差动保护原理及整定计算(020805)

电动机差动保护及差动速断保护的整定计算Revised by Liu Jing on January 12, 2021电动机差动保护及差动速断保护的整定计算目前，国内生产及应用的微机型电动机的差动保护，由差动速断元件和具有比率制动特性的差动元件构成。

差动速断元件没有制动特性，实质上是差流越限的高定值元件。

与发电机差动保护一样，差动元件的动作特性为具有二段折线式的比率制动特性。

对电动机差动保护的整定计算，就是要整定计算差动元件的初始动作电流Idz0、拐点电流Izd0、比率制动系数及差动速断元件的动作电流。

1、差动元件的初始动作电流Idz0与发电机差动保护相同，电动机差动元件的初始动作电流，应按照躲过电动机额定工况下的最大不平衡电流来整定。

即：Idz0＝Krel×IHeδmax＝Krel （K1+K2)INIHeδmax－最大不平衡电流Krel－可靠系数，取1.5~2IN－电动机的额定电流K1－两侧TA变比误差，由于电动机的TA通常精度较低，可取0.1。

K2－通道调整及传输误差，取0.1。

综上所述，得Idz0＝（0.3~0.4）IN，实取0.4IN（TA二次值）。

2、拐点电流Izd0在厂用电压切换的暂态过程中，由于电动机两侧差动TA二次回路中的暂态过程不一致，将在差动回路产生较大的差流。

因此，为防止电动机差动保护误动，应减少拐点电流。

为此拐点电流可取Izd0＝（0.5~0.6）IN。

（TA二次值）3、比率制动系数KZ电动机的启动电流很大，最大启动电流高达电动机额定电流的8倍以上。

另外电动机电源回路上发生短路故障时，电动机将瞬间供出较大的电流。

为了防止在上述过程中差动保护误动，差动元件的比率制动系数KZ应按躲过电动机启动及电源回路故障时产生的最大不平衡电流来整定。

KZ=Krel×（IHeδmax/Imax）Krel－可靠系数，取1.15~1.2IHeδmax－最大不平衡电流，它等于（K1+K2+K3)ImaxImax－电动机启动或电源回路故障时电动机的最大电流，取8IN。

变压器差动保护整定计算一、差动保护原理变压器差动保护是通过测量变压器两侧电流的差值来实现。

差动电流是指变压器两侧电流的差值，当变压器正常运行时，两侧电流大小是相等的，差动电流为零。

但当变压器发生内部故障时，两侧电流会不同，产生差动电流，差动保护即通过检测差动电流实现对变压器内部故障的保护。

二、整定计算方法1、动作电流的整定（1）按变压器额定电流进行整定动作电流整定值为变压器额定电流的5%~15%。

（2）按变压器额定容量进行整定动作电流整定值为变压器额定容量的3%~10%。

（3）按计算值进行整定由于变压器容量的变化和负荷的波动，按照变压器的额定电流或额定容量进行整定会产生误判。

因此，一般采用计算法进行动作电流的整定。

计算公式为：式中，Is为动作电流，S为变压器容量，k为重合闸系数，一般取0.8~0.9。

2、校对系数的整定差动保护装置精度有一定的误差，为了提高差动保护的精度，需要进行校对系数的整定。

校对系数的整定方法一般有以下两种：（1）按精度等级进行整定按照差动保护装置的精度等级进行整定，一般取0.8~0.9。

（2）按变压器灵敏系数进行整定根据变压器的灵敏系数进行整定，灵敏系数一般取0.1~0.3。

3、时间延迟的整定为了避免因瞬时故障而误动，差动保护需要进行时间延迟的整定，延迟时间一般为0.15~0.3s。

三、差动保护整定计算示例假设一个变压器的容量为1000kVA，额定电流为100A，差动保护装置的精度等级为0.5级，重合闸系数为0.9，灵敏系数为0.2，时间延迟为0.2s。

则进行差动保护的整定计算如下：（1）动作电流的整定按计算值进行动作电流的整定，Is=0.2某1000某0.9/100=1.8A（2）校对系数的整定根据设备的精度等级进行整定，校对系数为0.9。

（3）时间延迟的整定时间延迟为0.2s。

以上就是变压器差动保护整定计算的详细介绍，差动保护整定是保障变压器安全运行的重要环节，需要进行合理的整定计算，以提高差动保护装置的精度和可靠性。

什么是差动保护公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]差动保护[1]电流差动保护是中的一种保护。

