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。
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。
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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。
差动保护实验表
差动保护实验表差动保护是电力系统中一种重要的保护方式，它通过比较电流的差值来判断系统是否发生故障。
在差动保护实验中，我们通过搭建实验电路来模拟电力系统中的差动保护原理，并验证其可靠性和准确性。
实验目的：1. 了解差动保护的基本原理和工作方式；2. 掌握差动保护实验电路的搭建方法；3. 验证差动保护在电力系统中的应用效果。
实验装置：1. 电源：提供实验所需的电能；2. 电流互感器：用于测量电流的大小；3. 台式电流表：用于显示电流的数值；4. 差动保护装置：用于对比电流差值。
实验步骤：1. 搭建实验电路：将电源接入电流互感器，再将电流互感器的输出接入差动保护装置，并将台式电流表接入差动保护装置的输出端，搭建出完整的差动保护实验电路。
2. 设置电流阈值：根据实际需求，设置差动保护装置的电流阈值，以确定故障发生时的差动保护动作条件。
3. 施加故障：通过改变电流互感器的接线方式或改变电流的大小，模拟电力系统中的故障情况，观察差动保护装置是否能够正确地检测到故障。
4. 记录实验数据：在每次故障发生时，记录台式电流表上显示的电流数值，并与设定的电流阈值进行比较，判断差动保护装置是否动作。
5. 分析实验结果：根据实验数据，分析差动保护装置的动作情况，判断其可靠性和准确性。
实验结果分析：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 差动保护装置能够准确地检测到电力系统中的故障情况，实现快速的故障切除，保护系统的安全运行。
2. 差动保护装置对于小电流的故障判别能力较强，但在大电流故障情况下可能会出现误动作的情况，需要进一步优化和改进。
3. 实验数据与理论预期基本一致，说明差动保护装置在实际应用中具有较高的可靠性和准确性。
结论：差动保护是一种重要的电力系统保护方式，通过比较电流的差值来判断系统是否发生故障。
通过差动保护实验，我们验证了其可靠性和准确性，并得出了相应的结论。
差动保护在电力系统中具有重要的应用价值，对于保护系统的安全运行起到了关键作用。
差动保护
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 、
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。
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附件：
机组纵差动保护: 发电机主保护,反映发电机运行中定子绕组发生相间（两相或三相）短路及发电机引出线上的相间短路。
发电机纵差动保护的特点：
1、
不能反应定子绕组单相接地故障 2、
完全差动保护不能反应定子绕组匝间故障 3、 异地两点接地故障时，一点在纵差保护范围内，另一点在差动保护范围外
部，此时仅有一相差动保护动作,可采用负序电压保护动作信号解除闭锁。
纵差保护原理:
纵差保护原理框图:
纵差保护原理逻辑图：
纵差保护动作后果：跳发电机出口开关、跳机组FMK 、启动K86V 、启动停机流程、启动机组故障录波，停励磁调节器
附机组电流互感器布置图：
TA 断线判别：对于我们循环闭锁出口方式发电机纵差保护，一相差动动作又无负序电压时，即判定为TA 断线。
机组差动保护动作后处理程序：
1、 接到集控通知机组差动保护动作后，立即到上位机确认。
跳闸出口
2、确认后机组差动保护动作后，立即安排人员到现场检查机组出口开关、FMK
是否跳闸，并检查机组差动保护范围内一次设备有无明显故障（如冒烟、焦臭、着火现象），检查机组停机情况等；
3、安排人员检查机组保护动作情况，并打印动作报告；
4、通知大坝检查机组工作门情况；
5、将机组情况汇报集控中心，并传真动作报告；
6、通知发电部值班人员及大值守长、电维、监控，汇报各级相关领导；
7、将机组控制方式切“电站”控制，屏蔽相关on-call信息；
8、做好安全措施，测机组定子绝缘；
9、将绝缘情况汇报集控及相关领导；
10、根据机组绝缘情况作下一步处理。
变压器差动保护:
