基于故障分量的相位相关电流差动保护
差动保护的基本原理
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。
相位相关电流差动保护原理分析
相位相关电流差动保护原理分析作者：王美忠边洪波来源：《中国科技纵横》2016年第01期【摘要】电流差动保护被称为是拥有绝对选择性的迅速保护，其原理简单可靠，是针对电力系统发电机、变压器、母线等元件实施的主保护。
但是，电流差动保护也出现了一些不足，本文在电流差动保护相关理论的基础上，提出了一种相位相关电流差保护新原理，统一了内外故障发生时的灵敏性和可靠性，希望可以对电流差动保护存在问题进行有效解决，推动器迅速发展。
本文分析了相位相关电流差动保护新原理，内外部故障差动保护的可靠性和灵敏性，相位相关电流差动保护性能比较。
【关键词】相位电流差动保护电流1相位相关电流差动保护新原理相位相关电流差动保护新原理，也就是相位相关电流差动保护的动作方程及动作判据见下：动作方程：动作判据：其中差动保护两侧采集的电流相量分别是Im和In，代表Im和In之间的夹角，K3是制动系统，Iop.3是保护的动作量，Idz代表操作的固定门槛。
把线路两侧电流向量的夹角引入了新判据中。
在内部发生故障时，通常cos >0时，增加制动系数能够提高内部发生故障时保护的操作量；而当外部发生故障时，cos2内外部故障差动保护的可靠性和灵敏性2.1内部故障差动保护的灵敏性当出现内部故障时，假设故障点电流是If。
设定电流两端的夹角是0°，则会得到If=Im+In。
为了方便研究，使，则，可以得到各差动保护实际动作量：很明显，内部故障发生时差动保护的真实动作量和故障电流之间呈现了直线关系。
因此，传统差动保护在发生内部故障时保护动作量和故障点电流形成小于1的正比关系。
新原理出现了最大的动作量，并且灵敏度随着制动系数的增加而不断增大。
2.2外部故障差动保护的可靠性当输电线路出线外部故障时，短路电流对被保护元件进行穿越，因此对于差动来说这一电流是穿越性电流。
这里对CT饱和等问题的影响暂时不予考虑，则出线Im=In.。
利用Ith表示穿越电流的幅值，很明显出现了Ith=Im=In。
差动保护的原理
差动保护的原理差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它主要用于保护电力系统中的发电机、变压器、母线等设备。
差动保护的原理是通过比较设备两端的电流值，来判断设备是否出现故障，从而实现对设备的保护。
下面我们将详细介绍差动保护的原理及其应用。
首先，差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和对称分量理论的。
在正常情况下，设备两端的电流是相等的，而在设备发生故障时，两端的电流就会出现不相等的情况。
差动保护利用这一特性，通过对设备两端电流的比较，来判断设备是否出现故障。
当两端电流不相等时，差动保护会动作，从而实现对设备的保护。
其次，差动保护可以分为整流差动保护和非整流差动保护两种。
整流差动保护主要用于对发电机和变压器等设备进行保护，而非整流差动保护主要用于对母线等设备进行保护。
整流差动保护和非整流差动保护的原理是一样的，都是通过比较设备两端的电流值来实现对设备的保护，只是在实际应用中会有一些差异。
此外，差动保护还可以通过不同的接线方式来实现。
常见的差动保护接线方式有星形接线和三角形接线两种。
星形接线适用于对称电流较大的情况，而三角形接线适用于对称电流较小的情况。
选择合适的接线方式可以更好地实现对设备的保护。
最后，差动保护在电力系统中有着广泛的应用。
它能够及时准确地对设备进行保护，防止设备发生故障对整个电力系统造成影响。
同时，差动保护还可以实现对设备的局部保护，提高了电力系统的可靠性和安全性。
总之，差动保护作为一种常用的电力系统保护方式，其原理简单而有效。
通过对设备两端电流的比较，可以实现对设备的及时保护，从而保障了电力系统的安全稳定运行。
差动保护在电力系统中的应用前景广阔，将在未来发挥越来越重要的作用。
差动保护工作原理
差动保护工作原理差动保护是电力系统保护中常用的一种保护方式，主要用于检测电力系统中的故障情况，并采取措施防止故障扩大。
差动保护可以用于对各种电气设备进行保护，如变压器、发电机、母线等。
