母差保護(hù)講義

1、李家峽水電站330KVJMH-1型母線差動(dòng)保護(hù)講義高建宏JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路圖基本原理及主要回路圖母差保護(hù)裝置母差保護(hù)裝置特點(diǎn)及其功能特點(diǎn)及其功能電源走向電源走向概 述其他其他概 述 由于電能功率的集中與分配，必須通過(guò)發(fā)電廠、變電所或由于電能功率的集中與分配，必須通過(guò)發(fā)電廠、變電所或開關(guān)站的母線才能實(shí)現(xiàn)。所以母線是電力系統(tǒng)中的重要元件之開關(guān)站的母線才能實(shí)現(xiàn)。所以母線是電力系統(tǒng)中的重要元件之一。母線的正常運(yùn)行是保證安全發(fā)供電和電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要一。母線的正常運(yùn)行是保證安全發(fā)供電和電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，將使連接在母線上的所有元件被迫切條件當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，將使

2、連接在母線上的所有元件被迫切除，電氣設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，甚至?xí)斐烧麄€(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的破壞除，電氣設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，甚至?xí)斐烧麄€(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的破壞和瓦解。由于母線故障產(chǎn)生的后果十分嚴(yán)重，所以應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)和瓦解。由于母線故障產(chǎn)生的后果十分嚴(yán)重，所以應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。母線保護(hù)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著十分重要的的保護(hù)裝置。母線保護(hù)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著十分重要的作用，快速可靠的切除故障母線是電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制措施的重作用，快速可靠的切除故障母線是電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制措施的重要方面。要方面。JMHJMH1 1母線保護(hù)母線保護(hù)是一種快速、靈敏、中阻抗電流差動(dòng)是一種快速、靈敏、中阻抗電流差動(dòng)原理的差動(dòng)保護(hù)，它由原理的

3、差動(dòng)保護(hù)，它由1313個(gè)組件及附加繼電器靈活組屏適用于個(gè)組件及附加繼電器靈活組屏適用于110kV110kV500kV500kV高壓超高壓系統(tǒng)?？梢詽M足各種主接線、各種配高壓超高壓系統(tǒng)?？梢詽M足各種主接線、各種配置母線成套保護(hù)要求。具有母差保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、電壓閉置母線成套保護(hù)要求。具有母差保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、電壓閉鎖、失靈保護(hù)等功能。具備較強(qiáng)的抗干擾能力等功能。鎖、失靈保護(hù)等功能。具備較強(qiáng)的抗干擾能力等功能。JMH1型母差保護(hù)裝置特點(diǎn)及功能 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）不受電流互感器飽和的影響。在外部故障時(shí)，不）不受電流互感器飽和的影響。在外部故障時(shí)，不會(huì)由于電流互感器的飽和而誤動(dòng)作。會(huì)由于電流互感

4、器的飽和而誤動(dòng)作。2 2）動(dòng)作速度快，整組動(dòng)）動(dòng)作速度快，整組動(dòng)作時(shí)間小于作時(shí)間小于10ms10ms。3 3）能適應(yīng)電流互感器變比不一致的情況。）能適應(yīng)電流互感器變比不一致的情況。4 4）采用性能可靠的快速中間繼電器切換交流，能滿足雙母線運(yùn)行采用性能可靠的快速中間繼電器切換交流，能滿足雙母線運(yùn)行靈活的要求，能自動(dòng)適應(yīng)雙母線各種運(yùn)行方式，在雙母線并列靈活的要求，能自動(dòng)適應(yīng)雙母線各種運(yùn)行方式，在雙母線并列運(yùn)行、解列運(yùn)行、固定連接破壞及倒閘過(guò)程中保護(hù)裝置均能正運(yùn)行、解列運(yùn)行、固定連接破壞及倒閘過(guò)程中保護(hù)裝置均能正確動(dòng)作。確動(dòng)作。5 5）對(duì)雙母線同時(shí)故障、相繼故障、母聯(lián)死區(qū)故障等）對(duì)雙母線同時(shí)故障、相

5、繼故障、母聯(lián)死區(qū)故障等保護(hù)均能正確動(dòng)作。保護(hù)均能正確動(dòng)作。6 6）裝置實(shí)現(xiàn)了元件功能組件模塊化，結(jié)）裝置實(shí)現(xiàn)了元件功能組件模塊化，結(jié)構(gòu)合理，調(diào)試、維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。構(gòu)合理，調(diào)試、維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。功能：功能：該裝置可使用在該裝置可使用在110KV110KV以上電壓等級(jí)的各種類型接線以上電壓等級(jí)的各種類型接線方式的母線上，如單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、方式的母線上，如單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、雙母線帶旁路、母聯(lián)兼旁路、一倍半接線母線以及雙母線雙分雙母線帶旁路、母聯(lián)兼旁路、一倍半接線母線以及雙母線雙分段等，能正確反映母線內(nèi)部的各種相間和接地故障。段等，能正確反映母線內(nèi)部的各種