正相序是A超前B,B超前C各是120度。

反相序（即是逆相序）是 A 超前C,C超前B各是120度。

有功方向变反只是和电流的之间的角加上180度，就是反相功率，而不是逆相序。

差动保护是根据“电路中流入电流的总和等于零”原理制成的。

差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进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跳开，使故障设备断开电源。

差动保护原理差动保护差动保护是利用电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动不动作。

当时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于，差动继电器动作。

差动保护原理简单、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、差动保护等等。

变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护。

其接线方式，按原理，把变压器两侧电流互感器二次线圈接成环流，变压器正常运行或外部故障，如果忽略，在两个互感器的二次回路臂上没有差电流流入继电器，即：iJ=ibp=iI-iII=0。

如果内部故障，如图ZD点短路，流入继电器的电流等于短路点的总电流。

即：iJ=ibp=iI2+iII2。

当流入继电器的电流大于，保护动作断路器跳闸。

技术参数1.环境条件正常温度： -10℃~55℃极限温度： -30℃~70℃存储温度： -40℃~85℃相对湿度：≤95%，不凝露大气压力： 80~110kPa2.工作电源电压范围： 85~265V（AC或DC)正常功耗：<10W最大功耗：<20W电源跌落：200ms上电冲击：4A隔离耐压：3kV3.控制电源额定电压：220V（AC/DC)过载能力：70%~12%额定电压，连续工作隔离耐压：4kV4.交流电流回路额定电流：5A功率消耗：<每相过载能力：2倍额定电压，连续工作10倍额定电流，允许10S40倍额定电流，允许1S隔离耐压：4kV5.交流电压回路额定电压：100V 功率消耗：<每相过载能力：2倍额定电压，连续工作隔离耐压：4kV6.开关量输入回路额定电压：24VDC 功率消耗：<每相过载能力：2倍额定电压，连续工作隔离耐压：4kV7.继电器输出回路分段电压： 250VAC、220VDC分段功率：1250VA交流或120W直流（电阻性负载）功能[2]差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。

差动保护原理比较被保护设备各端口电流的大小和（或）相位的继电保护。

当被保护设备在正常运行或外部短路以及系统振荡时，由于被保护设备各端口电流之和等于零，所以差动保护不会误动作；而在被保护设备本身发生内部短路时，各端口电流之和将等于总短路电流，差动保护将灵敏动作。

为实现差动保护，就必须在被保护设备各端口装设电流互感器（见互感器），并敷设长度与被保护设备相应的二次电缆，这就极大地限制了差动保护在超高压远距离输电线上的应用。

中国110～220kV输电线应用差动保护限制在5～7km，称为导引线保护；对于更长的超高压输电线差动保护，采用高频载波通道来联系线路两端的电气量，称为载波保护。

为了简化保护装置和节省二次电缆，超高压输电线的导引线保护和载波保护通常均先将三相电流和（或）电压经对称分量滤序器变换为单相的对称分量电流和电压。

为了导引线本身的安全和导引线保护装置的可靠，还应装设导引线的过电压保护和断线监视装置。

电力系统中除输电线路外的其他电工主设备（如发电机、变压器、电抗器、电动机、母线等），由于它们的延伸长度不大，一般不超过几百米，很适合采用差动保护作为它们的主保护。

因此差动保护成为电工主设备广泛应用的一种继电保护装置。

原理和特性以两端口的被保护设备为例，定义各端口电流夒M、夒N的正向为由端口流向被保护设备,如图1所示。

图中icd＝iM＋iNicd为差动电流，它使差动保护动作。

与此相应有izd=iM－iNizd为制动电流，它使差动保护抑制动作。

广泛采用的差动继电器具有比率制动特性(图2),为最小动作电流；izd0为比率制动特性的拐点电流;idz为继电器的动作电流,它随制动电流izd 的大小而变化;差动保护动作区为图中的阴影部分。

外部短路或系统振荡时,夒M＝-夒N,iM＝-iN,相应有制动电流izd＝2iM很大,差动电流icd≈0,保护不动作。

内部短路时izd较小，icd 很大,保护灵敏动作。

母线保护母线差动保护的突出问题是外部故障时故障支路电流特别大，相应的电流互感器严重饱和，而其他非故障支路的电流互感器饱和较轻，从而可能出现很大的不平衡电流而造成保护误动作。

差动保护原理：电路中流入节点电流的总和等于零差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进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，上位机报警保护出口动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。

