第七章电网的差动保护
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。
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)
南昌大学继电保护期末填空_题目
___Ia___, U ____Ubc______ 1.功率方向继电器广泛采用的是 90 0 接线方式,即 I J J
2.当加入相间功率方向继电器的电流和电压一定时，在电压与电流的夹角为φj＝-α(继电器 内角)时，继电器的转矩为_ 做继电器的__ 最大灵敏角 最大 ___，继电器动作最_ _灵敏_，此时的φj 值叫 __。
15.阻抗继电器_____动作区域_____的形状,称为动作特性。动作特性可以用阻抗复平面上的 _____几何图形_____来描述。 16.完全电流差动母线保护在母线上的所有连接元件上装设具有相同__变比___和 ____特性__ 的电流互感器。 第三章 三段式电流保护 1.能使过电流继电器动作的电流，称该继电器的动作电流；能使过电流继电器返回的电流，称 该继电器的返回电流。 ____返回电流____ 与_____动作电流___的比值称为继电器的返回系数。 2.瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的 （最大短路电流）整定，其灵敏性通常 用（保护范围大小）来表示。 3.过电流保护的灵敏度，作为本元件的后备保护时，是用（本元件末端）金属性短路时流经继 电器的最小短路电流与继电器动作电流之比来表示。作为相邻元件的后备保护时，是用（相邻 元件末端）金属性短路时流经继电器的最小短路电流与继电器动作电流之比来表示。 4.低电压继电器的启动电压 （小于） 返回电压，返回电压（大于）1。 5.反应故障时电压降低而动作的保护称为_____低电压保护______ 。 6.通过所研究保护装置的短路电流为最大的运行方式称为_____最大运行方式______。 7.无时限电流速断保护和限时电流速断保护共同作用，构成了线路的_____I 段和 II 段电流保 护______。 8.反应整个被保护元件上的故障， 并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为 （带时限电 流速断保护） 。 9.电力系统发生短路故障的最明显特点是（电流增大，电压降低） 。 10.三段式电流保护是指 （无时限电流速断保护） 、 （带时限电流速断保护）和（定时限过电流 保护） 。 第四章 功率方向保护
110KV供电系统中的各种保护
1、纵联差动保护，即输电线的纵联差动保护，是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。
2、差动保护差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。
变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。
特性由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，这是它的可贵优点。
但是，为了构成纵联差动保护装置，必须在被保护元件各端装设电流互感器，并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来，接差动继电器。
以前由于受辅助导线条件的限制，纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上，由于光纤的广泛使用，纵联差动保护已可作为长线路的主保护。
对于发电机、变压器及母线等，均可广泛采用纵联差动保护实现主保护。
保护原理所谓变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。
纵联差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。
对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备保护。
联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。
因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。
在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。
变压器纵差保护原理接线图变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的，变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。
