继电保护第七章差动保护
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继电保护第七章差动保护讲解
(a)，WL1短路故障时，显然
IK1 IK 2
流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
Ir1 Ir 2
1 KTA
(IK1
IK 2 )
1 KTA
(2IK 2 )
Iop1 Iop2
电流继电器1KA、2KA动作
如图(b)，WL2短路故障时，显然 IK 2 IK1 流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
(3) 纵联差动保护没有后备保护功能
一、纵联差动保护的基本原理
II1 II 2 I KD
III1 IIIIII2r
II1 II 2 I KD
K
II Ir
KD： 差动继
II1 II 2 电器 K I KD
III1 IIIIII2r
K
(a)
(b)
(c)
如图(a)，当线路正常运行或外部短路故障时
相继动作区常用百分数表示为：
mM
lM l
100%
I op IK
100%
通常要求 (mM mN ) 50%
2、横差保护的死区 功率方向继电器在靠近母线的一段不动作的区 域称为电压死区。
死区位于本保护的相继动作区内
要求死区的长度不超过全线路长度的10%
三、横差保护优缺点 1、优点：能够快速地，有选择性地切除平行线路
每回线路两端都装有断路器，不论哪一回 线发生故障，保护应有选择性地切除故障， 非故障线路仍能正常运行供电。
横差保护是基于反应两回线中电流之差的 大小及方向的一种保护。
一、横差保护工作原理
M 1QF 1TAIK1 WL1 3TA 3QF
1KA 2KA
N (a)
发电机的继电保护
Ik
互感器二 I 次电流 互感器二 同相分支绕 次电流 组间的环流 I 同相分支绕 I k1 组间的环流 同相分支绕组间
k
k
I-I
I-I
Ik1
Ik1
Ik
I k1
a a1
的匝间短路 同相分支绕组内 部的匝间短路 a2 同相分支绕 组间的环流
a
Ik 2
匝间短路时分支绕组间的环流
• 同相分支绕组内部的匝间短路时，绕组间的环 流为 I k ，流入差动继电器的电流大小为：
2Ik IK nTA
• 同相分支绕组间的匝间短路时，绕组间的环流 为 I k1和 I k 2 ，流入差动继电器的电流大小为：
2 I k1 IK nTA
• 当流入差动继电器的电流大于动作电流时，横 差保护动作。
+ +
TA2
+ I
t -
磁 开 关
I-I
I-I
I-I
G
TA1
断 线 信 号
差动继 电器
断线监视 继电器
动作时间 大于后备 保护
发电机匝间短路的横差动保护
• 发电机匝间短路是指发生在同一相别 的分支绕组内部或绕组之间的电势不 同点的一种纵向不对称短路。匝间短 路的故障分析起来十分复杂，简单地 说，这种短路会在发电机分支绕组间 产生环流，当短路匝数很少时，环流 电流值很小，但短路点短路电流却很 大，对发电机有严重损害。
U S .3 1 a U N .3 a
利用 U S .3 作为动作量，利用 U N .3 作为制动 量，构成的接地保护动作范围0~50%。
定子绕组单相接地时3次谐波电压分布
α α α （１－α）
继电保护原理第 7 章 发电机继电保护讲解
短路环中的电流与短路匝数的关系曲线如图：
二、横差保护原理 正常： 匝间接地：
I1 I 2
.
I j ( I1 I 2 ) / nl 0
. . . " d " Id
.
.
.
I J ( I1 I 2 2 I ) / nl
nl
I dz
动作 保护不动
死区：（1） 同一分支：
" 0, I d 0.
