差动保护的工作原理
差动保护工作原理
差动保护工作原理
差动保护是一种常用于电力系统的保护装置，其工作原理基于对电流差异的检测，以便及时发现并隔离电力系统中的故障。
在差动保护中，通常会安装两个或多个电流相互对比的保护装置。
这些装置通过在电流流经的线圈上感应电流的大小，并将其与其他线圈上感应的电流进行比较。
如果在正常情况下，所有线圈上感应到的电流都是相等的，那么差动保护装置将不会做出任何动作。
然而，当电力系统中出现故障时，例如线路接地或短路，会导致电流的不平衡。
差动保护装置将会通过比较线圈上感应的电流差异来检测到这种不平衡。
一旦差异超过设定的阈值，差动保护装置将会发出信号，并采取相应的动作，例如切断故障电路、报警等。
差动保护装置通常是由继电器和电流互感器组成。
电流互感器用于感应线圈上的电流，并将其转化为控制电信号。
继电器根据电信号进行逻辑判断，并采取相应的保护动作。
差动保护装置还可以根据具体需求设置多个保护区，以便对电力系统的不同部分进行差动保护。
总的来说，差动保护工作原理是基于对电流差异的检测。
它能够及时发现电力系统中的故障，保护系统的正常运行，并确保电气设备和人员的安全。
差动保护的原理
差动保护的原理差动保护是电力系统中常见的一种保护方式，它主要用于保护电力系统中的发电机、变压器、母线等重要设备，能够及时、准确地检测出系统中的故障，并采取相应的保护措施，确保系统的安全稳定运行。
差动保护的原理是通过比较电流在系统中的差值来实现对系统的保护，下面将详细介绍差动保护的原理及其工作过程。
差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律的，它利用了电流在闭合回路中的不可切割性原理。
当电力系统中发生故障时，会导致系统中的电流发生异常变化，差动保护就是利用这种异常变化来检测系统中的故障。
差动保护主要分为电流差动保护和电压差动保护两种方式，电流差动保护是通过比较系统中不同部分的电流差值来实现对系统的保护，而电压差动保护则是通过比较系统中不同部分的电压差值来实现对系统的保护。
在实际应用中，差动保护通常采用保护装置和互感器相结合的方式来实现。
保护装置是用来对系统中的电流和电压进行采集和处理的设备，而互感器则是用来将系统中的电流和电压转化为保护装置可以处理的信号。
当系统中发生故障时，互感器会将异常的电流和电压信号传输给保护装置，保护装置会对这些信号进行比较和分析，从而判断出系统中的故障位置和类型，并采取相应的保护措施，比如切除故障部分，切除故障设备等。
差动保护的工作过程可以简单描述为，首先，互感器将系统中的电流和电压信号传输给保护装置；然后，保护装置对这些信号进行比较和分析，判断出系统中是否存在故障；最后，根据判断结果采取相应的保护措施，确保系统的安全稳定运行。
总之，差动保护是一种重要的电力系统保护方式，它利用电流和电压的差值来实现对系统的保护。
通过对差动保护的原理及工作过程的详细介绍，相信读者对差动保护有了更深入的了解。
在实际应用中，差动保护需要结合保护装置和互感器来实现，通过对系统中的电流和电压信号进行比较和分析，及时、准确地检测出系统中的故障，并采取相应的保护措施，确保系统的安全稳定运行。
磁平衡差动保护原理
磁平衡差动保护原理
差动保护的原理是根据电流互感器的二次绕组和铁芯中的磁通不平衡产生的差动电流来实现保护的。
由于在励磁涌流中存在严重的不平衡电流，这一点对差动保护影响很大。
为此，必须设法消除这种不平衡电流。
采用在铁芯中串入磁通补偿装置的方法，能够有效地消除不平衡电流，使差动保护动作行为与励磁涌流特征相一致。
其中，t为时间常数；T为电流互感器二次绕组中的
磁通密度；A为励磁涌流；F为不平衡电流；s为二次电流；U为
励磁涌流；A为励磁涌流产生的不平衡电流，其值等于线圈匝数
×线路截面积/（2+d）。
在图1中，变压器绕组两端各有一根导线，线路截面积由二
次绕组匝数和二次电流的大小决定。
当变压器一次侧发生短路时，铁芯中产生大量磁通，根据磁通平衡原理，在变压器一次绕组两端产生不平衡磁通，使得二次绕组中的磁通不平衡，进而使不平衡电流产生。
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差动保护的原理
差动保护的原理差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它主要用于保护电力系统中的发电机、变压器、母线等设备。
差动保护的原理是通过比较设备两端的电流值，来判断设备是否出现故障，从而实现对设备的保护。
下面我们将详细介绍差动保护的原理及其应用。
首先，差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和对称分量理论的。
在正常情况下，设备两端的电流是相等的，而在设备发生故障时，两端的电流就会出现不相等的情况。
差动保护利用这一特性，通过对设备两端电流的比较，来判断设备是否出现故障。
当两端电流不相等时，差动保护会动作，从而实现对设备的保护。
其次，差动保护可以分为整流差动保护和非整流差动保护两种。
整流差动保护主要用于对发电机和变压器等设备进行保护，而非整流差动保护主要用于对母线等设备进行保护。
整流差动保护和非整流差动保护的原理是一样的，都是通过比较设备两端的电流值来实现对设备的保护，只是在实际应用中会有一些差异。
此外，差动保护还可以通过不同的接线方式来实现。
常见的差动保护接线方式有星形接线和三角形接线两种。
星形接线适用于对称电流较大的情况，而三角形接线适用于对称电流较小的情况。
选择合适的接线方式可以更好地实现对设备的保护。
最后，差动保护在电力系统中有着广泛的应用。
它能够及时准确地对设备进行保护，防止设备发生故障对整个电力系统造成影响。
同时，差动保护还可以实现对设备的局部保护，提高了电力系统的可靠性和安全性。
总之，差动保护作为一种常用的电力系统保护方式，其原理简单而有效。
