4.4-纵联电流差动保护
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Ir Im In Iunb
4.4.1 纵联电流差动保护原理
在工程上，不平衡电流稳态值采用电流互感器的10% 的误差曲线按下式计算：
Iunb 0.1Kst Knp Ik
K st
当两侧互感器的型号、容量相同时取0.5，不同取1。
K np
非周期分量系数。
Ik
外部短路时流过互感器的短路电流（二次值）。
在差动继电器的设计中，差动的动作门坎随着 I res 的增大而增大， I res 起制动作用，称为制动电流。动作
方程为： Ir Kres Ires
4.4.1 纵联电流差动保护原理
2.输电线路纵联电流差动保护特性分析
（1）不带制动特性的差动继电器特性
动作方程： Ir Im In Iset Ise的t 选择方法：
因此可以从高频信号的连续和间断反应两端电流相位比 较结果，构成相位纵联保护。
下面结合图形具体说明。
区外故障时
~
Im
k2 ~
In
180° 360°
t
180° 360°
当某端的电流处于正半波时，由该端保护向输电线上发出高频信号。 该高频信号可以同时被本端保护和对端保护所接收。
可见，区外故障时，两端电流反向，输电线路上存在连续的高频信号。
1）躲过外部短路时的最大不平衡电流
Iset Krel Knp Ker Kst Ik.max
2）躲过最大负荷电流
Iset Krel I L.max
可非互外靠周感部系 期器短数分1同路0，量型% 时取系系流误数1数.过差2，，~电系差取2流数动0互.回5感或路器1 采的用最速大饱短和路变电流流器（时二取次1；值） 采用串联电阻时取1.5~2；
区内故障时
~
Im
k1
~
In
180° 360°
t
180°360°
可见，区内故障时，两端电流同相，向线路发送高频信号的时刻基本相 同，因此，输电线路上的高频信号是不连续的。
若纵差动保护不满足灵敏度要求，可采用带制动特性 的纵差动保护。
Baidu Nhomakorabea
4.4.1 纵联电流差动保护原理
（2）带制动特性的差动继电器特性 这种原理的差动继电器有两组线圈：制动线圈和动作线圈。
制动线圈流过两侧互感器的电流之差（循环电流） Im ，In 动作线圈流过两侧互感器的电流之和 Im ，In动作条件为：
4.4.1 纵联电流差动保护原理
外部短路时穿过两侧电流互感器的实际短路电流 可Ire以s 采
用以下方法计算：
比率制动方式
I res 0.5 Im In ，I res 0.5 Im In
标积制动方式
I
res
Im In cos(180 mn )
0
cos(180 mn ) 0 cos(180 mn ) 0
可见：不平衡电流的大小和外部短路电流的大小有关，短路 电流越大，不平衡电流越大。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
因此，差动保护的判据有两种思路： （1）躲过最大不平衡电流Iunb.max，这种方法可以防止 区外短路的误动，但对区内故障则降低了差动保护的灵 敏度；
（2）采用浮动门坎，即带制动特性的差动保护。因为 区外故障时流过差动回路的不平衡电流与短路电流的大 小有关系，短路电流小，不平衡电流也越小，因此可以 根据短路电流的大小调整差动保护的动作门坎。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
1.纵联电流差动保护原理 在正常行运行及区外故障时， IM ，I流N 过差动继电器
的电流（不平衡电流）为：
Iunb Im In nT1A（IM IN )
电流继电器正确动作时，差动电流（动作电流） I应r 躲过
最大不平衡电流，即：
纵联电流相位差动保护仅利用输电线路的两端电流相位 在区外短路时相差180°、区内短路时相差0°来区分故障范 围。此时需要传递两端各自的相位信息，需要传递的信息 量小。
4.4.2 纵联电流相位差动保护
在传递相位信息时，两端保护仅在本端正半波（负半波） 时启动发信机发送高频信号，这样外部故障时两端电流按 照规定的正方向相位为反相，则输电线路上将出现连续的 高频信号；若是内部故障，两端电流近似同相，输电线路 上将出现间断的高频信号。
k2 ~
In
提高了外部短路时 不动作的可靠性。
Im In K Im In Iop0
4.4.1 纵联电流差动保护原理
区内故障时（k1点短路），
~
Im
Im , In近似同相
k1
~
In
Im In 较小，制动作用较弱 提高了内部短路时
Im In 很大，动作作用很强 保护动作的灵敏性
Im In K Im In Iop0
4.4.2 纵联电流相位差动保护
1.纵联电流相位差动保护的工作原理 纵联电流差动保护要求传输两端的电流相量，对传输设
备的容量和速率都有较高的要求，并要求两端的数据要严 格同步，利用电力线载波通道很难满足要求。因此纵联电 流差动保护主要用于发电机、变压器和母线等元件上。
线路正常运行时的最大负荷电流的二次值
取两者中的较大者作为整定值。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
（1）不带制动特性的差动继电器特性 灵敏度检验：保护应满足在单侧电源运行发生内
部短路时有足够灵敏度的要求。
K sen
Ir I set
I k . min I set
2
I k . min
单侧最小电源作用且被保护线路末端短路时，流过保护的 最小短路电流。
4.4 纵联电流差动保护
——纵联电流差动保护 ——纵联电流相位差动保护
4.4.1 纵联电流差动保护原理
1.纵联电流差动保护原理
IM
~
k1
Im
KD
Ir
IN
k2 ~
In
Ir Im In Im nT1A（IM IM ) In n1TA（IN IN )
Im In K Im In Iop0
K
I op 0
制动系数，在0~1之间选择。 很小，克服继电器机械摩擦或保证电路状态发生翻转做需要的值。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
区外故障时（k2点短路），
