差动保护比率制动计算
比率制动式差动保护
比率制动式差动保护变压器差动保护:这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）；二：差动保护的定义由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护:下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述：1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高=220KV,主变低压侧电压U低=110KV，变压器容量Sn=240000KVA,11'流过变压器高压侧的一次电流；I ” :流过变压器低压侧的一次电流；12'流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；I2 ”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；nh:高压侧电流互感器CT1变比；nl:低压侧电流互感器CT2变比；nB:变压器的变比；各参数之间的关系：11'12 ' nh I”/12 ”= nl I2 ' I2 ” I1'/l”= nh/ n 1=1/ nB2、区内：CT1到CT2的范围之内；3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）单相接地故障以及匝间、层间短路故障;四：差动的特性1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图:动作电流lop 4dIopo下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性：o：图二的坐标原点；f：差动保护的最小制动电流；d：差动保护的最小动作电流；P：比率制动斜线上的任一点；e： p点的纵坐标；b： p点的横坐标；动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo,差动保护动作；当电流大于f点时, 由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此，图中阴影部分，即差动保护的动作区；制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区；比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算岀此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。
比率制动差动保护
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。
比率差动
二次谐波制动的比率差动保护作为变压器的线圈和引出线的相间短路以及线圈匝间短路的主保护。
用比率制动躲过外部故障，用基波量作为保护动作量，并配有CT断线检测功能，在CT断线时瞬时闭锁差动保护，并同时发告警信号。
CT断线闭锁差动保护可根据需要整定选择。
当任一相差动电流大于整定值时，差动保护动作。
返回系数大于0.95，动作时间小于40ms。
其动作判据为：Id>Idset2+Kr(Izd-Izd0)其中：Id为差动电流，Kr为比率系数，Idset2为差动启动门槛，Izd为制动电流，Izd0为制动整定值。
利用差动电流中的二次谐波躲过空载合闸时的励磁涌流。
当差流中的二次谐波电流比率大于整定时，闭锁差动保护。
二次谐波制动判据为：I2d>Ks*I1d其中：I1d、I2d——差动电流的基波量、二次谐波量；Ks——谐波制动系数。
一般取0.1~0.3。
Id 差动速断动作区Idset1 比率差动动作区Idset2制动区Izd0 Iz 图5.1差动保护动作特性曲线动作判据Id>Idset2+Kr(Izd-Izd0)其中：Id为差动电流，Kr为比率系数，Idset2为差动启动门槛，Izd为制动电流，Izd0为制动整定值差动电流 Id＝︱I1-Ih︱制动电流Izd＝︱I1+Ih︱/2按这个判据,把定值代进去,未知量取一个满足判据的值用源加电流动作;未知量取一个不满足判据的值用源加电流不动作,就验证了比率差动；未知量取一个满足判据的值用源加电流动作,同时加二次谐波,谐波比率大于定值时不动作就验证了二次谐波制动功能；差动电流 Id＝︱I1-Ih︱制动电流Izd＝︱I1+Ih︱/2在高低测加电流,让满足判据不就动作了先做比例差动动作,再加二次谐波才能制动。
