纵联电流差动保护PPT课件
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纵联保护第03讲
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
电流差动的主要问题： • 数据同步 • 传输数据量大，对通道要求高 • 易受互感器饱和的影响
纵联电流相位差动保护在以上几方面具有优势
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（一）基本原理
仅利用输电线路两端电流相位 在区外短路时相差180°区内短 路时相差为0°,也可以区分区 内、外短路,这就是纵联电流相 位差动保护原理。 此时只需要两端传递各自的相 位信息，即可构成电流相位比 较式纵联差动保护。
.
I m
Rg
.
I n
图4－30 负荷电流对纵联电流差动保护的影响示意图
4.5 纵联电流差动保护
4.5.4 影响纵联电流差动保护的因素及其措施 （三）影响因素之三：负荷电流
解决措施： 故障分量差动保护 差动电流：
制动电流：
M
.
Im
Im In Im In K Im In Im In Im In Im In
当该电流为正(或负)半波时,操作发信机 发出连续的高频电流, 而当该电流为负(或正)半波时,则不发高 频电流。
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（二）原理框图
收信比较时间t3元件
时间t3 元件对收到的高频电流进行整流并延时t3 后有输出,并展宽t4 时间。 区外短路时高频电流间断的时间短,小于t3 延时, 收信机回路无输出,保护不能跳闸。 区内短路时高频电流间断时间长, t3 延时满足, 收信机回路有输出,保护跳闸。 实际上考虑短路前两侧电势的相角差、分布电 容的影响、高频信号的传输延迟等因素,在区外 短路时收到的高频信号不完全连续,会有一定的 间断时间,同样在区内短路时收到的高频电流间 断时间也会小于半周波,因而对t3 要进行整定。
4.5.1 纵联电流相位差动
电流差动的主要问题： • 数据同步 • 传输数据量大，对通道要求高 • 易受互感器饱和的影响
纵联电流相位差动保护在以上几方面具有优势
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（一）基本原理
仅利用输电线路两端电流相位 在区外短路时相差180°区内短 路时相差为0°,也可以区分区 内、外短路,这就是纵联电流相 位差动保护原理。 此时只需要两端传递各自的相 位信息，即可构成电流相位比 较式纵联差动保护。
.
I m
Rg
.
I n
图4－30 负荷电流对纵联电流差动保护的影响示意图
4.5 纵联电流差动保护
4.5.4 影响纵联电流差动保护的因素及其措施 （三）影响因素之三：负荷电流
解决措施： 故障分量差动保护 差动电流：
制动电流：
M
.
Im
Im In Im In K Im In Im In Im In Im In
当该电流为正(或负)半波时,操作发信机 发出连续的高频电流, 而当该电流为负(或正)半波时,则不发高 频电流。
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（二）原理框图
收信比较时间t3元件
时间t3 元件对收到的高频电流进行整流并延时t3 后有输出,并展宽t4 时间。 区外短路时高频电流间断的时间短,小于t3 延时, 收信机回路无输出,保护不能跳闸。 区内短路时高频电流间断时间长, t3 延时满足, 收信机回路有输出,保护跳闸。 实际上考虑短路前两侧电势的相角差、分布电 容的影响、高频信号的传输延迟等因素,在区外 短路时收到的高频信号不完全连续,会有一定的 间断时间,同样在区内短路时收到的高频电流间 断时间也会小于半周波,因而对t3 要进行整定。
纵联电流差动保护-
2）有制动作用
M IM
k1
IN
N k2
动作线圈： Im In
IImm
Im KD
Im In
I r In
IInn
制动线圈： Im In
Ir
动作方程： Im In k Im In Iop0
动作区
I
op0
I res
动作特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化的特性。
二、纵联电流差动保护的工作原理
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障 I IM IN IK1
区外故障 I IM IN 0
工作原理 ——故障特征分析
2. 两端电流相位特征
假设：电源电势相角相等 ，无分布电容、TA、TV
无误差。
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障
区外故障
0
180
工作原理 ——电流差动保护
谢谢！
引起保护误动，特别是对于超高压长线路，电容电流的影
响更为严重 。
M
.
IM
.
.
I MN
IN
N d
.
I CM
1 2
XC
.