6、相間和接地故障。JMH1型母差保護(hù)裝置基本構(gòu)成及參數(shù) 一、一、JMHJMH1 1型母線保護(hù)裝置的構(gòu)成型母線保護(hù)裝置的構(gòu)成1 1）差動(dòng)元件（）差動(dòng)元件（NCDNCD4 4） 2 2）信號(hào)元件（）信號(hào)元件（NXNX1616）3 3）電源元件（）電源元件（NYNY7 7）4 4）閉鎖元件（）閉鎖元件（NBSNBS7 7）5 5）整流元件（）整流元件（NZLNZL3 3）6 6）輔助變流器（）輔助變流器（FLHFLH1010） 注：其中差動(dòng)元件、閉鎖元件、信號(hào)元件、輔助變流器等構(gòu)注：其中差動(dòng)元件、閉鎖元件、信號(hào)元件、輔助變流器等構(gòu)成中阻抗差動(dòng)回路，形成母線保護(hù)核心。成中阻抗差動(dòng)回路，形成母線保護(hù)核心。

7、 JMH1型母差保護(hù)裝置基本構(gòu)成及參數(shù) 二、二、主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)差動(dòng)動(dòng)作時(shí)間：不大于差動(dòng)動(dòng)作時(shí)間：不大于10ms10ms，（，（2 2倍動(dòng)作電流、倍動(dòng)作電流、0.50.5倍動(dòng)作電倍動(dòng)作電壓下）壓下）比例制動(dòng)系數(shù)范圍：比例制動(dòng)系數(shù)范圍：0.50.50.80.8差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流范圍差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流范圍0.210.211.24In1.24In，誤差為，誤差為10%10%復(fù)合電壓動(dòng)作值為復(fù)合電壓動(dòng)作值為0.50.50.8Un0.8Un母線外部故障時(shí)，保護(hù)裝置可靠不誤動(dòng)，即使母線外部故障時(shí)，保護(hù)裝置可靠不誤動(dòng)，即使CTCT完全飽和也完全飽和也不誤動(dòng)不誤動(dòng)能適應(yīng)電流互感器變比不一致的情況能適應(yīng)

8、電流互感器變比不一致的情況差動(dòng)保護(hù)直流回路功耗正常時(shí)不大于差動(dòng)保護(hù)直流回路功耗正常時(shí)不大于30W30W，故障時(shí)不大于，故障時(shí)不大于50W50W對(duì)于雙母線同時(shí)故障、相繼故障、母聯(lián)死區(qū)等故障，均正確動(dòng)對(duì)于雙母線同時(shí)故障、相繼故障、母聯(lián)死區(qū)等故障，均正確動(dòng)作。作。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 一、元件功能介紹一、元件功能介紹1 1、電源元件、電源元件由開關(guān)電源、直流濾波回路、繼電器等組成。它主要為保由開關(guān)電源、直流濾波回路、繼電器等組成。它主要為保護(hù)提供護(hù)提供30V30V、24V24V電源，為集成回路、復(fù)位提供電源，電源，為集成回路、復(fù)位提供電源，220V220V電電源為差動(dòng)保護(hù)回路、

9、繼電器及信號(hào)、閉鎖等元件提供電源。源為差動(dòng)保護(hù)回路、繼電器及信號(hào)、閉鎖等元件提供電源。2 2、閉鎖元件、閉鎖元件由三個(gè)靈敏性電流繼電器分別接于同一差動(dòng)保護(hù)回路的由三個(gè)靈敏性電流繼電器分別接于同一差動(dòng)保護(hù)回路的A A、B B、C C各相差電流回路中，其動(dòng)作電流為各相差電流回路中，其動(dòng)作電流為50mA50mA。當(dāng)電流回路斷。當(dāng)電流回路斷線時(shí)，差電流回路中就有不平衡電流，電流繼電器動(dòng)作，經(jīng)線時(shí)，差電流回路中就有不平衡電流，電流繼電器動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)，啟動(dòng)延時(shí)，啟動(dòng)BSJBSJ，其觸點(diǎn)，其觸點(diǎn)BSJ1BSJ1、BSJ2BSJ2斷開，閉鎖母差保護(hù)的出斷開，閉鎖母差保護(hù)的出口回路口回路。 JMH1型母差保護(hù)裝

