继电保护第七章差动保护

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继电保护第七章差动保护讲解

(a)，WL1短路故障时，显然
IK1 IK 2
流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
Ir1 Ir 2
1 KTA
(IK1

IK 2 )

1 KTA
(2IK 2 )

Iop1 Iop2

电流继电器1KA、2KA动作
如图(b)，WL2短路故障时，显然 IK 2 IK1 流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
(3) 纵联差动保护没有后备保护功能
一、纵联差动保护的基本原理
II1 II 2 I KD
III1 IIIIII2r
II1 II 2 I KD
K
II Ir
KD：差动继
II1 II 2 电器 K I KD
III1 IIIIII2r
K
(a)
(b)
(c)
如图(a)，当线路正常运行或外部短路故障时
相继动作区常用百分数表示为：
mM

lM l
100%
I op IK
100%
通常要求 (mM mN ) 50%
2、横差保护的死区功率方向继电器在靠近母线的一段不动作的区域称为电压死区。
死区位于本保护的相继动作区内
要求死区的长度不超过全线路长度的10%
三、横差保护优缺点 1、优点：能够快速地，有选择性地切除平行线路
每回线路两端都装有断路器，不论哪一回线发生故障，保护应有选择性地切除故障，非故障线路仍能正常运行供电。
横差保护是基于反应两回线中电流之差的大小及方向的一种保护。
一、横差保护工作原理
M 1QF 1TAIK1 WL1 3TA 3QF
1KA 2KA
N (a)

发电机的继电保护

Ik
互感器二 I 次电流互感器二同相分支绕次电流组间的环流 I 同相分支绕 I k1 组间的环流同相分支绕组间
k
k
I-I
I-I
Ik1
Ik1
Ik
I k1
a a1
的匝间短路同相分支绕组内部的匝间短路 a2 同相分支绕组间的环流
a
Ik 2
匝间短路时分支绕组间的环流
• 同相分支绕组内部的匝间短路时，绕组间的环流为 I k ，流入差动继电器的电流大小为：
2Ik IK nTA
• 同相分支绕组间的匝间短路时，绕组间的环流为 I k1和 I k 2 ，流入差动继电器的电流大小为：
2 I k1 IK nTA
• 当流入差动继电器的电流大于动作电流时，横差保护动作。
+ +
TA2
+ I
t -
磁开关
I-I
I-I
I-I
G
TA1
断线信号
差动继电器
断线监视继电器
动作时间大于后备保护
发电机匝间短路的横差动保护
• 发电机匝间短路是指发生在同一相别的分支绕组内部或绕组之间的电势不同点的一种纵向不对称短路。匝间短路的故障分析起来十分复杂，简单地说，这种短路会在发电机分支绕组间产生环流，当短路匝数很少时，环流电流值很小，但短路点短路电流却很大，对发电机有严重损害。
U S .3 1 a U N .3 a
利用 U S .3 作为动作量，利用 U N .3 作为制动量，构成的接地保护动作范围0~50%。
定子绕组单相接地时3次谐波电压分布
α α α （１－α）

继电保护原理第 7 章发电机继电保护讲解

短路环中的电流与短路匝数的关系曲线如图：
二、横差保护原理正常：匝间接地：
I1 I 2
.
I j ( I1 I 2 ) / nl 0
. . . " d " Id
.
.
.
I J ( I1 I 2 2 I ) / nl
nl
I dz
动作保护不动
死区：（1）同一分支：
" 0, I d 0.
" （2）同相两分支间： 1 2, I d 0. 保护不动
三、单元件式横差保护原理：保护用电流互感器装设于发电机两组星形中性点的连线上。它实质是将一组三相分支电流之和与另一组三相分支电流之和进行比较。
保护装置的原理接线及其它有关问题
1、三次谐波滤过器：其作用是滤除三次谐波，即使三次谐波也不会流到电流继电器线圈中。 2、励磁回路有两点接地时保护的动作行为：在一般。
7.4.2 负序定时限过电流保护
一、保护由两段式构成 ' I段 I2 act 0.5I e. f 经t1（3-5s）延时动作于跳闸 II段 I 2.dz 0.1I e. f 经t2（5-10s）延时动作于信号
二、保护动作行为分析
1、在ab段内，t1大于允许时间，对发电机不安全 2、在bc段内，t1小于允许时间，未充分利用发电机的承受负序电流的能力； 3、在cd段内，发信号；而靠近C点时，由于运行人员处理的时间已大于允许时间，对发电机安全来讲不利； 4、在de段内，保护根本不反应。
三、特点简单可靠、可加装三次谐波滤过器以提高灵敏度，适用于发电机变压器组。
7.4 发电机的负序过电流保护 7.4.1 负序过电流保护的作用一、负序过电流的危害在转子绕组、阻尼绕组以及转子铁芯等部件上感应100Hz的倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位可能出现局部的灼伤，甚至可能使互环受热松脱。所产生的100Hz交变电磁转矩，将同时作用在转子大轴和定子机座上，引起100Hz的振动。