差动保护是根据被保护区域内的电流变化差额而动作的。

它广泛用来保护大容量的电力变压器、变电所母线、高压电动机等。

如右图所示是电力变压器的差动保护原理图。

电流互感器TA1和TA2之间的区域就是差动保护区，当保护区内发生短路故障时，即变压器内部（如dl点），电流继电器KA中将产生较大的启动电流使保护装置动作，而当保护区外短路时，即变压器外部如（d2点），电流继电器中只流过一较小的不平稳电流，保护装置不会动作。

比率差动保护的整定计算变压器各侧电流互感器二次均可采用星型接线（也可采用常规接线）其二次电流直接进入装置，从而简化了CT 接线，各侧电流互感器均采用减极性，都以指向母线（或指向变压器 ）为同极性端；1、变压器额定电流及平衡系数的计算： 1）计算变压器各侧额定电流ee e U S I 3=式中Se －变压器最大额定容量Ue －计算侧额定电压2）计算各侧二次额定电流及平衡系数HLH He He n I I ..=M LH Me Me n I I ..=LLH Le Le n I I ..=式中：H e I .——高压侧一次额定电流 H LH n .—高压侧CT 变比 He I ——高压侧二次额定电流 M e I .——中压侧额定电流，M LH n .——中压侧CT 变比 ， Me I ——高压侧二次额定电流 L e I .———低压侧额定点流 L LH n .——低压侧CT 变比， Le I ——高压侧二次额定电流 3）高、中压侧平衡系数 BPH= Le I /(He I *K) BPZ= Le I /（Me I *K ）BPH ——高压侧平衡系数； BPZ ——中压侧平衡系数； K 为接线系数，当高（中）压侧为△接线时，K=1.732, 当高（中）压侧为Y 接线时，K=1； 当高压侧为Y 接线时，由于高低压侧存在30度，此时30度（星角转换）软压板应投入，软件对低压侧电流相位自动前移30度。

2、差动速断电流Icdsd 的整定为了防止出现严重短路时产生较大差动电流，保护能可靠动作，特设立差动速断保护，保护整定原则是保证空投变压器时差动速断保护不动作，一般地Icdsd=(4~7)Ie ； 3、 比例差动电流门槛定值Icd 整定 1）差动电流的计算：Icd 为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常额定负载时的最大不平衡电流整定，即 Icd ＝K K (K tx ·f i I e +ΔU H ·I e +ΔU M I e ) = K K (K tx ·f i +ΔU H +ΔU M ) I e式中：I e －变压器额定电流；K K －可靠系数，取1.3～1.5；K tx －电流互感器同型系数，取1.0；f i －电流互感器的最大相对误差，取0.1；ΔU H 、ΔU M －分别为高、中压侧调压抽头引起的误差，取调压范围的一半。

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。

1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。

2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。

因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。

例如图8-5所示的双绕组变压器，应使8.3.2变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。

（2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。

但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。

此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

（3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。

②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。

③励磁涌流的波形出现间断角。

表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护；④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。

2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y 侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。

差动保护原理及整定计算朱新华一、差动电流互感器基本接线：差动保护CT 有两种接线方式：1、和电流；2、差电流。

对于双绕组变（两圈变）：差流方程为 C İ=H İ-L İ，故属差电流接线，即电流互感器二次绕组反极性与另一组相接，又称180º接线。

对于三绕组变（三圈变）：差流方程为 C İ= H İ+ M İ +L İ.，故属和电流接线方式，即电流互感器都以正极性接入机箱，又称Oº接线。

二、变压器一次接线所带来的问题及调整方法（以二圈变为例）为减少三次谐振波的影响，变压器接线一般采用Y/∆-11接线（三圈变为Y/Y/∆-11型接线）。

公式推导：磁势平衡方程： N 1I A =—N 2 Ia ①（N 1，N 2为高低压侧绕组匝数）。

N 1I B =—N 2 IbN 1I c =—N 2 Ic 因为N 1ÌA +N 2 Ìa=N 1Ì。

高低压侧的一次电流：H ÌA = ÌA H ÌB = ÌB HÌc =ÌcA • I A xIcI bIabIaIcHI ALÌA = Ìa –Ìb LÌB = Ìb –Ìc LÌc = Ìc –ÌaH ÌA =-N 2/N 1·Ìa L ÌA =Ìa – ÌbH ÌB =-N 2/N 1·ÌB L ÌB =Ìb – ÌC 式一H ÌC =-N 2/N 1·ÌC L Ìc =Ìc – Ìa 所以说，正常情况下，高、低压侧一次电流的关系如下：L ÌA =-N 1/N 2 （H ÌA – H ÌB ） L ÌA + N 1/N 2 （H ÌA —H ÌB ）=0L ÌB = -N 1/N 2（H ÌB – H ÌC ） 即： L ÌB + N 1/N 2 （H ÌB —H ÌC ）=0L Ìc =-N 1/N 2（H ÌC – HÌA ） L ÌC+ N 1/N 2 （H ÌC —H Ìa ）= 0这样可以看出，在变压器且两侧同相电流之间除了幅值的差异外，还有角度之差，故为了消除这种影响，可将变压器两侧差动CT 按照一定方式的接线来校正，或通过微机进行内部调整来达到差流的平衡。