通过对设备两端电流的比较，可以实现对设备的及时保护，从而保障了电力系统的安全稳定运行。
差动保护在电力系统中的应用前景广阔，将在未来发挥越来越重要的作用。
差动保护工作原理
差动保护工作原理差动保护是电力系统保护中常用的一种保护方式，主要用于检测电力系统中的故障情况，并采取措施防止故障扩大。
差动保护可以用于对各种电气设备进行保护，如变压器、发电机、母线等。
下面将详细介绍差动保护的工作原理。
差动保护是一种基于电流差值的保护方式。
其基本原理是通过比较同一电路的两个或多个点的电流，来判断电气设备是否存在故障。
差动保护一般采用主动式差动保护，也就是主动比较电流并判断是否存在故障，另外还有被动式差动保护，也就是被动接受其他装置的差动信号。
差动保护通常由一个差动继电器组成，该继电器上接入从变压器、发电机以及线路中取得的电流信号。
差动继电器接受这些电流信号，并通过比较这些信号的差异来判断电气设备是否存在故障。
差动保护的工作原理大致可以分为三个步骤：采样、比较和判定。
首先是采样。
差动继电器上接入从电气设备中取得的电流信号。
这些电流信号是通过采样装置采集而来的，通常采用电流互感器获取变压器、发电机以及线路中的电流信号。
采样装置会将采集的电流信号转换成适合差动继电器处理的信号，然后输入到差动继电器中。
接下来是比较。
差动继电器将接收到的电流信号进行比较，比较对象通常是同一电路中的两个或多个点的电流信号。
差动继电器会将这些电流信号进行差分运算，得到一个差值。
如果差值超过所设定的阈值，就会触发差动继电器的动作。
最后是判定。
差动继电器会根据比较得到的差值判断电气设备是否存在故障。
如果差值超过阈值，差动继电器会发出警报信号，并向对应的断路器或开关发送信号，将故障路段进行隔离。
如果差值在阈值之内，差动继电器则认为电气设备正常运行。
差动保护的工作原理中，要特别注意的是阈值的设定。
阈值的大小与电气设备的特性有关，通常需要根据设备的额定电流和故障特性来确定。
阈值设置过小，容易造成误动作，阈值设置过大，容易漏检故障。
差动保护相对来说是一种较为简单、可靠的保护方式。
它可以实时监测电气设备的工作情况，一旦发现故障可以迅速切除故障路段，保护系统的安全稳定运行。
差动保护的工作原理
1、的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、与线路的区别：由于高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。
例如图8-5所示的双绕组，应使纵的特点1 、的特点及克服的方法（1）：在空载投入或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入或外部故障切除后恢复供电等情况下，励磁电流的数值可达额定6～8倍励磁电流通常称为。
（2）产生的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。
但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。
此时铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成。
（3）的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②中含有明显的高次谐波，其中以2次谐波为主。
③的波形出现间断角。
表8-1 实验数据举例（4）克服对纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成；②利用二次谐波制动原理构成的；③利用间断角原理构成的；④采用模糊识别闭锁原理构成的。
2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①两侧电流相位不同电力系统中常采用Y，d11接线方式，因此，两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
②电流互感器计算变比与实际变比不同由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。
差动保护原理
差动保护原理详解
差动保护原理详解
1 差动保护原理前言
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主保护， 其运行情况直接关系到变压器的安危。怎样才知道差动保护的运行情况呢？怎样才知道差动保护的整定、接线正确呢？唯有用负荷电流检验。但检验时要测哪些量？测得的数据又怎样分析、判断呢？下面就针对这些问题做些讨论。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。
ａ．将CT二次绕组组合成△时，极性弄错或相别弄错，比如Y-Y-△-11变压器在组合Y型侧CT二次绕组时，组合后的A相电流应在A相CT极性端和 B相CT非极性端（或A相CT非极性端和B相CT极性端）的连接点上引出，而不能在A相CT极性端和C相CT非极性端（或A相CT非极性端和C相CT极性端）的连接点上引出。
差动保护基本原理
精心整理差动保护基本原理1、母线差动保护基本原理母线差动保护基本原理,用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。
因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。
如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。
有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。
