差动保护
差动保护的基本原理
差动保护的基本原理差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，用于检测电气设备发生故障时的电流差异，从而及时采取动作措施，防止故障扩大并保护设备安全运行。
本文将从差动保护的基本原理、差动保护的主要应用领域以及差动保护的发展趋势等方面进行详细介绍。
差动保护的基本原理差动保护是基于电流差动原理而建立的。
其基本原理是通过比较电流的进出差异来检测设备是否发生故障。
在理想情况下，正常工作时电流的进出应该是相等的，即电流之差为零。
如果设备发生故障，则电流发生偏差，进出电流之差将不为零，这时差动保护系统将发出动作信号，切断故障部分的电源，保护系统的正常运行。
差动保护系统主要由主保护和备用保护两部分组成。
主保护负责实现差动保护的主要功能，备用保护则在主保护系统发生故障时起到备份作用。
主保护系统通常由差动电流继电器、比较器以及动作执行器等组成。
差动电流继电器负责将进出电流进行比较，发现差异时输出信号给比较器，比较器再将信号转化为动作信号给动作执行器。
差动保护的主要应用领域差动保护广泛应用于电力系统的各个环节，包括发电厂、变电站以及配电网等。
在发电厂中，差动保护用于发电机组、变压器等设备的保护。
在变电站中，差动保护则用于变压器、电缆线路等高压设备的保护。
而在配电网中，差动保护主要应用于低压设备，如配电变压器、电缆线路等。
差动保护的发展趋势随着电力系统的不断发展和现代化要求的提高，差动保护也在不断演变和完善。
目前，差动保护已经实现了微机保护的发展，并结合了现代的通信技术。
微机保护使得差动保护系统的功能更加强大，可实现更精确的测量和判断。
通信技术的应用使得差动保护系统能够实现远程控制和监控，提高了运维效率和安全性。
此外，差动保护系统还在趋向智能化和自适应方向发展。
智能化差动保护系统能够实现自动分析故障类型和区域，准确识别故障类型并采取相应的保护措施。
自适应差动保护系统则能够根据电网的实际运行情况对差动保护参数进行动态调整，提高保护系统的适应性和准确性。
电动机差动保护原理
电动机差动保护原理
电动机差动保护是一种保护电动机的措施，其原理是通过比较电动机的不同相电流，来检测是否存在故障。
差动保护通常包括两个主要部分：差动电流互感器和差动保护装置。
互感器位于电动机的供电线路中，用于检测电动机的相电流。
它通过感应电流的变化，将电流信号转化为电压信号。
互感器通常由多个线圈组成，其中一部分连接在供电线路的进线侧，另一部分连接在出线侧。
当电动机正常运行时，进线侧和出线侧的电流应该相等，因此互感器的输出电压应该接近零。
差动保护装置比较互感器的输出电压，如果发现有较大的差异，就会发出故障信号，并采取适当的措施来切断供电。
差异可能是由于电动机内部的故障或线路短路引起的。
差动保护装置通常包括了灵敏性调节装置，用于调整差动保护的动作灵敏度。
差动保护可靠性较高，可以有效地保护电动机不受损坏。
然而，差动保护也有一些限制。
例如，在启动电动机或者母线电压发生偏差时，差动保护可能会误动作。
因此，在设计和配置差动保护装置时，需要考虑这些因素，并进行相应的调整和保护配置。
总之，电动机差动保护通过比较电动机的不同相电流来检测故障，并采取措施来切断电源，以保护电动机的安全运行。
差动保护试验方法
差动保护试验方法差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，主要用于检测并定位电力系统的故障。
差动保护试验旨在验证差动保护系统的性能，确保在故障发生时能够及时、准确地切除故障部分，保护电力系统的安全运行。
1.整定试验：差动保护的整定是指根据系统参数和故障情况，确定差动保护系统的各个参数和阈值。
整定试验中主要包括设定电流试验、设定时间试验和设定阻抗试验。
设定电流试验通过改变电压、电流的变化，验证差动保护系统对不同故障情况的反应，以确定设定电流的准确值。
设定时间试验主要通过改变故障发生时的切除时间，验证差动保护的动作时间和灵敏度。