变压器保护整定中的差动保护原理与实现差动保护是变压器保护中常用的一种保护方式。

它的原理是利用变压器两侧的电流进行比较，以判断是否存在故障。

本文将详细介绍差动保护的原理与实现方法。

一、差动保护的原理差动保护的原理基于电流的守恒定律，即在一个封闭的回路中，进入该回路的总电流等于流出该回路的总电流。

对于变压器来说，由于变压器是一个闭合的回路，因此进入变压器的电流应等于流出变压器的电流。

当变压器正常运行时，变压器两侧的电流应处于平衡状态，即进入变压器的电流等于流出变压器的电流。

这时差动保护的比较器输出为零，说明该变压器正常工作。

然而，当变压器存在故障时，进入变压器的电流将不等于流出变压器的电流，这时比较器将会输出非零电信号，触发告警或断开变压器电路，以保护变压器及其周围设备。

二、差动保护的实现方法差动保护的实现需要使用差动继电器或差动保护装置。

下面将分别介绍两种实现方法：1. 差动继电器差动继电器是差动保护最基本的实现方式。

它由一个比较器和一个激励回路组成。

比较器接收变压器两侧电流信号，并进行比较。

如果两侧电流相等，则比较器输出为零，继电器保持关闭状态；如果存在电流差异，则比较器输出非零信号，继电器将吸合，触发保护装置进行相应的保护操作。

2. 差动保护装置差动保护装置是一种集成了差动继电器以及其他辅助保护功能的综合装置。

通过差动保护装置，可以实现更为灵活和可靠的差动保护。

比如，差动保护装置可以通过设置差动电流阈值，精确地检测电流差异，并进行快速响应。

此外，差动保护装置还可以与通信系统连接，实现对变压器状态的实时监测和远程通信功能。

这样的话，一旦发生变压器故障，监测系统可以即时接收到故障信息，并触发相应的保护操作，有效避免了对系统设备的进一步损害。

三、差动保护的应用差动保护广泛应用于变压器保护中。

它能够对变压器的内部短路、缺相和接地故障等进行有效保护，提高了变压器的安全性和可靠性。

此外，差动保护还可以应用于其他电力设备的保护中，如发电机、电缆等。

差动保护和比例差动保护原理（含图）1.差动速断保护反映变压器内部或引出线严重短路故障，任一相电流大于整定值，保护跳闸并发信号，其动作方程为：Id>I1式中，Id为短路电流，I1差动保护定值。

Ih为高压侧电流，Il为低压侧电流TAP=（VWDG2×CT2×C）/（VWDG1×CT1）式中：VWDG1为高压侧线电压；VWDG2为低压侧线电压；CT1为高压侧CT变比；CT2为低压侧CT变比。

当相位调整选择“退”时，为外部接线补偿，C=3。

差动电流的计算方法为：Id=|Ih+ Il*TAP| ,其中Idh、Idl都为矢量。

制动电流的计算方法为：Ir= Imax |Ih、Il*TAP|。

（表示选择其中最大相）当相位调整选择“投”时，为内部软件补偿，。

C=1单加高压侧形成的差动电流的计算方法为：Idh=Ih线/3；单加低压侧形成的差动电流的计算方法为：Idl=Il*TAP；高压侧和低压侧同时施加，各相差动电流的计算方法为：Id=|Idh +Idl| ,其中Idh、Idl都为矢量。

高压侧和低压侧同时施加，各相制动电流的计算方法为：Ir=Imax |Idh、Idl|。

差动速断保护原理逻辑图如下：图6-1 差动速断保护原理逻辑图2.比率差动保护变压器在正常负荷状态下，差动保护的最小动作电流大于额定电流下流入差动回路的不平衡电流，保护不会误动。

