纵联差动保护的原理

纵联差动保护原理
纵联差动保护是电力系统中常用的保护方式之一，用于检测和保护多个平行的发电机或变压器组的差动故障。

其原理是根据比较线圈中电流的差值来判断系统是否存在差动故障，并发出保护信号。

在纵联差动保护中，一组比较线圈置于发电机或变压器的两端，同时连接到保护装置中。

当正常运行时，比较线圈中的电流应该是相等的，差动电流为零。

而当系统发生差动故障时，比较线圈中的电流会出现差异，差动电流会产生并流入保护装置。

保护装置对比较线圈中的电流进行比较，并设定一个差动电流阈值。

当差动电流超过阈值时，保护装置会判断为故障发生，并发出保护信号，触发断路器进行故障切除，保护系统的正常运行。

为了提高纵联差动保护的检测能力和可靠性，通常还会采用差动电流的变比校正，以消除发电机或变压器的变比误差对差动保护的干扰。

此外，还可以通过差动电流的零序和负序成分的检测来区分故障类型，提高保护的选择性。

总之，纵联差动保护通过比较发电机或变压器两端的电流差异来检测差动故障，从而保护电力系统的安全运行。

它是一种常用且有效的保护方式，广泛应用于电力系统中。

一、发电机相间短路的纵联差动保护将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD接于其差回路中，当正常运行或外部故障时，I1 与 I2 反向流入，KD的电流为11TAIn- 22TAIn=1I' - 2I'≈0 ，故KD不会动作。

当在保护区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD的电流为：11TAIn+ 22TAIn=1I' +2I'=2kTAIn当2kTAIn大于KD的整定值时，即1I' - (3)max max/unb st unp i k TAI K K f I n=≠0 ,KD动作。

这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时，2k TAI n ≥Iset ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb 表示。

通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA 的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb 增大，一般外部短路电流越大，Iunb 就可能越大，其最大值可达：.min.min .min()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+式中：Kst ——同型系数，取；Kunp ——非周期性分量影响系数，取为1～； fi ——TA 的最大数值误差，取。

为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流，即Iop=(Krel 为可靠系数，取）。

越大，动作值Iop 就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。

此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。

对于大、中型发电机，即使轻微故障也会造成严重后果。

为了提高保护的灵敏系数，有必要将差动保护的动作电流减小，要求最小动作电流=（IN 为发电机额定电流），而在任何外部故障时不误动作。

纵联差动保护原理
纵联差动保护是一种电力系统中常用的保护方式，用于检测和保护主变压器、发电机、母线等重要设备的故障。

其基本原理是比较设备两侧电流的差值，当差值超过设定值时，即认为发生了故障，触发保护动作。

纵联差动保护的工作原理可以分为两个阶段：采样和比较。

首先，在设备两侧分别安装电流互感器，采样得到两侧电流的信号。

这些信号经过放大和调节后，送入差动继电器。

差动继电器进行差动计算，即计算两侧电流的差值。

如果差值低于设定值，差动继电器保持动作，表示系统正常。

但当差值超过设定值，差动继电器即判定为发生故障，触发保护装置的动作。

纵联差动保护的核心是差动继电器，其内部包含了一个差动计算单元和一个保护决策单元。

差动计算单元计算两侧电流的差值，并将结果送入保护决策单元。

保护决策单元根据计算结果，进行故障判定和相应的保护动作。

纵联差动保护的设计要考虑到系统的复杂性和可靠性。

在设计时，需要合理选择互感器的参数、差动计算的方式和设定值。

此外，还需要考虑到与其他保护装置的协调工作，使整个保护系统能够快速、准确地检测和定位故障，并采取适当的措施进行隔离和保护。

综上所述，纵联差动保护通过比较设备两侧电流的差值来检测和保护设备的故障。

它是一种重要的电力系统保护方式，能够有效地提升系统的可靠性和安全性。

6.2 纵联差动保护6.2.1 基本原理6.2.1.1 定义差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。

变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。

6.2.1.2 基本原理变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA 1、TA 2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，即2•'I －2•''I ＝0，保证纵差保护不动作。

但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。

(a) 双绕组变压器正常运行时的电流分布 (b) 三绕组变压器内部故障时的电流分布（图6.4 变压器纵差保护原理接线图）在图6.4（a ）双绕组变压器中，变压器两侧电流1•'I 、1•''I 同相位，所以电流互感器TA 1、TA 2二次的电流2•'I 、2•''I 同相位，则2•'I －2•''I ＝0的条件是2•'I ＝2•''I ，即 2•'I ＝2•''I ＝11i n I •'＝21i n I •'' (6.1) 即 12i i n n ＝11••'''I I ＝T K (6.2) 式中，1i n 、2i n ——分别为TA 1、TA 2的变比； T K ——变压器的变比。