第7章输电线路的差动保护

泸州职业技术学院继电保护 8
纵联保护信号传输方式： 7.2.4 纵联保护信号传输方式：图7-1 （1）辅助导引线（2）电力线载波：高频保护（3）微波：微波保护（4）光纤：光纤保护
线路电压（KV） 10KV及以上 35KV及以上 110～220KV
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辅助导线长度（KM） ≤1～2 ≤3～4 ≤5～7
泸州职业技术学院继电保护 3
输电线路差动保护：（全线速动保护）：（全线速动保护 7.1.2 输电线路差动保护：（全线速动保护）
1.定义：比较被保护元件两端电流大小和相位的保护。 2.种类：（1）输电线路的纵联差动保护（2）输电线路的横联差动保护（3）平行线路的电流平衡保护 3.接线原理：用导引线传送电流（大小或方向），根据电流在导引线中的流动情况，可分为环流式和均压式两种。
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继电保护Βιβλιοθήκη 18§7-4 平行线路的电流平衡保护
电流平衡保护是横差方向保护的另一种形式，其工作原理是比较平行线路上的电流大小，从而有选择性的切除故障线路。注意问题：在电源侧才能采用电流平衡保护。如图所示的网络，在L1线路上K点发生短路故障时，由于负荷侧的短路电流大小相等，无法实现比较，因此不能采用电流平衡保护。
第7章输电线路差动保护
第7章输电线路差动保护
教学要求：掌握输电线路纵联差动保护的工作原理；熟悉反映故障分量电流相位差动保护工作原理；熟悉横联差动保护工作原理；了解平衡保护工作原理。 §7-1 §7-2 §7-3 §7-4 输电线路差动保护基本原理输电线路纵差动保护平行线路横差动保护平行线路的电流平衡保护
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继电保护
19
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第七章继电保护自动装置与二次回路

2、电力线路过电流保护的动作电流按躲过最大负荷电流整定，动作时间的整定采取阶梯原则。过电流保护的动作时间一般在 1.0s~1.2s。
电流速断保护
电力线路电流速断保护是按躲过本线路末端三相最大短路电流整定计算的。在本线路上电流速断保护保护不到的区域称为死区。死区内发生短路事故时由过电流保护动作跳闸，因此过电流保护是电流速断保护的后备保护。
继电保护用电流互感器
1、三相星形接线三相星形接线适用于对所有短路类型都要求动作的保护装置。
2、两相不完全星形接线方式在中性点非直接接地的电力系统中广泛采用两相不完全星形接线方式来实现相间短路保护。
3、两相电流差接线方式 4、三角形接线方式
三角形接线方式主要应用与Y，d接线的变压器差动保护装置。在正常运行或三相短路时，流过继电器线圈的电流为相电流的 3倍，并且在相位上相差300。
常用继电器介绍
1.电磁式电流继电器KA
反应电流增大到某一定值及以上动合（断）接点由断开（闭合）状态到闭合（断开）状态的继电器叫电流继电器。
常用继电器介绍
动作电流能使继电器动合接点由断开状态到闭合状态的最小电流称为动作电流。
返回电流能使继电器动合接点由闭合状态到断开状态的最大电流称为动作电流。
动作电压
使继电器动合接点由断开到闭合状态的最小电压。
返回电压
使继电器动合接点由闭合到断开状态的最大电压。
返回系数
返回电压除以动作电压。
Kre Ure Uact
常用继电器介绍
2.低电压继电器
反应电压下降到某一整定值及以上动断接点由断开到闭合状态的继电器
动作电压
使继电器动断接点由断开状态到闭合状态的最大电压。

