàn)?zāi)妇€存在故障時(shí),，可通過(guò)母聯(lián)充電保護(hù)切除故障。

充電保護(hù)有專門的啟動(dòng)元件,，且只能短時(shí)啟動(dòng),，在充電保護(hù)啟動(dòng)期間如果母聯(lián)任一相電流大于充電保護(hù)電流定值，充電保護(hù)按整定延時(shí)動(dòng)作切除母聯(lián)斷路器,。母聯(lián)充電保護(hù)出口不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖,。

充電保護(hù)的啟動(dòng)邏輯為：在至少一組母線無(wú)壓的前提下，當(dāng)母聯(lián)斷路器位置在分位（twj=1）且母聯(lián)電流由無(wú)電流變?yōu)橛须娏鳎?gt;0.04 in）時(shí),，或母聯(lián)斷路器位置由分位變?yōu)楹衔唬╰wj由1變?yōu)?）時(shí),，啟動(dòng)充電保護(hù)。充電保護(hù)啟動(dòng)后開(kāi)放充電保護(hù)300ms,。

根據(jù)“投充電閉鎖母差”控制字（該項(xiàng)控制字在差動(dòng)保護(hù)定值中）的投退來(lái)決定充電保護(hù)開(kāi)放期間是否閉鎖母差保護(hù),。若控制字投入，則在充電保護(hù)開(kāi)放期間閉鎖母差保護(hù)300 ms,。

如果希望外部保護(hù)（如充電保護(hù)）動(dòng)作時(shí)閉鎖本裝置母差保護(hù),，可以引入“外部閉鎖母差開(kāi)入”,。將“投外部閉鎖母差”控制字置1,，裝置檢測(cè)到“外部閉鎖母差開(kāi)入”時(shí)閉鎖母差保護(hù)，最長(zhǎng)閉鎖1s,。若該開(kāi)入保持10 s不返回,，裝置發(fā)告警信號(hào)并報(bào)“外部閉鎖母差開(kāi)入異常”,。

232 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-2-7為母聯(lián)充電保護(hù)的邏輯框圖

圖中is為充電保護(hù)相電流定值,；ts為充電保護(hù)延時(shí)。

母聯(lián)充電保護(hù)只在由正常運(yùn)行母線通過(guò)母聯(lián)斷路器向空母線充電時(shí)使用,，當(dāng)需要較長(zhǎng)時(shí)間投入母聯(lián)保護(hù)時(shí)可采用裝置的母聯(lián)過(guò)流保護(hù),。2.5 斷路器失靈保護(hù)

斷路器失靈保護(hù)由各連接元件保護(hù)裝置的失靈啟動(dòng)接點(diǎn)（或保護(hù)跳閘接點(diǎn)）啟動(dòng)，任一斷路器失靈時(shí),，該元件的失靈啟動(dòng)接點(diǎn)啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù),，斷路器失靈保護(hù)判出該元件所在母線，并經(jīng)設(shè)定的跟跳延時(shí),、跳母聯(lián)延時(shí)和跳母線延時(shí)來(lái)跟跳該元件,、跳母聯(lián)和跳失靈元件所在的母線,。

裝置的斷路器失靈啟動(dòng)經(jīng)對(duì)應(yīng)連接元件的相電流、零序電流或負(fù)序電流元件控制,。其中判相電流元件始終投入,，零序電流元件、負(fù)序電流元件可分別由控制字投退,。當(dāng)斷路器失靈啟動(dòng)不需要經(jīng)電流元件控制時(shí)可將失靈啟動(dòng)電流元件定值整定為0,。失靈啟動(dòng)開(kāi)入分跳a失靈啟動(dòng)、跳b失靈啟動(dòng),、跳c失靈啟動(dòng),、三跳失靈啟動(dòng)。若某元件失靈啟動(dòng)開(kāi)入保持10 s不返回,，裝置發(fā)告警信號(hào),，報(bào)“失靈啟動(dòng)開(kāi)入異常”,，并閉鎖該失靈開(kāi)入,，當(dāng)該失靈開(kāi)入返回后再解除對(duì)它的閉鎖。

另外,，考慮到變壓器低壓側(cè)故障而高壓側(cè)斷路器失靈時(shí),，高壓側(cè)母線復(fù)合電壓閉鎖可能會(huì)因靈敏度不夠而無(wú)法開(kāi)放，裝置可以引入變壓器失靈解閉鎖開(kāi)入接點(diǎn),，當(dāng)變壓器失靈解閉鎖接點(diǎn)閉合時(shí),，解除失靈復(fù)合電壓閉鎖。每個(gè)連接元件都有一個(gè)解除失靈電壓閉鎖的控制字,，保護(hù)根據(jù)該控制字的狀態(tài),，決定該元件失靈啟動(dòng)且有失靈解閉鎖開(kāi)入時(shí)是否解除復(fù)合電壓閉鎖。