电力系统继电保护网上作业题参考答案
东北农业大学网络教育学院电力系统继电保护网上作业题参考答案第一章绪论一. 填空题1.速动性选择性灵敏性可靠性2.测量部分、逻辑部分、执行部分3.故障发出信号4.不拒动，不误动5.相间短路，接地短路6.正常状态不正常状态故障状态7.主保护后备保护近后备远后备8.主保护后备保护9.灵敏系数高10.过负荷单相接地故障11.过电流低电压差动12.瓦斯过负荷二.选择题1. B ,2. A三.问答题1.继电保护装置，就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
2.电力系统继电保护的基本性能应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。
选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
速动性：短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减轻短路引起的破坏程度，减小对用户工作的影响，提高电力系统的稳定性。
灵敏性：是指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
可靠性：是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其他不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。
3.基本任务：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭受破坏，保证非故障部分迅速恢复正常运行。
（2）对不正常运行状态，根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸，且能与自动重合闸相配合。
4.所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。
考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。
5. 当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。
当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备。
第二章电网的电流保护一. 填空题1.起动2.限时电流速断保护（二段保护）3.阶梯原则4.起动特性返回特性5.完全补偿、欠补偿、过补偿三过补偿6两相星型7.在被保护线路末端发生短路时通过保护装置的短路电流最大，系统的等值阻抗最小。
电网的差动保护
分布式能源与差动保护
分布式能源
随着可再生能源的发展，分布式能源已成为未来的重 要趋势。分布式能源具有分散性、灵活性和环保性等 特点，但也给电网的稳定运行带来了挑战。
差动保护在分布式能源接入中的应用
在分布式能源接入电网的过程中，差动保护可以通过 对电流的实时监测和快速切除，保障电网的稳定运行 。同时，差动保护还可以通过优化配置，提高分布式 能源的利用效率。
差动保护需要与智能电网技术深度融合
智能电网是未来电网发展的重要方向，差动保护需要与智能电网技术深度融合，实现信息共享、远程监控、自动化控 制等功能，提高电网的智能化水平和运行效率。
差动保护需要加强人才培养和队伍建设
差动保护技术是专业性很强的领域，需要具备高素质的人才和专业的技术队伍来支撑其发展。未来需要 加强人才培养和队伍建设，提高技术人员的专业素质和技术水平。
目前，差动保护已经实现了数字化和智能化，采用光纤通信和微处理器技术，能 够实现快速、准确的故障检测和切除，为电力系统的安全稳定运行提供了更加可 靠的保障。
02 差动保护的基本原理
差动保护的工作原理
差动保护基于比较电网两侧电流大小 和方向原理工作，通过检测线路两端 电流的大小和相位，判断线路是否发 生故障。
根据差动元件的构成，差动保护可以分为电磁型差动保护和微机型差动保护。电磁型差动保护主要采用电磁式继电器，而微 机型差动保护采用微处理器和数字电路。
差动保护的优缺点
差动保护具有灵敏度高、动作速度快、可靠性高、受系统运行方式变化影响小等优点。在区内故障发 生时，差动保护能够快速切除故障，减小故障影响范围。
当线路正常运行或区外故障时，线路 两端电流大小相等、相位相反，差动 电流为零；当线路区内故障时，两端 电流大小不等、相位相同，差动电流 不为零。
七章电网的差动保护
电流互感器二次侧断线
三、纵联差动保护的整定计算
差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大
不平衡电流整定
I op
Krel Kerr
Kst Knp KTA
I dmax
为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按