下面将详细介绍差动保护的工作原理。
差动保护是一种基于电流差值的保护方式。
其基本原理是通过比较同一电路的两个或多个点的电流，来判断电气设备是否存在故障。
差动保护一般采用主动式差动保护，也就是主动比较电流并判断是否存在故障，另外还有被动式差动保护，也就是被动接受其他装置的差动信号。
差动保护通常由一个差动继电器组成，该继电器上接入从变压器、发电机以及线路中取得的电流信号。
差动继电器接受这些电流信号，并通过比较这些信号的差异来判断电气设备是否存在故障。
差动保护的工作原理大致可以分为三个步骤：采样、比较和判定。
首先是采样。
差动继电器上接入从电气设备中取得的电流信号。
这些电流信号是通过采样装置采集而来的，通常采用电流互感器获取变压器、发电机以及线路中的电流信号。
采样装置会将采集的电流信号转换成适合差动继电器处理的信号，然后输入到差动继电器中。
接下来是比较。
差动继电器将接收到的电流信号进行比较，比较对象通常是同一电路中的两个或多个点的电流信号。
差动继电器会将这些电流信号进行差分运算，得到一个差值。
如果差值超过所设定的阈值，就会触发差动继电器的动作。
最后是判定。
差动继电器会根据比较得到的差值判断电气设备是否存在故障。
如果差值超过阈值，差动继电器会发出警报信号，并向对应的断路器或开关发送信号，将故障路段进行隔离。
如果差值在阈值之内，差动继电器则认为电气设备正常运行。
差动保护的工作原理中，要特别注意的是阈值的设定。
阈值的大小与电气设备的特性有关，通常需要根据设备的额定电流和故障特性来确定。
阈值设置过小，容易造成误动作，阈值设置过大，容易漏检故障。
差动保护相对来说是一种较为简单、可靠的保护方式。
它可以实时监测电气设备的工作情况，一旦发现故障可以迅速切除故障路段，保护系统的安全稳定运行。
基于故障分量的采样值相关差动母线保护
广 东 电 力
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＥＬ ＥＣ ＴＲｌ Ｃ Ｐ ０Ｗ ＥＲ
Ｖ ｏ１ ． ２８ Ｎｏ． ７
Ｊ ｕ １ ． ２ ０１ ５
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — ２ ９ ０ Ｘ． ２ ０ １ ５ ． ０ ７ ． ０ １ ７
基 于故 障分 量 的 采样 值 相 关 差 动母 线 保 护
李 肖博 ，谭凌 ，江卫 良， 郝 后 堂
（ 国 电 南瑞 科 技 股 份 有 限公 司 ，江 苏 南 京 ２１ １ １ ０ ６ ）
基于正序电流故障分量的有源配电网线路差动保护
图 ２ 区外故障时正序电流故障分量网络图
流差动保护ꎮ
２ 含 ＩＩＤＧ 配电网正序电流故障分量幅值特
征
图 １ 为有源配电网简化示意图ꎬ图中 Ｅ ｓ 代表系
统电源ꎻＺ ｓ 代表系统等效阻抗ꎻＺ ＡＤ 、Ｚ ＡＢ 、Ｚ ＢＣ 分别代
表线路 ＡＤ、 ＡＢ、 ＢＣ 等 效 阻 抗ꎻ ＣＢ１ 、 ＣＢ２ 代 表 线 路
４３
« 电气开关» (２０２４. Ｎｏ. ２)
文章编号:１００４ － ２８９Ｘ(２０２４)０２ － ００４３ － ０５
基于正序电流故障分量的有源配电网线路差动保护
鲁坤１ ꎬ兰生１ ꎬ贺清峰１ ꎬ康健２
(１. 福州大学 电气工程与自动化学院ꎬ福建 福州 ３５０１０８ꎻ
２. 华北理工大学ꎬ河北 唐山 ０６３２１０)
在电网正常运行时ꎬ为了最大程度上利用清洁
能源ꎬ通常将 ＩＩＤＧ 输出的无功功率参考值设为 ０ꎬ
即令 Ｑ ｒｅｆ ＝ ０ [７] ꎮ 但在电网发生故障时ꎬ按照« 光伏
发电站接入电力系统规定» ꎬＩＩＤＧ 在低电压穿越过
程中需优先输出无功电流支撑系统电压ꎬ并且不应
使 ＩＩＤＧ 并 网 点 电 压 高 于 １. １ 倍 标 称 电 压ꎬ 此 时
｜ Δ Ｉ ＣＢ１ ＋ Δ Ｉ ＣＢ２ ｜ > Ｋ ｜ Δ Ｉ ＣＢ１ － Δ Ｉ ＣＢ２ ｜
(７)
｜ Δ Ｉ ＣＢ１ ＋ Δ Ｉ ＣＢ２ ｜ > Δ Ｉ ｔｈｒｅ
式中ꎬΔＩ ｔｈｒｅ 代表保护启动的门槛值ꎬ其他符号
与上文同意ꎮ 在此种判定方法下ꎬ故障电流分量只
在故障发生后出现ꎬ可以降低负荷电流对保护动作
电流差动保护原理
电流差动保护原理
电流差动保护是一种常用的电气保护装置，用于检测电气系统中的故障，并迅速切断故障回路，以保护系统的安全运行。