" （2） 同相两分支间： 1 2, I d 0. 保护不动
三、单元件式横差保护 原理：保护用电流互感器装设于发电机两组星形中性点的连 线上。 它实质是将一组三相分支电流之和与另一组三相分支电流之 和进行比较。
保护装置的原理接线及其它有关问题
1、三次谐波滤过器：其作用是滤除三次谐波，即使三次谐波也 不会流到电流继电器线圈中。 2、励磁回路有两点接地时保护的动作行为：在一般。
7.4.2 负序定时限过电流保护
一、保护由两段式构成 ' I段 I2 act 0.5I e. f 经t1（3-5s）延时动作于跳闸 II段 I 2.dz 0.1I e. f 经t2（5-10s）延时动作于信号
二、保护动作行为分析
1、在ab段内，t1大于允许时间，对发电机不安全 2、在bc段内，t1小于允许时间，未充分利用发电机的承受负 序电流的能力； 3、在cd段内，发信号；而靠近C点时，由于运行人员处理的 时间已大于允许时间，对发电机安全来讲不利； 4、在de段内，保护根本不反应。
三、特点 简单可靠、可加装三次谐波滤过 器以提高灵敏度，适用于发电机变压器组。
7.4 发电机的负序过电流保护 7.4.1 负序过电流保护的作用 一、负序过电流的危害 在转子绕组、阻尼绕组以及转子铁芯等部件上感应100Hz的倍 频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位可能出 现局部的灼伤，甚至可能使互环受热松脱。 所产生的100Hz交变电磁转矩，将同时作用在转子大轴和定子 机座上，引起100Hz的振动。
第7章 输电线路的差动保护
泸州职业技术学院 继电保护 8
纵联保护信号传输方式： 7.2.4 纵联保护信号传输方式：图7-1 （1）辅助导引线 （2）电力线载波：高频保护 （3）微波：微波保护 （4）光纤：光纤保护
线路电压（KV） 10KV及以上 35KV及以上 110～220KV
泸州职业技术学院
辅助导线长度（KM） ≤1～2 ≤3～4 ≤5～7
泸州职业技术学院 继电保护 3
输电线路差动保护：（全线速动保护） ：（全线速动保护 7.1.2 输电线路差动保护：（全线速动保护）
1.定义：比较被保护元件两端电流大小和相 位的保护。 2.种类：（1）输电线路的纵联差动保护 （2）输电线路的横联差动保护 （3）平行线路的电流平衡保护 3.接线原理：用导引线传送电流（大小或方 向），根据电流在导引线中的流动情况，可 分为环流式和均压式两种。
泸州职业技术学院
继电保护Βιβλιοθήκη 18§7-4 平行线路的电流平衡保护
电流平衡保护是横差方向保护的另一种形式， 其工作原理是比较平行线路上的电流大小，从而 有选择性的切除故障线路。 注意问题： 在电源侧才能采用电流平衡保护。如图所示的 网络，在L1线路上K点发生短路故障时，由于负荷 侧的短路电流大小相等，无法实现比较，因此不 能采用电流平衡保护。
第7章 输电线路差动保护
第7章 输电线路差动保护
教学要求：掌握输电线路纵联差动保护的工作 原理；熟悉反映故障分量电流相位差动保护工作原 理；熟悉横联差动保护工作原理；了解平衡保护工 作原理。 §7-1 §7-2 §7-3 §7-4 输电线路差动保护基本原理 输电线路纵差动保护 平行线路横差动保护 平行线路的电流平衡保护
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继电保护
19
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纵联保护信号传输方式： 7.2.4 纵联保护信号传输方式：图7-1 （1）辅助导引线 （2）电力线载波：高频保护 （3）微波：微波保护 （4）光纤：光纤保护
线路电压（KV） 10KV及以上 35KV及以上 110～220KV
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辅助导线长度（KM） ≤1～2 ≤3～4 ≤5～7
泸州职业技术学院 继电保护 3
输电线路差动保护：（全线速动保护） ：（全线速动保护 7.1.2 输电线路差动保护：（全线速动保护）
1.定义：比较被保护元件两端电流大小和相 位的保护。 2.种类：（1）输电线路的纵联差动保护 （2）输电线路的横联差动保护 （3）平行线路的电流平衡保护 3.接线原理：用导引线传送电流（大小或方 向），根据电流在导引线中的流动情况，可 分为环流式和均压式两种。
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继电保护Βιβλιοθήκη 18§7-4 平行线路的电流平衡保护
电流平衡保护是横差方向保护的另一种形式， 其工作原理是比较平行线路上的电流大小，从而 有选择性的切除故障线路。 注意问题： 在电源侧才能采用电流平衡保护。如图所示的 网络，在L1线路上K点发生短路故障时，由于负荷 侧的短路电流大小相等，无法实现比较，因此不 能采用电流平衡保护。
第7章 输电线路差动保护
第7章 输电线路差动保护