躲开电流互感器二次断线整定
I op
K rel I Lmax KTA
灵敏度校验：
K sen
当区外故障时，被保护线路近短路点一 侧为负短路功率，向输电线路发高频波，两 侧收信机收到高频波后将各自保护闭锁。
当区内故障时，线路两端的短路功率方 向为正，发信机不向线路发送高频波，保护 的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。
2KT 延时元件 1KT 记忆元件
正常运行时
内部故障时 外部故障时
I op KTA
（2）躲开单回线运行时的最大负荷电流
I opr
K rel K re KTA
I Lmax
四、横联差动方向保护的优缺点及应用范围
优点：能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障， 实现起来简单、经济，不受系统振荡的影响。
缺点：存在相继动作区，当故障发生在相继动作区 时，切除故障的时间增加1倍。保护装置还存 在死区。需加装单回线运行时线路的主保护 和后备保护。
为什么要采用远方发信?
考虑到当发生故障时，如果只采用本侧“发信”元件将发 信机投人工作，再由“停信”元件的动作状态来决定它是 否应该发信，实践证明这种“发信”方式是不可靠的。
远方启动高频闭锁方向保护的主要问题
双电源变单电源运行(如B侧有电源，C侧无电源)．
发生内部故障时
C侧发起元动件信机被B侧发讯机的高频禁止信号远发方信机启动后通道， 不能自行关闭，致使B侧保护一门 直收到C侧发讯机
第七章 电网的差动保护
I op I k1 I k 2 lM l l I k1 I k 2 Ik
I opM lM mM 100% 100% 50% l IK
横联差动保护的死区
功率方向继电器采用90接线，但当出口发生三
相短路时，母线残压为零，功率方向继电器不动作， 这种不动作的范围称为死区。 死区在本保护出口，在对侧保护的相继动作区内。 在死区内发生三相短路，两侧横差保护都不能动作。 死区的长度不允许大于被保护线路全长的10％。
M端保护不动作,
I rN
2 IK 2 KTA
I op2
N端保护动作，QF3跳闸。
QF3跳闸后，故障并未切除。短路电流重新分布，故障点全部 短路电流通过保护1，于是M端保护1的差动回路电流为
I rM 2I K 2 KTA
I op1
大于启动元件动作电流，故保护1动作，1QF跳闸。这样，K点 故障分别有N、M端保护先后动作，使QF3先跳闸，然后QF1跳 闸切除故障线路的情况称为相继动作。
（3）躲过对侧断路器跳闸后流过本侧保护的非故障相最大电流：
I opr
K rel I unf max KTA
四、灵敏系数校验
1. 发生保护区内部故障时，应能保证至少一段具有足够的 灵敏性。在相同灵敏系数点发生故障时，要求保护的灵敏度 大于等于2，即
K smin
I k I k1 I k 2 2 I op I op
I r I I 2 I II 2
1 I IIm I I m I unb KTA
为两端电流互感器励磁电流之差
I unbmax
K err K st I K max KTA
二、不平衡电流
2．暂态不平衡电流
电力系统继电保护原理(4)
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三、常用的保护继电器及操作
电源
一）保护继电器
1、电流继电器：电流保护的测量元件
2、电压继电器：电压保护的测量元件
3、中间继电器：在继电保护装置和自动装置中 用以增加触点数量以及容量
4、时间继电器：建立必要的延时，以保证保护 动作的选择性和某种逻辑关系
5、信号继电器：作为继电保护装置和自动装置 动作的信号指示
保护的动作电流按躲过被保护线路外部短路 的最大短路电流来整定m llp，以满足选择性。
1、动作电流： IoI p1 KkIelIk(13.)max
2、动作时间：t1I 0s
3、保护灵敏度： m l p
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l
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一、三段式电流保护
二）带时限电流速断保护（电流II段）
保护本线路并延伸至相邻线路，但不超过相
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非故障线路保护安装处，流过本线路的
零序电容电流方向由母线指向非故障线路， 超前零序电压90°；故障线路保护安装处 流过所有非故障元件的零序电容电流之和， 数值较大，方向由故障线路指向母线，滞 后零序电压90°
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二、中性点非直接接地电网
