第四章 电网的差动保护

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(2008-10-10 11:18:33)标签：杂谈1 差动保护原理简述变压器差动保护作为变压器的主保护,目前电网中的110 kV变压器的差动保护大多采用由多微机实现的比率差动保护。

之所以采用比率制动特性，是为了防止区外故障引起不平衡的差动电流造成保护误动。

由多微机实现的比率差动保护的动作特性如图1所示。

差动保护动作电流为I d，制动电流为I r，差动保护电流启动值为I cdqp，比率差动制动系数为Kbl，变压器的额定电流为Ie，图中的阴影部分为保护动作区。

如图2所示，输入变压器的电流：I1，I2，I3，由(I1 + I2 + I3)构成变压器的差动电流，即I d = (I1 + I2 + I3)作为差动继电器的动作量。

在正常运行或外部故障时，在继电器中电流Id在理想状态下等于零，因此差动保护不动作。

然而，由于变压器实际运行中引起的种种不平衡电流，使得差动继电器的动作电流增大，从而降低了保护的灵敏度。

2 产生不平衡电流的原因不平衡电流的产生有稳态和暂态两方面。

稳态情况下不平衡电流：²变压器各侧绕组接线方式不同；²变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同，实际的电流互感器变比和计算变比不相同；²带负荷调分接头引起变压器变比的改变。

暂态情况下不平衡的电流：²变压器空载投入电源时或外部故障切除，电压恢复时产生的励磁涌流。

²短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁涌流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。

3 不平衡电流的影响及相应的防范措施变压器差动保护的不平衡电流直接影响到差动保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

故此，分析其影响并采取相应的防范措施对提高变压器差动保护性能是十分重要的。

3.1 变压器高低压侧绕组接线方式不同的影响及其防范措施变压器接线组别对差动保护的影响。

如Yy0接线的变压器，因为一二次绕组对应相的电压同相位，所以一二次两侧对应相的相位几乎完全相同。

线路差动保护原理
线路差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它主要用于对输电线路进行
保护，能够有效地检测和定位线路中的故障，保障电网的安全稳定运行。

下面将对线路差动保护的原理进行详细介绍。

首先，线路差动保护的原理是基于比较两端电流的差值来实现的。

在正常情况下，线路两端的电流是相等的，而一旦出现故障，导致线路某一段的电流发生变化，这种差异就会被差动保护系统所检测到。

差动保护系统会对两端电流进行比较，一旦发现差值超出设定的范围，就会判定为线路发生了故障，并进行相应的保护动作。

其次，线路差动保护系统通常由主保护和备用保护组成。

主保护是指在发生线
路故障时，首先进行动作的保护装置，它的动作速度较快，能够快速切除故障段，避免故障扩大。

备用保护则是作为主保护的补充，当主保护失效时，备用保护能够及时接替主保护的功能，保证线路的安全可靠运行。

另外，线路差动保护系统还具有灵敏度高、动作速度快、可靠性强等特点。

它
能够对线路的各种故障进行快速准确的判断，并采取相应的保护动作，有效地保护了电力系统的设备和人员的安全。

此外，线路差动保护系统还能够实现远程通信和智能化管理，提高了电力系统的运行效率和管理水平。

总的来说，线路差动保护是电力系统中一种重要的保护方式，它通过比较线路
两端的电流差值来实现对线路的保护，具有灵敏度高、动作速度快、可靠性强等特点，能够有效地保障电网的安全稳定运行。

随着电力系统的不断发展和完善，相信线路差动保护技术会更加成熟和先进，为电力系统的安全运行做出更大的贡献。

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电力设施保护实施细则第一章总则第一条为了保护电力设施安全运行，保障供电可靠性，提高电力设施保护水平，制定本实施细则。