教学要求：掌握输电线路纵联差动保护的工作 原理；熟悉反映故障分量电流相位差动保护工作原 理；熟悉横联差动保护工作原理；了解平衡保护工 作原理。 §7-1 §7-2 §7-3 §7-4 输电线路差动保护基本原理 输电线路纵差动保护 平行线路横差动保护 平行线路的电流平衡保护
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继电保护
19
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电力变压器的继电保护
3.由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流
两侧的电流互感器、变压器是不是一定满足
n TA 2 n TA 1 3 nT
或
nTA 2 nTA1
nT
的关系？ 很难满足上述关系。
减少这种不平衡电流影响的措施： 利用平衡线圈Wph来消除此差电流的影响。 假设在区外故障时 2 2 ，如下图所示，则差动线圈中 将流过电流（ 2/ 2// ），由它所产生的磁势为Wcd( 2/ 2// )。 为了消除这个差动电流的影响，通常都是将平衡线圈Wph接入 二次电流较小的一侧， 应使
2.由两侧电流互感器的误差引起的不平衡电流 变压器两侧电流互感器有电流误差△I，在 正常运行及保护范围外部故障时流入差回路中 的电流不为零，为什么？ 为什么在正常运行时，不平衡电流很小 ？ 为什么当外部故障时，不平衡电流增大？ 原因： 电流互感器的电流误差和其励磁电流的大小、 二次负载的大小及励磁阻抗有关，而励磁阻抗又与 铁芯特性和饱和程度有关。 当被保护变压器两侧电流互感器型号不同，变 比不同，二次负载阻抗及短路电流倍数不同时都会 使电流互感器励磁电流的差值增大。
I unb U I d . max n TA
总结： 在稳态情况下需要被消除的不平衡电流有电流互感器 误差，变压器调节分接头及平衡线圈的计算匝数与整定匝 数不一致产生的不平衡电流，即 I unb K st 10 % U f wc % I d max nTA 要保证差动保护在正常运行及保护范围外部故障时 不误动，差动保护的动作电流要躲开最大不平衡电流进行 整定。
1、电流速断保护的整定计算 (1) 按躲开变压器负荷侧出口d3短路时的最大短路电流 来整定, 即
Iop=KrelId· max (7-1) (2) 躲过励磁涌流。根据实际经验及实验数据， 一般取 Iop=(3～4)IN （7-2）
第七章发电机保护讲解
继电保护教学
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。 发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。 相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故 障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压 上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称， 不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短 路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出 现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定 的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少） 时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差 别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断 续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接 地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不 平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不 是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢 复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动 作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2， 保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两 点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路 装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路 装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相 接地保护 转子绕组一点或两点 接一地点或两点接地保 转护子失磁 装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。 