一）中性点不接地电网
2、接地保护 绝缘监察 零序电流保护 零序功率方向保护（选讲）
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二、对继电保护装置的基本要 求
三）灵敏性
在事先规定的保护范围内部发生故障时，不 论短路点的位置，短路的类型如何，以及短路点 是否有过渡电阻，都能敏锐感觉，正确反应
四）可靠性
在保护装置规定的保护范围内发生了它应该 动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其 他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作
线路差动保护原理
线路差动保护原理
线路差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它主要用于对输电线路进行
保护，能够有效地检测和定位线路中的故障，保障电网的安全稳定运行。
下面将对线路差动保护的原理进行详细介绍。
首先，线路差动保护的原理是基于比较两端电流的差值来实现的。
在正常情况下，线路两端的电流是相等的，而一旦出现故障，导致线路某一段的电流发生变化，这种差异就会被差动保护系统所检测到。
差动保护系统会对两端电流进行比较，一旦发现差值超出设定的范围，就会判定为线路发生了故障，并进行相应的保护动作。
其次，线路差动保护系统通常由主保护和备用保护组成。
主保护是指在发生线
路故障时，首先进行动作的保护装置，它的动作速度较快，能够快速切除故障段，避免故障扩大。
备用保护则是作为主保护的补充，当主保护失效时，备用保护能够及时接替主保护的功能，保证线路的安全可靠运行。
另外，线路差动保护系统还具有灵敏度高、动作速度快、可靠性强等特点。
它
能够对线路的各种故障进行快速准确的判断，并采取相应的保护动作，有效地保护了电力系统的设备和人员的安全。
此外，线路差动保护系统还能够实现远程通信和智能化管理，提高了电力系统的运行效率和管理水平。
总的来说，线路差动保护是电力系统中一种重要的保护方式，它通过比较线路
两端的电流差值来实现对线路的保护，具有灵敏度高、动作速度快、可靠性强等特点，能够有效地保障电网的安全稳定运行。
随着电力系统的不断发展和完善，相信线路差动保护技术会更加成熟和先进，为电力系统的安全运行做出更大的贡献。
差动保护预告总信号
差动保护预告总信号
差动保护是一种电气保护装置，它利用被保护设备两侧电流的差值来实现保护。
差动保护的原理简单、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、母线差动保护等等。
变压器差动保护主要是设置制动电流防止误动。
差动电流和制动电流的比值与预设的比率相比较，只有差动电流与制动电流的比值大于了预设值，保护才会动作。
差动保护的优点在于快速灵敏、选择性强、接线简单。
它可以对电力系统进行有效的主保护和备用保护。
然而，差动保护也存在一些局限性，例如对电源电压的影响、对线路长度的要求以及对系统运行方式的影响。
为了保证差动保护的正常运行，需要定期进行调试和维护。
调试方法包括校验保护装置的定值、动作方向和灵敏角等。
差动保护的原理
差动保护的原理
差动保护是一种用于电力系统中保护设备的保护装置，其主要原理是通过比较电流变量来检测系统中的故障。
差动保护的基本原理是根据基尔霍夫电流定律，通过比较进入和离开受保护区域的电流的差值，来判断是否有故障发生。
当系统正常运行时，进入和离开受保护区域的电流应该相等，差动保护的输出信号为零。
但是当系统发生故障时，导致有一部分电流发生了变化，进入和离开受保护区域的电流差值就会不为零，差动保护系统会发现这个差异并产生相应的保护动作。
差动保护通常应用于变压器、发电机、电缆等可能发生故障的设备上。
对于变压器来说，差动保护通常是通过在变压器的电流进出线路上安装电流互感器来实现的。
进入和离开变压器的电流通过电流互感器传递到差动保护装置，该装置比较这些电流的差异并判断是否有故障发生。
如果有故障发生，差动保护装置将发出信号，触发断路器或其他保护设备，切断受保护设备与电力系统的连接，从而保护设备免受进一步的损坏。
总之，差动保护通过比较电流变量来检测电力系统中的故障，当进入和离开受保护区域的电流差异大于预设值时，差动保护系统会触发相应的保护动作，以保护设备的安全运行。
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。
线路差动保护原理
线路差动保护原理
线路差动保护是电力系统中一种重要的保护装置，用于检测线路上的相间故障和其他异常条件。
它基于差动原理，通过比较线路两端的电流来实现对线路状态的监测和保护。
线路差动保护装置通常由差动继电器、电流互感器和电压互感器组成。
电流互感器用于测量线路两端的电流值，而电压互感器则用于测量线路两端的电压值。