随着外部短路电流的增大，电流互感器可能饱和，误差随之增大，不平衡电流也就不断增大。

为防止差动保护误动作，引入比率差动保护。

其能可靠地躲过外部故障时的不平衡差动电流。

其动作方程如下：Id>I2 Id>Ｋ*Ir式中: Id 为差动电流，Ir 为制动电流，Ｋ为比率制动系数。

I2为启动电流。

图6-3 比例差动保护的动作特性差动速断动作区比率差动动作Id I1I2/K1I2Ir K1比率制动区比率差动保护原理逻辑图如下：I2图6-4 比率差动保护原理逻辑图3.二次谐波闭锁比率差动为了躲过变压器合闸瞬间的励磁涌流，本装置利用二次谐波作为励磁涌流闭锁判据，动作方程如下：Id2ψ>Ｋxb.Idψ式中：Id2ψ为A、B、C三相差动电流的二次谐波；Id?ψ为对应的三相差动电流；Ｋxb为二次谐波制动系数。

1 比率制动差动保护特性随着计算机技术在继电保护领域日益广泛的应用，比率制动特性的差动保护作为双圈及三圈变压器的主保护具有动作可靠，实时数据采集、计算、比较、判断等较为方便简单等优点，得到用户的认可。

所谓比率制动特性差动保护简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率的提高。

使制动电流在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用。

而在内部故障时，制动作用最小。

图1中曲线1为差动回路的不平衡电流，它随着短路电流的增大而增大。

根据差动回路接线方法的不同，在整定时，通过调整不平衡比例系数使得计算机在实时计算时的ibp最小。

曲线2是无制动时差动保护的整定电流，它是按躲过最大不平衡电流ibpmax来整定的。

曲线3为变压器差动保护区内短路时的差电流，它随短路电流的增大而线性的增大。

曲线4为具有制动特性的差动继电器的差动保护特性。

在无制动时，曲线3与曲线2相交于b点，这时保护的不动作区为ob′，即保护区内短路时的短路电流必须大于ob′所代表的电流值时，保护才能动作。

在有制动时，曲线3与曲线4相交于a点，短路电流只要大于oa′所代表的电流值，保护即能动作。

oa′<OB′，这说明在同样的保护区内短路状态下，有制动特性的差动保护比无制动特性的差动保护灵敏度要高。

在实际的变压器差动保护装置中，其比率制动特性如下图2所示:图2中平行于横坐标的ab段称为无制动段，它是由启动电流和最小制动电流构成的，动作值不随制动电流变化而变化。

我们希望制动电流小于变压器额定电流时无制动作用，通常选取制动电流等于被保护变压器高压侧的额定电流的二次值。

即: izd=ie/nlh图2中斜线的斜率为基波制动斜率，当区外故障时短路电流中含有大量生产非周期分量，制动izdo增大，当动作电流idzo大于启动电流时，制动电流和动作电流的交点d必落在制动区内。

当区内故障时，差电流即动作电流为全部短路电流，制动电流则为流过非电源侧的短路电流，数值较小，平行于纵、横轴的二直线交点必落在动作区内，差动保护可靠动作。

差动保护工作原理差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，其主要作用是检测和定位电力系统中的故障，保护电力设备的安全运行。

差动保护通过对电流进行比较来判断电力系统中是否存在故障，从而触发保护动作，切断故障电路，保护设备不受损害。

差动保护的工作原理是基于电流的差值来进行判断和保护动作。

差动保护装置通常由一个比较单元和一个触发单元组成。

比较单元负责对电流进行比较，触发单元负责根据比较结果触发保护动作。

在差动保护中，通常会选择一对或多对与故障电路相连的电流互感器，将其输出电流接入比较单元。

比较单元会将这些输入电流进行比较，并计算出它们之间的差值。

如果差值超过了设定的阈值，就意味着电流之间存在差异，可能是电力系统中发生了故障。

触发单元会根据比较结果判断是否触发保护动作。

差动保护的精度和可靠性是其工作原理的关键。

为了保证差动保护的精度，通常会对比较单元进行校准和调试，确保其能够准确地计算电流的差值。

同时，还需要对阈值进行设置和调整，以适应不同故障类型和电力设备的需求。

差动保护在电力系统中的应用非常广泛。

它可以用于保护发电机、变压器、母线以及输电线路等电力设备。

在故障发生时，差动保护能够迅速切断故障电路，避免故障扩大，保护设备的安全运行。

同时，差动保护还可以帮助定位故障的位置，为故障的排除提供有力的依据。

差动保护的工作原理可以通过以下步骤来概括：首先，将电流互感器的输出电流接入比较单元；其次，比较单元对输入电流进行比较，并计算出电流的差值；然后，触发单元根据比较结果判断是否触发保护动作；最后，触发动作会切断故障电路，保护设备的安全运行。