10、置基本原理及主要回路 一、元件功能介紹一、元件功能介紹 3 3、整流元件、整流元件用于單母線、一倍半接線的母差保護(hù)，由若干整流二極管用于單母線、一倍半接線的母差保護(hù)，由若干整流二極管構(gòu)成，它為差動(dòng)回路提供正負(fù)半波整流。構(gòu)成，它為差動(dòng)回路提供正負(fù)半波整流。 4 4、輔助變流器、輔助變流器FLHFLH1010輔助變流器在輔助變流器在JMHJMH1 1型保護(hù)中作用如下：型保護(hù)中作用如下：a.a.實(shí)現(xiàn)變比一致。實(shí)現(xiàn)變比一致。b.b.隔離，使交流切換在輔助變流器二次側(cè)進(jìn)行。隔離，使交流切換在輔助變流器二次側(cè)進(jìn)行。c.c.差動(dòng)回路升流。差動(dòng)回路升流。JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 一、元件功能介

11、紹一、元件功能介紹5 5、信號(hào)元件、信號(hào)元件 其中其中CKJCKJ為差動(dòng)出口重動(dòng)繼電器，為差動(dòng)出口重動(dòng)繼電器，SJSJ為出口返回延時(shí)繼電為出口返回延時(shí)繼電器，器，1ZJ1ZJ、2ZJ2ZJ分別為差動(dòng)繼電器和差流繼電器長(zhǎng)期動(dòng)作不復(fù)分別為差動(dòng)繼電器和差流繼電器長(zhǎng)期動(dòng)作不復(fù)歸（元件損壞）監(jiān)視繼電器，歸（元件損壞）監(jiān)視繼電器，1XJ1XJ3XJ3XJ分別為指示分別為指示CKJCKJ、1ZJ1ZJ、2ZJ2ZJ動(dòng)作的信號(hào)繼電器，動(dòng)作的信號(hào)繼電器，4XJ4XJ6XJ6XJ為故障相別指示信號(hào)繼電器，為故障相別指示信號(hào)繼電器，為了便于繼保運(yùn)行人員進(jìn)行事故分析，為了便于繼保運(yùn)行人員進(jìn)行事故分析，1XJ1XJ6X

12、J6XJ均采用磁保均采用磁保持繼電器。當(dāng)被保護(hù)母線發(fā)生持繼電器。當(dāng)被保護(hù)母線發(fā)生A A相故障時(shí)，故障相的相故障時(shí)，故障相的CDJCDJA1A1與與CLJCLJA1A1同時(shí)動(dòng)作，初點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作，初點(diǎn)CDJA1CDJA1、CLJA1CLJA1閉合，使差動(dòng)元件出口繼閉合，使差動(dòng)元件出口繼電器電器CKJCKJA A及信號(hào)元件的出口重動(dòng)繼電器及信號(hào)元件的出口重動(dòng)繼電器CKJCKJ動(dòng)作，并通過(guò)觸點(diǎn)動(dòng)作，并通過(guò)觸點(diǎn)CKJCKJ1 1和和SJSJ1 1自保持。觸點(diǎn)自保持。觸點(diǎn)CKJCKJ2 2斷開，待開關(guān)跳閘斷開，待開關(guān)跳閘CDJCDJ、CLJCLJ返回返回后啟動(dòng)時(shí)間繼電器后啟動(dòng)時(shí)間繼電器SJSJ。經(jīng)延時(shí)。經(jīng)延

13、時(shí)SJSJ動(dòng)作，動(dòng)作，SJSJ1 1、SJSJ2 2斷開，允許差斷開，允許差動(dòng)出口繼電器返回。其他故障類型依次類推。動(dòng)出口繼電器返回。其他故障類型依次類推。JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 一、元件功能介紹一、元件功能介紹（接信號(hào)元件）（接信號(hào)元件）在在CKJCKJ動(dòng)作的同時(shí)，動(dòng)作的同時(shí)，1XJ1XJ動(dòng)作并自保持，觸動(dòng)作并自保持，觸點(diǎn)點(diǎn)1XJ1XJ1 1閉合使閉合使1LED1LED發(fā)光，指示差動(dòng)回路動(dòng)作，發(fā)光，指示差動(dòng)回路動(dòng)作，CDJCDJ、CLJCLJ動(dòng)作時(shí)，動(dòng)作時(shí)，分別通過(guò)分別通過(guò)CDJCDJ1 1或或CDJCDJ2 2，啟動(dòng)信號(hào)繼電器，啟動(dòng)信號(hào)繼電器4XJ4XJ或或5XJ5XJ或