电流差动保护的原理基于基尔霍夫电流定律和法拉第电磁感应定律。
当电气系统中的故障发生时，会导致故障点处电流的改变。
电流差动保护装置通过监测电流回路入口和出口处的电流差异来检测故障。
电流差动保护装置一般由差动保护继电器和互感器组成。
互感器将电流变换为电压信号，然后输入差动保护继电器进行处理。
差动保护继电器将输入的电流信号进行比较，当检测到电流差异超过设定值时，会触发动作，并通过切断故障回路的断路器或接触器来隔离故障。
电流差动保护可以检测到各种类型的故障，例如短路故障、接地故障和相间故障等。
它具有快速动作、可靠性高、适用范围广等特点，被广泛应用于电力系统、工业自动化系统等领域。
需要注意的是，在实际应用中，电流差动保护的设置参数需要根据具体的电气系统情况进行调整，以确保其可靠性和准确性。
此外，还需要定期对电流差动保护进行测试和维护，以确保其正常运行。
电力系统中的相侧电流差动保护技术
电力系统中的相侧电流差动保护技术一、引言电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，承担着能源传输和供应的重要任务。
为了保证电力系统的安全稳定运行，相侧电流差动保护技术应运而生。
本文将探讨电力系统中的相侧电流差动保护技术，包括其原理、应用和发展趋势。
二、相侧电流差动保护技术的原理相侧电流差动保护技术是通过检测电力系统中不同相之间的电流差值来实现故障检测和保护的一种技术手段。
在正常情况下，电力系统中各相之间的电流应该是相等的，但当发生故障时，电流会发生变化，相侧电流差动保护通过监测这种差异来判断是否存在故障。
其主要原理是利用电流互感器将电流信号转换为电压信号，并经过差动保护设备进行比较和判断，从而实现对故障的快速检测和保护动作。
三、相侧电流差动保护技术的应用1. 输电线路保护输电线路是电力系统中非常重要的组成部分，其保护尤为重要。
相侧电流差动保护技术在输电线路保护中发挥着重要作用。
通过在输电线路两端分别安装差动保护设备，可以实现对线路的全方位保护。
当线路发生任何故障时，保护装置能够迅速检测到电流差异，并对故障进行隔离，从而保证线路的正常运行。
2. 发电机保护发电机是电力系统中的重要能源供应源，对其保护尤为关键。
相侧电流差动保护技术在发电机保护中起到了至关重要的作用。
通过在发电机两侧分别装置差动保护设备，可以实现对发电机的全面保护。
当发电机出现故障时，保护装置能够及时检测到电流的变化，并对故障进行处理，防止故障扩大影响整个电力系统的运行。
3. 变压器保护变压器是电力系统中电能传输和分配的重要设备，其保护也是电力系统中的关键任务之一。
相侧电流差动保护技术在变压器保护中具有重要作用。
通过在变压器的高压和低压侧装置差动保护设备，可以实现对变压器的全面保护。
当变压器发生故障时，保护装置能够立即检测到电流差异，并及时切断故障部分，保护变压器免受损害。
四、相侧电流差动保护技术的发展趋势相侧电流差动保护技术正随着电力系统的发展不断演化和改进。
基于负序分量的相位相关电流保护
基于负序分量的相位相关电流保护相位相关电流保护是电力系统保护中的重要组成部分，其主要作用是在系统发生故障时，及时检测故障点并保护系统的正常运行。
基于负序分量的相位相关电流保护是一种常用的保护方式，本文将对其原理和应用进行介绍。
一、负序分量理论在电力系统中，负序分量是指三相电压或电流中的负序成分。
负序分量的产生通常是由于不平衡负载或系统故障所致。
负序分量的大小和相位差与正序成分有关，通过对负序分量的监测和分析，可以准确判断电力系统是否存在故障。
二、基于负序分量的相位相关电流保护原理基于负序分量的相位相关电流保护是利用负序分量的相位差来检测电力系统中的相间短路故障。
其基本原理是通过计算故障相电流和非故障相电流之间的相位差，从而判断系统中是否存在相间短路故障。
具体实现过程如下：1.采集三相电流信号，并进行滤波处理，得到正序和负序分量。
2.计算故障相电流和非故障相电流的相位差。
3.根据预设的相位差阈值，判断系统是否存在相间短路故障。
三、基于负序分量的相位相关电流保护的应用基于负序分量的相位相关电流保护广泛应用于电力系统中，特别是在高压输电系统和重要设备保护中。
其主要应用场景包括：1.相间短路故障检测：通过监测负序分量的相位差来判断系统中是否存在相间短路故障，及时采取保护措施，避免故障扩大和设备损坏。