差动保护是一种常用的电力系统保护方式，其工作原理是基于电流的差值来进行判断和保护动作。

差动保护通过对电流进行比较，判断电力系统中是否存在故障，并采取相应的保护措施。

差动保护在电力系统中的应用广泛，并且具有精度高、可靠性强的特点，能够有效保护电力设备的安全运行。

差动保护[1]电流差动保护是中的一种保护。

正相序是A超前B,B超前C 各是120度。

反相序（即是逆相序）是 A 超前C,C超前B各是120度。

有功方向变反只是和电流的之间的角加上180度，就是反相功率，而不是逆相序。

差动保护是根据“电路中流入电流的总和等于零”原理制成的。

差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进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跳开，使故障设备断开电源。

差动保护原理差动保护差动保护是利用电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动不动作。

当时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于，差动继电器动作。

差动保护原理简单、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、差动保护等等。

变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护。

其接线方式，按原理，把变压器两侧电流互感器二次线圈接成环流，变压器正常运行或外部故障，如果忽略，在两个互感器的二次回路臂上没有差电流流入继电器，即：iJ=ibp=iI-iII=0。

如果内部故障，如图ZD点短路，流入继电器的电流等于短路点的总电流。

即：iJ=ibp=iI2+iII2。

当流入继电器的电流大于，保护动作断路器跳闸。

技术参数1.环境条件正常温度： -10℃~55℃极限温度： -30℃~70℃存储温度： -40℃~85℃相对湿度：≤95%，不凝露大气压力： 80~110kPa2.工作电源电压范围： 85~265V（AC或DC)正常功耗：<10W最大功耗：<20W电源跌落：200ms上电冲击：4A隔离耐压：3kV3.控制电源额定电压：220V（AC/DC)过载能力：70%~12%额定电压，连续工作隔离耐压：4kV4.交流电流回路额定电流：5A功率消耗：<每相过载能力：2倍额定电压，连续工作10倍额定电流，允许10S40倍额定电流，允许1S隔离耐压：4kV5.交流电压回路额定电压：100V 功率消耗：<每相过载能力：2倍额定电压，连续工作隔离耐压：4kV6.开关量输入回路额定电压：24VDC 功率消耗：<每相过载能力：2倍额定电压，连续工作隔离耐压：4kV7.继电器输出回路分段电压： 250VAC、220VDC分段功率：1250VA交流或120W直流（电阻性负载）功能[2]差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。