差动继电器则负责将电流和电压信号进行差动计算和比较，从而判断线路是否存在故障。
在正常情况下，线路两端的电流应该是相等的，因为电流在闭合回路中保持守恒。
当线路发生相间故障时，如线路短路或接地故障，故障点处的电流将增大，导致线路两端的电流不再相等。
差动继电器通过比较线路两端的电流值，如果检测到差异超过设定的阈值，则判定为故障发生，并触发保护动作，如切断故障段电源，以保护线路的安全运行。
除了故障检测，线路差动保护还能识别线路上的其他异常情况，如不均衡负荷、相序错位等。
这些异常情况也会导致线路两端的电流不相等，因此差动继电器可以通过比较电流差异来判断线路的状态，以避免潜在的故障风险。
总之，线路差动保护是一种重要的电力系统保护装置，通过比较线路两端的电流来检测故障和其他异常情况。
它采用差动原理，可以高效地保护电力线路的安全运行。
电力系统差动保护的分析与研究
电力系统差动保护的分析与研究差动保护是电力系统中一种常用的保护方式，它能够实现对电力系统中电流异常的快速检测和切断，保证电力系统的安全可靠运行。
本文将从差动保护的原理、应用和研究现状等方面进行分析和研究。
一、差动保护的原理差动保护是利用电力系统负载电流的差异性来实现异常检测和保护的一种技术。
在电力系统中，往往存在着多个负载设备，每个负载设备的电流大小和方向都不一样，因此在两个节点之间的电流大小和方向也是不同的。
利用这种差异性，可以设计出差动保护装置，实现对电力系统异常电流的及时检测和切断。
差动保护的原理可以通过下图来展示。
如图所示，电力系统中有两个节点，节点之间的线路上存在着当前电流I1和I2。
这两个电流经过差动保护器之后，会产生一个输出信号，判断这两个电流是否相等，如果相等，则电力系统正常运行；如果不相等，则可能存在电力系统异常，需要及时切断电路，保证电力系统的安全运行。
二、差动保护的应用差动保护在电力系统中具有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 保护发电机在电力系统中，发电机是一种重要的负载设备，如果发电机出现异常，可能会导致电力系统的故障。
因此，差动保护在保护发电机方面具有重要应用。
差动保护可以实现对发电机的电流进行监测和保护，避免发电机出现异常，保证电力系统的稳定性和安全性。
2. 保护变压器电力系统中还存在着变压器这种负载设备，变压器是将高压电能转化为低压电能的设备，如果变压器出现异常，可能会对电力系统造成较大的影响。
因此，差动保护在保护变压器方面也具有广泛的应用。
差动保护可以对变压器的电流进行监测和保护，避免变压器出现异常，保证电力系统的稳定性和安全性。
3. 保护线路在电力系统中，线路也是一种重要的负载设备，如果线路出现故障，可能会导致电力系统的停电。
因此，差动保护在保护线路方面也具有应用。
差动保护可以对线路的电流进行监测和保护，避免线路出现异常，保证电力系统的稳定性和安全性。
三、差动保护的研究现状差动保护作为一种电力系统保护技术，得到了广泛的应用和研究。
叙述发电机差动保护的原理
叙述发电机差动保护的原理发电机差动保护是为了避免发电机故障时对电网造成严重影响而采取的一种保护措施,其基本原理如下:1. 工作原理当发电机出现内部故障时,会产生电流差动,即发电机入口和出口之间的电流存在差异。
差动保护就是根据电流差动情况,判断发电机是否存在故障,并迅速将故障发电机与电网隔离。
2. 电流差动比较差动保护通过比较发电机两端的电流,如果电流值存在差异超过一定百分比,表示发电机内部存在故障,这时保护装置就会动作隔离故障发电机。
3. 设置差动保护值差动保护动作值的设置应大于发电机正常运行时可能产生的最大误差,同时应小于发电机最轻度内部故障情况下可能出现的最小差动电流,以达到灵敏和可靠的保护。
4. 电流变压器配置需要在发电机入口和出口配置具有充分精度的互感器或电流互感器,来检测电流差异。
还需选择合适变比,满足保护要求。
5. 差动保护装置包括电流互感器、电流回路、差动继电器、时间延迟电路、鳃式负荷开关等部分组成。
继电器检测电流差异,执行保护动作的切断。
6. 多速发电机的差动保护多速发电机在不同转速下,其内部回路参数有较大变化,因此差动保护装置要能够对应多种工况,设置灵活的保护值。
7. 整定保护值需要对差动保护进行整定,通过发电机运行测试确定最佳的保护定值,以确保在故障时迅速动作,并避免误动作。
8. 系统协调差动保护要与发电机的其他保护系统协调配合,优先发挥差动保护的作用,其他保护起备用作用,形成完善的保护系统。
9.定期测试要定期对差动保护进行模拟测试和整定,确保其性能的参数设置都符合要求,能够可靠地在故障时起到隔离保护作用。
10. 差动保护的应用范围差动保护不仅用于发电机保护,也广泛应用于变压器、电动机、电力传输线路等电力设备的保护。
综上所述,这些就是发电机差动保护的主要原理。
它对保证电网安全运行具有重要作用。
电力系统差动保护及其应用