第二条本实施细则适用于一切电力设施的保护工作，包括输电线路、变电站、发电设施等。

第三条电力设施保护的原则是“安全第一、预防为主、综合施策、现代化”。

第四条电力设施保护包括设备的保护、系统的保护和电网的保护。

第五条电力设施保护工作应遵循相关法律法规和标准规范，并根据设施类型和规模制定相应的保护方案。

第二章设备保护第六条电力设备的保护应根据设备类型和重要性制定相应的保护措施。

第七条电力设备的电气保护应包括电流保护、电压保护、频率保护、接地保护等。

第八条电流保护应根据设备负载和故障类型确定保护方式，包括过载保护、短路保护等。

第九条电压保护应根据设备额定电压和运行要求确定保护方式，包括欠压保护、过压保护等。

第十条频率保护应根据电网频率范围和设备要求确定保护方式，包括低频保护、高频保护等。

第十一条接地保护应根据电网接地方式和设备要求确定保护方式，包括可控接地保护、固定接地保护等。

第十二条设备保护应定期检查、试验，并制定相应的检修计划。

第十三条设备保护应建立健全的数据管理系统，及时记录和分析保护动作信息，为故障诊断和保护调整提供依据。

第三章系统保护第十四条电力系统的保护应根据系统结构和负荷特点制定相应的保护方案。

第十五条系统保护应包括线路保护、变压器保护、母线保护、发电机保护等。

第十六条线路保护应根据线路类型和故障类型确定保护方式，包括距离保护、差动保护等。

第十七条变压器保护应根据变压器类型和变压器额定容量确定保护方式，包括过流保护、温度保护等。

第十八条母线保护应根据母线结构和额定电流确定保护方式，包括差动保护、过电流保护等。

第十九条发电机保护应根据发电机类型和额定容量确定保护方式，包括过流保护、过热保护等。

第二十条系统保护应定期检查、试验，并制定相应的检修计划。

第二十一条系统保护应建立健全的数据管理系统，及时记录和分析保护动作信息，为故障诊断和保护调整提供依据。

差动保护预告总信号
差动保护是一种电气保护装置，它利用被保护设备两侧电流的差值来实现保护。

差动保护的原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主保护。

另外差动保护还有线路差动保护、母线差动保护等等。

变压器差动保护主要是设置制动电流防止误动。

差动电流和制动电流的比值与预设的比率相比较，只有差动电流与制动电流的比值大于了预设值，保护才会动作。

差动保护的优点在于快速灵敏、选择性强、接线简单。

它可以对电力系统进行有效的主保护和备用保护。

然而，差动保护也存在一些局限性，例如对电源电压的影响、对线路长度的要求以及对系统运行方式的影响。

为了保证差动保护的正常运行，需要定期进行调试和维护。

调试方法包括校验保护装置的定值、动作方向和灵敏角等。

差动保护工作原理(一)差动保护工作原理介绍什么是差动保护？差动保护是电力系统中一种常见的保护方式，用于检测和保护电气设备和电网免受电流故障的损害。

差动保护通过测量电流的进出差值来判断设备是否存在故障，并采取相应的保护措施，以防止设备损坏和电力系统的继续故障。

差动保护的原理差动保护的原理基于基尔霍夫电流定律和安培定律。

当电设备正常工作时，进出设备的电流应该是相等的。

如果设备发生故障，比如短路或接触不良，就会导致电流变得不平衡，差动保护系统会检测到这个差值，从而触发保护动作。

差动保护的具体工作流程差动保护的工作流程可以分为以下几个步骤：1.测量进出电流：差动保护系统通过电流互感器或电流传感器测量进出设备的电流。

2.计算差动电流：差动保护系统根据进出电流的测量值，计算出差动电流，即进出电流的差值。

3.设定差动电流动作值：根据设备的特性和保护要求，差动保护系统设置差动电流的动作值，一般是根据设备的额定电流和故障电流来确定。

4.比较差动电流和动作值：差动保护系统会将计算得到的差动电流与设定的差动电流动作值进行比较。

5.触发保护动作：如果差动电流超过了设定的差动电流动作值，差动保护系统会触发相应的保护动作，比如跳闸、报警等。

差动保护的优点和局限性优点：•高速动作：差动保护可以实时地检测电流的差值，实现对设备故障的快速判断和保护动作，从而减少故障对系统的影响。

•灵敏度高：差动保护的动作值可以根据设备的额定电流和故障电流进行设定，可以灵活地适应不同设备的保护需求。

•适用范围广：差动保护适用于各种电力系统，包括发电厂、变电站和配电系统等。

局限性：•误动作风险：差动保护系统可能受到设备的非故障电流（如启动电流）等因素的影响，导致误动作的风险。

•信号传输延迟：差动保护系统需要进行进出电流的测量和计算，信号传输的延迟可能导致保护动作的时效性降低。

•依赖额定电流：差动保护的动作值通常依赖于设备的额定电流，如果设备的额定电流设置不准确，就可能导致保护的准确性受到影响。

线路差动保护原理
线路差动保护是电力系统中一种重要的保护装置，用于检测线路上的相间故障和其他异常条件。

它基于差动原理，通过比较线路两端的电流来实现对线路状态的监测和保护。

线路差动保护装置通常由差动继电器、电流互感器和电压互感器组成。

电流互感器用于测量线路两端的电流值，而电压互感器则用于测量线路两端的电压值。

差动继电器则负责将电流和电压信号进行差动计算和比较，从而判断线路是否存在故障。

在正常情况下，线路两端的电流应该是相等的，因为电流在闭合回路中保持守恒。