I CN
图4－29 长距离输电线路的等值电路
四、影响因素分析
2、影响因素之二：电流互感器误差和不平衡电流
差动保护原理是建立在对一次系统的分析基础上的，但保 护所采用的电流信号是互感器的二次输出信号。二次信号 和一次信号之间的传变误差，导致了不平衡电流的出现。
——相位差动保护 1.电流相位特征
内部故障
外部故障
IM
IN
4.电力变压器的纵联差动保护(二)-不平衡电流及相应措施(课件)
3
nT
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施 2）微机保护平衡系数折算法（通过软件实现） 方法是：在微机中，变压器的差动保护利用软件算法对变压
器各侧的相位和幅值进行校正。最常用的算法TA1、TA2全部接成 星形接线，仿照前面所述的常规接线的处理方法，对变压器星型 侧电流按两相电流差处理方式进行相位补偿。
Y A2
I
Y A2
I
BY2－I
Y C2
I
Y B2
I
D c2
I
D a2
I
D b2
I
D c2
I
D a1
a
I
D b1
b
I
D c1
c
I
D a1
I
D a1
变压器△侧：
I
D b1
I
D b1
I
D c1
图3-12 变压器正常运行时 TA一次侧电流向量图
I
D c1
图3-13 变压器正常差流回路 两侧电流向量图
图3-11 YNd11接线变压器纵差动接线图
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施
由于变压器高压侧的TA1是三角形接线，流进差动继电器KD3
的电流为TA1的线电流是TA1相电流的 3 倍，即
ICY2
I
Y A2
3I
Y C2
如果要在正常运行时，流进KD3的差动电流为零，则需满足：
(
I
Y A1
IBY1) / nT
I
D b1
纵联电流差动保护资料共31页文档
纵联电流差动保护资料
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、பைடு நூலகம் 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、பைடு நூலகம் 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
继电保护(纵联保护)页PPT文档
容器下端可靠接地。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
三、高频信号的利用方式
1、高频通道工作方式 经常无高频电流方式（即故障时发信）☆☆ 经常有高频电流方式（即长期发信） 移频方式（正常与故障发不同频率的信号）
2、传送高频信号的分类 闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作跳闸的必要、 条件。当外部故障时，由一端的保护发出高频闭锁信号将 两端的保护闭锁，而当内部故障时，两端均不发因而也收 不到闭锁信号，保护即可动作于跳闸。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。 当内部故障时，两端保护应同时向对端发出允许信号，使保 护装置能够动作于跳闸，而当外部故障时，则收不到这种信 号，因而保护不能跳闸。
跳闸信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的充要条件。 利用装设在每一端的I段保护，当其保护范围内部故障而动 作 于跳闸的同时，还向对端发出跳闸信号，可以不经过其它控 制元件而直接使对端的断路器跳闸。每端发送跳闸信号保护 的动作范围小于线路的全长，而两端保护动作范围之和应大 于线路的全长。前者是为了保证动作的选择性，后者则是为 了保证全线上任一点故障的快速的动作。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
5）高频收、发信机 收信机由继电保护控
制，通常在电力系统发生 故障时，保护部分起动之 后它才发出信号。高频收 信机接收由本端和对端所 发送的高频信号，经过比 较判断之后，再动作于继 电保护，使之跳闸或将它 闭锁。 6）接地刀闸：当检修连接滤波器时，接通接地刀闸，使结合电
处于电压平衡状态（因此得
名），不会起动继电器跳闸
内部故障时: GBm 与GBn之间二次侧有电流， GBm、 GBn的原边有较 大电流，起动继电器跳闸
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
三、高频信号的利用方式
1、高频通道工作方式 经常无高频电流方式（即故障时发信）☆☆ 经常有高频电流方式（即长期发信） 移频方式（正常与故障发不同频率的信号）
2、传送高频信号的分类 闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作跳闸的必要、 条件。当外部故障时，由一端的保护发出高频闭锁信号将 两端的保护闭锁，而当内部故障时，两端均不发因而也收 不到闭锁信号，保护即可动作于跳闸。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。 当内部故障时，两端保护应同时向对端发出允许信号，使保 护装置能够动作于跳闸，而当外部故障时，则收不到这种信 号，因而保护不能跳闸。
跳闸信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的充要条件。 利用装设在每一端的I段保护，当其保护范围内部故障而动 作 于跳闸的同时，还向对端发出跳闸信号，可以不经过其它控 制元件而直接使对端的断路器跳闸。每端发送跳闸信号保护 的动作范围小于线路的全长，而两端保护动作范围之和应大 于线路的全长。前者是为了保证动作的选择性，后者则是为 了保证全线上任一点故障的快速的动作。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
5）高频收、发信机 收信机由继电保护控