发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。 相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故 障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压 上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称， 不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短 路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出 现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定 的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少） 时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差 别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断 续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接 地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不 平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不 是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢 复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动 作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2， 保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两 点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路 装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路 装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相 接地保护 转子绕组一点或两点 接一地点或两点接地保 转护子失磁 装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护
继电保护第七章2
K rel I act= I N .T K re
低电压起动的过流保护 •低电压元件的起动值应小于在正常运行情况下母线可能出 现的最低工作电压，同时，在外部故障切除后电动机自起 动过程中，保护必须返回。根据运行经验，低电压继电器 的动作电压为
U act = 0.7U N .T
如果低电压继电器只 接在一侧电压互感器， 当另一侧短路时，往 往灵敏度不够，此时 可采用两套低电压元 件分别接在变压器两 侧的电压互感器上， 两组电压继电器的接 点并联。 为防止电压互感器二 次断线低电压继电器 误动，应加装电压互 感器断线监视继电器 发出断线信号。
变压器相间短路的后备保护及过负荷保护
过电流保护 •简单过电流保护装置的起动电流按躲开变压器可能出现的 最大负荷电流进行整定
应考虑电动机的自起动电流。过电流保护的动作电流为
I act= K Ms
K rel I L. max K re
•灵敏度校验
K sen
I k . min = I act
过电流保护作为变压器的近 后备保护，灵敏系数要求大 于1.5～2，远后备保护的灵 敏系数大于1.2。 • 保护的动作时限比相邻元 件保护的最大动作时限大1个 时限阶段。 • 过电流保护装置应装于变 压器的电源侧，采用完全星 形接线。保护动作后，跳开 变压器两侧断路器。
基本侧继电器工作线圈匝数
WG⋅ js = AW0 / I K .act⋅ js = 60(安匝） I K .act⋅ js /
Wcd . z、WG⋅ z＝W ph. jb. z＋Wcd . z →
I act = I K ⋅act nTA / K c
I K ⋅act = 60 / WG. z
•利用BCH－2型差动继电器构成的变压器差动保护的整定计算