14、或6XJ6XJ，并通，并通過(guò)過(guò)4LED4LED6LED6LED指示故障類別。指示故障類別。 當(dāng)當(dāng)CDJCDJ或或CLJCLJ長(zhǎng)期動(dòng)作不復(fù)歸時(shí)，長(zhǎng)期動(dòng)作不復(fù)歸時(shí)，1ZJ1ZJ或或2ZJ2ZJ延時(shí)動(dòng)作，其延時(shí)動(dòng)作，其觸點(diǎn)觸點(diǎn)1ZJ1ZJ2 2或或2ZJ2ZJ2 2發(fā)出元件損壞信號(hào)，同時(shí)發(fā)出元件損壞信號(hào)，同時(shí)1ZJ1ZJ1 1或或2ZJ2ZJ1 1分別啟動(dòng)分別啟動(dòng)2XJ2XJ、3XJ3XJ，并通過(guò)，并通過(guò)2LED2LED或或3LED3LED及及4LED4LED、5LED5LED、6LED6LED指示出哪指示出哪個(gè)單元出現(xiàn)問(wèn)題。個(gè)單元出現(xiàn)問(wèn)題。 由于外部故障時(shí)，由于外部故障時(shí)，CLJCLJ可能會(huì)出現(xiàn)瞬

15、動(dòng)現(xiàn)象，為了防止此可能會(huì)出現(xiàn)瞬動(dòng)現(xiàn)象，為了防止此時(shí)時(shí)4XJ4XJ6XJ6XJ誤發(fā)信號(hào)，誤發(fā)信號(hào)，4XJ4XJ6XJ6XJ由由1ZJ1ZJ1 1、2ZJ2ZJ1 1或或CKJCKJ4 4提供電源。提供電源。JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路信號(hào)元件如圖所示：信號(hào)元件如圖所示：JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路二、保護(hù)配置、保護(hù)范圍及動(dòng)作后果二、保護(hù)配置、保護(hù)范圍及動(dòng)作后果保護(hù)配置：保護(hù)配置： 母線保護(hù)按雙重化原則配置，正常運(yùn)行時(shí)兩套母線保護(hù)按雙重化原則配置，正常運(yùn)行時(shí)兩套保護(hù)均應(yīng)投入，如果其中一套有故障，可短時(shí)間停運(yùn)，不允許保護(hù)均應(yīng)投入，如果其中一套有故障，可短時(shí)間停運(yùn)，不允許兩套保

16、護(hù)同時(shí)退出。保護(hù)配置的兩套完全相同，從而以保證了兩套保護(hù)同時(shí)退出。保護(hù)配置的兩套完全相同，從而以保證了可靠性?？煽啃?。 每套保護(hù)裝置所用輔助變流器共有每套保護(hù)裝置所用輔助變流器共有3030個(gè)，用于差動(dòng)繼電器個(gè)，用于差動(dòng)繼電器前的輔助變流器一套保護(hù)共有前的輔助變流器一套保護(hù)共有6 6個(gè)。個(gè)。JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 二、保護(hù)配置圖JMH1型母差保護(hù)裝置基本構(gòu)成及參數(shù) 保護(hù)范圍：每串靠母線側(cè)母差保護(hù)所用的CT與CT之間的短路、接地等故障。動(dòng)作后果：保護(hù)動(dòng)作后，跳開靠母線側(cè)的開關(guān)，當(dāng)開關(guān)未動(dòng)作時(shí)，啟動(dòng)該開關(guān)的斷路器失靈保護(hù)，跳開相應(yīng)的開關(guān)。二、保護(hù)配置、保護(hù)范圍及動(dòng)作后果二、保護(hù)配置

17、、保護(hù)范圍及動(dòng)作后果JMH1型母差保護(hù)裝置工作原理及主要回路 三、三、 裝置原理裝置原理差動(dòng)元件：差動(dòng)元件：差動(dòng)元件由制動(dòng)電阻差動(dòng)元件由制動(dòng)電阻RS 差動(dòng)回路電阻差動(dòng)回路電阻R R、整流、整流 橋（橋（QLQL）、差動(dòng)繼電器（）、差動(dòng)繼電器（CDJCDJ）、差電流繼電器（）、差電流繼電器（CLJCLJ）、差動(dòng)）、差動(dòng)出口繼電器（出口繼電器（CKJCKJ）等組成。其原理圖見圖）等組成。其原理圖見圖1 1所示。所示。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如圖1 1所示：所示：JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理

