母线差动保护（一）

与其他的主设备保护相比，母线保护的要求更为苛刻。当变电站母线发生故障时，如不及时切除故障，将会损坏众多电力设备，破坏系统的稳定性，甚至导致电力系统瓦解。如果母线保护拒动，也会造成大面积的停电。因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速有选择地切除故障是非常必要的。

常见的母线故障有：绝缘子对地闪络、雷击、运行人员误操作、母线电压和电流互感器故障等。

在大型发电厂及变电站的母线保护装置中，通常配置有母线差动保护、母线充电保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联过流保护、母联非全相保护、其他断路器失灵保护等。其中，最为主要的是母差保护。一下着重了解母线差动保护的相关内容。

1、母差保护的原理

和线路差动保护相同，母线差动保护的基本原理也是基于基尔霍夫定律：在母线正常运行及外部故障时，各线路流入母线的电流和流出母线的电流相等，各线路的电流向量和为零；当母线上发生故障时，各线路电流均流向故障点，其向量和（差动电流）不再等于零，满足一定条件后，出口跳开相应开关。

母线差动保护，由ABC三相分相差动元件构成。每相差动元件由小差差动元件及大差差动元件构成。大差元件用于判断是否为母线故障，小差元件用于选择出故障具体在哪一条母线。

为了提高保护的可靠性，在保护中和设置有起动元件、复合电压闭锁元件、CT回路断线闭锁元件等。

2、差动保护的动作方程

首先规定CT的正极性端在母线侧，一次电流参考方向由线路流向母线为正方向。

差动电流：指所有母线上连接元件的电流和的绝对值；

制动电流：指所有母线上连接元件的电流的绝对值之和。

以如图的双母线接线方式的大差为例。差动电流和制动电流为：

差动继电器的动作特性一般如下图。蓝色区域为非动作区，红色区域为动作区。这种动作特性称作比率制动特性。动作逻辑的数学表达式也在图中给出。此动作方程式适用于南瑞继保RCS-915及许继电气WMH-800A母线保护装置。

除此之外，还有一种复式比率制动特性，动作特性如下图所示。此动作方程式适用于深圳南瑞BP-2C母线保护装置。

复式比率制动能够更明确的区分区内和区外故障。因为它引入了复合的制动电流Ir-Id，一方面在外部故障时，Ir随着短路电流的增大而增大，Ir>>Id，能有效地防止差动保护误动。另一方面在内部故障时，Id-Ir0保护无制动量，使差动保护能不带制动量灵敏动作。这样既有区外故障时保护的高可靠性又有区内故障时保护的灵敏性。