233 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-2-8 斷路器失靈保護(hù)邏輯框圖

圖中t1,、t2,、t3分別為失靈保護(hù)跟跳延時(shí)、失靈跳母聯(lián)延時(shí),、失靈跳母線延時(shí),。注意，主變?cè)ǔ＝釉谠?,、10,、16、20這幾個(gè)支路,。母差保護(hù)動(dòng)作跳這幾個(gè)支路時(shí)同時(shí)輸出失靈啟動(dòng)接點(diǎn),，用于啟動(dòng)主變開(kāi)關(guān)失靈。主變開(kāi)關(guān)失靈跳母線時(shí)同時(shí)輸出跳主變其它各側(cè)的接點(diǎn)。2.6 母聯(lián)過(guò)流保護(hù)

當(dāng)利用母聯(lián)斷路器帶出線運(yùn)行且出線無(wú)保護(hù)時(shí)可投入母聯(lián)過(guò)流保護(hù)作線路的臨時(shí)保護(hù),。當(dāng)母聯(lián)過(guò)流保護(hù)投入時(shí),，母聯(lián)任一相電流大于母聯(lián)過(guò)流保護(hù)相電流整定值，或母聯(lián)零序電流（3i0）大于零序電流整定值,，經(jīng)整定延時(shí)跳母聯(lián)開(kāi)關(guān),。母聯(lián)過(guò)流保護(hù)出口不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。

母聯(lián)過(guò)流保護(hù)按兩段設(shè)置,。

234 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

圖6-2-9 母聯(lián)過(guò)流保護(hù)的邏輯框圖

圖中is1mlgl,、i01mlgl分別為母聯(lián)過(guò)流保護(hù)一段相電流和零序電流定值；is2mlgl,、i02mlgl分別為母聯(lián)過(guò)流保護(hù)二段相電流和零序電流定值,；ts1、ts2分別為母聯(lián)過(guò)流保護(hù)一段延時(shí)和二段延時(shí),。2.7 母聯(lián)非全相保護(hù)

當(dāng)母聯(lián)斷路器某相斷開(kāi),，母聯(lián)非全相運(yùn)行時(shí)，可由母聯(lián)非全相保護(hù)延時(shí)跳開(kāi)母聯(lián)三相斷路器,。

母聯(lián)非全相保護(hù)由 “母聯(lián)非全相開(kāi)入”啟動(dòng),，并可采用零序或負(fù)序電流作為動(dòng)作的輔助判據(jù)。在母聯(lián)非全相保護(hù)投入時(shí),，若母聯(lián)跳合位不一致開(kāi)入（thwj）為1,，且母聯(lián)零序電流3i0大于母聯(lián)非全相零序電流定值或負(fù)序電流i2大于母聯(lián)非全相負(fù)序電流定值，經(jīng)整定延時(shí)跳母聯(lián)開(kāi)關(guān),。母聯(lián)非全相保護(hù)出口不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖,。

若非全相開(kāi)入保持10 s不返回，裝置發(fā)告警信號(hào),，報(bào)“母聯(lián)非全相開(kāi)入異?！保婚]鎖非全相保護(hù),。

圖6-2-10母聯(lián)非全相保護(hù)邏輯框圖

圖中：i0s為母聯(lián)非全相零序定值,；i2s為母聯(lián)非全相負(fù)序定值； ts為母聯(lián)非全相保護(hù)

235 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

延時(shí),。

2.8 ta斷線閉鎖及告警

保護(hù)裝置利用差流進(jìn)行ta斷線的判別。ta斷線設(shè)置靈敏段和不靈敏段,，不靈敏段閉鎖母線差動(dòng)保護(hù),，靈敏段不閉鎖母線差動(dòng)保護(hù)。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),，大差以及各段母線小差均為零,。當(dāng)大差及小差電流連續(xù)7s大于ta斷線定值即判為ta斷線，發(fā)交流斷線信號(hào)，如果是不靈敏段動(dòng)作則閉鎖斷線相的該段母線差動(dòng)保護(hù),。當(dāng)發(fā)出ta斷線信號(hào)后,，裝置根據(jù)每個(gè)元件的各相電流的不平衡程度判斷出具體是哪個(gè)元件斷線（三相斷線除外）。

當(dāng)大差不越限,，與母聯(lián)相連的母線小差電流越限且母聯(lián)電流三相不平衡,，延時(shí)7s判為母聯(lián)斷線（三相斷線除外）。當(dāng)檢測(cè)到母聯(lián)ta斷線時(shí)發(fā)告警信號(hào)但不閉鎖母線差動(dòng)保護(hù),。母聯(lián)ta斷線后保護(hù)邏輯自動(dòng)按單母線運(yùn)行狀態(tài)處理,，任一母線故障切除兩條母線上的所有連接元件。3.運(yùn)行方式識(shí)別