电力系统差动保护及其应用随着电力系统的不断发展，如今的电力系统对供电质量、稳定性、可靠性和安全性要求越来越高。
差动保护系统是一种可靠的保护系统，可以在电力系统中发现和保护变压器和高压线路等电气设备的故障，保护电力系统的正常运行。
本文将介绍电力系统差动保护的基本原理和应用。
1. 差动保护的基本原理差动保护的基本原理是以电流差作为判断依据来实现电气设备的保护。
在电气设备正常运行时，电气设备的进出线路上的电流是相等的。
如果发生故障，例如电气设备的绕组中存在绕组断路或开路，电流就会发生异常，导致转换成数值或量的电量也会发生错误，这时候差动保护系统就能够检测到这种差异，从而判断出电气设备是否发生了故障。
2. 差动保护的应用差动保护是电力系统中一种很重要的保护手段。
它可以保护变压器、发电机和电缆等设备。
下面将分别介绍电力系统中差动保护的应用。
2.1 变压器差动保护变压器差动保护是最常见的用途。
对于变压器来说，差动保护将在进行任何操作前进行一个基线阅读，记录传递过来的电流或故障信号。
如果这个变压器的电流发生了任何变化，例如跨越比例发生了变化，这时候就会触发差动保护，保护变压器正常运行。
2.2 发电机差动保护发电机差动保护也非常重要。
对于大型发电厂来说，发电机的运转非常重要，因此需要一套可靠的保护系统来保护发电机正常运行。
差动保护可以检测到发电机内部电流的变化，并在出现故障时给出响应。
这可能是因为电压变化，或者是因为发电机绕组的开路或短路导致的。
2.3 电缆差动保护电缆差动保护是保护电缆负荷运行的一种手段。
差动保护系统通过检测电缆上的电流并与发电站的其他传感器进行比较，不仅可以检测到故障点的位置，还可以判断故障是由短路引起还是发生的其他原因。
3. 总结电力系统的差动保护是一种非常有效的保护手段。
通过在电力系统中设置差动保护系统，可以在故障发生时迅速发现故障并做出响应，保护系统的正常运行。
尤其是在重要电气设备的电流检测方面，差动保护是不可或缺的一种保护手段。
(完整word版)《电力系统继电保护》课程教学大纲
《电力系统继电保护》课程教学大纲一、课程简介课程名称：电力系统继电保护英文名称：Principles of Power System Protection课程代码：0110355 课程类别:专业课学分：4 总学时：52（52理论+12实验）先修课程:电路、电子技术、电机学、电力系统分析课程概要：《电力系统继电保护》是理论与实践并重的一门课程，是从事电力系统工作的人员必须掌握的一门专业课程，主要介绍电力系统继电保护的构成原理、运行特性及分析方法。
其目的和任务是使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、整定计算及其运行分析方法，为学生毕业后从事电力系统及相关领域的设计制造、运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础.二、教学目的及要求本课程的教学目的是：本课程是在分析复杂的电力系统故障状态的前提下讲述保护构成原理、配置及动作行为的，并配以一定的实验。
故而是一门理论与实践并重的学科。
使学生深刻理解继电保护在电力系统中所担负的任务，并通过本课程学习，掌握电力系统继电保护的基本原理，基本概念，考虑和解决问题的基本方法及基本实验技能，为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。
通过本课程的学习要求同学们掌握电力系统的基本知识；通过课程教学，使学生掌握电流保护、方向性电流保护、距离保护和差动保护等几种常用保护的基本工作原理、实现方法和应用范围、整定计算的基本原则和保护之间的配合关系；使学生了解电力系统各主要一次主设备(发电机、变电器、母线、送电线路)的故障类型，不正常运行状态及各自的保护方式；使学生了解各种继电器（电流、方向、阻抗）的构成原理、实现方法、动作特性和一般调试方法，熟悉常用继电保护的实验方法。
三、教学内容及学时分配第一章绪论（4学时）掌握电力系统继电保护的任务、基本原理、基本要求及发展概况。
重点：继电保护的任务、对继电保护的基本要求。
难点:继电保护的选择性和灵敏性。
第二章互感器及变换（6学时）掌握电流互感器、电压互感器的工作原理、注意事项、动作特性及三种接线方式；变换器和对称分量滤过器的工作原理、整定计算原则，根据电流、电压的特点及制定保护方案.第三章电网的电流电压保护 (8学时)掌握电流继电器的工作原理、无时限电流速断保护及带时限电流速断保护的工作原理、定时限过流保护、电压、电流联锁速断保护、晶体管电流保护装置、三段式电流保护装置、反时限过电流保护整定计算原则及接线方式、动作特性及接线方式。
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灵敏度校验：
K sen
I d min 2 I op
四、纵联差动保护的评价