主变差动保护比率制动系数的校验方法
深圳供电局
继电保护测试技术
三侧加量校验比率制动系数
1、题目要求 比率差动保护(高、中、低压侧试验，K=0.5)制动曲线测试,分别试验制动值为 0.5Ie、2.5Ie、4.5Ie三个点 主变参数： 220kV主变为三卷变，接线方式为Y12/Y12/△11，Se=240MVA，高压侧： Ue=230 kV，CT变比600/1；中压侧Ue=115 kV ，CT变比1200/1；低压侧： Ue=11.5 kV，CT变比6000/1。
折算为有名值： I1 2.3751 2.3750
I2 3.3131 3.3130 I3 5.737 2 11.47180
深圳供电局
6、实验步骤（状态序列）
状态1
实
I A 0.4750
验
IB 0.2630
仪
IC 0.909180
按键控制
保
差动电流略小于
护
动作门槛
状态4
实
I A 1.5750
深圳供电局
继电保护测试技术
计算差动动作电流临界值：Icd (4.5 0.5) 0.5 0.5 0.2 Icdqd 2.5Ie
a）计算0.95倍动作值： I1 0.95 2.5Ie 2.375Ie0
I2
2 4.5 2
2.375
3.313Ie0
I3
2
4.5 2
2.375
3 5.737Ie180
深圳供电局
继电保护测试技术
计算差动动作电流临界值：Icd (2.5 0.5) 0.5 0.5 0.2 Icdqd 1.5Ie
b）计算0.95倍动作值： I1 1.051.5Ie 1.425Ie0
2 2.5 1.425
比率制动式差动保护原理
比率制动式差动保护原理比率制动式差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，其原理是根据电力系统中不同位置的电流差值来判断系统中是否存在故障。
本文将从差动保护的基本原理、比率制动式差动保护的工作原理、实际应用中的优点和缺点以及未来的发展方向等方面对比率制动式差动保护原理进行详细阐述。
一、差动保护的基本原理差动保护是一种根据系统不同位置的电流值之差来判断系统中是否存在故障的保护方式。
其基本原理是通过比较系统两个端点的电流值来判断系统中是否存在故障，当电流值之差超过一定的阈值时触发保护动作，以保护系统正常运行。
在电力系统中，通常使用差动保护来保护变压器、发电机和输电线路等重要设备。
差动保护的工作原理是通过测量不同位置的电流值，然后将这些电流值进行比较，当存在差值超出一定范围时，即判断系统中存在故障，并触发相应的保护动作，以确保系统的安全运行。
二、比率制动式差动保护的工作原理比率制动式差动保护是一种常用的差动保护方式，其工作原理是通过测量系统中不同位置的电流值，并根据设定的比率进行差值比较，当电流差值超出设定的范围时，触发保护动作。
比率制动式差动保护可以根据系统的特点和要求进行定制，以满足不同系统的保护需求。
比率制动式差动保护的工作原理主要包括以下几个方面：1.电流测量：比率制动式差动保护通过电流互感器或电流变压器等设备对系统中不同位置的电流进行测量，然后将这些电流值输入到保护装置中进行比较。
2.比率设定：根据系统的特点和要求，设定差动保护的比率范围，当系统中的电流差值超出这一范围时触发保护动作。
3.差动比较：比率制动式差动保护将系统中的电流值进行比较，当存在差值超出设定范围时，即判断系统中存在故障，触发保护动作。
4.动作信号输出：当差动保护判断系统中存在故障时，输出相应的动作信号，触发保护设备进行相应的动作，以保护系统正常运行。
通过以上几个方面的工作原理，比率制动式差动保护可以对系统中的故障进行及时有效的保护，确保电力系统的安全稳定运行。
主变纵差保护比率制动斜率计算方法
Ic Ia’ Ib’
压侧 侧电流
回变 路压
Ic’
器
保
护
中中 装
Ia Ib
压压侧 置 侧电
Ic
流
Ia’
回
Ib’
路
Ic’
屏内接线
◎ ◎
◎ ◎
◎ ◎
◎ ◎
WBH-801高中压侧接线
IA ◎ 电 流 IB ◎
输 IC ◎
微
出 IN ◎
机
保
护
测
试
仪
电 UA◎
压 UB◎ 输 出 UC◎
UN◎
开关量输入 DCBA
I
cdA
Ie1A
Ie2A
Ie1A a Ie1
I
e2
A
b Ie2
A点电流量实测值求取方法
1、固定中压侧电流值Ie2A，高压侧 施加电流值为0.9Ie1A，一般此时保护 不动作;
2、保护仪以0.001V步长逐渐增加高 压侧电流，至保护动作为止，记录 此时高低压侧电流值；