继电保护基础精选全文
单位长度的线 路正序阻抗
系统的次 暂态电势
最大、小运方下 的系统电抗
21
说明：无时限电流速断保护最大保护范围 l p.max 小于线路L1的全长。
无时限电流速断保护只能保护线路的一部分， 不能保护线路的全长。
满足灵敏度要求的保护范围为：最大运行方式下， 三相短路时，m≥50％；最小运行方式下，两相短 路时，m≥15～20％。
故障不可避免,但事故是可以避免的，电力工作 者的任务就是避免电力故障酿成事故。
基本任务： 反应电力设备的不正常运行状态，并根
据运行维护条件动作于信号或跳闸。 2
第一节 继电保护的基本知识
1、继电保护装置
电力系统运行过程中一旦发生故障，必须迅速而 有选择性地切除故障元件，以免造成人身伤亡和电气 设备损坏。完成这一功能的保护装置称为继电保护装 置
第七章 继电保护基础
• 继电保护的基本知识 • 单侧电源电网相间短路的电流保护 • 电网的接地保护 • 电力系统的主设备保护 • 10kV配电系统的保护 • 工厂供电系统的保护 • 民用建筑配电系统的保护
1
第一节 继电保护的基本知识
继电保护的作用 故障不可避免： 自然因素：雷击，冰灾，台风，地震 设备制造因素：设计，工艺，材料 人为因素：误操作，管理不当
2）但由于它在相邻线路上的动作范围只是线路的 一部分，不能作为相邻线路的后备保护（远后备）。
3）因此还需要装设一套过电流保护（电流III段） 作为本线路的近后备保护以及相邻线路的远后备保护。
29
三、定时限过流保护（过电流或电流III段）
1、基本原理
动作电流按躲过最大负荷电流（正常运行） 来整定，并以时限来保证动作选择性。
I III op1
铁路供电继电保护-铁路电力变、配电所保护配置及整定原则
第七章铁路电力变、配电所保护配置及整定原则
第一节 线路保护和自动装置
一、线路保护
铁路电力供电线路一般分为架空线路和电缆线路两种。
10kV线路的相间短路保护，可采用两段式电流保护。
对大电流接地系统发生的接地故障，可采用零序电流保护和零序过 电压保护动作于跳闸。对于小电流接地系统发生的接地故障，可采 用绝缘监察装置，动作于信号；有条件采用零序电流保护的，可采 用零序电流保护，动作于信号或跳闸。
二、自动装置
1.自动重合闸 自动重合闸为三相一次重合闸。
当双侧电源供电时合闸方式采用遥控检同期控制合闸，其功能分不检定、检无压、 检同期三种方式。 2.自闭线和贯通线失压备自投
3.备用电源自投
第二节 电力变压器保护、母联保护 和并联电容器组的保护
一、电力变压器保护
1.瓦斯保护和纵联差动保护 800kV·A及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内油
流速断保护、瓦斯保护与过电流保护配合使用，可以起到
良好的保护效果。
3.过电流保护 IACT
K REL K RE
·I N
U ACT
U w.min K REL ·K RE
Ks
U ACT U k.max
4.过负荷保护
I ACT
K REL K RE
·I N
过负荷保护的延时，一般为9s。
二、母联保护
1.过电流保护
一般还装设失压保护以及PT断线告警装置、控制回路异常报警装置 。
1.电流速断保护
I' ACT
K
REL·K
W
·I（3） k . max
2.限时电流速断保护
Ks
(2)
I k . min K · s.re '
第一节 线路保护和自动装置
一、线路保护
铁路电力供电线路一般分为架空线路和电缆线路两种。
10kV线路的相间短路保护，可采用两段式电流保护。
对大电流接地系统发生的接地故障，可采用零序电流保护和零序过 电压保护动作于跳闸。对于小电流接地系统发生的接地故障，可采 用绝缘监察装置，动作于信号；有条件采用零序电流保护的，可采 用零序电流保护，动作于信号或跳闸。
二、自动装置
1.自动重合闸 自动重合闸为三相一次重合闸。
当双侧电源供电时合闸方式采用遥控检同期控制合闸，其功能分不检定、检无压、 检同期三种方式。 2.自闭线和贯通线失压备自投
3.备用电源自投
第二节 电力变压器保护、母联保护 和并联电容器组的保护
一、电力变压器保护
1.瓦斯保护和纵联差动保护 800kV·A及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内油
流速断保护、瓦斯保护与过电流保护配合使用，可以起到
良好的保护效果。
3.过电流保护 IACT
K REL K RE
·I N
U ACT
U w.min K REL ·K RE
Ks
U ACT U k.max
4.过负荷保护
I ACT
K REL K RE
·I N
过负荷保护的延时，一般为9s。
二、母联保护
1.过电流保护
一般还装设失压保护以及PT断线告警装置、控制回路异常报警装置 。
1.电流速断保护
I' ACT
K
REL·K
W
·I（3） k . max
2.限时电流速断保护
Ks
(2)
I k . min K · s.re '
继电保护技术培训(差动保护)