设定阻抗试验是为了验证差动保护系统的阻抗设定是否合理。
2.稳定性试验：差动保护系统的稳定性是指系统在发生故障时，能够正确地切除故障部分，而不会对正常运行的系统造成误动作。
稳定性试验主要包括对称负荷试验和非对称负荷试验。
对称负荷试验是通过改变系统的负荷情况，验证差动保护系统对不同负荷的响应情况，以确保系统在正常运行负荷下不会误动作。
非对称负荷试验是通过改变系统的负荷不平衡情况，验证差动保护系统对非对称故障的切除能力。
3.真实故障试验：差动保护系统的真实故障试验是为了验证差动保护系统对实际系统故障的响应能力。
真实故障试验通过在系统中引入各种类型的故障，并观察差动保护的动作情况，以验证差动保护系统对不同类型故障的切除能力和灵敏度。
4.抗干扰试验：差动保护系统的抗干扰能力是指在存在干扰信号的情况下，保护系统能够正常工作的能力。
抗干扰试验主要包括干扰源试验和抗干扰试验。
干扰源试验是通过在系统中加入各种类型的干扰源，观察差动保护系统的响应情况，以评估差动保护系统的抗干扰能力。
抗干扰试验是通过在差动保护系统的输入端引入干扰信号，并观察系统的响应情况，以评估差动保护系统的抗干扰能力。
差动保护试验主要包括实验前的准备工作、试验方案的制定、试验设备的准备和试验结果的分析等步骤。
实验前的准备工作主要包括对保护装置的检查和维护、系统参数和故障类型的确定等。
发变组差动保护原理
发变组差动保护原理
差动保护原理：在发电机或变压器的两侧装设差动保护。
当发电机或变压器内部故障时，故障电流将通过发电机或变压器的两侧流过，差动保护能迅速切除故障，使发电机和变压器的运行得以维持。
差动保护的基本原理：
差动保护是指在两个电流互感器之间产生电流差，由该电流与相应的励磁电流之比而构成的。
当故障电流通过两个电流互感器时，两侧所产生的电流之比（差动比）就是两侧间产生差动所需的励磁电流之比，因而称该差动比为差动保护的励磁电流。
差动保护是以差动保护为基础。
差动保护是发电机和变压器两侧所安装的，用来检测励磁系统故障或不平衡电流而动作的一种装置。
当发生不平衡电流时，其两侧产生的差动比分别为零，即两侧间产生的差动比为零。
这是因为当发电机内部故障时，励磁系统将产生一个很大的不平衡电流；而在变压器内部故障时，励磁系统将产生很小的不平衡电流。
—— 1 —1 —。
线路的差动保护课件
பைடு நூலகம்
差动保护的应用场景
差动保护广泛应用于电力系统的变压器、发电机、母线等 关键设备的保护。
在变压器中，差动保护用于检测和隔离变压器绕组和引线 的短路故障。在发电机中，差动保护用于检测和隔离定子 绕组和转子绕组的短路故障。在母线中，差动保护用于检 测和隔离母线及其连接设备的短路故障。
模拟线路故障情况，测试线路差动保护装置 的故障检测和隔离能力。
现场测试
在电力系统中，对实际运行的线路差动保护 装置进行测试，验证其功能和性能。
耐压测试
对线路差动保护装置进行高电压测试，验证 其在高电压下的性能和稳定性。
线路差动保护的验证过程
功能验证
验证线路差动保护装置的基本功能，如故障 检测、隔离等是否正常。
某500kV超高压输电线路的差动保护测试
经过严格的功能和性能验证，该线路差动保护装置在超高压输电线路中表现出良好的性能和稳定性。
05
线路差动保护的发展趋 势与展望
线路差动保护技术的未来发展方向
数字化发展
利用数字信号处理技术提 高差动保护的可靠性和灵 敏度。
智能化发展
结合人工智能和大数据技 术，实现差动保护的智能 诊断和预警。
缺点
差动保护装置也存在一些缺点。例如，它容易受到电流互感器饱和和涌流的影响，导致误动作或拒动作。此外， 对于小电流接地系统，差动保护装置的应用也受到限制。
线路差动保护的关键技术
01
电流互感器选择
选择合适的电流互感器是差动保护的关键之一。电流互感器应具有高精
度、低饱和、低误差等特点，以保证差动保护的可靠性和准确性。
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。
差动保护释义