第七章发电机保护讲解

继电保护教学
大容量发电机采用反映零序电压的匝间短路保护。发电机正常运行时，机端不出现基波零序电压。相间短路时，也不会出现零序电压。单相接地故障时，接地故障相对地电压为零，而中性点电压上升为相电压，但是三相对中性点电压仍然对称，不出现零序电压。当发电机定子绕组发生匝间短路时，机端三相电压对发电机中性点不对称，出现零序电压。
继电保护教学
横联差动保护的动作电流一般根据运行经验取值
Iop 0.2 ~ 0.3IGN
发电机额定电流
横联差动保护的TA变比一般为 nTA 0.25IGN / 5
继电保护教学
横差保护灵敏度很高，但是在切除故障时有一定的死区： 1、单相分支匝间短路的α较小（短接的匝数较少）时； 2、同相两分支匝间短路，且α1=α2，或者两者差别较小时。
继电保护教学
转子绕组的接地可分为瞬时接地、永久接地和断续接地。还可分为一点接地和两点接地。一点接地时不用停止运行。在永久两点接地时，磁场不平衡，中线中有不平衡电流，横差保护动作（不是误动作）。但是瞬时两点接地（下一时刻会恢复为一点接地）时，保护会误动作。
继电保护教学
为了躲过瞬时两点接地故障，需增设0.5~1s的动作延时。切换片XS有两个位置，正常时投到1~2，保护不带延时。如发现转子绕组一点接地时，XS 切至1~3，使保护经过KT延时，为转子永久性两点接地故障做好准备。
重影响
转子故障
继电保护教学
定子绕组相间短路装设纵联差动保护
定子绕组匝间短路装设横联差动保护
定子绕组单相接地 100%定子绕组单相接地保护转子绕组一点或两点接一地点或两点接地保转护子失磁装设失磁保护
7.1.2 发电机的不正常工作状态及其保护

继电保护第七章2

K rel I act= I N .T K re
低电压起动的过流保护 •低电压元件的起动值应小于在正常运行情况下母线可能出现的最低工作电压，同时，在外部故障切除后电动机自起动过程中，保护必须返回。根据运行经验，低电压继电器的动作电压为
U act = 0.7U N .T
如果低电压继电器只接在一侧电压互感器，当另一侧短路时，往往灵敏度不够，此时可采用两套低电压元件分别接在变压器两侧的电压互感器上，两组电压继电器的接点并联。为防止电压互感器二次断线低电压继电器误动，应加装电压互感器断线监视继电器发出断线信号。
变压器相间短路的后备保护及过负荷保护
过电流保护 •简单过电流保护装置的起动电流按躲开变压器可能出现的最大负荷电流进行整定
应考虑电动机的自起动电流。过电流保护的动作电流为
I act= K Ms
K rel I L. max K re
•灵敏度校验
K sen
I k . min = I act
过电流保护作为变压器的近后备保护，灵敏系数要求大于1.5～2，远后备保护的灵敏系数大于1.2。 • 保护的动作时限比相邻元件保护的最大动作时限大1个时限阶段。 • 过电流保护装置应装于变压器的电源侧，采用完全星形接线。保护动作后，跳开变压器两侧断路器。
基本侧继电器工作线圈匝数
WG⋅ js = AW0 / I K .act⋅ js = 60(安匝） I K .act⋅ js /
Wcd . z、WG⋅ z＝W ph. jb. z＋Wcd . z →
I act = I K ⋅act nTA / K c
I K ⋅act = 60 / WG. z
•利用BCH－2型差动继电器构成的变压器差动保护的整定计算