利用变压器励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特征，通 过检测差动电流中的二次谐波分量大小来闭锁差动保护。 动作方程如下：
I cd 2＞K xb I cd
Icd2 Kxb Kxb A、B、C任一相中二次谐波分量值； 二次谐波制动系数；取值范围为0.1～0.35 对应相的差动电流数值；
二次谐波制动系数一般取0.2，若出现变压器空载合闸（充电）时 差动保护误动情况，可将系数值适当降低。
3.4 两折线比率差动保护整定值 A 制动系数Kz取值范围一般为0.3～0.5， 三折线特性时取较小值。 B 制动电流Ig取值范围一般为0.5～1.0IN， 一般取 1.0IN 较为合理。 C 门槛电流Iqd=Kz×IN 确保制动系数不随制动电流而变化。 D 差动速断电流Isd取值范围一般为4～ 10IN ，小容量变压器取较大值，反之 亦然。 注意：
外部故障时： I1 与 I 2 数值大小不等，但相位相反。 制动电流IZd ＞ 差动电流Icd 内部故障时： I1 与 I 2 数值大小不等，相位相同。 制动电流IZd ≈
1 差动电流Icd 2
原理示意图
四川能投集团继保培训
差动保护整定计算
四、变压器差动保护的整定计算
3.3 两折线比率差动保护动作方 程 任一相动作方程如下：
2.5 变压器励磁涌流的影响
所谓励磁涌流，就是变压器空载合闸时的暂态励磁电流。 由于变压器的励磁电流只流经它的电源侧，故造成变压 器两侧电流不平衡，从而在差动回路内产生不平衡电流。
四川能投集团继保培训
差动保护整定计算
Hale Waihona Puke 三、几种差动保护方案的比较
1、需考虑相位补偿方案
变压器差动保护
2、需考虑励磁涌流的影响 3、需考虑分接头调整的影响
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2、相继动作区并非无选择性动作，而是导致保护 动作切除故障的时间延长了一倍
3、相继动作区总是在保护安装处的对端。双端有 电源的平行线路上，横差保护同样也存在着相 继动作区
相继动作区常用百分数表示为：
mM
lM l
100%
I op IK
100%
通常要求 (mM mN ) 50%
2、横差保护的死区 功率方向继电器在靠近母线的一段不动作的区 域称为电压死区。
死区位于本保护的相继动作区内
要求死区的长度不超过全线路长度的10%
三、横差保护优缺点 1、优点：能够快速地，有选择性地切除平行线路
上的故障，并且接线简单。 2、缺点： 相继动作区内发生故障时动作时限延长。 双回线有一回线停止运行时，保护要退出工作； 保护用到功率方向元件，所以保护有死区。 横差保护广泛应用于66KV及以下电网。
一、纵联差动保护的基本原理
II1 II 2 I KD
III1 IIIIII2r
II1 II 2 I KD
K
II Ir
KD： 差动继
II1 II 2 电器 K I KD
III1 IIIIII2r
K
(a)
(b)
(c)
如图(a)，当线路正常运行或外部短路故障时
Ir
II 2
III 2
1 KTA
(II1
M 1QF 1TAIK1
3TA 3QFIK1 N (c)
1KA 2KA
2QF
4QF
2TA IK 2 K 4TA
IK1
如图(a)，线路正常运行或外部短路故障时，
1KA(2KA)继电器中流过的是不平衡电流。如图
(a)，WL1短路故障时，显然
IK1 IK 2
流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
Ir1 Ir 2
1 KTA
(IK1
IK 2 )
1 KTA
(2IK 2 )
Iop1 Iop2
电流继电器1KA、2KA动作
如图(b)，WL2短路故障时，显然 IK 2 IK1 流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
Ir1 Ir 2
1 KTA
(IK 2
IK 1 )
1 KTA
(2 IK 1 )
Iop1
Iop2
III1 )
0
如图(b)，单侧电源线路内部短路故障时
Ir
II 2
1 KTA
IIK
如图(c)，双侧电源线路内部短路故障时
Ir
II 2
III 2
1 KTA
IK
如果 Ir Iop,r ，则差动继电器KD立即动作，将故障 线路切除。
纵联差动保护不受负荷电流的影响，不反应系
统振荡，具有良好的选择性，在一般情况下，灵 敏
电流继电器1KA、2KA动作 结论：①继电器能动作，但没有选择性 ② 不同线路内部短路故障时，流过1KA 2KA中的 电流方向不同，可用功率元件进行区分
二、横差保护的相继动作区和死区 1、相继动作区
M 1QF 1KA
WL1
K
N
3QF
2KA
2QF
lN
IK 2 WL2
4QF
lM
分析可知：
1、相继动作区是由于发生故障的另一端保护的启 动元件不能动作而引起的
第七章 电网的差动保护
第一节 纵联差动保护 第二节 平行线路横联方向保护
7.1 纵联差动保护
定义：