18、（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）差動(dòng)繼電器是基于以下兩個(gè)基本原則：差動(dòng)繼電器是基于以下兩個(gè)基本原則： 對(duì)于外部故障，完全飽和的線路對(duì)于外部故障，完全飽和的線路CTCT的二次回路可以只用它的的二次回路可以只用它的全部直流回路電阻值表示，繼忽略電抗。全部直流回路電阻值表示，繼忽略電抗。 對(duì)于內(nèi)部故障，空載線路對(duì)于內(nèi)部故障，空載線路CTCT的二次回路可以由一個(gè)較大的勵(lì)的二次回路可以由一個(gè)較大的勵(lì)磁阻抗表示，主要是一個(gè)具有較大時(shí)間常數(shù)（磁阻抗表示，主要是一個(gè)具有較大時(shí)間常數(shù)（L LR R）的電抗。）的電抗。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如

19、圖2 2所示：所示： JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）圖圖2 2表示具有了表示具有了L LA A, , LB，LX的單母線的一相差動(dòng)的單母線的一相差動(dòng)繼電器的簡(jiǎn)化圖，電流分布如圖所示，以正半波為參考方向。繼電器的簡(jiǎn)化圖，電流分布如圖所示，以正半波為參考方向。JMHJMH1 1型差動(dòng)繼電器通常是三相單獨(dú)分裝，共用一個(gè)跳閘回路。型差動(dòng)繼電器通常是三相單獨(dú)分裝，共用一個(gè)跳閘回路。正常運(yùn)行時(shí)，由端子正常運(yùn)行時(shí)，由端子K K流入繼電器的總電流流入繼電器的總電流I IT3T3，從端子，從端子L L流出的流出的總電流總電流I IL L，這兩個(gè)電流是

20、相等的，因而差動(dòng)回路的電流，這兩個(gè)電流是相等的，因而差動(dòng)回路的電流I Id1d1等于等于零。從端子零。從端子K K和和L L上獲得的制動(dòng)電壓上獲得的制動(dòng)電壓UsUs，在這個(gè)電壓的驅(qū)使下，在這個(gè)電壓的驅(qū)使下，電流電流I IR2R2通過(guò)二極管通過(guò)二極管D D2 2和電阻和電阻R R形成回路，因而差動(dòng)繼電器閉鎖而形成回路，因而差動(dòng)繼電器閉鎖而不動(dòng)作。不動(dòng)作。在負(fù)半波期間，所有的線路電流都將反向，即在負(fù)半波期間，所有的線路電流都將反向，即I IX3X3從端子從端子K K流入流入繼電器，而總的輸出電流繼電器，而總的輸出電流I IT3T3將從端子將從端子K K流出繼電器。差動(dòng)電流流出繼電器。差動(dòng)電流仍將保

21、持為零，而制動(dòng)電壓仍將保持為零，而制動(dòng)電壓U US S將同在正半波獲得的電壓值相等。將同在正半波獲得的電壓值相等。JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）接差動(dòng)元件）二極管二極管D D2 2使使R R與與R RS S并聯(lián)，在正常運(yùn)行期間，可通并聯(lián)，在正常運(yùn)行期間，可通過(guò)使過(guò)使R R盡可能小而達(dá)到見小制動(dòng)回路的有效負(fù)載（盡可能小而達(dá)到見小制動(dòng)回路的有效負(fù)載（R RSCSC）的目的。）的目的。外部故障時(shí)，設(shè)饋線外部故障時(shí)，設(shè)饋線L Lx x外部發(fā)生故障，流出電流外部發(fā)生故障，流出電流I Ix1x1增加，其電增加，其電流方向仍參照?qǐng)D流方向仍參照?qǐng)D2 2的正方向。

22、的正方向。CTCT飽和特性和繼電器的響應(yīng)可簡(jiǎn)要飽和特性和繼電器的響應(yīng)可簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：故障電流開始上升期間，前幾個(gè)毫秒內(nèi)說(shuō)明如下：故障電流開始上升期間，前幾個(gè)毫秒內(nèi)CTCT不會(huì)飽和。不會(huì)飽和。繼電器電流繼電器電流I I與總的輸入初級(jí)電流（與總的輸入初級(jí)電流（I IT1T1I IA1A1+I+IB1B1）成正比。制動(dòng)）成正比。制動(dòng)電壓電壓UsUs將增加，且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)二極管將增加，且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)二極管D D2 2的更大閉鎖電流的更大閉鎖電流I IR2R2。此外，電壓此外，電壓U Ud3d3和和UsUs基本相等，實(shí)際上只要基本相等，實(shí)際上只要CTCT不飽和，差電流不飽和，差電流I Id1d1仍然保持