3、将电流值转换为各侧Ie为单位的 量，再转换为Icd/Ir平面上的点。 4、按照斜率计算公式求取斜率
外侧（可以写出来，但不要实际操作）
• 如：断开电压端子1UD1,1UD2,1UD3…连接片 • 4、直流回路。取下主变起失灵，三侧联跳出口压板，并将回路外侧
电缆端子拆一包一；（可以写出来，但不要实际操作）
• 5、信号回路。断开中央信号，监控信号，故障录波等公共信号端， 电缆端子拆一包一。
• （以上安措在所有项目结束后要恢复原样）
试验报告书写要点
• 二：试验项目要点
• 1、压板及控制字投入情况； • 2、计算过程（如：比率制动）； • 3、接线方式（注意题目中要求的使用的是高低压哪侧及ABC哪相） • 4、加量方法（如：使用哪个试验模块，校验数值如何设置等，最好
比率制动式差动保护原理
比率制动式差动保护原理差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，其原理是通过比较电流变化来检测电网中的故障情况。
而比率制动式差动保护是差动保护的一种改进型，其主要原理是通过在输入端放大电流值，然后通过比较放大的电流值来判断电网的故障情况。
本文将从比率制动式差动保护的基本原理、工作过程、应用范围等方面进行详细的介绍，希望能够对读者有所帮助。
一、比率制动式差动保护的基本原理比率制动式差动保护是一种常用的差动保护方式，其原理是通过在输入端对电流进行放大，然后通过比较放大的电流值来判断电网的故障情况。
其基本原理可以分为以下几个方面：1.放大电流信号比率制动式差动保护的第一步是通过变压器等装置对电流信号进行放大。
通常情况下，输入端和输出端会分别接入变压器，并通过变压器将电流信号放大。
放大之后的电流信号会比真实的电流信号要大，这样可以更容易地进行比较和判断。
2.比较放大后的电流信号放大后的电流信号会经过对比电路进行比较，以判断电网中的故障情况。
比较放大后的电流信号是比率制动式差动保护的关键步骤，通过对比电路的设计可以实现快速、准确地判断电网的故障情况。
3.判断电网的故障情况经过比较放大后的电流信号之后，比率制动式差动保护会判断电网中是否存在故障情况。
如果判断出存在故障情况，比率制动式差动保护会及时地对电网进行隔离和保护，从而保证电网的安全运行。
二、比率制动式差动保护的工作过程比率制动式差动保护的工作过程主要可以分为启动过程和动作过程两个阶段。
以下将从这两个方面详细介绍比率制动式差动保护的工作过程。
1.启动过程比率制动式差动保护的启动过程是指在电网发生故障时，差动保护开始对电网进行判断的过程。
在启动过程中，放大的电流信号会经过比较和判断，以确定电网中是否存在故障情况。
启动过程中，比率制动式差动保护需要快速、准确地对电网进行判断，从而及时地进行保护措施。
2.动作过程比率制动式差动保护的动作过程是指在判断出电网存在故障情况后，保护设备开始对电网进行隔离和保护的过程。
差动保护和比率差动保护
差动保护主要就是内部短路的保护,但当外部故障时有不平衡电流可能穿越差动保护电流互感器,造成差动保护误动作。
因此为了躲过外部故障时不平衡电流引起差动保护动作,采用了制动电流来平衡穿越电流引起差动保护的启动电流。
发电机采用机端电流作为制动电流,能在外部短路时取得足够的制动电流,又能在内部短路时减少中性点电流的制动作用。
变压器采用二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。
一般设有CT断线闭锁保护。
如下图:图中Ie为额定电流,Icdqd为启动电流,Ir为制动电流,Kb1为比率制动系数。
阴影部分为动作区差动保护灵敏度与启动电流、制动系数与原理之间的关系摘要:分析了差动保护的有关整定原则,明确提出了差动保护的灵敏度与许多因素有关,如定值、原理与实现方式等。
不能仅改变某一个因素(如定值)来提高灵敏度,而需要综合考虑各个因素的影响,否则适得其反。
0 引言随着继电保护技术的不断发展与进步,技术人员对保护的认识越来越深刻,对许多继电保护约定俗成的做法开始了反思。
如规程上对差动保护规定:使用比率制动原理的差动保护,不要校核灵敏度,其灵敏度自然满足。
那么这个“自然满足”的灵敏度就是什么灵敏度呢?其实对发电机差动保护而言,就就是在发电机机端发生两相短路,该差动继电器的灵敏度校验结果肯定能够满足要求;在现场运行过程中,经常有人将保护中的比率制动系数与比率制动斜率混淆,究竟这两个概念有什么区别,又有什么联系?标积制动原理对提高差动保护的灵敏度有什么有利的地方,它与比率制动之间又有什么关系,它们之间从根本上就是否一致呢?本文就这些用户所关心的问题展开深入的分析与讨论,并阐明作者自己的观点[1,2] 。