(1) 通过某种通信通道，将线路两侧的保护纵向联 接起来，通过比较两侧的电气量(电流的大小和 相位)而判断故障位置的保护
(2) 可以实现本线路全长范围内任意一点故障的0秒 切除的保护(主保护)
(3) 纵联差动保护没有后备保护功能
横差保护是基于反应两回线中电流之差的 大小及方向的一种保护。
一、横差保护工作原理
M 1QF 1TAIK1 WL1 3TA 3QF
1KA 2KA
N (a)
K
2QF
4QF
2TA IK 2WL2 4TA
M 1QF 1TA
K 3TA 3QF
1KA 2KA
N (b)
2QF
4QF
2TA IK 2 4TA IK 2
度也较高，能快速切除全线路故障，所以可以作 为
全线速动的主保护。但是由于需要辅助引线，通 常
只应用于8～10Km的短线路上。
7.2 平行线路横联差动保护
定义：平行线路指的是参数基本相同，且平 行供电的双回线路。
每回线路两端都装有断路器，不论哪一回 线发生故障，保护应有选择性地切除故障， 非故障线路仍能正常运行供电。
3、相继动作区总是在保护安装处的对端。双端有 电源的平行线路上，横差保护同样也存在着相 继动作区
相继动作区常用百分数表示为：
mM
lM l
100%
I op IK
100%
通常要求 (mM mN ) 50%
2、横差保护的死区 功率方向继电器在靠近母线的一段不动作的区 域称为电压死区。
死区位于本保护的相继动作区内
要求死区的长度不超过全线路长度的10%
三、横差保护优缺点 1、优点：能够快速地，有选择性地切除平行线路
上的故障，并且接线简单。 2、缺点： 相继动作区内发生故障时动作时限延长。 双回线有一回线停止运行时，保护要退出工作； 保护用到功率方向元件，所以保护有死区。 横差保护广泛应用于66KV及以下电网。
一、纵联差动保护的基本原理
II1 II 2 I KD
III1 IIIIII2r
II1 II 2 I KD
K
II Ir
KD： 差动继
II1 II 2 电器 K I KD
III1 IIIIII2r
K
(a)
(b)
(c)
如图(a)，当线路正常运行或外部短路故障时
Ir
II 2
III 2
1 KTA
(II1
M 1QF 1TAIK1
3TA 3QFIK1 N (c)
1KA 2KA
2QF
4QF
2TA IK 2 K 4TA
IK1
如图(a)，线路正常运行或外部短路故障时，
1KA(2KA)继电器中流过的是不平衡电流。如图
(a)，WL1短路故障时，显然
IK1 IK 2
流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
Ir1 Ir 2
1 KTA
(IK1
IK 2 )
1 KTA
(2IK 2 )
Iop1 Iop2
电流继电器1KA、2KA动作
如图(b)，WL2短路故障时，显然 IK 2 IK1 流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
Ir1 Ir 2
1 KTA
(IK 2
IK 1 )
1 KTA
(2 IK 1 )
Iop1
Iop2
III1 )
0
如图(b)，单侧电源线路内部短路故障时
Ir
II 2
1 KTA
IIK
如图(c)，双侧电源线路内部短路故障时
Ir
II 2
III 2
1 KTA
IK
如果 Ir Iop,r ，则差动继电器KD立即动作，将故障 线路切除。
纵联差动保护不受负荷电流的影响，不反应系
统振荡，具有良好的选择性，在一般情况下，灵 敏
电流继电器1KA、2KA动作 结论：①继电器能动作，但没有选择性 ② 不同线路内部短路故障时，流过1KA 2KA中的 电流方向不同，可用功率元件进行区分
二、横差保护的相继动作区和死区 1、相继动作区
M 1QF 1KA
WL1
K
N
3QF
2KA
2QF
lN
IK 2 WL2
4QF
lM
分析可知：
1、相继动作区是由于发生故障的另一端保护的启 动元件不能动作而引起的
第七章 电网的差动保护
第一节 纵联差动保护 第二节 平行线路横联方向保护
7.1 纵联差动保护
定义：
(1) 通过某种通信通道，将线路两侧的保护纵向联 接起来，通过比较两侧的电气量(电流的大小和 相位)而判断故障位置的保护
(2) 可以实现本线路全长范围内任意一点故障的0秒 切除的保护(主保护)
(3) 纵联差动保护没有后备保护功能
横差保护是基于反应两回线中电流之差的 大小及方向的一种保护。
一、横差保护工作原理
M 1QF 1TAIK1 WL1 3TA 3QF
1KA 2KA
N (a)
K
2QF
4QF
2TA IK 2WL2 4TA
M 1QF 1TA
K 3TA 3QF
1KA 2KA
N (b)
2QF
4QF
2TA IK 2 4TA IK 2
度也较高，能快速切除全线路故障，所以可以作 为
全线速动的主保护。但是由于需要辅助引线，通 常
只应用于8～10Km的短线路上。
7.2 平行线路横联差动保护
定义：平行线路指的是参数基本相同，且平 行供电的双回线路。
每回线路两端都装有断路器，不论哪一回 线发生故障，保护应有选择性地切除故障， 非故障线路仍能正常运行供电。