23、為零。這種情況可以將繼電器電路簡(jiǎn)化的表示圖仍然保持為零。這種情況可以將繼電器電路簡(jiǎn)化的表示圖3a3a和和圖圖3b3b中。中。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如圖3a3a所示所示： JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理（接差動(dòng)元件）當(dāng)過(guò)載嚴(yán)重的線路當(dāng)過(guò)載嚴(yán)重的線路CTCT（TxTx）開始飽和，）開始飽和，U UL L減小，減小，然而然而U UT3T3在線路在線路CT(TCT(TA A,T,TB B) )并不飽和情況下仍繼續(xù)增加，從圖并不飽和情況下仍繼續(xù)增加，從圖3c3c中中可看到，隨著可看到，隨著U UT3T3和和

24、U UL L之間不平衡電壓增加，之間不平衡電壓增加，U UdTdT變大，似乎只要變大，似乎只要U UdTdT 一超過(guò)零，電流一超過(guò)零，電流I Id1d1就會(huì)流動(dòng)，然而實(shí)際情況并非如此。就會(huì)流動(dòng)，然而實(shí)際情況并非如此。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如圖3b3b所示所示： JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如圖3c3c所示：所示： JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）為使為使I Id1d1流動(dòng)，二次電流流動(dòng)，二次電

25、流I Id2d2也必須流動(dòng)（見圖也必須流動(dòng)（見圖2 2），即），即T T的二次繞組的電動(dòng)勢(shì)（的二次繞組的電動(dòng)勢(shì)（U Ud2d2）必須超過(guò)電壓）必須超過(guò)電壓U Ud3d3，由于線，由于線路路CTCT輸入輸出之間的不平衡而產(chǎn)生的一次電壓輸入輸出之間的不平衡而產(chǎn)生的一次電壓U Ud1d1也必須超過(guò)某也必須超過(guò)某一電壓值，才能使差動(dòng)電流流動(dòng)。這個(gè)電壓由一電壓值，才能使差動(dòng)電流流動(dòng)。這個(gè)電壓由n nd dU Ud3d3或或n nd dU Us s給出。給出。如果如果T TMdMd的變化的變化n nd d=10=10，就穿越性故障而言，如果，就穿越性故障而言，如果UsUs1010，總的差，總的差動(dòng)電壓必須

26、超過(guò)動(dòng)電壓必須超過(guò)10101010100V100V才能產(chǎn)生差動(dòng)電流。才能產(chǎn)生差動(dòng)電流。 就圖就圖3b3b和和3e3e而言，整個(gè)回路的等效電阻（從端子而言，整個(gè)回路的等效電阻（從端子L L 看進(jìn)去的看進(jìn)去的線路線路L L等效電阻），由于等效電阻），由于CTCT飽和，而使線路（飽和，而使線路（T TX X ）CTCT的電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)完全為零。圖完全為零。圖3d3d中的中的R Rlxlx的值以增加到使的值以增加到使I Id1d1剛好開始流動(dòng)的程度。剛好開始流動(dòng)的程度?？梢钥闯觯飨蚩梢钥闯?，流向CDJCDJ繼電器的電流繼電器的電流I IR1R1恰好等于零。此時(shí)存在下恰好等于零。此時(shí)存在下列等式：列等

27、式： I Id1d1=S=SI IT3T3 （3 31 1） JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）其中其中S S是制動(dòng)系數(shù)，它取決于比較回路參數(shù)。式是制動(dòng)系數(shù)，它取決于比較回路參數(shù)。式（3 31 1）稱為穩(wěn)定方程。它表明）稱為穩(wěn)定方程。它表明I Id1d1等于總輸入電流等于總輸入電流I IT3T3的的S S倍時(shí)，倍時(shí)，動(dòng)作電壓與制動(dòng)電壓剛好平衡。制動(dòng)系數(shù)動(dòng)作電壓與制動(dòng)電壓剛好平衡。制動(dòng)系數(shù)S S的值可在的值可在0.50.80.50.8范范圍內(nèi)變化，它取決于系統(tǒng)安全運(yùn)行。當(dāng)圍內(nèi)變化，它取決于系統(tǒng)安全運(yùn)行。當(dāng)S S0.800.80時(shí)，差動(dòng)回路