2.故障定位：通过分析负序分量的相位差，可以确定故障点的位置，提高故障处理的效率。
3.负荷平衡：通过监测负序分量的大小和相位差，可以及时发现系统中的不平衡负载，采取措施进行负荷平衡，提高系统的稳定性和运行效率。
四、基于负序分量的相位相关电流保护的优势和不足基于负序分量的相位相关电流保护具有以下优势：1.灵敏度高：通过对负序分量的相位差进行监测，可以实现对微小故障的检测，提高保护的灵敏度。
2.准确性高：通过对负序分量的分析，可以准确判断系统中是否存在故障，避免误判和漏判的情况发生。
3.实时性好：基于负序分量的相位相关电流保护可以实时监测系统的状态，及时响应故障，并采取保护措施，确保系统的安全运行。
PPT-2 基于故障分量的继电保护原理
ZL1
F
(1)ZL1
UF1
Z n1 En
n
F
n
(b) 正序序网
Zm 2
Z L2
F
(1 )ZL2
Zn2
UF2
Z2 F
n
n
(c) 负序序网
Z m0
Z L0
F
(1)ZL0
UF0
Z n0
Z0
n
F
n
(d) 零序序网
Em Z m 1
ZL1
F
(1)ZL1
Z n1 En
Z
E m
I
I zd
n
I k max f1 l
1
2
lmin
lmax
I k min f 2 l
图2.1 电流速断保护灵敏度分析
l
问题：当Z s max 很大时，lmin的最小范围可能小于lmn的15％， 甚至没有了保护区，其根本原因就是定值过高。
实际上，短路电流的大小与系统运行方式、短路类型及故障 点在线路位置有关，相应短路电流表达式为： kd E Ik f3 l 当前运行方式下发生kd 型 Zs Z l
•
故障分量的特征： ① 正常运行情况下无故障分量，它们只在故障时 出现; ② 故障分量电流与负荷电流无关; ③ 故障点故障分量电压最大，系统中性点处为零; ④ 保护安装处故障分量电压和电流的相位关系由 保护安装处到系统中性点之间的阻抗决定，且 不受系统电动势和故障点过渡电阻的影响。
1.2 故障分量的提取
(e) 正序复合序网
n
• 当F点发生单相接地短路时，为串联型复合序网：
Z Z 2 Z 0
利用故障分量的分相式电流差动保护
利用故障分量的分相式电流差动保护
伍叶凯;员保记
【期刊名称】《继电器》
【年(卷),期】1996(000)003
【摘要】本文在分相式全电流差动保护的基础上，提出了一种利用相电流突变量构成分相式突变量差动保护，利用两端零序电流构成零序差动保护的新方案，在保证区外故障具有足够防卫能力的前提下，该保护在重负荷大电阻区内故障时肯有很高的灵敏度。
【总页数】6页(P4-9)
【作者】伍叶凯;员保记
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TM77
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基于正序电流故障分量的有源配电网线路差动保护
基于正序电流故障分量的有源配电网线路差动保护
鲁坤;兰生;贺清峰;康健
【期刊名称】《电气开关》
【年(卷),期】2024(62)2
【摘要】传统配电网在大量分布式电源接入后变为有源配电网,拓扑结构与故障特征发生改变,现有电流差动保护无法同时满足可靠性与灵敏性要求。
为此分析了逆变型分布式电源故障输出特性,建立有源配电网正序电流故障分量网络,在此基础上提出一种基于正序电流故障分量的电流差动保护方案。
该方案以线路两侧正序电流故障分量为特征量对常规电流差动保护进行改造,解决了在分布式电源接入后线路发生区内高过渡电阻故障引起的电流差动保护无法准确识别故障的问题。
最后使用PSCAD/EMTDC对该方案在不同工况下的动作情况进行仿真,仿真结果表明该方案能够适应有源配电网保护需求。
【总页数】5页(P43-47)
【作者】鲁坤;兰生;贺清峰;康健
【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院;华北理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM72
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1.基于序分量的多端线路电流差动保护改进算法