若上述条件满足，则当变压器正常运行或纵差保护区外故障（以下简称“区外故障”或“区内故障”）时，流入差动继电器的电流为K I •＝2•'I －2•''I ＝0 (6.3)当区内故障时，2•''I 反向流出，则流入差动继电器的电流为K I •＝2•'I ＋2•''I ＞ 0 (6.4) 当K I ＞ 0时，差动继电器动作，驱动变压器两侧断路器分闸，对变压器起到保护作用。

光纤纵联差动保护原理
光纤纵联差动保护是一种利用光纤通道进行数据传输的保护方式，其基本原理是利用基尔霍夫定律，将流入被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。

当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。

当差动电流大于差动保护装置的整定值时，保护动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。

光纤纵联差动保护利用光纤通道，实时向对侧传送电流采样数据，同时接收对侧数据。

各侧保护利用本地和对侧电流数据进行差动电流计算，根据差动制动特性进行故障判别。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

纵连差动保护原理
纵连差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，用于保护两个相邻的母线或馈线之间的差动故障。

纵连差动保护的原理是比较两个线路之间的电流或电压的差值，如果差值超过了设定的阈值，说明有差动故障发生，保护动作。

纵连差动保护常用的判据有以下几种：
1. 线路电流差动比较保护：将两个相邻线路的电流进行比较，计算其差值，并和设定的阈值进行比较。

如果差值超过阈值，说明有差动故障发生。

2. 线路电流差动积分保护：将两个相邻线路的电流进行积分，并计算其积分值的差值。

如果差值超过设定的阈值，说明有差动故障发生。

3. 线路电流差动面积保护：将两个相邻线路的电流进行积分，并计算其积分值的面积。

如果面积超过设定的阈值，说明有差动故障发生。

4. 线路电压差动比较保护：将两个相邻线路的电压进行比较，计算其差值，并和设定的阈值进行比较。

如果差值超过阈值，说明有差动故障发生。

纵连差动保护可以在差动故障发生后迅速准确地切除故障线路，保护系统的安全稳定运行。

它具有灵敏度高、动作速度快、抗干扰能力强等优点，是电力系统中不可缺少的一种保护方式。

纵联和横联差动保护的原理~！电网的纵联差动保护电流、电压和距离保护属于单端保护，不能瞬时切除保护范围内任何地点的故障。

这就不能满足高压输电线路系统稳定的要求。

如何保证瞬时切除高压输电线路故障？解决办法：采用线路纵差动保护线路纵差动保护是利用比较被保护元件始末端电流的大小和相位的原理来构成输电线路保护的。

当在被保护范围内任一点发生故障时，它都能瞬时切除故障。

－、纵联差动保护的工作原理电网的纵联差动保护反应被保护线路首末两端电流的大小和相位，保护整条线路，全线速动。

纵联差动保护原理接线如下图所示。

，即为电流互感器二次电流的差。

差回路：继电器回路。

正常'流入继电器的电流为I2—I2运行：流入差回路的电流外部短路：流入差回路中的电流为指出：被保护线路在正常运行及区外故障时，在理想状态下，流入差动保护差回路中的电流为零。

实际上，差回路中还有一个不平衡电流Ibp。

差动继电器KD的起动电流是按大于不平衡电流整定的，所以，在被保护线路正常及外部故障时差动保护不会动作。

内部短路：流入差动保护回路的电流为被保护线路内部故障时，流入差回路的电流远大于差动继电器的起动电流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断开线路两侧断路器。

结论： 1、差动保护灵敏度很高 2、保护范围稳定 3、可以实现全线速动 4、不能作相邻元件的后备保护二、纵联差动保护的不平衡电流 1．稳态情况下的不平衡电流该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流的差。

差动回路中产生不平衡电流最大值为式中 KTA一电流互感器 10％误差； max—被保护线路外部短路时，流过保护线路的最大短路电流。

∙Ktx—电流互感器的同型系数，两侧电流互感器为同型号时，取0.5，否则取l； Id 2．暂态不平衡电流纵联差动保护是全线速动保护，需要考虑在外部短路时暂态过程中差回路出现的不平衡电流,其最大值为 2。

三、纵联差动保护的整定计算~式中Kfz——非周期分量的影响系数，在接有速饱和变流器时，取为1，否则取为1.5 差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡电流整定为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开电流互感器二次断线整定灵敏度校验：四、纵联差动保护的评价优点：全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度较高。