在雙母線系統(tǒng)中,，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的需要,，母線上的連接元件需在兩條母線間頻繁切換，為此要求母線保護(hù)能夠自動(dòng)跟蹤一次系統(tǒng)的倒閘操作,。本裝置引入隔離刀閘的輔助觸點(diǎn),，用軟件完成運(yùn)行方式的自動(dòng)識(shí)別，作為小差電流計(jì)算及出口跳閘的依據(jù),。

當(dāng)?shù)堕l位置變化時(shí),，保護(hù)裝置報(bào)出刀閘變位信息；當(dāng)某個(gè)元件刀閘雙跨或母線互聯(lián)壓板投入時(shí),，保護(hù)裝置報(bào)母線互聯(lián)并發(fā)信號(hào),，此時(shí)保護(hù)按單母線方式運(yùn)行；當(dāng)?shù)堕l雙跨解除且母線互聯(lián)壓板處于退出位置時(shí), 保護(hù)恢復(fù)到雙母線方式運(yùn)行,，保護(hù)裝置的母線互聯(lián)信號(hào)可手動(dòng)復(fù)歸,。保護(hù)裝置利用電流對(duì)隔離刀閘的輔助觸點(diǎn)位置進(jìn)行校核，若校核電流不平衡,，裝置根據(jù)計(jì)算電流修正運(yùn)行方式,，使各小差電流平衡；若能夠成功修正運(yùn)行方式,，差動(dòng)保護(hù)按修正后的運(yùn)行方式字計(jì)算差動(dòng)電流,。若修正不成功，則保持異常前的刀閘狀態(tài),。無(wú)論能否成功修正運(yùn)行方式均發(fā)位置異常告警,。

隔離刀閘輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)通過(guò)輔助箱面板的發(fā)光二極管指示。當(dāng)裝置發(fā)出位置異常后,，運(yùn)行人員可通過(guò)輔助箱面板上的強(qiáng)制開(kāi)關(guān)將保護(hù)臨時(shí)切換到正確的運(yùn)行方式,，在排除隔離刀閘輔助觸點(diǎn)問(wèn)題后，再將強(qiáng)制開(kāi)關(guān)切換到自動(dòng)識(shí)別狀態(tài),。如果裝置在位置異常期間（尚未排除故障且未強(qiáng)制到正確的運(yùn)行方式）發(fā)生母線故障,，則保護(hù)按位置異常前的運(yùn)行方式計(jì)算,、跳閘。

注：當(dāng)某元件刀閘雙跨或“母線互聯(lián)”壓板投入時(shí),，運(yùn)行方式默認(rèn)為所有元件都連接在y(y可配置為ⅰ母或ⅱ母)母,。

下面介紹各種接線不同運(yùn)行方式下差動(dòng)電流、制動(dòng)電流的計(jì)算方法,。

236 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù) 說(shuō)明中母線編號(hào)以x,、y、z表示,，根據(jù)工程需要可以通過(guò)配置工具配置為ⅰ母,、ⅱ母、ⅲ母等,。x母和y母之間的母聯(lián)（分段）ta的極性同x母連接元件的極性,，即x母線上連接元件ta的極性端靠近母線，則x母和y母之間的母聯(lián)（分段）ta的極性也靠近x母,。y母和z母之間的母聯(lián)（分段）ta的極性同z母連接元件的極性,，即z母線上連接元件ta的極性端靠近母線，則y母和z母之間的母聯(lián)（分段）ta的極性端也靠近z母,。差動(dòng)電流,、制動(dòng)電流的計(jì)算引入各元件大差關(guān)聯(lián)系數(shù)kjd（第j元件對(duì)大差的關(guān)聯(lián)系數(shù)）、x母關(guān)聯(lián)系數(shù)kjdx（第j元件對(duì)x母小差的關(guān)聯(lián)系數(shù)）,、y母關(guān)聯(lián)系數(shù)kjdy（第j元件對(duì)y母小差的關(guān)聯(lián)系數(shù)）,、z母關(guān)聯(lián)系數(shù)kjdz（第j元件對(duì)z母小差的關(guān)聯(lián)系數(shù)）。同時(shí)在計(jì)算差動(dòng)電流,、制動(dòng)電流的過(guò)程中考慮ta變比不一致的影響引入ta變比折算系數(shù)kjta(第j元件ta變比折算系數(shù)),，即該元件ta變比和基準(zhǔn)變比的比值。大差差動(dòng)電流,、大差制動(dòng)電流,、各段母線小差差動(dòng)電流、小差制動(dòng)電流的計(jì)算見(jiàn)公式（3-12）~(3-19),。