差动呵护基来源根基理之阿布丰王创作2、母线差动呵护基来源根基理母线差动呵护基来源根基理,用通俗的比如,就是依照收、支平衡的原理进行判断和举措的.因为母线上只有进出线路,正常运行情况,进出电流的年夜小相等,相位相同.如果母线发生故障,这一平衡就会破坏.有的呵护采纳比力电流是否平衡,有的呵护采纳比力电流相位是否一致,有的二者兼有,一旦判别出母线故障,立即启动呵护举措元件,跳开母线上的所有断路器.如果是双母线并列运行,有的呵护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器,以缩小停电范围3、什么是差动呵护？为什么叫差动？这样有什么优点？差动呵护是变压器的主呵护,是按循环电流原理装设的. 主要用来呵护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来呵护变压器单相匝间短路故障. 在绕组变压器的两侧均装设电流互感器,其二次侧按循环电流法接线,即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧,则将同级性端子相连,并在两接线之间并联接入电流继电器.在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差,也就是说差动继电器是接在差动回路的. 从理论上讲,正常运行及外部故障时,差动回路电流为零.实际上由于两侧电流互感器的特性不成能完全一致等原因,在正常运行和外部短路时,差动回路中仍有不服衡点流Iumb流过,此时流过继电器的电流IK为Ik=I1-I2=Iumb 要求不服衡点流应尽量的小,以确保继电器不会误动. 当变压器内部发生相间短路故障时,在差动回路中由于I2改变了方向或即是零（无电源侧）,这是流过继电器的电流为I1与I2之和,即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠举措. 变压器差动呵护的范围是构成变压器差动呵护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线.由于差动呵护对呵护区外故障不会举措,因此差动呵护不需要与呵护区外相邻元件呵护在举措值和举措时限上相互配合,所以在区内故障时,可以瞬时举措.4、为什么220KV高压线路呵护用电压取母线TV不取线路TV事实上,两个电压都接入呵护装置的,它们的作用各不相同母线电压,一般用来判别正方向故障和反方向故障,通过电流与电压之间的夹角来判别线路电压,一般用来重合闸的时候用,作为线路有压无压的判据现在220kV线路呵护比力经常使用的就是一套光纤电流差动以及一套高频距离呵护也有采纳两套光纤电流,两套高频的比力少了5、变压器差动呵护的基来源根基理1、变压器差动呵护的工作原理与线路纵差呵护的原理相同,都是比力被呵护设备各侧电流的相位和数值的年夜小.2、变压器差动呵护与线路差动呵护的区别：由于变压器高压侧和高压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同.因此,为了保证纵差动呵护的正确工作,须适被选择各侧电流互感器的变比,及各侧电流相位的赔偿使得正常运行和区外短路故障时,两侧二次电流相等. 例如图8-5所示的双绕组变压器,应使1.全线速动呵护在高压输电线路上,要求继电呵护无时限地切除线路上任一点发生的故障.2.单侧丈量呵护无法实现全线速动所谓单侧丈量呵护是指呵护仅丈量线路某一侧的母线电压、线路电流等电气量.单侧丈量呵护有一个共同的缺点,就是无法快速切除本线路上的所有故障,最长切除时间为0.5秒左右.由上图可以看出本线路末端故障k1与下线路始端故障k2两种情况下,呵护丈量到的电流、电压几乎是相同的.如果为了保证选择性,k2故障时呵护不能无时限切除,则本线路末端k1故障时也就无法无时限切除.可见单侧丈量呵护无法实现全线速动的根来源根基因是考虑到互感器、呵护均存在误差,不能有效地域分本线路末端故障与下线路始端故障. 3.双侧丈量呵护原理如何实现全线速动为了实现全线速动呵护,呵护判据由线路两侧的电气量或呵护举措行为构成,进行双侧丈量.双侧丈量时需要相应的呵护通道进行信息交换.双侧丈量线路呵护的基来源根基理主要有以下三种：（1）以基尔霍夫电流定律为基础的电流差动丈量；（2）比力线路两侧电流相位关系的相位差动丈量；（3）比力两侧线路呵护故障方向判别结果,确定故障点的位置.上图为电流差动呵护原理示意图,呵护丈量电流为线路两侧电流相量和,也称差动电流.将线路看成一个广义节点,流入这个节点的总电流为零,正常运行时或外部故障时 ,线路内部故障时 ,即 . 忽略了线路电容电流后,在下线路始端发生故障时,差动电流为零；在本线末端发生故障时,差动电流为故障点短路电流,有明显的区别,可以实现全线速动呵护.电流差动原理用于线路纵联差动呵护、线路光纤分相差动呵护以及变压器、发机电、母线等元件呵护上.上图为相位差动呵护（简称“相差呵护”）原理示意图,呵护丈量的电气量为线路两侧电流的相位差. 正常运行及外部故障时,流过线路的电流为“穿越性“的,相位差为1800；内部故障时,线路两侧电流的相位差较小.相位差动呵护以线路两侧电流相位差小于整定值作为内部故障的判据,主要用于相差高频呵护,由于该保护对通道、收发信机等设备要求较高,技术相对复杂,微机型线路呵护已不采纳相差高频呵护原理.图为比力线路两侧呵护对故障方向判别结果的纵联方向呵护原理示意图.外部故障时远故障侧呵护判别为正向故障,而近故障侧呵护判别为反向故障；如果两侧呵护均判别为正向故障,则故障在本线路上.由于纵联方向呵护仅需由通道传输对侧呵护的故障方向判别结果,属于逻辑量,对通道的要求较低,目前广泛应用于高压线路微机呵护上.故障方向的判别既可以采纳自力的方向元件（各种方向纵联呵护）也可以利用零序电流呵护、距离呵护中的零序电流方向元件、方向阻抗元件完成（纵联零序、纵联距离呵护）. 7.1.2纵联呵护分类纵联呵护依照通道类型、呵护原理、信息含义等有多种分类方法. 1.按通道类型分类呵护通道类型主要有：（1）扶引线,两侧呵护电流回路由二次电缆连接起来,用于线路纵差呵护；（2）载波通道,使用电力线路构成载波通道,用于高频呵护；（3）微波通道,用于微波呵护；（4）光纤通道,用于光纤分相差动呵护. 2.按呵护原理分类 (1)电流差动原理; (2)纵联方向原理. 3.按通道传送信息含义分类上图（a）约定呵护判明故障为反方向时,发出“闭锁信号”闭锁两侧呵护,这就称为“闭锁式”纵联呵护；图（b）则约定呵护判明为正向故障时向对侧发出“允许信号”,呵护启动后本侧判别为正向故障且收到对侧呵护的允许信号时说明两侧呵护均判别故障为正方向,举措于跳闸出口,这种方案为“允许式”纵联呵护 . 纵联呵护还可以在“跳闸信号“的基础上构成.线路两侧的Ⅰ段呵护举措后跳开本侧断路器,同时向对侧呵护发出”跳闸信号“,对侧呵护收到跳闸信号后立即跳闸.只要线路两侧的Ⅰ段呵护的呵护区有重叠,就可以构玉成线速动呵护什么是差动呵护差动呵护是利用基尔霍夫电流定理工作的,通常讲的差动呵护包括了母线差动呵护、变压器差动呵护、发机电差动呵护和线路差动呵护.实现差动呵护的基来源根基则是一致的,即各侧或各元件的电流互感器,按差接法接线,正常运行以及呵护范围以外故障时,差电流即是零,呵护范围内故障时差电流即是故障电流,差动继电器的举措电流按躲开外部故障时发生的最年夜不服衡电流计算整定.差动又分为横差和纵差；横差：在平行的双回线路上,由于阻抗相等,其电流和相位也相等,当一回线路故障时,流过两线路的故障电流年夜小将不等,利用双回线路这个特点构成的呵护.纵差：比力线路双侧的电气量.什么是母线完全差动呵护?什么是母线不完全差动呵护?1、母线完全差动呵护是将母线上所有的各连接元件的电流互感器按同名相、同极性连接赴任动回路,电流互感器的特性与变比均应相同,若变比不能相同时,可采纳赔偿变流器进行赔偿,满足ΣI=0.差动继电器的举措电流按下述条件计算、整定,取其最年夜值: 1)、躲开外部短路时发生的不服衡电流; 2)、躲开母线连接元件中,最年夜负荷支路的最年夜负荷电流,以防止电流二次回路断线时误动.2、母线不完全差动呵护只需将连接于母线的各有电源元件上的电流互感器,接入差动回路,在无电源元件上的电流互感器不接入差动回路.因此在无电源元件上发生故障,它将举措.电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或变压器。