1 差动保护灵敏度系数的定义与校验设流入发电机的电流为正方向,取继电电器差动电流Id为:式中:Iop为当时动作电流的整定值。
发电机差动保护的灵敏度就是指在发电机机端两相金属性短路情况下差动电流与动作电流的比值。
此情况下,在(Iz,Id)平面上两相金属性短路的故障点应该在斜率为2的内部故障特性线的上方,而一般动作边界的制动系数不会超过1,所以按照规程中整定出来的动作边界肯定能够满足灵敏度系数Klm≥2的要求。
具有比率制动特性的变压器差动保护原理及整定知识讲解
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ibpma x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。
变压器差动保护计算公式详解
I
' L
)
•
•
I
' L
IL TAP
2
Ires 制动电流
比率制动试验时，选取特性图中的 A(1.0,0.4)点作为试验点，计算高低压侧电流标
0.4
I
' H
I
' L
1
1 2
(
I
' H
I
' L
)
I I
' H
' L
1.2 0.8
差动继电器动作特性曲线
Iop 差动电流
Iop.max 0.80
0.4 Iop.min
0.3
动作区 A
制动区
0
1.0
•
•
差动电流：
I op
I
' H
I
' L
制动电流：
I res
1 2
•
I
' H
•
I
' L
比率制动试验时，选 A(1.0,0.4)点作为试验点 幺值。
0.4
I
' H
I
' L
1
1 2
(
I
' H
差动速断试验 差动速断值
高压侧CT电流 低压侧CT电流
计算方法： 绕组1=差动速断值*H侧 电流基准值*1.732 绕组2=差动速断值*L侧 电流基准值
7.00 Iop.max 25.454 A 16.839 A
•
I
' H
•பைடு நூலகம்
•
I HA I HB
3 * TAP 1
•
•
5.电力变压器的纵联差动保护(三)-比率制动差动保护(课件)
变压器每相绕组励磁涌流中含有较大的二次谐波分量，含
量大小与铁芯饱和磁通甚至大小及电压突变出现角度等因素直
接相关。 判据：
I
2
I
K
1
I2——电流中的二次谐波有效值 I1——电流中的基波有效值 K——给定的整定值，一般取0.15~0.2
五保护
同时，理论研究及实践均发现，变压器三相励磁涌流中， 二次谐波并非同时达到此整定值，故一般采用或门制动的方式， 即三相中有一相2次谐波含量超过这个定值就闭锁变压器纵联 差动保护。
四、比率制动式差动保护
1.工作原理
图3-14 变压器差动保护原理接线图
若以流入变压器的电流方向为正，则差动电流为：Id = Ih Il
为了使区外故障时获得最大制动作用，区内故障时制动作用
最小甚至为0，制动量为：Ires = Ih - Il / 2
四、比率制动式差动保护
图中可以看出，区外故障时 Ih = Il，制动电流Ires达到最大
六、变压器的差动速断保护
Id
比率差动 动作区
Ist.0 A B 0G I res.0
C
I unb.max
SD
F
E
I res
Ires.max
图3-19 变压器差动速断动作区
差动速断保护的整定值， 按照躲过变压器最大励磁涌流 和外部短路最大不平衡电流的 整定，只反应差流中工频分类 的大小，不考虑谐波及波形畸 变的影响，其值达4~10倍的额 定电流。
六、变压器的差动速断保护
在变压器差动保护中，常常配有二次谐波等制动元件，以 防止励磁涌流引起保护误动。但是，在纵差保护区内发生严重 短路故障时，如果电流互感器出现饱和而使其二次侧电流波形 发生畸变，则二次电流中含有大量谐波分量，从而使涌流判别 元件误判为励磁涌流，致使差动保护拒动或延迟动作严重损坏 变压器。
电动机差动保护及差动速断保护的整定计算
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：IdzO =Krel x IHe S max= Krel (K1+K2)INIHe S max-最大不平衡电流Krel －可靠系数，取~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。
K2—通道调整及传输误差，取。