大差差動(dòng)電流：id??kjd?kjta?ij

(3-12)

j?1n大差制動(dòng)電流：ir??|kj?1njd?kjta?ij|(3-13)

x母差動(dòng)電流：idx??kjdx?kjta?ij(3-14)

j?1nx母制動(dòng)電流：irx??|kj?1njdx?kjta?ij|(3-15)

y母差動(dòng)電流：idy??kjdy?kjta?ij(3-16)

j?1ny母制動(dòng)電流：iry??|kj?1njdy?kjta?ij|(3-17)

z母差動(dòng)電流：idz??kjdz?kjta?ij(3-18)

j?1nz母制動(dòng)電流：irz?

?|kj?1njdz?kjta?ij|(3-19)

237 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)部全員素質(zhì)提升培訓(xùn)教材

繼電保護(hù)原理——母線保護(hù)

第三節(jié)：wmh-800a/r2

一,、wmh-800a/r2適用范圍

wmh-800a/r2主要適用于330kv以上電壓等級(jí)的3/2接線形式，最多可連接12個(gè)元件,。

二,、保護(hù)功能介紹

1、保護(hù)功能配置

1）分相式常規(guī)比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù),； 2）分相式突變量比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù),； 3）斷路器失靈保護(hù)； 4）ta異常告警,； 5）ta斷線閉鎖。

2、保護(hù)原理介紹

2.1 差動(dòng)保護(hù)（參照第二節(jié)的大差原理）2.2 斷路器失靈保護(hù)

斷路器失靈保護(hù)由各連接元件保護(hù)裝置的失靈保護(hù)啟動(dòng)接點(diǎn)啟動(dòng),，母線取兩個(gè)失靈接點(diǎn),，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)都有效時(shí)，斷路器失靈保護(hù)確認(rèn)母線失靈,，經(jīng)跳母線延時(shí)跳失靈母線,。裝置的斷路器失靈啟動(dòng)的失靈開(kāi)入

1、失靈開(kāi)入

2,、若失靈啟動(dòng)開(kāi)入保持10 s 不返回,，圖6-3-1 失靈保護(hù)邏輯框圖

2.3 ta異常告警（參照第二節(jié)的ta異常告警）2.4 ta斷線閉鎖（參照第二節(jié)的ta斷線閉鎖）

238

共直流母線的好處 共直流母線方案如何實(shí)現(xiàn)篇二

共用直流母線方式的工作原理

提示：對(duì)于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng),，或是四象限運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)而言,，如何處理制動(dòng)過(guò)程不僅影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而且還有經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題,。于是,，回饋制動(dòng)成為人們討論的焦點(diǎn)，然而在目前大部分的通用變頻器還不能通過(guò)單獨(dú)的一臺(tái)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)再生能量的情況下,，如何用最簡(jiǎn)單的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)呢,？ 為解決以上問(wèn)題，這里介紹了一種共用直流

對(duì)于頻繁啟動(dòng),、制動(dòng),，或是四象限運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)而言，如何處理制動(dòng)過(guò)程不僅影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),，而且還有經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題,。于是，回饋制動(dòng)成為人們討論的焦點(diǎn),，然而在目前大部分的通用變頻器還不能通過(guò)單獨(dú)的一臺(tái)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)再生能量的情況下,，如何用最簡(jiǎn)單的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)呢？

為解決以上問(wèn)題,，這里介紹了一種共用直流母線方式的再生能量回饋系統(tǒng),，通過(guò)這種方式，可以將制動(dòng)產(chǎn)生的再生能量進(jìn)行充分利用,，從而起到既節(jié)約電能又處理再生電能的功效,。

我們知道通常意義上的異步電動(dòng)機(jī)多傳動(dòng)包括整流橋、直流母線供電回路,、若干個(gè)逆變器,，其中電動(dòng)機(jī)需要的能量是以直流方式通過(guò)pwm逆變器輸出的。在多傳動(dòng)方式下,，制動(dòng)時(shí)感生能量就反饋到直流回路,。通過(guò)直流回路,，這部分反饋能量就可以消耗在其他處在電動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)上，制動(dòng)要求特別高時(shí),，只需要在共用母線上并上一個(gè)共用制動(dòng)單元即可,。

圖5.2所示接線是典型的共用直流母線的制動(dòng)方式，m1處于電動(dòng)狀態(tài),，m2經(jīng)常處于發(fā)電狀態(tài),，三相交流電源380v接到vf1上。

圖5.2

共用直流母線的回饋制動(dòng)方式

處于電動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)m1上的變頻器vf1,，vf2,通過(guò)共用直流母線方式與vf1的母線相連,。在此種方式下，vf2僅作為逆變器使用,，m2處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí),，所需能量由交流電網(wǎng)通過(guò)vf1的整流橋獲得；m2處于發(fā)電狀態(tài)時(shí),，反饋能量通過(guò)直流母線由m2的電動(dòng)狀態(tài)消耗,。

