1. 研究目的与意义

【背景】:目前我国的110kV母线一般都配有专用保护，相应的外围回路涉及继电保护装置、测控装置、电网监控系统的相互联系。本课题针对指定产品图纸、技术说明书及二次施工相关设计规范、规程、工程图纸进行母线保护组屏设计。进行继电保护配置、装置选型。根据产品资料、继电保护运行规程进行定值单整定。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连接。安装母线保护装置是预防和正确切除母线故障的重要手段。

【意义】:当今世界电能已经成为了人类生活中不可或缺的一部分。变电站母线连接着变压器等重要电气设备,是电能供应的枢纽。因此,对于母线的保护格外重要。BP-2B 微机母线保护装置可以实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵（或死区）保护、以及断路器失灵保护出口等功能。适用于 500KV 及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母分段等各种主接线方式，最大主接线规模为 24 个间隔（线路、元件和联络开关）。给我们防范以及切除母线故障带来了极大的便利。

2. 课题关键问题和重难点

本课题需要学习110kv母线保护与母联保护配置原则，主要二次系统回路构成，继电保护装置（由测量部分、逻辑部分和执行部分组成）、测控装置、电网监控系统的相互联系。而完成母联保护的组屏设计，需要涉及控制、保护、测量、计量回路设计等多个方面。

【关键问题】：

（1）母线保护装置应该设有哪些保护配置，二次系统设备配置在母线保护中起到什么作用。

3. 国内外研究现状（文献综述）

一、对于母线保护的基本认识 母线保护是电力系统继电保护的重要组成部分。母线是电力系统的重要备, 在整个输配电中起着非常重要的作用。母线故障是电力系统中非常严重的故障, 它直接影响母线上所连接的所有设备的安全可靠运行, 导致大面积事故停电或设备的严重损坏, 对于整个电力系统的危害极大。随着电力系统技术的不断发展, 电网电压等级不断升高,对母线保护的快速性、灵敏性、可靠性、选择性的要求也越来越高。 发电厂和变电所的母线是电力系统中的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将使连接在故障母线上的所有元件在修复故障母线期间，或转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电。此外，在电力系统中枢纽变电所的母线上故障时，还可能引起系统稳定的破坏，造成严重的后果。 母线上发生的短路故障可能是各种类型的接地和相间短路故障。母线短路故障类型的比例与输电线路不同。在输电线路的短路故障中，单相接地故障约占故障总数的 80%以上。而在母线故障中，大部分故障是由绝缘子对地放电所引的，母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。 二、母线保护基本配置要求 1.母线差动保护 母线差动保护由分相式比率差动元件构成，母线大差比率差动（高、低比率系数定值）用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择。在动作于故障母线跳闸时必须经相应的母线电压闭锁元件闭锁。差动过流元件设立高、低两个过流定值，差动保护动作后，其定值应自动降为低定值。 2.母联充电保护 当任一组母线检修后再投入之前，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，利用充电保护切除故障。充电保护投入期间是否闭锁母差保护由控制字整定。装置不再设立充电合闸外部开入 3.母联过流保护 当利用母联断路器作为线路的临时保护时可投入母联过流保护。母联过流保护具有相电流和零序电流保护，动作时间可整定。 4.母联失灵与母联死区保护 当保护向母联发跳令后，母联失灵保护经整定延时并经母线电压闭锁后切除两母线上所有连接元件。只有母差保护和母联充电保护才起动母联失灵保护。若母联开关和母联 TA 之间发生故障，断路器侧母线跳开后故障仍然存在，正好处于 TA 侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，设置母联死区保护，经延（时间应可整定）跳开另一条母线。 5.断路器失灵保护 由该连接元件的保护装置提供的保护跳闸接点起动（单跳和三跳接点），当失灵保护保护检测到此接点动作时，若该元件的对应相电流大于失灵相电流定值（可整定是否再经零序电流或负序电流或经电压闭锁），则起动失灵保护；失灵保护起动后经短延时动作于母联（跳母联不经电压闭锁），经长延时切除该元件所在母线的各个连接元件。 6.应设置解除失灵保护电压闭锁的开入接点。如某支路失灵整定为不经电压闭锁，当该支路起动失灵保护开入接点和解除失灵保护电压闭锁的开入接点同时动作后，能自动实现解除该支路所在母线的失灵保护电压闭锁。 7.母联操作电源消失，依靠母联失灵保护来切除故障。 8.母线运行方式识别 引入隔离刀闸辅助触点判别母线运行方式，同时对刀闸辅助触点进行自检。当发现与实际不符（如某条支路有电流而无刀闸位置），则发出刀闸位置报警。为减小刀闸辅助触点的不可靠性对保护的影响，可以通过模拟盘或菜单强制指定相应的刀闸位置状态，保证母差保护在此期间的正常运行。 9.交流电压断线检查 PT 断线时经延时报警。 10.交流电流断线检查 TA 断线时经延时闭锁母差保护并报警。母联断线不闭锁母差保护，母差动切为单母方式，并发报警信号。 [1] 西北电力设计院，电力工程设计手册第二册[M].北京：中国电力出版社,1997. [2] 东北电力设计院，继电保护和安全自动装置技术规程（GB 1428593）[S].北京：中国电力出版社,1993. [3] 张保会，尹项根，电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005. [4] 西北电力设计院，火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程（DL/T 51362001）[S].北京：中国电力出版社,2002.

4. 研究方案

110kv母线保护组屏的设计以BP-2B微机母线保护装置为模板,它是由显示屏、打印机、硬压板、内置电源和后端子排等原件组成。其中端子排包括了电压端子排、电流端子排、开入公共端、信号公共端、交流电压端子排、隔离刀闸辅接点端子排、失灵启动接点端子排、交流电流端子排、备用接点端子排以及第一、二组跳闸接点端子排等。该装置需要具备母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵保护、以及断路器失灵保护出口等多个功能。

5. 工作计划

第1周 借助与母线保护有关的相关文献学习二次设计规程，完成母联保护配置第2周 消化保护说明书，初步完成保护资料翻译并对其进行自我修改第3周 二次系统学习；设备配置；开始编写开题报告第4周 根据110kV母线保护说明书及工程图纸了解保护柜的组屏，要做到心中有数第5周 学习母线保护与线路、母联保护联系的相关知识，设计出开出部分第6周 设计电源、对时部分第7周 测控柜学习，了解四遥功能的实现，设计出信号部分第8周 完成交流电流、电压回路部分设计第9周 当把母线保护组屏的设计全都完成好时，开始确定定值单整定项目第10周 学习整定方法，熟悉CAD制图技术并运用CAD制图软件画出二次设计图纸第11周 编写设计说明书，检查毕业论文确保一次性通过查重检测第12周 巩固前几个月所学知识准备答辩、毕业答辩