综上所述，得Idz0 =( ~) IN，实取(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IzdO =(~) 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 x( IHe 8 max/lmax)Krel －可靠系数，取~IHe 8 max —最大不平衡电流，它等于(K1+K2+K3)lmaxImax —电动机启动或电源回路故障时电动机的最大电流，取8IN。
K1 —两侧TA变比误差，由于电动机的TA通常精度较低，可取。
比率制动差动保护
1．当“接线形式”定值整定为“其他”时，不调整二次谐波制动比，并自动退出制动扩展功能。
2．TA断线闭锁差动投入且TA断线监视投入时，TA断线闭锁差动才有效，TA断线闭锁差动只闭锁比率差动保护，不闭锁差动速断保护。
完成人
章字
说明：
Ioph2：差流中二次谐波分量kh2：二次谐波制动比
Ioph5：差流中五次谐波分量kh5：五次谐波制动比
为防止区外故障电流互感器饱和与区外故障切除时，差动保护发生误动，装置还具有制动扩展功能，使保护延时150ms动作。制动扩展元件逻辑图如下：
比率制动差动保护经二次谐波制动(可投退)、五次谐波制动(可投退)、TA断线判别(可投退)后出口，保护动作后点亮“跳闸”指示灯，保护逻辑图如下：
二次班单点教程（OPL）
公用事业部
编号：
岗位
继电保护
课题
文字或图示说明
比率制动差动保护的动作电流是随着制动电流按比率增大，这样既能保证外部短路不误动，又能保证内部短路有较高的灵敏度。比率制动差动保护特性采用三段式折线：
图中：Iop.min为比率差动起动定值，Iop.up为差动速断动作定值，折线k1固定过原点，折线k2的拐点固定为5。比率差动保护按相判别，任意一相满足条件时保护动作，单相比率差动元件逻辑图如下：
说明：
Iop.min：比率差动起动定值
Iop：差动电流Ires：制动电流
k1：制动斜率1k2：制动斜率2
装置通过电流信号中的二次和五次谐波分量来区分由内部故障和由励磁涌流以及过励磁引起的差动电流。变压器带负载运行后，自动将二次谐波制动比降低0.05，以增强抗励磁涌流及和应涌流的能力。二次谐波制动可选择按相闭锁或交叉闭锁(按相闭锁：只闭锁本相的比率差动元件，交叉闭锁：三相比率差动元件均闭锁)，五次谐波制动将闭锁三相比率差动元件。二次谐波制动元件与五次谐波制动元件逻辑如下：
变压器差动保护比率制动测试方法
变压器差动保护比率制动测试方法以Yn ，Yn ，d11型自耦变为例，总结了几类变压器保护算法的特点，给出了相应的试验接线方法和一般性试验步骤。
1 几个基本概念1.1 比率制动系数采用比率差动能显著提高变压器保护的灵敏度，国产微机型变压器差动保护常采用具有两段折线形的动作特性曲线，如图1所示。
I opIresI res.min图1 比率制动特性曲线图比率制动曲线有两大决定因素，即动作电流和制动电流，按照预定的算法计算得到动作电流和制动电流，满足比率制动曲线即可动作。
1.2 变压器的Y ，d11接线组[1]变压器组常采用Y ，d11接线组。
需要指出的是，只要是Y ，d 型接线组，就有奇数次接线组别出现，按照我国电工技术规范，规定Y ，d11接线组为变压器标准接线组。
如果出现Y ，d11接线组，在进行差流运算时就必须进行相位校正，这在下文的算法分析中将做详细讨论。
1.3 TA 极性端按照惯例，保护TA 极性端位于母线侧。
对于变压器差动保护，只要确立变压器各侧母线位置，就不难确定各侧TA 的极性端。
而电工学上常采用减极性标注方法对TA 极性端进行标注，照此原则就能对流入保护装置电流的方向进行准确判断。
这一点对于确定进行比率差动试验时所加电流的相位很有帮助。
1.4 平衡系数对于正常运行变压器，不计励磁电流，各侧磁势平衡。
这一平衡关系反映到微机保护中，各侧的二次电流应在微机保护的算法体系下平衡。
将各侧不同的电流值折算成作用相同的电流，相当于将某一侧或两侧的电流乘以修正系数，该系数叫做平衡系数。
以Yn ，Yn ，d11型自耦变为例，差动保护TA 二次侧采用星形接线，各侧额定电压及TA 变比分别为h h m m l l U n U n U n 、、、、、，若以高压侧为基准，则各侧流入差动保护某相的电流分别为m l h I I I ===（1） 式中N S 为变压器额定容量。
设以高压侧电流为基准，将其他两侧的电流折算到高压侧的平衡系数分别为bm bl K K 和。
比率差动计算