制，通常在电力系统发生 故障时，保护部分起动之 后它才发出信号。高频收 信机接收由本端和对端所 发送的高频信号，经过比 较判断之后，再动作于继 电保护，使之跳闸或将它 闭锁。 6）接地刀闸：当检修连接滤波器时，接通接地刀闸，使结合电
处于电压平衡状态（因此得
名），不会起动继电器跳闸
内部故障时: GBm 与GBn之间二次侧有电流， GBm、 GBn的原边有较 大电流，起动继电器跳闸
纵联电流差动保护PPT(完整版)
U m n R 1 R 1jX 1U ab R 2 jjX 2X 2U bc
电力系统继电保护
4.4.3 纵联电流相位差动保护
负序电流滤过器
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
感谢观看
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
基于数据通道的同步方法
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
3 纵联电流基相位于差动统保护一时钟的同步方法
1 纵联电流差动保护原理 4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 2 两侧电流的同步测量 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 3 纵联电流相位差动保护 3 纵联电流相位差动保护 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向 1 纵联电流差动保护原理 3 纵联电流相位差动保护 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 基于统一时钟的同步方法 1 纵联电流差动保护原理 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
IsetKreIlLmax
二者取较大者 灵敏度：单侧电源运行内部短路时Ks Βιβλιοθήκη nIIsretIIksmeitn2
电力系统继电保护
4.3.1 纵联电流差动保护原理
带制动线圈
动作线圈：取和电流 制动线圈：取循环电流
Im In Im In
动作方程：
ImInkImInIo0 p
制动特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化，称为制动特性。
电力系统继电保护
4.4.3 纵联电流相位差动保护
负序电流滤过器
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
感谢观看
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
基于数据通道的同步方法
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
3 纵联电流基相位于差动统保护一时钟的同步方法
1 纵联电流差动保护原理 4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 2 两侧电流的同步测量 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 3 纵联电流相位差动保护 3 纵联电流相位差动保护 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向 1 纵联电流差动保护原理 3 纵联电流相位差动保护 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 基于统一时钟的同步方法 1 纵联电流差动保护原理 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
IsetKreIlLmax
二者取较大者 灵敏度：单侧电源运行内部短路时Ks Βιβλιοθήκη nIIsretIIksmeitn2
电力系统继电保护
4.3.1 纵联电流差动保护原理
带制动线圈
动作线圈：取和电流 制动线圈：取循环电流
Im In Im In
动作方程：
ImInkImInIo0 p
制动特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化，称为制动特性。
纵联电流差动保护
（2）采用浮动门坎，即带制动特性的差动保护。因为 区外故障时流过差动回路的不平衡电流与短路电流的大 小有关系，短路电流小，不平衡电流也越小，因此可以 根据短路电流的大小调整差动保护的动作门坎。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
外部短路时穿过两侧电流互感器的实际短路电流 可I re以s 采 用以下方法计算：
（2）带制动特性的差动继电器特性 这种原理的差动继电器有两组线圈：制动线圈和动作线圈。
制动线圈流过两侧互感器的电流之差（循环电流） Im ，In 动作线圈流过两侧互感器的电流之和 Im ，In动作条件为：
I mI nKI mI nIo0p
K
I op 0
制动系数，在0~1之间选择。 很小，克服继电器机械摩擦或保证电路状态发生翻转做需要的值。
比率制动方式
Ires0.5I mI n， Ires0.5I mI n 标积制动方式
Ires I mI nco1s8( 0m)n co1s8( 0m)n0
0
co1s8( 0m)n0
在差动继电器的设计中，差动的动作门坎随着 I res 的增大而增大， I res 起制动作用，称为制动电流。动作
的电流（不平衡电流）为：
I unb I mI nnT 1（ A I MI N)
电流继电器正确动作时，差动电流（动作电流） I 应r 躲过
最大不平衡电流，即：
Ir I mI n Iunb
4.4.1 纵联电流差动保护原理
在工程上，不平衡电流稳态值采用电流互感器的10% 的误差曲线按下式计算：
Iun b 0.1KstKnp Ik
因此可以从高频信号的连续和间断反应两端电流相位比 较结果，构成相位纵联保护。
下面结合图形具体说明。