共直流母線的好處 共直流母線方案如何實(shí)現(xiàn)篇三

通用變頻器共直流母線在離心機(jī)上的應(yīng)用 變頻器/共直流母線/離心機(jī)/能量回饋/節(jié)能

1引言

在化工企業(yè)電氣傳動(dòng)中，離心機(jī)的變頻傳動(dòng)應(yīng)用非常普遍,，由于工藝和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的各種原因,，再生能量的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，在通用變頻器中,，對(duì)再生能量最常用的處理方式有兩種：耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的“制動(dòng)電阻”中,，稱之為動(dòng)力制動(dòng)狀態(tài)；使之回饋到電網(wǎng),，則稱之為回饋制動(dòng)狀態(tài)（又稱再生制動(dòng)狀態(tài)）,。直流共母線的原理是基于通用變頻裝置均采用交－直－交變頻方式，當(dāng)電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí),，其制動(dòng)能量反饋到直流側(cè),，為了更好的處理反饋制動(dòng)能量，人們采用了把各變頻裝置的直流側(cè)連接起來(lái)的方式,。譬如當(dāng)一臺(tái)變頻器處于制動(dòng)而另一臺(tái)變頻器處于加速狀態(tài),，這樣能量可以互補(bǔ)。本文提出了一種通用變頻器在化工企業(yè)離心機(jī)中共直流母線的方案,，并闡述了其在離心機(jī)上回饋單元的進(jìn)一步應(yīng)用,。

目前直流共母線有多種方式：

（1）公用一個(gè)獨(dú)立的整流器

該整流單元可以是不能逆變，也可以是可逆變的,。前者能量通過(guò)外接制動(dòng)電阻消耗掉,，后者可以充分地將直流母線上的多余能量直接反饋到電網(wǎng)中來(lái)，具有更好的節(jié)能,、環(huán)保意義,，缺點(diǎn)是價(jià)格比前者要高,。

（2）大變頻單元接入電網(wǎng)

小變頻器公用大變頻器的直流母線，小變頻器不需接入電網(wǎng),，故也不需要整流模塊,，大變頻器外接制動(dòng)電阻,。

（3）每個(gè)變頻單元各自接入電網(wǎng)

每個(gè)變頻單元均帶有整流,、逆變回路并外接制動(dòng)電阻，直流母線相互連接起來(lái),。這種情形多用于各變頻單元功率接近的情況,。解體后還可以獨(dú)立使用，互不影響,。本文介紹的直流共母線為第三種方式,，相比前兩種有很大優(yōu)勢(shì)：

● 共用直流母線可以大大減少制動(dòng)單元的重復(fù)配置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,，經(jīng)濟(jì)可靠,。

● 共用直流母線的中間直流電壓恒定，電容并聯(lián)儲(chǔ)能容量大,，能減少電網(wǎng)的波動(dòng),。

● 各電動(dòng)機(jī)工作在不同狀態(tài)下，能量回饋互補(bǔ),，優(yōu)化了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,。

● 各個(gè)變頻器在電網(wǎng)中產(chǎn)生的不同次諧波干擾可以互相抵消，減少電網(wǎng)的諧波畸變率,。

2改造前變頻調(diào)速系統(tǒng)方案

2.1 離心機(jī)控制系統(tǒng)介紹

改造的離心機(jī)共12臺(tái),、每臺(tái)控制系統(tǒng)都是一樣。變頻器為艾默生ev2000系列22kw,，恒轉(zhuǎn)矩型,，回饋單元皆為加能的ipc-pf-1s回饋制動(dòng)單元，所有控制系統(tǒng)集中在一個(gè)配電室中,。兩臺(tái)離心機(jī)共用一個(gè)ggd控制柜,，限于篇幅只畫(huà)出其中四臺(tái)，其余八臺(tái)與此類似,。系統(tǒng)圖如圖1所示,。

圖1 改造前變頻器及制動(dòng)單元系統(tǒng)原理圖

由圖1可知，每一臺(tái)變頻器需要一臺(tái)回饋制動(dòng)單元,，各自的控制系統(tǒng)完全獨(dú)立,。2.2 剎車時(shí)制動(dòng)工作分析