如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围2、什么是差动保护？为什么叫差动？这样有什么优点？差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
I1与I2之和，即3、现在4、12、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。
例如图8-5所示的双绕组变压器，应使1.全线速动保护在高压输电线路上，要求继电保护无时限地切除线路上任一点发生的故障。
2.单侧测量保护无法实现全线速动所谓单侧测量保护是指保护仅测量线路某一侧的母线电压、线路电流等电气量。
单侧测量保护有一个共同的缺点，就是无法快速切除本线路上的所有故障，最长切除时间为0.5秒左右。
由上图可以看出本线路末端故障k1与下线路始端故障k2两种情况下，保护测量到的电流、电压几乎是相同的。
如果为了保证选择性，k2故障时保护不能无时限切除，则本线路末端k1故障时也就无法无时限切除。
可见单侧测量保护无法实现全线速动的根本原因是考虑到互感器、保护均存在误差，不能有效地区分本线路末端故障与下线路始端故障。
3.双侧测量保护原理如何实现全线速动为了实现全线速动保护，保护判据由线路两侧的电气量或保护动作行为构成，进行双侧测量。
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1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。
例如图8-5所示的双绕组变压器，应使8.3.2变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
（2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。
但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。
此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。
③励磁涌流的波形出现间断角。
表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护；④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。
2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y 侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
②电流互感器计算变比与实际变比不同由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。
【实例分析1】由电流互感实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流分析在表8-2中，变压器型号、变比、Y,d11 接线。
计算由于电流互感器的实际变比与计算不等引起的不平衡电流。
计算结果如表8-2。
由表8-2可见，由于电流互感器的实际变比与计算变比不等，正常情况将产生0.21A的不平衡电流。
表8-2 计算变压器额定运行时差动保护臂中的不平衡电流电压侧（KV）38.5（40.4） 6.3额定电流（A）120（114.3）733电流互感器接线ΔY方式电流互感器计算733/5变比电流互感器的实300/5=60 1000/5=200际变比差动臂的电流207.8/60=3.46（3.3）733/200=3.67不平衡电流 3.67-3.46（3.3）=0.21（0.37）③变压器各侧电流互感器型号不同由于变压器各侧电压等级和额定电流不同，所以变压器各侧的电流互感器型号不同，它们的饱和特性、励磁电流（归算至同一侧）也就不同，从而在差动回路中产生较大的不平衡电流。
④变压器带负荷调节分接头变压器带负荷调整分接头，是电力系统中电压调整的一种方法，改变分接头就是改变变压器的变比。
整定计算中，差动保护只能按照某一变比整定，选择恰当的平衡线圈减小或消除不平衡电流的影响。
当差动保护投入运行后，在调压抽头改变时，一般不可能对差动保护的电流回路重新操作，因此又会出现新的不平衡电流。
不平衡电流的大小与调压范围有关。
（2）暂态情况下的不平衡电流暂态过程中不平衡电流的特点：①暂态不平衡电流含有大量的非周期分量，偏离时间轴的一侧。
②暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后一次侧最大电流的时间（根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电流必然影响保护的快速性，甚至使变压器差动保护不能接受）。
8.3.3减小不平衡电流的措施（1）减小稳态情况下的不平衡电流变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的D级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。
（2）减小电流互感器的二次负荷这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电流互感器的励磁电流。
减小二次负荷的常用办法有：减小控制电缆的电阻(适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)；采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流为lA)等。
（3）采用带小气隙的电流互感器这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，电流互感器不容易饱和。