区外故障时
4.4.1 纵联电流差动保护原理
外部短路时穿过两侧电流互感器的实际短路电流 可I re以s 采 用以下方法计算：
（2）带制动特性的差动继电器特性 这种原理的差动继电器有两组线圈：制动线圈和动作线圈。
制动线圈流过两侧互感器的电流之差（循环电流） Im ，In 动作线圈流过两侧互感器的电流之和 Im ，In动作条件为：
I mI nKI mI nIo0p
K
I op 0
制动系数，在0~1之间选择。 很小，克服继电器机械摩擦或保证电路状态发生翻转做需要的值。
比率制动方式
Ires0.5I mI n， Ires0.5I mI n 标积制动方式
Ires I mI nco1s8( 0m)n co1s8( 0m)n0
0
co1s8( 0m)n0
在差动继电器的设计中，差动的动作门坎随着 I res 的增大而增大， I res 起制动作用，称为制动电流。动作
的电流（不平衡电流）为：
I unb I mI nnT 1（ A I MI N)
电流继电器正确动作时，差动电流（动作电流） I 应r 躲过
最大不平衡电流，即：
Ir I mI n Iunb
4.4.1 纵联电流差动保护原理
在工程上，不平衡电流稳态值采用电流互感器的10% 的误差曲线按下式计算：
Iun b 0.1KstKnp Ik
因此可以从高频信号的连续和间断反应两端电流相位比 较结果，构成相位纵联保护。
下面结合图形具体说明。
区外故障时
继电保护纵联保护资料ppt课件
横向关系 (如：横向故障)
TA TV
TA TV
继电保护装置
继电保护装置
通信设备
通信通道
通信设备
输电线路纵联保护结构框图
3/91
纵联保护有多种分类方法，可以按照通道类型或 动作原理进行分类。
1）通道类型：
导引线
电力线载波
微 光波 纤
2）动作原理：
比较方向
比较相位
基尔霍夫电流定律
（差电流）
还可以将通道类型与动作原理结合起来进行称呼。 如：光纤电流差动（简称：光差），高频距离。
平时 故障时
信号
也是信号
1是信号，0也是信号！
42/91
2.高频通道工作方式 2）故障启动发信方式 —— 正常无高频电流方式
信号 信号
故障时刻
3）移频方式
信号
信号 f1
f2
43/91
3、高频信号的应用
(1)跳闸信号
(3)闭锁信号
继电保护 载波信号
跳闸 ≥1
继电保护 载波信号
跳闸 &
高频信号是跳闸的充分条件
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
I
Z II N
&
2）区内故障
先发闭锁信号； 闭锁两侧保护
阻抗动作
26/91
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
停本侧 信号
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
TA TV
TA TV
继电保护装置
继电保护装置
通信设备
通信通道
通信设备
输电线路纵联保护结构框图
3/91
纵联保护有多种分类方法，可以按照通道类型或 动作原理进行分类。
1）通道类型：
导引线
电力线载波
微 光波 纤
2）动作原理：
比较方向
比较相位
基尔霍夫电流定律
（差电流）
还可以将通道类型与动作原理结合起来进行称呼。 如：光纤电流差动（简称：光差），高频距离。
平时 故障时
信号
也是信号
1是信号，0也是信号！
42/91
2.高频通道工作方式 2）故障启动发信方式 —— 正常无高频电流方式
信号 信号
故障时刻
3）移频方式
信号
信号 f1
f2
43/91
3、高频信号的应用
(1)跳闸信号
(3)闭锁信号
继电保护 载波信号
跳闸 ≥1
继电保护 载波信号
跳闸 &
高频信号是跳闸的充分条件
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
I
Z II N
&
2）区内故障
先发闭锁信号； 闭锁两侧保护
阻抗动作
26/91
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
停本侧 信号
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
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.
不带制动特性
整定：
1.躲过外部短路时的最大不平衡电流
Ise t KreK lnK peK rsItkmax
2.躲过最大负荷电流
IsetKreIlLmax
二者取较大者
灵敏度：单侧电源运行内部短路时
KsenIIsret
Ikmin2 Iset
.
带制动线圈
动作线圈：取和电流
Im In
制动线圈：取循环电流 Im In
纵联电流差动保护原理
K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负
I MI N0
K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
I MI NI K
.
Ires0.5I mI n
Ire s0.5(I mI n)
Ires I mI n cosmn
（1） （2）比率制动方式 （3）标积制动方式
➢ 区外短路或正常运行时，（1）与（2）效果相同 ➢ 单侧电源内部短路，（1）与（2）效果相同，（3）更灵敏 ➢ 双侧电源内部短路，（1）更灵敏
动作方程：
I m I n kI m I nIo0 p
制动特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化，称为制动特性。
.
两侧电流的同步测量
基于数据通道的同步方法
.Leabharlann 两侧电流的同步测量基于统一时钟的同步方法
.
纵联电流相位差动保护
.
.
负序电压滤过器
U m n R 1 R 1jX 1U ab R 2 jjX 2X 2U bc
.
负序电流滤过器
.
影响纵联电流差动保护正确动作的因素
1.电流互感器的误差和不平衡电流 2.输电线路的分布电容电流及其补偿措施
.
3.负荷电流对纵联电流差动保护的影响
.