内 容 提 要

本书是继电保护丛书之一，专门介绍发电厂和变电所的

各种母线（双母线、11/2断路器母线、多分段双母线和角形母

线）的继电保护。主要内容包括几种常用的母线保护方式

（电流差动母线保护、母联电流比相母线保护、电流相位比

较母线保护、带制动特性的母线保护等）的工作原理、接线

方式、整定计算和运行特点；各种母线接线方式的断路器失

灵保护；旁路、母联和分段断路器的保护；提高母线保护可

靠性的措施；电流互感器的稳态和暂态特性分析；母线保护

的二次回路等。

本书可供从事继电保护的工作人员和大专、中专院校的

有关专业师生在工作或教学中参考。

目 录

前 言

第一章 母线保护的应用

1－1发电厂和变电所的母线方式

一、单母线和分段单母线

二、双母线

三、角形母线

四、11/2断路器母线

五、多分段母线

1－2母线保护的重要性

一、母线的短路故障

二、装设母线保护的必要性

1－3对母线保护的要求

一、母线保护的可靠性

二、母线保护的选择性

三、母线保护的速动性

四、电流互感器的配置

五、母线保护与其他保护的配合

第二章 发电厂和变电所的非专用母线保护

2－1电流和电压母线保护

一、变电所低压单母线的保护

二、变电所低压分段单母线的保护

三、发电厂低压分段单母线的保护

四、变电所的电流和电压母线保护

2－2 功率方向母线保护

第三章 电流差动式母线保护

3－1单母线电流差动保护

一、电流差动母线保护的工作原理

二、单母线电流差动保护的接线

3－2元件固定连接的双母线电流差动保护

一、元件固定连接的双母线电流差动保护的应用

二、双母线电流差动保护的接线

三、双母线电流差动保护的动作行为

四、破坏固定连接时母线保护的特点

五、母线电流差动保护与线路保护和自动装置的配合

六、电流互感器变流比不相同时的措施

七、双母线电流差动保护的校验

八、双母线电流差动保护的评价

3－3母线电流差动保护的计算

一、起动元件

二、选择元件

三、交流电流回路断线闭锁元件

四、电压闭锁元件

五、母线充电保护

第四章 母联电流比相式母线保护

4－1母联电流比相式母线保护

一、母联电流比相式母线保护的工作原理

二、母线保护的起动元件

三、母线保护的选择元件

四、母联电流比相式母线保护的接线

五、母联电流比相式母线保护的动作行为

六、母联电流比相式母线保护的校验

七、母联电流比相式母线保护的评价

4－2正序电压选择元件

一、辅助选择元件的应用

二、选择元件的动作量

三、正序电压比较元件的接线

四、各种短路情况下正序电压差值的计算

第五章 电流相位比较式母线保护

5－1 JMC型相位比较式母线保护

一、电流相位比较式母线保护的工作原理

二、相位比较元件

三、电压闭锁元件

四、母线保护的切换回路

五、相位比较式母线保护应用中的问题

5－2 JXM型相位比较式母线保护

一、JXM型母线保护的方框图

二、高电平检测元件和相电流方波形成回路

三、差动电流方波形成回路

四、相位比较和出口回路

五、相位比较元件的闭锁角

第六章 其他母线保护方式

6－1带制动特性的母线保护

一、带制动特性母线保护的特点

二、制动系数和灵敏系数

三、带制动特性继电器的组成方式

四、带制动特性的电流差动母线保护

五、快速动作的比例差动继电器

六、7SS10型比例差动继电器

6－2电压差动母线保护

一、电压差动母线保护的特点

二、电压差动母线保护的动作分析

三、电压差动母线保护的评价和注意事项

6－3线性互感器构成的母线保护

一、线性互感器构成母线保护的应用

二、线性互感器构成母线保护的特点

6－4封闭母线的保护

－、封闭式母线的保护

二、发电机封闭母线的保护

6－5相位比较比例差动母线保护

一、母线短路时的电流分布

二、相位比较比例差动式母线保护

6－6 电流差动母线保护特性的分析

一、电流差动母线保护

二、比例差动母线保护

三、最大通过电流制动母线保护

四、比例制动母线保护

五、大电流范围制动母线保护

六 大电流范围综合制动母线保护

第七章 发电厂和变电所的6～10kV母线保护

7－1发电厂的6～10kv 母线保护

一、发电厂的6～10kv母线方式

二、不完全差动母线保护的接线

三、不完全差动母线保护的计算

四、分段断路器的保护

7－2变电所的6～10kv母线保护

第八章 11/2断路器母线和多分段双母线的保护

8－111/2断路器母线方式的特点

一、11/2断路器母线方式的应用

二、11/2断路器母线方式的特点

8－211/2断路器母线方式电流互感器和电压互感器的配置

一、电流互感器的配置

二、电压互感器的配置

8－311/2断路器母线方式两组电流互感器带来的影响

一、电流互感器比值误差的影响

二、电流互感器汲出电流的影响

8－411/2断路器母线方式两组断路器带来的影响