當(dāng)離心機(jī)剎車時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài),，系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能,，通過(guò)逆變器的六個(gè)續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中,。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)。這時(shí),，如果變頻器中沒(méi)采取消耗能量的措施,，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲(chǔ)能電容器的電壓上升，此時(shí)電容的直流母線電壓抬升,，當(dāng)升至680v時(shí),，制動(dòng)單元開(kāi)始工作，即回饋多余的電能到電網(wǎng)側(cè),，此時(shí)單臺(tái)變頻器直流母線電壓維持在680v(有的690v)以下,，變頻器不至于報(bào)過(guò)電壓故障。單臺(tái)時(shí)變頻器制動(dòng)單元?jiǎng)x車時(shí)的電流曲線如圖2,，剎車時(shí)間為3分鐘,，測(cè)試儀器為fluke 43b 單相電能質(zhì)量分析儀，分析軟件為《flukeview power quality analyzer version 3.10.1》,。

圖2 制動(dòng)單元工作時(shí)的電流曲線

由此可見(jiàn)每次剎車時(shí),，制動(dòng)單元必然工作，最大電流達(dá)27a,。而制動(dòng)單元的額定電流為45a,。顯然制動(dòng)單元處于半載狀態(tài)。3 改造后變頻調(diào)速系統(tǒng)方案

3.1 共直流母線的處置方法

采用共用直流母線很重要的一點(diǎn)就是上電時(shí)必需充分考慮到變頻器的控制,、傳動(dòng)故障,、負(fù)載特性和輸入主回路維護(hù)等。該方案包括三相進(jìn)線（堅(jiān)持同一相位）,、直流母線,、通用變頻器組、公共制動(dòng)單元或能量回饋裝置和一些附屬元件,。對(duì)于通用變頻器而言,，圖3所示為在其中一種應(yīng)用比較廣泛的方案。選用第三種改造方案后的主電路系統(tǒng)圖如圖3,，圖3中空氣開(kāi)關(guān)q1至q4是每個(gè)變頻器的進(jìn)線保護(hù)裝置,，km1至km4為每臺(tái)變頻器的上電接觸器。kmz1至kmz3為直流母線的并聯(lián)接觸器,。1#,、2#離心機(jī)共用一個(gè)制動(dòng)單元，組成一組,，3#,、4#離心機(jī)共用一個(gè)制動(dòng)單元，組成一組，當(dāng)兩組都正常時(shí)可以并接在一起,。同時(shí)也是基于現(xiàn)場(chǎng)操作工人的工作時(shí)序,，1#、2#離心機(jī)不同時(shí)剎車,，3#,、4#離心機(jī)不同時(shí)剎車。正常工作時(shí)一般為兩臺(tái)離心機(jī)1#,、3#為一組,，2#、4#為一組,，四臺(tái)離心機(jī)一般不會(huì)同時(shí)剎車,。由于實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境往往會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的動(dòng)搖并發(fā)生高次諧波。也可用于增加電源阻抗并協(xié)助吸收附近設(shè)備投入工作時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓和主電源的電壓尖峰,，從而最終維護(hù)變頻器的整流單元。每臺(tái)變頻器也可以使用進(jìn)線電抗器來(lái)有效地防止這些因素對(duì)變頻器的影響,。本項(xiàng)目改造中由于原設(shè)備沒(méi)有裝進(jìn)線電抗器,，故并沒(méi)有畫(huà)出進(jìn)線電抗器及其他諧波治理裝置。

圖3 改造后變頻器及制動(dòng)單元系統(tǒng)原理圖

3.2 控制系統(tǒng)的方案

控制線路如圖4,，四臺(tái)變頻器上電后,，每臺(tái)變頻器運(yùn)行準(zhǔn)備好后，設(shè)置變頻器故障繼電器輸出端子的輸出選項(xiàng)為“變頻器運(yùn)行準(zhǔn)備好”,，只有變頻器上電,，并且正常以后，才可以并接在一起,，如任意一臺(tái)有故障,，直流母線接觸器就不吸合。變頻器故障繼電器輸出端子ta,、tc為常開(kāi)觸點(diǎn),，上電后變頻器“變頻器運(yùn)行準(zhǔn)備好”，各變頻器的ta,、tc吸合,，直流母線并聯(lián)接觸器依次吸合。否則接觸器就斷開(kāi),。

圖4 改造后的制動(dòng)單元并聯(lián)控制原理圖

圖5 改造后的制動(dòng)單元工作電流監(jiān)視圖

3.3 該方案特點(diǎn)