28、不時(shí)，差動(dòng)回路不平衡電流，必須超過(guò)總輸入電流的平衡電流，必須超過(guò)總輸入電流的8080，差動(dòng)繼電器才會(huì)誤動(dòng)，差動(dòng)繼電器才會(huì)誤動(dòng)作。作。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）在圖在圖3e3e中可看出，電流在中可看出，電流在I Id1d1和和I IL L回路中的分配回路中的分配比率僅取決于比率僅取決于R RdTdT和和R RLXLX的電阻值。在這里的電阻值。在這里R RS S/2/2的影響小到可以忽的影響小到可以忽略不計(jì)，對(duì)應(yīng)于安全運(yùn)行條件有：略不計(jì)，對(duì)應(yīng)于安全運(yùn)行條件有：R RLXLX= =S/(1-S)S/(1-S)R RdTdT （3 3

29、2 2）當(dāng)當(dāng)R RdTdT300300，S S0.800.80時(shí)，時(shí)，R RLXLX4 430030012001200可見如果從端子可見如果從端子L L看進(jìn)去的看進(jìn)去的L LX X回路電阻在回路電阻在0 012001200范圍內(nèi)變化，范圍內(nèi)變化，則差動(dòng)繼電器仍能安全穩(wěn)定運(yùn)行；如果則差動(dòng)繼電器仍能安全穩(wěn)定運(yùn)行；如果R R超過(guò)超過(guò)12001200，則需要進(jìn)，則需要進(jìn)一步增加制動(dòng)系數(shù)，差動(dòng)繼電器人將保證安全穩(wěn)定運(yùn)行。然而，一步增加制動(dòng)系數(shù)，差動(dòng)繼電器人將保證安全穩(wěn)定運(yùn)行。然而，增加制動(dòng)系數(shù)會(huì)降低差動(dòng)繼電器的靈敏度。增加制動(dòng)系數(shù)會(huì)降低差動(dòng)繼電器的靈敏度。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝

30、置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如圖3d3d所示所示 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如圖3e3e所示：所示： JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）當(dāng)當(dāng)S=0.8S=0.8時(shí)，線路時(shí)，線路CTCT二次回路的最大允許回路電二次回路的最大允許回路電阻，可由下式求出：阻，可由下式求出： R RA2A2=1200/n=1200/nMAMA （3 33 3） R RX2X2=1200/n=1200/nMX MX （3 34 4）式中式中R RA2A2和和R RX2X2

31、為為TATA和和TXTX線路線路CTCT二次回路的總負(fù)載?？傌?fù)載包括二次回路的總負(fù)載?？傌?fù)載包括CTCT二次繞組電阻、電纜電阻及其它設(shè)備的電阻，輔助二次繞組電阻、電纜電阻及其它設(shè)備的電阻，輔助CTCT的負(fù)載可的負(fù)載可忽略。忽略。由式（由式（3 31 1）和式（）和式（3 32 2）可以得出，差動(dòng)繼電器的安全穩(wěn)定）可以得出，差動(dòng)繼電器的安全穩(wěn)定運(yùn)行和運(yùn)行和L LT3T3的大小有關(guān)，即使電壓的大小有關(guān)，即使電壓U UT3T3增加到無(wú)窮大暫態(tài)電壓，只增加到無(wú)窮大暫態(tài)電壓，只要提供的要提供的R RLXLX的值不超過(guò)式（的值不超過(guò)式（3 32 2）所給定的值，則差動(dòng)繼電器）所給定的值，則差動(dòng)繼電器仍將保

32、持安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，仍將保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，JMHJMH1 1型差動(dòng)繼電器的穩(wěn)定性型差動(dòng)繼電器的穩(wěn)定性與系統(tǒng)短水平機(jī)系統(tǒng)直流時(shí)間常數(shù)無(wú)關(guān)。與系統(tǒng)短水平機(jī)系統(tǒng)直流時(shí)間常數(shù)無(wú)關(guān)。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路三、裝置原理三、裝置原理（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）此外，此外， JMH-1JMH-1型母線對(duì)于各種線路型母線對(duì)于各種線路CTCT的特性沒(méi)的特性沒(méi)有提出任何要求，如有提出任何要求，如CTCT的匹配、精度、繞組分布、飽和水平、的匹配、精度、繞組分布、飽和水平、剩磁、時(shí)間常數(shù)等等，因?yàn)檫@些因素不影響剩磁、時(shí)間常數(shù)等等，因?yàn)檫@些因素不影響CDJCDJ差動(dòng)繼電器對(duì)穿差動(dòng)繼電器對(duì)穿越性