差动保护一、差动保护原理变压器差动保护的动作原理与线路纵差动保护相同，通过比较变压器两侧电流的大小和相位决定保护是否动作，单相原理接线图如图4-4所示。
三绕组变压器的差动保护，其原理与图4-4相类似，只是将三侧的“和电流”接入差动继电器KD ，这里不再赘述。
电力系统中，变压器通常采用Y ，dll 接线方式，两侧线电流的相位相差300。
如果将变压器两侧同名相的线电流经过电流互感器变换后，直接接入保护的差动回路，即使两个电流互感器的变比选择合适，使其二次电流数值相等，即21I I '='，流入差动继电器的电流也不等于零，因此在电流互感器二次采用相位补偿接线和幅值调整。
具体为变压器星形侧的三个电流互感器二次绕组采用三角形接线(自然消除了零序电流的影响)，变压器三角侧的三个电流互感器二次绕组采用星形接线，将引入差动继电器的电流校正为同相位；同时，二次绕组采用三角形接线的电流互感器变比调整为原来的3倍。
微型机变压器差动保护，可以通过软件计算实现相位校正。
1．变压器正常运行或外部故障根据图4-4(a)所示电流分布，此时流入差动继电器KD 的电流是变压器两侧电流的二次值相量之差，适当选择电流互感器1TA 和2TA 的变比，再经过相位补偿接线和幅值调整，实际流人差动继电器的电流为不平衡电流，继电器不会动作，差动保护不动作。
此时流人差动继电器的电流为unb TA TA KD I n I n I I I I =-=-=••••''221121 (4—1)式中 TA n 1——电流互感器1TA 、2TA 的变比；unb I ——流人差动继电器的不平衡电流。
2．变压器内部故障根据图4-4(b)所示电流分布，此时流人差动继电器KD 的电流是变压器两侧电流的二次值相量之和，使继电器动作，差动保护动作。
此时流人差动继电器的电流为TA TA KD n I n I I I I 221121••••+=+='' (4—2)如果变压器只有一侧电源，则只有该侧的电流互感器二次电流流人差动继电器；如果变压器两侧有电源，则两侧的电流互感器二次电流都流入差动继电器，且数值相加。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
① 保护起动 ② 差流元件动作
电流差动保护的主要问题（3）
（3）弱电侧电流纵差保护存在的问题
弱电源侧
如图示：假设N侧是纯负荷侧，故障前为空载或轻载， 变压器中性点不接地，则故障前后IN都是0，保护启 动元件不起动，N侧保护不能动作，同时不能向M侧 发允许信号，M侧保护也不能跳闸。
电流纵差保护的主要问题（3）
差动保护
保护装置
南瑞：RCS-931 南自：PSL-603 四方：CSC-103
电流差动保护原理
• 动作电流(差动电流)为：
Id IM IN
• 制动电流为：
Ir IM IN
• 差流元件动作方程：
{ Id Icdqd
Id kIr
k:差动比例5）高阻接地时保护灵敏度不足
在线路一侧发生高阻接地短路时，远离故障点的一 侧各个起动元件可能都不起动，造成两侧差动保护 都不能切除故障的后果。
解决措施：由零序差动继电器，通过低比率制动系 数的稳态相差动元件选相，构成零序Ⅰ段差动继电 器，经100ms延时动作。
2、基于参考相量的同步方法。 3、基于GPS的同步方法。 我国的各制造厂家一般都采用基于数据通道的同步 方法中的采样时刻调整法。
电流差动保护的主要问题（7）
（7）在断路器和电流互感器之间发生故障
如图所示：在断路器和电流互感器之间发生故障时，对电 流差动保护来说是区外故障，差动保护是不动作的。该处 故障M侧母线保护可动作跳M侧断路器，但M侧断路器跳 闸后，N侧的电流差动仍然不能动作。
• 解决措施： • 除两相电流差突变量起动元件、零序电流起动
元件和不对应起动元件外，差动保护还有一个 低压差流起动元件：
① 差流元件动作。 ② 差流元件的动作相或动作相间电压 U 、
U 0.6U N 。（南瑞：65%，南自：90%） ③ 收到对侧的允许信号。 同时满足上述三个条件该启动元件启动；这样 弱电源侧保护起动，两侧保护都可以跳闸。