继电保护基础精选全文

单位长度的线路正序阻抗
系统的次暂态电势
最大、小运方下的系统电抗
21
说明：无时限电流速断保护最大保护范围 l p.max 小于线路L1的全长。
无时限电流速断保护只能保护线路的一部分，不能保护线路的全长。
满足灵敏度要求的保护范围为：最大运行方式下，三相短路时，m≥50％；最小运行方式下，两相短路时，m≥15～20％。
故障不可避免,但事故是可以避免的，电力工作者的任务就是避免电力故障酿成事故。
基本任务：反应电力设备的不正常运行状态，并根
据运行维护条件动作于信号或跳闸。 2
第一节继电保护的基本知识
1、继电保护装置
电力系统运行过程中一旦发生故障，必须迅速而有选择性地切除故障元件，以免造成人身伤亡和电气设备损坏。完成这一功能的保护装置称为继电保护装置
第七章继电保护基础
• 继电保护的基本知识 • 单侧电源电网相间短路的电流保护 • 电网的接地保护 • 电力系统的主设备保护 • 10kV配电系统的保护 • 工厂供电系统的保护 • 民用建筑配电系统的保护
1
第一节继电保护的基本知识
继电保护的作用故障不可避免：自然因素：雷击，冰灾，台风，地震设备制造因素：设计，工艺，材料人为因素：误操作，管理不当
2）但由于它在相邻线路上的动作范围只是线路的一部分，不能作为相邻线路的后备保护（远后备）。
3）因此还需要装设一套过电流保护（电流III段）作为本线路的近后备保护以及相邻线路的远后备保护。
29
三、定时限过流保护（过电流或电流III段）
1、基本原理
动作电流按躲过最大负荷电流（正常运行）来整定，并以时限来保证动作选择性。
I III op1

铁路供电继电保护-铁路电力变、配电所保护配置及整定原则

第七章铁路电力变、配电所保护配置及整定原则

第一节线路保护和自动装置
一、线路保护
铁路电力供电线路一般分为架空线路和电缆线路两种。
10kV线路的相间短路保护，可采用两段式电流保护。
对大电流接地系统发生的接地故障，可采用零序电流保护和零序过电压保护动作于跳闸。对于小电流接地系统发生的接地故障，可采用绝缘监察装置，动作于信号；有条件采用零序电流保护的，可采用零序电流保护，动作于信号或跳闸。
二、自动装置
1.自动重合闸自动重合闸为三相一次重合闸。
当双侧电源供电时合闸方式采用遥控检同期控制合闸，其功能分不检定、检无压、检同期三种方式。 2.自闭线和贯通线失压备自投
3.备用电源自投
第二节电力变压器保护、母联保护和并联电容器组的保护
一、电力变压器保护
1.瓦斯保护和纵联差动保护 800kV·A及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内油
流速断保护、瓦斯保护与过电流保护配合使用，可以起到
良好的保护效果。
3.过电流保护 IACT
K REL K RE
·I N
U ACT
U w.min K REL ·K RE
Ks
U ACT U k.max
4.过负荷保护
I ACT
K REL K RE
·I N
过负荷保护的延时，一般为9s。
二、母联保护
1.过电流保护
一般还装设失压保护以及PT断线告警装置、控制回路异常报警装置。
1.电流速断保护
I' ACT
K
REL·K
W
·I（3） k . max
2.限时电流速断保护
Ks
(2)
I k . min K · s.re '

继电保护技术培训(差动保护)

利用变压器励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特征，通过检测差动电流中的二次谐波分量大小来闭锁差动保护。动作方程如下：
I cd 2＞K xb I cd
Icd2 Kxb Kxb A、B、C任一相中二次谐波分量值；二次谐波制动系数；取值范围为0.1～0.35 对应相的差动电流数值；
二次谐波制动系数一般取0.2，若出现变压器空载合闸（充电）时差动保护误动情况，可将系数值适当降低。
3.4 两折线比率差动保护整定值 A 制动系数Kz取值范围一般为0.3～0.5，三折线特性时取较小值。 B 制动电流Ig取值范围一般为0.5～1.0IN，一般取 1.0IN 较为合理。 C 门槛电流Iqd=Kz×IN 确保制动系数不随制动电流而变化。 D 差动速断电流Isd取值范围一般为4～ 10IN ，小容量变压器取较大值，反之亦然。注意：
外部故障时： I1 与 I 2 数值大小不等，但相位相反。制动电流IZd ＞差动电流Icd 内部故障时： I1 与 I 2 数值大小不等，相位相同。制动电流IZd ≈
1 差动电流Icd 2

原理示意图
四川能投集团继保培训
差动保护整定计算
四、变压器差动保护的整定计算
3.3 两折线比率差动保护动作方程任一相动作方程如下：
2.5 变压器励磁涌流的影响
所谓励磁涌流，就是变压器空载合闸时的暂态励磁电流。由于变压器的励磁电流只流经它的电源侧，故造成变压器两侧电流不平衡，从而在差动回路内产生不平衡电流。
四川能投集团继保培训
差动保护整定计算
Hale Waihona Puke 三、几种差动保护方案的比较
1、需考虑相位补偿方案
变压器差动保护
2、需考虑励磁涌流的影响 3、需考虑分接头调整的影响