优点： 全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响， 灵敏度较高。
缺点：
需敷设与被保护线路等长的辅助导线，且要求 电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器10％ 的误差。这在经济上，技术上都难以实现。
需装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导 线断线应将纵联差动保护闭锁。
－、纵联差动保护的工作原理
电网的纵联差动保护反应被保护线路首末两端电流的 大小和相位，保护整条线路，全线速动。纵联差动保护原 理接线如下图所示。 流入继电器的电流为I2—I2， 即为电流互感器二次电流的差。 差回路：继电器回路。
正常运行： 流入差回路的电流 I1 I1' ' Ir I2 I2 ' 0 KTA KTA
第三节 平行线路的电流平衡保护
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。
II
K
I I
I II
注意事项：在电源侧才能采用电流平衡保护。
复习思考题：
1 纵联差动保护与电流保护的区别是什么？
2 纵联差动保护的原理及优缺点是什么？ 3 横联差动保护的原理及优缺点是什么？
三、横联差动方向保护的整定计算
1．电流继电器的动作电流
（l）为保证横差保护范围外故障保护不动作，横差保护的 动作电流应按躲开外部短路最大不平衡电流整定
' " I op Krel I unbmax Krel ( I unbmax I unbmax )
电流继电器的起动电流 I opr
平行线路有无故障的依据。 I I I II 0 内部短路时：
要判断哪条线路短路，则需要判断电流差 线路1短路时： I I I II ≥0 的方向，以这一原理去实现的差动保护称 为横联差动方向保护。 ≤0 线路2短路时: I I I II
正常运行及外部发生短路：
三、纵联差动保护的整定计算
差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡 电流整定 K rel K err K st K np I d max I op KTA 为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开电 流互感器二次断线整定
I op K rel ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱI Lmax KTA
K sen
I d M I d N 2 I opM I opN
当在相继动作区内短路时，一侧断路器已经断开的情 况下．要求另一侧保护的灵敏度系数大于1.5。
四、横差保护装置接线图
跳QF1 跳QF3 跳QF4 跳QF2
五、横联差动方向保护的优缺点及应用范围
优点： 能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障， 实现起来简单、经济，不受系统振荡的影响。 缺点： 存在相继动作区，当故障发生在相继动作区 时，切除故障的时间增加1倍。保护装置还存 在死区。需加装单回线运行时线路的主保护 和后备保护。 应用： 适用于66kV及以下的平行线路上。
式中 Kerr一电流互感器 10％误差； Kst—电流互感器的同型系数，两侧电流互感器为同型号 时，取0.5，否则取l； Idmax—被保护线路外部短路时，流过保护线路的最大短路 电流。
2暂态不平衡电流
原因：由于非周期分量对时间变化率远小于 周期分量，故非周期分量很难变换到二次侧， 但却使铁芯严重饱和，导致励磁阻抗急剧下 降，励磁电流剧增，从而使二次电流的误差 增大。 结论：暂态不平衡电流要比稳态不平衡电 流大得多，并且含有很大的非周期分量。
电流、电压和距离保护属于单端保护，不能 瞬时切除保护范围内任何地点的故障。这就不能 满足高压输电线路系统稳定的要求。如何保证瞬 时切除高压输电线路故障？
解决办法： 采用线路纵差动保护 线路纵差动保护是利用比较被保护元件始末端电流的大小 和相位的原理来构成输电线路保护的。当在被保护范围内 任一点发生故障时，它都能瞬时切除故障。
两线路中的电流相等。两电流互感器差回路中的电 流仅为很小的不平衡电流，小于继电器的起动电流，电 流继电器不会起动。
内部故障时 ：
如在线路WLl的d点发生短路，M侧电流继电器中的电流 1 (I Ir I ' dWL1 ) dWL1 KTA 当Ir＞Iop时，电流继电器1动作。
功率方向继电器2承受正方向功率动作，功率方向继电器3 承受负功率不动作，因而跳开1QF。
内部短路：
流入差动保护回路的电流为
I r I 2d I
' 2d
I1d I1' d Id ' KTA KTA KTA