（1）使用一個(gè)完整的變頻器,，而不是單純的整流橋加多個(gè)逆變器方案。

（2)不需要有分離的整流橋,、充電單元,、電容組和逆變器。

（3）每一個(gè)變頻器都可以單獨(dú)從直流母線中分離進(jìn)去而不影響其他系統(tǒng),。

（4）通過(guò)連鎖接觸器來(lái)控制變頻器的dc共用母線的聯(lián)絡(luò),。

（5）連鎖控制來(lái)保護(hù)掛在直流母線上的變頻器的電容單元,。

（6）所有掛在母線上的變頻器必需使用同一個(gè)三相電源,。

（7）變頻器故障后快速地與dc母線斷開(kāi)以進(jìn)一步縮小變頻器故障范圍,。3.4 變頻器主要參數(shù)設(shè)置

運(yùn)行命令通道選擇 f0.03=1 最高操作頻率設(shè)定 f0.05=50 加速時(shí)間1設(shè)定 f0.10=300 減速時(shí)間1設(shè)定 f0.11=300 故障繼電器輸出選擇 f7.12=15 ao1輸出功能 f7.26=2 3.5 改造后的測(cè)試數(shù)據(jù)

停車時(shí)進(jìn)線電壓： 3ph 380vac 母線電壓： 530vdc 直流母線電壓： 650v 當(dāng)一臺(tái)升速時(shí)，母線電壓降低,，此時(shí)另一臺(tái)降速,，直流母線電壓在540~670v波動(dòng)，制動(dòng)單元在此時(shí)沒(méi)有開(kāi)啟,，制動(dòng)單元一般工作的dc電壓為680v如圖5測(cè)試分析,。

4節(jié)能分析

回饋制動(dòng)單元相比電阻能耗制動(dòng)本身就是一種節(jié)能的應(yīng)用,，可是要求每臺(tái)變頻器需要?jiǎng)x車時(shí)配用一臺(tái)制動(dòng)單元,。必然要求有幾臺(tái)變頻器就得配幾臺(tái)制動(dòng)單元,，而制動(dòng)單元的價(jià)格和變頻器價(jià)格相差不大,，工作持續(xù)率卻不是很高,。共用直流母線變頻器驅(qū)動(dòng)在離心機(jī)上的廣泛應(yīng)用,，較好的解決了當(dāng)一個(gè)變頻器升速，另一個(gè)變頻器剎車時(shí),，均衡了“一個(gè)吃不飽,、一個(gè)吃的吐”，的問(wèn)題,，該方案減少了制動(dòng)單元的重復(fù)設(shè)置,，降低了工作次數(shù)的，也減少了對(duì)電網(wǎng)的干擾次數(shù),，提高了電網(wǎng)的電能質(zhì)量,。在減少設(shè)備投入，增加設(shè)備使用率,，節(jié)約設(shè)備,、節(jié)能方面有特別重要的意義。

5結(jié)束語(yǔ)

通用變頻器共用直流母線的廣泛應(yīng)用,，較好的解決了電能消耗與電能回饋時(shí)間段不同步這個(gè)問(wèn)題,，對(duì)減少設(shè)備投入、降低電網(wǎng)干擾和提高設(shè)備利用率有特別重要的意義。

白獻(xiàn)剛

夏乃學(xué)

貢俊鵬

熊彥梅

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共直流母線的好處 共直流母線方案如何實(shí)現(xiàn)篇四

交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線

1,、概述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速,、穩(wěn)步增長(zhǎng)，城市建設(shè)的飛速發(fā)展,，企業(yè),、居民用電量呈直線上升，由此導(dǎo)致變電站主變?nèi)萘康牟粩嗉哟?，變壓器低壓出線側(cè)的額定電流也隨之增加,，電力部門越來(lái)越需要一種載流量大、安全系數(shù)高的導(dǎo)電產(chǎn)品來(lái)代替原有的矩形母線,。在此前提下,，本公司技術(shù)人員和一些著名的電纜制造專家于2003年參照交聯(lián)電纜的絕緣結(jié)構(gòu)創(chuàng)新出一種新型導(dǎo)電產(chǎn)品——交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線。該產(chǎn)品已在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用,，獲得了良好的效果,，為變電站的安全運(yùn)行、提高供電的可靠性,、降低能源損耗起到了積極的作用,。

2、交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線與常規(guī)矩形母線相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：

a)集膚效應(yīng)低,、單位截面載流量大

交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線采用銅管為主導(dǎo)體，銅管外表為圓形表面,，電荷分布均勻,，不象矩 形母線有棱角，表面電荷容易聚集在棱角處,，引起母線局部發(fā)熱,，造成能源的浪費(fèi)。另外,，銅 管為空心導(dǎo)體,，集膚效應(yīng)低，單位截面載流量大于常規(guī)矩形母線,。例如：銅管導(dǎo)體為ф100×5,，截面積是1491.5mm2，載流量可達(dá)到3150a,，電流密度為2.11a/ mm2,，溫升≤45k；而矩形母線 載流3150a,，需選用2片120×10的銅排,，電流密度為1.31 a/ mm2，溫升卻在70k左右。b)散熱條件好