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第七章电网的差动保护

第一节纵联差动保护第二节平行线路横联方向保护
7.1 纵联差动保护
定义： (1) 通过某种通信通道，将线路两侧的保护纵向联接起来，通过比较两侧的电气量(电流的大小和相位)而判断故障位置的保护 (2) 可以实现本线路全长范围内任意一点故障的0秒切除的保护(主保护) (3) 纵联差动保护没有后备保护功能
电流继电器1KA、2KA动作
I 如图(b)，WL2短路故障时，显然 I K2 K1 流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
1 )I I r1 (I K 2 I K1 op1 KTA 1 )I I ( 2 I r2 K1 op 2 KTA
如果 I r I op ,r ，则差动继电器KD立即动作，将故障线路切除。
纵联差动保护不受负荷电流的影响，不反应系
统振荡，具有良好的选择性，在一般情况下，灵敏
度也较高，能快速切除全线路故障，所以可以作为全线速动的主保护。但是由于需要辅助引线，通常只应用于8～10Km的短线路上。
7.2 平行线路横联差动保护
N (a) K
2QF 2TA
I K2
WL2 4TA
M
1QF 1TA 1KA 2QF 2TA
K 3TA 3QF 2KA 4QF
N (b)
M
1QF 1TA
I K2 I K1
1KA
4TA
3TA 3QF 2KA 4QF
I K2 N I K1ຫໍສະໝຸດ (c)2QF 2TA
I K2
K 4TA
I K1
如图(a)，线路正常运行或外部短路故障时， 1KA(2KA)继电器中流过的是不平衡电流。如图 I I (a)，WL1短路故障时，显然 K1 K2 流入继电器1KA和2KA中的电流分别为
1 I r1 ( I K 1 I K 2 ) I op1 KTA 1 )I I (2 I r2 K2 op 2 KTA
定义：平行线路指的是参数基本相同，且平行供电的双回线路。每回线路两端都装有断路器，不论哪一回线发生故障，保护应有选择性地切除故障，非故障线路仍能正常运行供电。横差保护是基于反应两回线中电流之差的大小及方向的一种保护。
一、横差保护工作原理
M
1QF 1TA
I K1
WL1 3TA 3QF 1KA 2KA 4QF
一、纵联差动保护的基本原理 KD：差动继电器
I I1
I
I I2
KD
I I1
I
K
I I2
KD
I I1
K
I I2
I
KD
I II 1
II I r I II 2
K (a)
II Ir
I II 1
II I r I II 2
(b)
(c)
如图(a)，当线路正常运行或外部短路故障时
电流继电器1KA、2KA动作结论：①继电器能动作，但没有选择性 ② 不同线路内部短路故障时，流过1KA 2KA中的电流方向不同，可用功率元件进行区分
二、横差保护的相继动作区和死区 1、相继动作区
M K 1QF 1KA 2QF WL1 2KA 4QF WL2 IK2 3QF N
lN
lM
分析可知： 1、相继动作区是由于发生故障的另一端保护的启动元件不能动作而引起的 2、相继动作区并非无选择性动作，而是导致保护动作切除故障的时间延长了一倍 3、相继动作区总是在保护安装处的对端。双端有电源的平行线路上，横差保护同样也存在着相继动作区
相继动作区常用百分数表示为：
I op lM mM 100% 100% l IK
通常要求 (mM mN ) 50% 2、横差保护的死区功率方向继电器在靠近母线的一段不动作的区域称为电压死区。死区位于本保护的相继动作区内要求死区的长度不超过全线路长度的10%
三、横差保护优缺点 1、优点：能够快速地，有选择性地切除平行线路上的故障，并且接线简单。 2、缺点：相继动作区内发生故障时动作时限延长。双回线有一回线停止运行时，保护要退出工作；保护用到功率方向元件，所以保护有死区。横差保护广泛应用于66KV及以下电网。
1 )0 I r I I 2 I II 2 (I I1 I II 1 KTA
如图(b)，单侧电源线路内部短路故障时
I 1 I I r I2 IK KTA
如图(c)，双侧电源线路内部短路故障时
I I 1 I I r I2 II 2 K KTA

继电保护第七章差动保护

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