电流差动保护的主要问题（4）
（4）三相 TWJ 1 发允许信号的作用
M
N
• 在N侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生 短路。N侧所有起动元件都不会起动，故而N 侧无法向M侧发允许信号，导致M侧电流差动 保护拒动。
• 为此采取当三相 TWJ 1 时发允许信号的措
施。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差 保护就可以动作。
电流差动保护的主要问题（2）
（2）TA断线，差动保护会误动。
TA断线侧
Id IM IN IM
Ir IM IN IM
此时IM
若满足差动方程：I
I
d d
k Ir Izd
;k<1
将引起差动保护误动
电流差动保护的主要问题（2）
• 防止TA断线误动的措施是： 差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件:
需要指出的是：931有此功能，升级后的603也有此功能。
电流差动保护的主要问题（6）
（6）两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。
线路纵差保护与主设备保护中用的纵差保护不同， 线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的。由此在 区外短路时，将产生不平衡电流。
解决措施：使两侧采样同步。 采样同步的措施有：1、基于数据通道的同步方法。
电流差动保护的主要问题（7）
解决措施：远跳
将M侧母线保护动作的接点接在电流差动保护装置的“远 跳”端子上，保护装置发现该端子的输入接点闭合后立即 向N侧发“远跳”信号。N侧接收到该信号后再经（或不 经）起动元件动作作为就地判据发三相跳闸命令并闭锁重 合闸。
需要指出的是：3/2接线方式中母线保护动作是不允许发 “远跳”信号的，而是由母线保护起动失灵保护，失灵保 护动作后起动“远跳”跳对侧断路器。
规定TA的正极性端指向母线侧， 电流的参考方向以母线流向线路为 正方向。
区内故障示意图
如图示：区内故障时，两侧实际短路电 流都是由母线流向线路，和参考方向一 致，都是正值，差动电流就很大，满足 差动方程，差流元件动作。
区外故障示意图
区外故障时，一侧电流由母线流向线路，为 正值，另一侧电流由线路流向母线，为负值， 两电流大小相同，方向相反，所以差动电流 为零，差流元件不动作。
电流差动保护的主要问题（5）
零序差动保护为保护高阻接地而增加的跳闸条件为： ① 起动元件起动。 ② 零序差动继电器及选相差流元件动作。
③ 3U0 2V。
这样当线路一侧发生高阻接地短路时，近故障点的一侧 可由此跳闸路径先选相跳闸，并向远离故障点的一侧发 ‘差动动作’的允许信号。近故障点的一侧跳闸后短路 电流重新分配，远离故障点的一侧起动元件起动或不起 动，零序差动继电器及选相差流元件只要动作，又收到 对侧‘差动动作’的允许信号，也可继续发跳闸命令。
电流差动保护的主要问题（1）
M IM IN N
IC
⑴ 电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电 流。由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电 流。所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误 动。 解决方法： ① 提高起动电流定值（4-6In，牺牲灵敏度） ② 加短延时（40ms延时，牺牲快速性） ③ 必要时进行电容电流补偿
① 本侧起动元件起动; ② 本侧差动继电器动作； ③ 收到对侧‘差动动作’的允许信号。 • 这样当一侧TA断线，由于电流有突变或者有‘零序电流’， 起动元件可能起动，差动继电器也可能动作。但对侧没有断线， 起动元件没有起动，不能向本侧发‘差动动作’的允许信号。 所以本侧不误动。 •保护向对侧发允许信号条件：