被保护线路内部故障时，流入差回路 的电流远大于差动继电器的起动电流，差 动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断开 线路两侧断路器。 结论：1、差动保护灵敏度很高 2、保护范围稳定 3、可以实现全线速动
4、不能作相邻元件的后备保护
二、纵联差动保护的不平衡电流
1．稳态情况下的不平衡电流
由于电流互感器总是具有励磁电流，且励 磁特性不完全相同。同一生产厂家相同型 号，相同变比的电流互感器也是如此。
理想
该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流的差。差动 回路中产生不平衡电流最大值为 K err K st I d max I unbmax K TA
外部短路：流入差回路中的电流为
' I r I 2d I 2d I1d I1' d ' 0 KTA KTA
被保护线路在正常运行及区外故障时，在理 想状态下，流入差动保护差回路中的电流为零。 实际上，差回路中还有一个不平衡电流Iunb。差 动继电器KD的起动电流是按大于不平衡电流整 定的，所以，在被保护线路正常及外部故障时差 动保护不会动作。
应用： 在输电线路中，只有用其它保护不能满足要求的 短线路（一般不超过5～7km 线路）才采用。
第二节
平行线路横联差动方向保护
一、横联差动方向保护的工作原理
横差方向保护：是用于平行线路的保护装置，它装设于平 行线路的两侧。其保护范围为双回线的全长。横差方向保 护的动作原理是反应双回线路的电流及功率方向，有选择 性地瞬时切除故障线路。
所谓平行线路，是指线路长度，导电材料 等都相同的两条并列连结的线路，通常两条线 路并联运行，只有在其中一条线路发生故障时， 另一条线路才单独运行。这就要求保护在平行 线路同时运行时能有选择地切除故障线路，保 证无故障线路正常运行。
平行线路内部故障特点
正常运行或区外短路时： I I I II 0 结论：电流差 II III 是否为零可作为
' ( I dWL1 I dWL 2 )L ( I dWL1 I dWL1 )LM
I opM LM L I
dN
LM 相继动作区的长度百分数 LM % 100% L
I opM 100% 50% I
dN
3、 死区 功率方向继电器采用90接线，但当出口发生三相短路 时，母线残压为零，功率方向继电器不动作，这种不动作 的范围称为死区。死区在本保护出口，在对侧保护的相继 动作区内。在死区内发生三相短路，两侧横差保护都不能 动作。死区的长度不允许大于被保护线路全长的10％。
2.相继动作区长度的计算 假设相继动作区的临界点d的短路电流与N侧母线上的短 路时的短路电流相等
' I dN I dWL1 I dWL1
M侧保护中起动元件的一次动作电流为
I opM I dWL1 I dWL 2
依据电压平衡方程式
' I dWL1Z1 ( L LM ) I dWL1Z1 LM I dWL 2 Z1 L
I op KTA
I opr K rel I Lmax K re
（2）躲开单回线运行时的最大负荷电流
2．灵敏度校验 在平行的双回线路上，两侧的断路器都处在合闸位置。 当区内发生故障时，应能保证至少有一侧保护有足够的灵敏 度。为此，应在两侧保护灵敏度相等的那一点发生故障时， 两侧都有足够的灵敏度。这样，当故障点向一侧移动时，靠 近故障点的一侧保护的灵敏系数增大，而远离故障点的一侧 保护的灵敏度必然下降。在相同灵敏系数点发生故障时，要 求保护的灵敏度为2，即
线路N侧：流过差回路中的电流
2 I Ir dWL1 K TA
当Ir＞Iop时，电流继电器动作。
功率方向继电器 2承受正功率，接点闭合，跳开 3QF 瞬时切除故障线路WL1横差保护退出工作，非故障线路WL2 继续运行。
二、横联差动方向保护的相继动作区和死区
1、相继动作区 在靠近对端附近短路时，两回线路电流大小差不多，相位 也相同，导致KA不动作；当对端保护动作跳开对端断路 器后，电流重新分配，然后本侧保护才动作。这种情况称 为相继动作，此区域称为相继动作区。 相继动作：线路两侧保护装置先后动作切除故障的方式。 相继动作区：产生相继动作的范围。
第七章
电网的差动保护
第一节 电网的纵联差动保护
第二节 平行线路横联差动方向保护
第三节 平行线路的电流平衡保护
第七章 电网的差动保护
基本要求:
1、掌握纵联差动保护的工作原理及其特点 2、理解不平衡电流的概念 3、掌握横联差动方向保护的工作原理、接线 及整定计算，理解相继动作区和死区
第一节
电网的纵联差动保护
外部短路时的不平衡电流：
短路电流
不平衡电流
2．暂态不平衡电流 纵联差动保护是全线速动保护，需要考虑在外部短路 时暂态过程中差回路出现的不平衡电流,其最大值为
I ' unbmax Kerr Kst Knp I kmax
式中Knp——非周期分量的影响系数，在接有速饱和变流器 时，取为1，否则取为1.52。
4 什么是横联差动保护的相继动作区？
5 什么是横联差动保护的死区？