变压器差动保护工作原理:比较变压器各侧电流的大小及相位。
变压器差动保护是变压器主保护,反映变压器绕组和引出线的相间短路，以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间故障。
比率制动式差动保护：中低压变电所主变容量不会很大，通常采用二次谐波闭锁原理的比率制动式差动保护。
变压器比率制动式差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，保护采用二次谐波制动原理，用以躲过变压器空投时励磁涌流造成的保护误动。
1、为什么要采用比率制动式差动保护：如果不采用比率制动式差动保护，差动
保护的定值就不好整定，整定过高就会引起变压器内部故障时差动保护拒动，整定过低就会引起变压器外部故障时差动保护误动。
采用比率制动式差动保护可以降低差动保护动作电流的整定值，提高差动保护的灵敏度。
虽然差动保护的动作电流很低，区外故障时差动电流可能增大，但这时的制动电流也很大，足以把差动保护制动住。
2、变压器差动保护为什么要采用二次谐波制动：主要是因为作为差动保护的前提是必须满足基尔霍夫定律，而对变压器来说并不满足这点，当变压器空投或外部故障切除后产生的励磁电流并没有计算在变压器差动保护内，如果不采取措施
肯定会引起差动保护误动，而变压器空投或外部故障切除后产生的励磁电流中含有明显的二次谐波，当差动电流中的二次谐波含量大于二次谐波制动系数时闭锁差动保护。
差动保护的特殊问题:
1、有区外短路差动回路有较大的不平衡电流；
2、空载合闸或外部短路故障切除后有很大的励磁涌流流入差动回路。
差动速断保护：当变压器严重故障，导致电流互感器饱和，此时，差动保护由于电流互感器饱和而可能出现拒动，可靠差动速断保护动作跳闸。
变压器的差动保护的特点：变压器差动保护中其差动回路中不平衡电流大，形成不平衡电流的因素多，所以必须采取措施躲开不平衡电流或设法减小不平衡电流的影响。
引起变压器差动不平衡电流的因素有：
1、变压器励磁涌流；
2、变压器两侧绕组接线组别不同；
3、电流互感器的实际变比与计算变比不同；
4、两侧电流互感器型号不同；
5、变压器调节分接头改变。
差动保护动作后果：
跳主变高压侧断路器；跳厂用变断路器；启动机组主变电气事故非电量保护跳开机组断路器和灭磁开关。
二次谐波制动原理：比较各相差流中二次谐波分量对基波分量百分比与整定值的大小，当其大于整定值时，认为该相差流为励磁涌流，闭锁差动元件。
二次谐波制动：
1、保护利用三相差动电流中的二次谐波分量作为励磁涌流的识别判据。
2、判别方程如下：IOP.2>K2* IOP.1，式中：Iop.2为三相差动电流中最大二
次谐波电流，K2为二次谐波制动系数，Iop.1为三相差动电流中最大基波电流。
3、该判据闭锁方式为“或”闭锁，即二次谐波电流满足公式，同时闭锁三相差
动保护。
差流速断保护：当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口。
差流速断保护是一个电流速断保护，没有任何闭锁措施，目的就是当变压器内部发生严重故障时瞬时切除故障（不大于20ms）
差流越限告警：正常情况下监视各相差流，如果任一相差流大于越限启动门槛（一般设为最小动作电流的一半），发告警信号。
TA断线判别：当任一相差动电流大于0.1In启动TA断线判别程序，满足下列条件认为是TA断线：
1、本侧三相电流中一相无电流；
2、其它两相与启动前电流相等。
4号主变压器差动保护原理接线：
差动保护投退：
1、电流回路检修或变压器新投运时候，差动保护均要投跳闸，带变压器本体充
电完毕后，可申请退出差动保护，测量六角图确认电流回路极性正确后，差动保护恢复正常运行。
2、在差动电流回路作业前，应申请断开差动保护跳闸压板，作业完毕确认设备
正常后方可投入。
发电机纵差保护与变压器纵差保护的主要差别：
1、发电机差动保护CT同型；而变压器差动保护CT不同型；
2、变压器差动保护有由分接头改变引起的不平衡电流，模拟式变压器差动保护
还有CT变比不匹配引起的不平衡；而发电机差动保护没有；
3、变压器差动保护范围包含诸独立电路和联系它们的磁路，因而要防止空载合
闸或过激磁时的误动；
4、变压器差动保护有诸侧CT不同型的问题，不平衡电流大；
5、变压器差动保护最小动作电流和制动系数比发电机差动保护的大；
6、对于比例制动的差动保护，变压器差动保护宜用三段式制动特性；发电机差
动保护只需二段；
7、变压器差动保护能反应变压器绕组匝间短路；而发电机差动保护不能保护定
子绕组匝间短路。