主变压器主保护（1）定值投退压板：比率差动（2）计算公式V/V 变压器差动保护接线图变压器两侧电流平衡关系（CT 二次侧）⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡βαI I nT nT K I I B A1001112 其中： nT 1—变压器高压侧CT 变比nT 2—变压器低压侧CT 变比21W W K =—变压器高低压侧绕组匝数比A 相差动电流 αI KnT nT I I A cd 12+=A 相制动电流 αI KnT nT I I A zd 1221-=B 相差动电流、制动电流计算方法类似。
（3）逻辑框图比率差动压板投入A 相比率差动配置字投入I cdA >87RIAA 相比率差动动作I zdA <IRS1AI cdA >87RIA+SLP1(I zdA -IRS1A)IRS1A ≤I zdA <IRS2A I cd A >87RIA+SLP1(IRS2A-IRS1A)+SLP2(I zdA -IRS2A)I zdA ≥IRS2A差流二次按相配置字投入I cdA2/I cdA1≥KH2差流二次综合配置字投入Max(I cdA2、I cdB2、I cdC2)/max(I cdA1I cdB1、I cdC1)≥KH2差流三次按相配置字投入I cdA3/I cdA1≥KH3差流五次按相配置字投入I cdA5/I cdA1≥KH5相电流二次闭锁配置字投入I la2/I la1≥KH2I la1>0.25*RAC I lb2/I lb1≥KH2I lb1>0.25*RACCT 饱和检测配置字投入CT 饱和*I cdB2/I cdB1≥KH2I cdC2/I cdC1≥KH2I cdB3/I cdB1≥KH3I cdC3/I cdC1≥KH3I cdA5/I cdA1≥KH5I cdA5/I cdA1≥KH5（4）比率差动制动特性天津方向为例：I区制动区间为（0~1.818）比率差动电流为0.909假设求制动电流为1A时根据公式可以求出动作边界高压侧电流低压侧电流差动电流0.909=| IA+0.75Ia|制动电流1=1/2|IA-0.75 Ia |IA=1.4545Ia=0.7273想制动电流不变增大Ia 的同时增大IA=0.75Ia假设增大Ia 0.2A 增大IA 0.15 此时差动电流1.209II区制动区间为（1.818~5.455）比率差动电流为0.3Izd+0.3636假设求制动电流为2A时根据公式可以求出动作边界高压侧电流低压侧电流差动电流0.3*2+0.3636=| IA+0.75Ia|制动电流2=1/2|IA-0.75 Ia |III区制动区间为（5.455~26.908）比率差动电流为0.5Izd-0.7274假设求制动电流为6A时根据公式可以求出动作边界高压侧电流低压侧电流差动电流0.3*6+0.3636=| IA+0.75Ia|制动电流6=1/2|IA-0.75 Ia |以上就是比率差动动作的边界。
差动保护比率制动计算
差动保护比率制动计算差动保护是电气系统中常见的一种保护方式，用于检测电气设备中的相间故障。
差动保护的比率制动是一种常见的差动保护的制动方式，它通过设置一个比率制动阀值来判断差动电流是否超过了正常范围，超过则认定为故障，触发保护动作。
下面将详细介绍差动保护比率制动的计算方法。
1.计算差动保护的比率制动系数：根据差动保护的设定参数，计算差动保护的比率制动系数。
差动保护的比率制动系数是一个常数，用于判断差动电流是否超过了设定的故障电流。
比率制动系数Kd=(200%-设备的检测误差-保护的纵联延时误差)/(2x√3x设备的额定电流)其中，设备的检测误差通常是根据设备参数中的检测误差给出的；保护纵联延时误差是差动保护的一个参数，代表保护的纵联延时误差值；√3代表三相系统中的相电压之间的关系。
2.计算最小故障电流：最小故障电流是指能够触发差动保护的最小故障电流值。
它是根据设备的额定电流和差动保护的比率制动系数计算得出的。
最小故障电流=差动保护的比率制动系数x设备的额定电流最小故障电流是一个参考值，如果差动电流超过了最小故障电流，就可能发生故障，触发差动保护。
3.判断差动电流是否超过最小故障电流：根据差动保护的设定参数和当前的差动电流数据，判断差动电流是否超过最小故障电流。
如果差动电流超过了最小故障电流，则认为发生了故障，触发差动保护，进行相应的保护动作。
差动保护比率制动的计算方法是一种常见的差动保护计算方式，通过设定比率制动系数来提高差动保护的灵敏度和可靠性。
需要注意的是，差动保护的设定参数应根据具体的电气设备情况和系统要求进行设定，以保证差动保护的准确性和可靠性。
比率制动式母线差动保护.