一、重合闸应用的影响

二、继电保护的布置和检修

8—511/2断路器母线的保护

一、11/2断路器母线保护的特点

二、11/2断路器母线的保护

8－6四角形接线的保护

一、电流互感器的配置

二、电压互感器的配置

8－7四分段双母线的保护

一、四分段双母线的特点

二、四分段双母线的保护

第九章 断路器失灵保护

9－1断路器失灵保护的实现原则

一、断路器失灵保护的应用

二、远后备和近后备保护

三、断路器失灵保护的设计原则

四、断路器失灵保护接线的组成

9－2双母线的失灵保护

一、双母线失灵保护接线方式之一

二、双母线失灵保护接线方式之二

三、双母线失灵保护接线方式之三

四、双母线失灵保护接线方式之四

9－3分段单母线的失灵保护

9－4四角形母线的失灵保护

一、四角形母线失灵保护接线方式之一

二 四角形母线失灵保护接线方式之二

9－511/2断路器母线的失灵保护

一、11/2断路器母线失灵保护的特点

二、11/2断路器母线失灵保护的接线

9－6四分段双母线的失灵保护

一、四分段双母线失灵保护的特点

二、四分段双母线失灵保护的直流回路接线

第十章旁路母联和分段断路器的保护

10－1旁路断路器的保护

一、220kv旁路断路器的保护

二、35～110kv旁路断路器的保护

10－2母联断路器的保护

一、220kv母联断路器的保护

二、35～110kv母联断路器的保护

10－3分段断路器的保护

一、220kv分段断路器的保护

二、35～110kv分段断路器的保护

第十一章 提高母线保护可靠性的措施

11－1提高可靠性的一般措施

一、母线保护方式的选择

二、电流互感器的选择

三、母线保护的直流电源

四、母线保护的双重化

五、母线保护的闭锁措施

11－2长期监视方式

一、自动监视技术的应用

二、长期监视的几种方式

11－3 自动检测方式

一、自动检测的几种方式

二、自动监视

第十二章 电流互感器的稳态和暂态特性

12－1电流互感器的稳态特性

—、电流互感器的比值误差和相角误差

二、电流互感器的10％误差曲线

三、校验电流互感器误差的其他方法

四、减小电流互感器误差的方法

五、电流互感器的汲出电流

12－2电流互感器的暂态特性

一、电流互感器的暂态二次电流

二、电流互感器的暂态磁通

12－3带气隙电流互感器的特性

一、带气隙电流互感器的特点

二、带气隙电流互感器的时间常数

三、带气隙电流互感器的稳态特性

四、带气隙电流互感器的暂态特性

五、具有大气隙的电流互感器

六、影响电流互感器暂态特性的因素

12－4电流互感器暂态特性对继电保护的影响

一、二次电流的简化波形

二、反应电流有效值的电流元件

三、反应电流平均值的电流元件

四、方向元件

五、电流相位元件

六、阻抗元件

七 电流相位比较元件

第十三章 母线保护的二次回路

13－1母线保护的交流回路

一、交流电流回路

二、交流电压回路

13－2母线保护的直流回路

第一章 母线保护的应用

1－1发电厂和变电所的母线方式

母线是发电厂和变电所的重要组成部分。在母线上连接

着发电厂和变电所的发电机、变压器、输电线路、配电线路

和调相设备等，母线工作的可靠性将直接影响发电厂和变电

所工作的可靠性。此外，变电所的高压母线也是电力系统的

中枢部分，如果母线的短路故障不能迅速地被切除，将会引

起事故扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的瓦

解事故。因此，母线方式及母线保护方式的选择和运行，是

保证电力系统安全运行的重要环节之一。

发电厂和变电所母线方式的选用，应根据该发电厂或变

电所在电力系统中所处的地位、母线的工作电压、连接元件

的数量和设备投资等条件来确定。母线的接线方式很多，这

里只介绍国内常用的几种母线方式。

一、单母线和分段单母线

图1－1相应地示出单母线和分段单母线的接线。在发

电厂和变电所中，如110～220kV配电装置的出线不超过4

回时，一般采用分段单母线接线；35～60kV的配电装置，

当出线为2回以上时，一般采用分段单母线或单母线接线；

变电所的6～10kV配电装置，一般采用分段单母线或单母

线接线。

发电厂的发电机电压母线一般采用分段方式，並用分段

断路器连接。如每段母线上的发电机容量为12000kW时，一

般采用单母线。为了限制短路电流，可在母线分段回路中装

设电抗器。

单母线的接线简单，占地小，投资少，但在母线检修或

发生短路时将使全厂或全所停电。分段单母线在检修或发生

短路时，仍可使大约一半的连接元件继续运行。

二、双母线

在发电厂或枢纽变电所中，当110～220kV出线在4回

及以上时，一般采用双母线接线。对于35～60kV配电装置，

如出线回数较多、连接的电源较多、负载较大等，亦可采用

双母线。