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基于故障稳态分量的含DG配电网自适应方向电流保护方案
基于故障稳态分量的含DG配电网自适应方向电流保护方案马静;刘静【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2018(038)001【摘要】Aiming at the poor reliability problem of traditional protection in the distribution network with DG(Distributed Generation),an adaptive directional current protection scheme based on steady state component is proposed.By analyzing the fault transient characteristics and fault equivalent methods of different kinds of DG,components of short circuit current are calculated,and the relationship between three phase components of the short circuit current are revealed.Based on this,the steady state component of system is obtained according to the fault boundary conditions.Then,combined with the measured voltage and current at the relay installation point,the equivalent voltage and the equivalent impedance at backside of relay protection are calculated,with which,an adaptive directional current protection criterion under different fault conditions is established.Simulative results show that immune to DG types,DG output and system operating modes,the proposed scheme can effectively prevent the time relay failure caused by voltage drop.%针对分布式电源(DG)大量接入配电网后保护可靠性低的问题,提出一种基于故障稳态分量的自适应方向电流保护方案.分析不同类型DG的故障暂态特性以及故障等值方法,计算系统短路电流所含分量,并揭示短路电流三相分量之间的关系.在此基础上,根据故障边界条件,获取系统故障稳态分量,再结合保护安装处的测量电压及测量电流,计算保护背侧等值电压和等值阻抗,构造不同故障类型下自适应方向电流保护判据.仿真结果表明该方案不受DG类型、DG出力以及系统运行方式影响,并能有效地防止电压跌落引起的延时保护拒动.【总页数】9页(P1-9)【作者】马静;刘静【作者单位】华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TM77【相关文献】1.含DG配电网保护的电流方向元件及其在故障定位中的应用 [J], 王秋杰;梅李朋;陈国训2.基于故障分量含DG配电网方向保护新原理 [J], 田书; 刘颖; 何金朋3.主动配电网的故障电流序分量保护方案 [J], 徐宏斌;李梅;闫其路4.考虑多DG接入的配电网自适应电流主保护方案 [J], 全蕾;詹红霞;张勇;肖竣文;彭平5.考虑多DG接入的配电网自适应电流主保护方案 [J], 全蕾;詹红霞;张勇;肖竣文;彭平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。