L2
TA2 跳Ⅰ母线路 Ⅰ母小差动 选择元件 （如L1，L2）及母联
1QF
2QF
S 7QS 8QS
10QS
TA5 5QF
9QS
大差动启 动元件
大差启动用于判断故 障是否发生在双母线 上，若是则保护动作
5QS
跳Ⅱ母线路 Ⅱ母小差动 （如L3，L4）及母联 选择元件
具有比率制动特性的母线差动保护引入了两个主要量：
反映差动电流的动作量 制动量 I brk 。其计算式分别为： 动作量：
Id
和反映外部短路时穿越电流的
Id i1 i2
I brk i1 i2
in
in
制动量：
式中i1、i2、 、in ——支路电流；
比率制动式电流差动保护的基本判据为：
思考与练习
1.简述比率制动差动保护的原理。
2.微机母线保护采取什么方法来跟踪双母线系统 的运行方式的？
3. 什么是断路器失灵保护？为什么在高压电力系 统中，断路器拒动时，不采用远后备保护切除故 障，而必须采用断路器失灵保护切除故障？
思考：常规型保护也能根据各自所连接的负 荷功率选择不同变比的TA吗？
五、断路器失灵保护
电力系统正常运行时，有时会出现某个元件发生故障，该 元件的继电保护动作发出跳闸脉冲之后，断路器却拒绝动作， 即断路器失灵。 后果：可能导致扩大事故范围、烧毁设备，甚至使系统的 稳定运行遭受破坏。 可用方法：用相邻元件保护作远后备 优点：简单，既可作保护拒动时的后备，又可作断路器拒动 时的后备。缺点：在高压电网中灵敏度不高，动作时间也较长。 因此，对于比较重要的高压电力系统，应装设断路器失灵保护。
一双母线的完全差动保护一双母线的完全差动保护母小差动选择元件母小差动选择元件大差动启动元件跳母线路如l1l2及母联跳母线路如l3l4及母联双母线保护原理示意图l3l4ta3ta4ta1ta2ta5l1l21qf2qf3qf5qf4qf1qs2qs3qs4qs5qs8qs6qs7qs9qs10qs大差启动用于判断故障是否发生在双母线上若是则保护动作小差选择用于判断故障是发生在哪一段母线然后有选择性跳开故障母线母小差动选择元件母小差动选择元件大差动启动元件母电压闭锁开放母电压闭锁开放双母线方式的出口逻辑图微机母线保护
比率制动式差动保护
变压器差动保护一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）；二：差动保护的定义由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述：1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高=220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KVA,I1’：流过变压器高压侧的一次电流；I”：流过变压器低压侧的一次电流；I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；nh：高压侧电流互感器CT1变比；nl：低压侧电流互感器CT2变比；nB：变压器的变比；各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2”I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB2、区内：CT1到CT2的范围之内；3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）单相接地故障以及匝间、层间短路故障；四：差动的特性1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图：下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性：o：图二的坐标原点；f：差动保护的最小制动电流；d：差动保护的最小动作电流；p：比率制动斜线上的任一点；e：p点的纵坐标；b：p点的横坐标；动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时，由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此，图中阴影部分，即差动保护的动作区；制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区；比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。
比率差动保护实验方法
比率差动保护实验方法汉川供电公司石巍主题词比率差动实验方法随着综合自动化装置的普遍推广使用，变压器比率差动保护得到了广泛的使用，但是由于厂家众多，计算方法和保护原理略有差异，而且没有统一的实验方法，尤其是比率制动中制动特性实验不准确，给运行和维护带来了不便，下面介绍两种比较简单和实用的，用微机继电保护测试装置测试差动保护的实验方法。
一、比率差动原理简介：差动动作方程如下：Id>Icd (Ir<Ird)Id>Icd+k*(Ir-Ird) (Ir>Ird)式中：Id——差动电流Ir——制动电流Icd——差动门槛定值（最小动作值）Ird——拐点电流定值k——比率制动系数多数厂家采用以下公式计算差动电流；Id=︱İh+İl︱（1）制动电流的公式较多，有以下几种：Ir=︱İh-İl︱/2 (2)Ir=︱İh-İl︱(3)Ir=max｛︱İ1︱，︱İ2︱，︱İ3︱…︱İn︱｝(4)为方便起见，以下就采用比较简单常用的公式（3）。
由于变压器差动保护二次CT为全星形接线，对于一次绕组为Y/∆，Y/Y/∆，Y/∆/∆，Y形接线的二次电流与∆形接线的二次电流有30度相位差,需要软件对所有一次绕组为Y形接线的二次电流进行相位和幅值补偿，补偿的方式为：İA=（İA’—İB’）/1.732/K hpİB=（İB’—İC’）/1.732/K hpİC=（İC’—İA’）/1.732/K hp其中İA、İB、İC为补偿后的二次电流（即保护装置实时显示的电流），İA’、İB’、İC’为未经补偿的二次电流，相当与由CT输入保护装置的实际的电流。