当线路发生相间故障时，如线路短路或接地故障，故障点处的电流将增大，导致线路两端的电流不再相等。

差动继电器通过比较线路两端的电流值，如果检测到差异超过设定的阈值，则判定为故障发生，并触发保护动作，如切断故障段电源，以保护线路的安全运行。

除了故障检测，线路差动保护还能识别线路上的其他异常情况，如不均衡负荷、相序错位等。

这些异常情况也会导致线路两端的电流不相等，因此差动继电器可以通过比较电流差异来判断线路的状态，以避免潜在的故障风险。

总之，线路差动保护是一种重要的电力系统保护装置，通过比较线路两端的电流来检测故障和其他异常情况。

它采用差动原理，可以高效地保护电力线路的安全运行。

差动保护知识点总结差动保护是电力系统中一种常见的电气保护装置，主要用于检测和保护电力系统中的发电机、变压器、母线等设备。

差动保护的作用是在设备内部发生故障时，能够迅速检测到故障并及时切断故障电路，保护设备和系统的安全运行。

在电力系统中，差动保护是非常重要的一部分，掌握差动保护的知识对于电力系统的稳定运行和设备的安全保护至关重要。

一、差动保护原理差动保护的基本原理是通过比较设备两端的电流，对两端电流的差值进行检测，当这个差值超出一定范围时，即视为设备内部发生故障，需要切断电路。

在差动保护中，通常使用比率系数和阈值等参数来确定差值的范围，并设置报警和动作信号。

差动保护主要有线性差动保护和非线性差动保护两种形式。

线性差动保护是指在一定电流范围内，设备两端电流之差与设备载流量成正比。

而非线性差动保护则指设备两端电流之差与设备在额定载流以下时成正比，在超过额定载流时成指数关系。

这两种差动保护的选择取决于具体的设备类型和应用场合。

二、差动保护的应用差动保护主要应用于发电机、变压器、母线等设备的保护。

发电机的差动保护是断路器和继电保护装置之间的一个重要环节，用于检测发电机线圈内部的短路、接地故障等情况。

变压器的差动保护则是用于检测变压器绕组内部的故障，如短路、接地等。

母线的差动保护主要是用于保护母线两端设备的并联运行，确保母线两侧设备的平衡运行。

此外，差动保护还可以应用于电力系统中的其他设备保护，如电网端口、电容器等。

差动保护在发电厂、变电站、工矿企业等电力系统中都有广泛的应用。

三、差动保护的特点1. 灵敏性高：差动保护能够灵敏地检测设备内部的故障，迅速切断电路，保护设备和系统的安全运行。

2. 可靠性好：差动保护的设计和运行经验丰富，经过长期的实践检验，具有较高的可靠性。

3. 抗干扰能力强：差动保护能够在电力系统复杂的工况下，依然能够正常工作，具有很强的抗干扰能力。

4. 适应性强：差动保护在不同类型的设备上都能够灵活应用，适应性较强。

纵联保护依据的最基本原理是什么？答：纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类，它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。

纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来，使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量，而且哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。

通过对线路两侧电气量的比较和判断，可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路，达到有选择、快速切除全线路短路的目的。

纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向或故障距离来区分区内故障与区外故障，当线路两侧的正方向元件或距离元件都动作时，判断为区内故障，保护立即动作跳闸；当任意一侧的正方向元件或距离元件不动作时，就判断为区外故障，两侧的保护都不跳闸。

纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故障，在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下，区外故障时线路两侧电流大小相等，相位相反，其相量和或瞬时值之和都等于零；而在区内故障时，两侧电流相位基本一致，其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流，量值很大。

所以通过检测两侧的电流的相量和或瞬时值之和，就可以区分区内故障与区外故障，区内故障时无需任何延时，立即跳闸；区外故障，可靠闭锁两侧保护，使之均不动作跳闸。

4.7 图4—30所示系统，线路全部配置闭锁式方向比较纵联保护，分析在K点短路时各端保护方向元件的动作情况，各线路保护的工作过程及结果。

⋅⋅答：当短路发生在B—C线路的K处时，保护2、5的功率方向为负，闭锁信号持续存在，线路A—B上保护1、2被保护2的闭锁信号闭锁，线路A—B两侧均不跳闸；保护5的闭锁信号将C—D线路上保护5、6闭锁，非故障线路保护不跳闸。

故障线路B—C上保护3、4功率方向全为正，均停发闭锁信号，它们判定有正方向故障且没有收到闭锁信号，所以会立即动作跳闸，线路B—C被切除。

答：根据闭锁式方向纵联保护，功率方向为负的一侧发闭锁信号，跳闸条件是本端保护元件动作，同时无闭锁信号。