因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。
同时也改善了电流互感器的暂态特性。
（4）减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿①采用适当的接线进行相位补偿法。
图8-10 Y,d11接线变压器差动保护接线图和相量图如变压器为Y，d11接线其相位补偿的方法是将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的电流互感器接成星形，如图8-10(a)所示，以补偿30°的相位差。
图中为星形侧的一次电流，为三角形侧的一次电流，其相位关系如图8-10(b)所示。
采用相位补偿接线后，变压器星形侧电流互感器二次回路侧差动臂中的电流分别为，它们刚好与三角形侧电流互感器二次回路中的电流同相位，如图8-10(c)所示。
这样，差回路中两侧的电流的相位相同。
②数值补偿变压器星形侧电流互感器变比变压器三角形侧电流互感器变比③软件校正微机保护中采用软件进行相位校正（5）减小电流互感器由于计算变比与标准变比不同而引起的不平衡电流采用数值补偿①采用自耦变流器。
②利用BCH型差动继电器中的平衡线圈。
③在变压器微机保护的软件中采用补偿系数使差动回路的不平衡电流为最小。
（6）由变压器两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流在差动保护的整定计算中加以考虑。
（7）由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流在变压器差动保护的整定计算中考虑。
在稳态情况下，变压器的差动保护的不平衡电流可由下式决定（8）减小暂态过程中非周期分量电流的影响①差动保护采用具有速饱和特性的中间变流器，②选用带制动特性的差动继电器或间断角原理的差动继电器等，利用其它方法来解决暂态过程中非周期分量电流的影响问题。
8.3.4 和差式比率制动式差动保护原理1.双绕组变压器比率制动的差动保护原理。
（1）和差式比率制动的动作判据①差动电流：②制动电流：③差动保护动作的第一判据：④制动比率系数：⑤外部故障时，保护可靠地不动作。
应满足如下判据：⑥差动保护动作的第二判据2.比率制动特性的整定（1）最小启动电流I act0（2）拐点制动电流I brk0可选取（3）最大制动系数K brk.max和制动特性斜率S①最大制动系数②比率制动特性曲线如下图③比率制动系数的整定值D取0.3～0.5④比率制动特性的斜率S，由上图可知当I brk0《I brk.max和I act0《I brk.max，则上式可得即比率制动特性的折线BC过坐标原点，在任何制动电流下有相同的制动系数。
（4）内部故障灵敏度校验在系统最小运行方式下，计算变压器出口金属性短路的最小短路电流（周期分量），同时计算相应的制动电流，由相应的比率制动特性查出对应与的起动电流则灵敏系数要求K sen>2.03.三绕组变压器比率制动的差动保护原理。
对于三绕组变压器，其差动保护的原理与双绕组变压器的差动保护原理相同，但差动电流和制动电流及最大不平衡电流应做相应的更改。
差动电流和制动电流分别为在有的变压器差动保护直接取三侧中最大电流为制动电流，即最大不平衡电流的计算公式如下：在微机保护中，考虑采用数值补偿系数后误差非常小Δm≈0，则上式为4.励磁涌流闭锁原理采用二次谐波制动原理在变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，一般约占基波分量的40％以上。
利用差电流中二次谐波所占的比率作为制动系数，可以鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止变压器空载合闸时保护的误动。
在差动保护中差电流的二次谐波幅值用表示，差电流中二次谐波所占的比率可表示为如下式：如选二次谐波制动系数为定值D3，那么只要大于定值D3，就可以认为是励磁涌流出现，保护不应动作。
在值小于D3，同时满足比率差动其他判据时才允许保护动作。
∴比率差动保护的第三判据应满足下式二次谐波制动系数D3，有0.15、0.2、0.25三种系数可选。
5.差动速断保护（1）采用差动速断保护的原因一般情况下比率制动原理的差动保护能作为电力变压器主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为零，高次谐波分量增大，反应二次谐波的判据误将比率制动原理的差动保护闭琐，无法反映区内短路故障，只有当暂态过程经一定时间TA 退出暂态饱和比率制动原理的差动保护才动作，从而影响了比率差动保护的快速动作，所以变压器比率制动原理的差动保护还应配有差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。
差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。
（2）差动速断的整定值按躲过最大不平衡电流和励磁涌流来整定6.变压器比率差动保护程序逻辑框图（1）变压器差动保护程序逻辑框图（2）变压器差动保护程序逻辑原理在程序逻辑框图中D1=I act0、D2=K rel I d/I brk为比率制动系数整定值，D3为二次谐波制动系数整定值。
可见比率差动保护动作的三个判据是“与”的关系(图8-14中的与门Y2)，必须同时满足才能动作于跳闸。
而差动速断保护是作为比率差动保护的辅助保护。
其定值为D4=I act.s，在比率差动保护不能快速反映严重区内故障时，差动速断保护应无时延地快速出口跳闸。
因此这两种保护是“或”的逻辑关系(图8-14中的或门H3)。
比率差动保护在TA二次回路断线时会产生很大的差电流而误动作，所以必须经TA断线闭锁的否门再经与门Y3才能出口动作。
当TA断线时与门Y3被闭锁住，不能出口动作。