大凡導(dǎo)電產(chǎn)品,，最忌發(fā)熱,。交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線因選用銅管作為主導(dǎo)材料，中部為空心,，熱空氣在導(dǎo)體內(nèi)部能形成空氣對(duì)流,，散熱條件好，而常規(guī)矩形母線及電纜是無(wú)法達(dá)到這一效果 的,。

c）,、允許應(yīng)力大、跨距大,、機(jī)械強(qiáng)度高

我們從《導(dǎo)電材料電工手冊(cè)》可得知,，銅管的應(yīng)力為294mpa，抗拉強(qiáng)度為320mpa,，足足是 矩形銅排母線的4倍,，從而使得交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線可承受的短路電動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于矩形母線。銅管母線跨距最大能達(dá)到9米,，如果采用雙鋼架結(jié)構(gòu)支撐,，其跨距最大能達(dá)到14米，可直接進(jìn)入高壓室與開(kāi)關(guān)柜或電抗器連接,，減少了常規(guī)母線所需的支柱絕緣子,、母線金具及土建工程。加上母線采用鋼架結(jié)構(gòu)支撐,，從而具有較強(qiáng)的抗震動(dòng)能力,。

d）、電氣絕緣性能強(qiáng),、主絕緣材料穩(wěn)定性高

交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線的絕緣是一種由多重絕緣材料和屏蔽材料相互交替形成的絕緣結(jié)構(gòu),，電位由里及外逐層降低，直到表面電位為零,。多重屏蔽層保證了每層絕緣層表面的電荷分

布均勻,，避免了絕緣層表面產(chǎn)生局部放電，且不受其它相母線的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的干擾,，加上主絕

緣材料采用聚四氟乙烯,，有優(yōu)良的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性、介質(zhì)損耗小,、阻燃,、耐老化、使用 壽命長(zhǎng),。

e）,、母線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、明了、布置清晰,、安裝方便,、維護(hù)工作量少。

結(jié)語(yǔ)

交聯(lián)屏蔽絕緣銅管母線的優(yōu)越性已得到了電力設(shè)計(jì)部門和使用部門的認(rèn)可,。我們深信,，在不久的將來(lái)，將會(huì)有越來(lái)越多的用戶選用這種產(chǎn)品,，本公司全體同仁愿以最優(yōu)異的產(chǎn)品及最熱情的服務(wù)態(tài)度為不同行業(yè)的新老客戶服務(wù),，為電力事業(yè)的發(fā)展盡一份微薄的力量。歡迎您們選用浙江南網(wǎng)的產(chǎn)品,！

共直流母線的好處 共直流母線方案如何實(shí)現(xiàn)篇五

報(bào)告匯編 compilation of reports 20xx

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母

線

試

驗(yàn)

報(bào)

告

工程名稱：達(dá)欣總部辦公樓培訓(xùn)中心

試驗(yàn)日期：2016 年 8 月 30 日 安裝地點(diǎn) 5-15 層強(qiáng)電井 額定電壓（kv）

0.4

800a-630a 設(shè)備型號(hào) cmc-800a-5/3

cmc630a-5/3 額定頻率（hz）

出廠編號(hào) 20160518 生產(chǎn)廠家 鎮(zhèn)江市長(zhǎng)虹電器有限公司 主要檢測(cè)儀器設(shè)備 cc2627b 型耐電壓測(cè)試儀 絕緣電阻測(cè)量（mω）

500ω 500ω

耐壓前 絕緣良好 絕緣良好

耐壓后 絕緣良好 絕緣良好

工頻耐壓試驗(yàn) 3750kv 3750kv

試驗(yàn)結(jié)論 符合要求 備注

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線

試

驗(yàn)

報(bào)

告

工程名稱：達(dá)欣總部辦公樓培訓(xùn)中心

試驗(yàn)日期：2016 年 8 月 30 日 施工單位：南通市達(dá)欣工程股份有限公司

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員：

技術(shù)負(fù)責(zé)人：

日期：

2016.8.30

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師：

日期：2016.8.30 安裝地點(diǎn) 15-22 層強(qiáng)電井 額定電壓（kv）

0.4

800a-630a 設(shè)備型號(hào) cmc-800a-5/3

cmc-630a-5/3 額定頻率（hz）

出廠編號(hào) 20160518 生產(chǎn)廠家 鎮(zhèn)江市長(zhǎng)虹電器有限公司 主要檢測(cè)儀器設(shè)備 cc2627b 型耐電壓測(cè)試儀 絕緣電阻測(cè)量（mω）

500ω 500ω

耐壓前 絕緣良好 絕緣良好

耐壓后 絕緣良好 絕緣良好

工頻耐壓試驗(yàn) 3750kv 3750kv

試驗(yàn)結(jié)論 符合要求 備注

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施工單位：南通市達(dá)欣工程股份有限公司

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員：

技術(shù)負(fù)責(zé)人：

日期：

2016.8.30

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師：

日期：2016.8.30