~
Im In
Im
Im In 很大，制动作用强
Im In 很小，动作作用弱
4.4.1 纵联电流差动保护原理
在工程上，不平衡电流稳态值采用电流互感器的10% 的误差曲线按下式计算：
Iunb 0.1Kst Knp Ik
K st
当两侧互感器的型号、容量相同时取0.5，不同取1。
K np
非周期分量系数。
Ik
外部短路时流过互感器的短路电流（二次值）。
在差动继电器的设计中，差动的动作门坎随着 I res 的增大而增大， I res 起制动作用，称为制动电流。动作
方程为： Ir Kres Ires
4.4.1 纵联电流差动保护原理
2.输电线路纵联电流差动保护特性分析
（1）不带制动特性的差动继电器特性
动作方程： Ir Im In Iset Ise的t 选择方法：
因此可以从高频信号的连续和间断反应两端电流相位比 较结果，构成相位纵联保护。
下面结合图形具体说明。
区外故障时
~
Im
k2 ~
In
180° 360°
t
180° 360°
当某端的电流处于正半波时，由该端保护向输电线上发出高频信号。 该高频信号可以同时被本端保护和对端保护所接收。
可见，区外故障时，两端电流反向，输电线路上存在连续的高频信号。
1）躲过外部短路时的最大不平衡电流
Iset Krel Knp Ker Kst Ik.max
2）躲过最大负荷电流
Iset Krel I L.max
可非互外靠周感部系 期器短数分1同路0，量型% 时取系系流误数1数.过差2，，~电系差取2流数动0互.回5感或路器1 采的用最速大饱短和路变电流流器（时二取次1；值） 采用串联电阻时取1.5~2；
区内故障时
~
Im
k1
~
In
180° 360°
t
180°360°
可见，区内故障时，两端电流同相，向线路发送高频信号的时刻基本相 同，因此，输电线路上的高频信号是不连续的。
若纵差动保护不满足灵敏度要求，可采用带制动特性 的纵差动保护。
Baidu Nhomakorabea
4.4.1 纵联电流差动保护原理
（2）带制动特性的差动继电器特性 这种原理的差动继电器有两组线圈：制动线圈和动作线圈。
制动线圈流过两侧互感器的电流之差（循环电流） Im ，In 动作线圈流过两侧互感器的电流之和 Im ，In动作条件为：
4.4.1 纵联电流差动保护原理
外部短路时穿过两侧电流互感器的实际短路电流 可Ire以s 采
用以下方法计算：
比率制动方式
I res 0.5 Im In ，I res 0.5 Im In
标积制动方式
I
res
Im In cos(180 mn )
0
cos(180 mn ) 0 cos(180 mn ) 0
可见：不平衡电流的大小和外部短路电流的大小有关，短路 电流越大，不平衡电流越大。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
因此，差动保护的判据有两种思路： （1）躲过最大不平衡电流Iunb.max，这种方法可以防止 区外短路的误动，但对区内故障则降低了差动保护的灵 敏度；
（2）采用浮动门坎，即带制动特性的差动保护。因为 区外故障时流过差动回路的不平衡电流与短路电流的大 小有关系，短路电流小，不平衡电流也越小，因此可以 根据短路电流的大小调整差动保护的动作门坎。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
1.纵联电流差动保护原理 在正常行运行及区外故障时， IM ，I流N 过差动继电器
的电流（不平衡电流）为：
Iunb Im In nT1A（IM IN )
电流继电器正确动作时，差动电流（动作电流） I应r 躲过
最大不平衡电流，即：
纵联电流相位差动保护仅利用输电线路的两端电流相位 在区外短路时相差180°、区内短路时相差0°来区分故障范 围。此时需要传递两端各自的相位信息，需要传递的信息 量小。
4.4.2 纵联电流相位差动保护
在传递相位信息时，两端保护仅在本端正半波（负半波） 时启动发信机发送高频信号，这样外部故障时两端电流按 照规定的正方向相位为反相，则输电线路上将出现连续的 高频信号；若是内部故障，两端电流近似同相，输电线路 上将出现间断的高频信号。
k2 ~
In
提高了外部短路时 不动作的可靠性。
Im In K Im In Iop0
4.4.1 纵联电流差动保护原理
区内故障时（k1点短路），
~
Im
Im , In近似同相
k1
~
In
Im In 较小，制动作用较弱 提高了内部短路时
Im In 很大，动作作用很强 保护动作的灵敏性
Im In K Im In Iop0
4.4.2 纵联电流相位差动保护
1.纵联电流相位差动保护的工作原理 纵联电流差动保护要求传输两端的电流相量，对传输设
备的容量和速率都有较高的要求，并要求两端的数据要严 格同步，利用电力线载波通道很难满足要求。因此纵联电 流差动保护主要用于发电机、变压器和母线等元件上。
线路正常运行时的最大负荷电流的二次值
取两者中的较大者作为整定值。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
（1）不带制动特性的差动继电器特性 灵敏度检验：保护应满足在单侧电源运行发生内
部短路时有足够灵敏度的要求。
K sen
Ir I set
I k . min I set
2
I k . min
单侧最小电源作用且被保护线路末端短路时，流过保护的 最小短路电流。
4.4 纵联电流差动保护
——纵联电流差动保护 ——纵联电流相位差动保护
4.4.1 纵联电流差动保护原理
1.纵联电流差动保护原理
IM
~
k1
Im
KD
Ir
IN
k2 ~
In
Ir Im In Im nT1A（IM IM ) In n1TA（IN IN )
Im In K Im In Iop0
K
I op 0
制动系数，在0~1之间选择。 很小，克服继电器机械摩擦或保证电路状态发生翻转做需要的值。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
区外故障时（k2点短路），
~
Im In
Im
Im In 很大，制动作用强
Im In 很小，动作作用弱