K hp为高压的平衡系数（有的保护装置采用的是乘上平衡系数），一般设定为1。
这样经过软件补偿后，在一次绕组为Y形的一侧加入单相电流时，保护会同时测到两相电流，加入A相电流，则保护同时测到A、C两相电流；加入B相电流，则保护同时测到B、A两相电流；加入C相电流，则保护同时测到C、B两相电流。
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深圳南瑞
上海南自
中压侧 平衡系数 Ia’ 0.900 7.190 0.955 7.190 7.190 7.190 Ia 0.859 6.863 6.863 6.863 6.863 4.330 0.955 低压侧 差流 额定电流 平衡系数 4.141 0.863 0.137 1.137 2.137 1.718 12.000 13.726 13.726 13.726 2.410 0.072 0.010 0.083 0.156 制动电流 制动系数
上海南自
序 号 1 2 3 4 5 注：红色需自己填，蓝色为结果。 63000 80 240 800 变压器参数 容量 高压侧 中压侧 低压侧 动作电流 （S） CT变比 CT变比 CT变比 IA 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 IA’ 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 4.133 1.000 高压侧 额定电流 平衡系数 Ia’ 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Ia 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 4.330 中压侧 额定电流
0.756
8.798
1.047619 12.990762 4.3893
变 压 器 比 率 差 动 校 验
深圳南瑞
序 号 1 2 3 4 5 注：红色需自己填，蓝色为结果。 63000 80 240 800 变压器参数 容量 高压侧 中压侧 低压侧 动作电流 （S） CT变比 CT变比 CT变比 IA 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 IA’ 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 4.133 1.000 高压侧 额定电流 平衡系数 Ia’ 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Ia 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 4.330 中压侧 额定电流
南京电研
0.800 平衡系数 Ia’ 0.000 3.500 7.190 7.190 7.190 Ia 0.000 3.341 7.532 7.532 7.532 低压侧 额定电流 差动启动 值 平衡系数 （Icdqd) 3.307 3.307 1.048 3.307 3.307 3.307 差流 1.715 1.855 0.632 4.532 4.532 制动电流 制动系数 2.301 4.269 7.216 5.266 5.266 (6.800) (0.340) (0.371) 0.233 0.233
1.000
4.330
南京南瑞
内桥侧 平衡系数 Ia’ 1.900 7.190 7.190 7.190 7.190 Ia 1.080 4.086 4.086 4.086 4.086 低压侧 额定电流 差动启动 值 平衡系数 （Icdqd) 3.359 3.359 0.568 3.359 3.359 3.359 差流 1.080 1.817 1.817 1.817 1.817 制动电流 制动系数 0.540 3.177 3.177 3.177 3.177 1.462 (0.485) (0.485) (0.485) (0.485)
4.133
1.000
1.378
南京南瑞
变压器参数 序 容量 高压侧 内桥侧 低压侧 动作电流 号 （S） CT变比 CT变比 CT变比 IA 1 0.000 2 3.000 100 500 500 3 80000 3.000 4 3.000 5 3.000 注：红色需自己填，蓝色为结果。 高压侧 IA’ 0.000 2.269 2.269 2.269 2.269 额定电流 平衡系数 Ia’ 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Ia 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 内桥侧 额定电流
南京电研
变压器参数 序 容量 高压侧 内桥侧 低压侧 动作电流 号 （S） CT变比 CT变比 CT变比 IA 1 5.470 2 9.000 80 240 800 3 63000 6.900 4 3.000 5 3.000 注：红色需自己填，蓝色为结果。 高压侧 IA’ 3.158 5.196 6.900 3.000 3.000 额定电流 平衡系数 Ia’ 2.500 0.000 0.000 0.000 0.000 Ia 1.443 0.000 0.000 0.000 0.000 0.800 额定电流
4.199
0.756
0.840
5.196
0.4148571
4.3893
率 差 动 校 验
中压侧 平衡系数 Ia’ 0.900 1.530 0.955 2.130 2.410 2.720 Ia 1.488 2.530 3.521 3.984 4.497 4.330 1.653 低压侧 差流 额定电流 平衡系数 3.512 3.470 3.479 4.016 4.503 2.976 5.059 7.043 7.969 8.994 1.180 0.686 0.494 0.504பைடு நூலகம்0.501 制动电流 制动系数