1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。

2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。

因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。

例如图8-5所示的双绕组变压器，应使8.3.2变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。

（2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。

但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。

此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

（3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。

②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。

③励磁涌流的波形出现间断角。

表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护；④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。

2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。

低阻抗母线差动保护的原理和整定计算研究摘要：母线区外发生故障，故障线路的短路电流会很大，电流互感器的暂态误差加大，甚至故障线路的电流互感器会饱和使母线差动保护误动。

母线差动保护要求区外故障可靠不动作、区内故障动作可靠、迅速。

本文讲述微机保护装置，采用电流幅值比较和电流相位比较实现母线差动保护,用相位比较辨识区内外故障、用比例制动及电流互感器饱和识别技术实现母线差动保护区外故障不动的要求。

对母线差动保护整定计算给出了范例。

关键词：低阻抗；母线；差动保护；比例制动；谐波闭锁；相位比较1引言低阻抗母线差动保护就是广泛应用的电流差动保护。

由于母线差动保护区外线路短路时短路电流倍数可达十几倍甚至几十倍的额定电流，可能致使电流互感器严重饱和，饱和后的电流互感器的输出电流几乎为零，不平衡电流变大，会使差动保护误动。

因而母线差动保护在电流互感器的误差小于10%时应采用区外故障制动特性，对于电流互感器严重饱和时，差动保护装置应具有识别电流互感器饱和的能力，短时闭锁保护。

依据电流互感器饱和的特点识别互感器饱和的方法一般采用同步识别法：电流互感器的饱和从故障发生至饱和约延时1/4周波。

区内短路电压、电流及阻抗元件同时动作开放保护；区外短路电压动作在先，差动电流元件在后闭锁保护。

2 论文正文2.1低阻抗母线差动保护装置的组成保护装置的原理方框图如图1所示图1 低阻抗母线差动保护系统方框图方框1为前置数字滤波器，滤掉衰减直流分量及其它畸变信号，方框2为电流互感器输入电流比例匹配器，是使输入电流转换成互感器的原边电流，用以满足电流互感器变比不一致的要求。

方框3确定输入电流的相位，方框10为输入电流方向判断，用以判断区内故障还是区外故障。

方框4为差动电流计算器，方框5为制动电流计算器。

方框6为差动电流回路，用以判断互感器二次断线。

方框7和方框8为低制动和高制动动作特性生成器，使被保护母线区外故障电流互感器未饱和时起制动作用，制动电流为循环臂中的电流，差动电流为差流回路中的电流，分成高制动特性及低制动特性是为了提高保护整体的快速性。