33、故障的穩(wěn)定性。越性故障的穩(wěn)定性。上面僅考慮了正半波的情況，同理，差動(dòng)繼電器比較回路在負(fù)上面僅考慮了正半波的情況，同理，差動(dòng)繼電器比較回路在負(fù)半波內(nèi)工作情況同正半波。半波內(nèi)工作情況同正半波。在內(nèi)部故障情況需下，假設(shè)故障電流在內(nèi)部故障情況需下，假設(shè)故障電流L LA A和和L LB B流入母線，其他所流入母線，其他所有饋線有饋線L LC C、L LX X可以假定無(wú)一次電流（可以假定無(wú)一次電流（CTCT空載）?？蛰d）。 JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 三、三、裝置原理裝置原理（接差動(dòng)元件）如圖（接差動(dòng)元件）如圖4 4所示：所示：JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 三、三、裝置原理裝置原

34、理（接差動(dòng)元件）（接差動(dòng)元件）圖圖4 4為內(nèi)部故障條件下的基本電路，從端子為內(nèi)部故障條件下的基本電路，從端子L L看看進(jìn)去的阻抗為進(jìn)去的阻抗為Z ZL L=U=UL L/I/IL L=Z=ZLM LM ，Z ZL L為所有空載線路為所有空載線路CTCT的總勵(lì)磁阻抗。的總勵(lì)磁阻抗。通常這個(gè)阻抗值很大且電抗占很大比例，具有一個(gè)比較大的時(shí)通常這個(gè)阻抗值很大且電抗占很大比例，具有一個(gè)比較大的時(shí)間常數(shù)，大約間常數(shù)，大約200ms200ms。所以，在內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流遠(yuǎn)大于勵(lì)。所以，在內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流遠(yuǎn)大于勵(lì)磁電流，并且差動(dòng)回路的時(shí)間常數(shù)基本接近于零，因此，動(dòng)作磁電流，并且差動(dòng)回路的時(shí)間常數(shù)基本接近

35、于零，因此，動(dòng)作電壓上升速度超過(guò)制動(dòng)電壓上升速度。最后，由于勵(lì)磁回路的電壓上升速度超過(guò)制動(dòng)電壓上升速度。最后，由于勵(lì)磁回路的電感特性，將在制動(dòng)和動(dòng)作電壓之間引起一定的相位移。所有電感特性，將在制動(dòng)和動(dòng)作電壓之間引起一定的相位移。所有這些特性都將有助于在母線內(nèi)不故障時(shí)，確保迅速動(dòng)作，而與這些特性都將有助于在母線內(nèi)不故障時(shí)，確保迅速動(dòng)作，而與連接到差動(dòng)繼電器上的線路回?cái)?shù)無(wú)關(guān)。連接到差動(dòng)繼電器上的線路回?cái)?shù)無(wú)關(guān)。為了提高差動(dòng)保護(hù)的可靠性，差動(dòng)元件還設(shè)計(jì)有一個(gè)過(guò)電流繼為了提高差動(dòng)保護(hù)的可靠性，差動(dòng)元件還設(shè)計(jì)有一個(gè)過(guò)電流繼電器電器差流繼電器差流繼電器CLJCLJ，作為，作為JMH-1JMH-1型母線保護(hù)的

36、啟動(dòng)元件。型母線保護(hù)的啟動(dòng)元件。僅當(dāng)差動(dòng)繼電器與差流繼電器同時(shí)動(dòng)作，才能啟動(dòng)出口繼電器僅當(dāng)差動(dòng)繼電器與差流繼電器同時(shí)動(dòng)作，才能啟動(dòng)出口繼電器CKJCKJ。JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路四、二次回路四、二次回路JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 四、二次回路JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 四、二次回路四、二次回路JMH1型母線保護(hù)裝置基本原理及主要回路JMH1型母差保護(hù)裝置基本原理及主要回路 四、二次回路JMH1型母線保護(hù)裝置基本原理及主要回路四、二次回路JMH1型母線保護(hù)裝置基本原理及主要回路四、二次回路JMH1型母差保護(hù)裝置電源走向PB46PB46屏裝置電源取自保護(hù)室屏裝置電源取自保護(hù)室PB57PB57屏屏DC220V IDC220V I段段1QA71QA7開關(guān)。開關(guān)。 PB48PB48屏裝置電源取自保護(hù)室屏裝置電源取自保護(hù)室PB57PB57屏屏DC220V IDC220V I