纵联电流差动保护-
纵联差动保护原理
纵联差动保护原理
纵联差动保护是电力系统中常用的保护方式之一，用于检测和保护多个平行的发电机或变压器组的差动故障。
其原理是根据比较线圈中电流的差值来判断系统是否存在差动故障，并发出保护信号。
在纵联差动保护中，一组比较线圈置于发电机或变压器的两端，同时连接到保护装置中。
当正常运行时，比较线圈中的电流应该是相等的，差动电流为零。
而当系统发生差动故障时，比较线圈中的电流会出现差异，差动电流会产生并流入保护装置。
保护装置对比较线圈中的电流进行比较，并设定一个差动电流阈值。
当差动电流超过阈值时，保护装置会判断为故障发生，并发出保护信号，触发断路器进行故障切除，保护系统的正常运行。
为了提高纵联差动保护的检测能力和可靠性，通常还会采用差动电流的变比校正，以消除发电机或变压器的变比误差对差动保护的干扰。
此外，还可以通过差动电流的零序和负序成分的检测来区分故障类型，提高保护的选择性。
总之，纵联差动保护通过比较发电机或变压器两端的电流差异来检测差动故障，从而保护电力系统的安全运行。
它是一种常用且有效的保护方式，广泛应用于电力系统中。
纵联差动保护原理
纵联差动保护原理纵联差动保护是一种常用的电力系统保护方式，它主要用于保护输电线路和变电站设备，对于电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。
纵联差动保护原理是基于电流的比较和判断，通过对电流进行差动比较，实现对设备内部故障的快速检测和定位，从而保护电力系统的安全运行。
首先，我们来了解一下纵联差动保护的基本原理。
在电力系统中，设备的正常运行需要保证电流的平衡和稳定。
当设备发生故障时，会导致电流不平衡，纵联差动保护就是利用这一点来实现对故障的检测和保护。
纵联差动保护装置会对设备的电流进行采样，并将采样值进行差动比较，当检测到电流不平衡时，就会发出保护动作信号，从而实现对设备的保护。
其次，纵联差动保护的实现需要考虑一些关键因素。
首先是采样精度和速度，高精度和快速的采样对于准确判断电流是否不平衡至关重要。
其次是保护装置的可靠性和稳定性，保护装置需要能够在各种复杂的工作环境下可靠地工作，确保对设备故障的快速响应。
另外，对于纵联差动保护的设计和参数设置也需要进行合理的考虑，以确保其在实际运行中能够有效地保护设备。
最后，纵联差动保护在实际应用中需要与其他保护装置配合工作。
在电力系统中，除了纵联差动保护外，还需要考虑过流保护、接地保护等其他保护方式，这些保护装置需要协同工作，共同保护电力系统的安全稳定运行。
因此，在设计和应用纵联差动保护时，需要考虑其与其他保护装置的配合，并进行合理的设置和调试，以实现对电力系统全面的保护。
综上所述，纵联差动保护原理是基于电流的差动比较，通过对电流的差异进行判断，实现对设备故障的快速检测和保护。
在实际应用中，需要考虑采样精度、保护装置可靠性、与其他保护装置的配合等关键因素，以确保纵联差动保护能够有效地保护电力系统的安全稳定运行。
纵联电流差动保护意义
纵联电流差动保护意义纵联电流差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它的作用是检测电力系统中的电流差异，当电流差异超过设定值时，发出保护信号，切断故障电路，保护电力设备的安全运行。
本文将从纵联电流差动保护的原理、应用和发展趋势等方面进行探讨。
纵联电流差动保护是一种基于电流差异的保护方式，它通过比较电流差动值与设定值的大小来判断系统是否存在故障。
在电力系统中，各个相位的电流值应该是相等的，但当系统存在故障时，电流的分布会发生变化，导致电流差异产生。
纵联电流差动保护利用这种差异来进行故障检测和保护动作。
纵联电流差动保护的主要应用是在变电站和输电线路中。
在变电站中，电流差动保护可以用于保护变压器、发电机和母线等设备，及时切断故障电路，防止故障扩大。
在输电线路中，电流差动保护可以用于保护线路的安全运行，检测和切除故障电流，保证电力系统的可靠性。
纵联电流差动保护具有以下几个优点。
首先，它可以实现快速的动作，及时切断故障电路，减小故障损失。
其次，它具有灵敏度高、可靠性好的特点，可以检测到微弱的电流差异，有效保护电力设备的安全运行。
此外，纵联电流差动保护还具有自适应性，可以根据系统的变化自动调整保护参数，提高保护的准确性和稳定性。
纵联电流差动保护在近年来得到了广泛的应用和发展。
随着电力系统规模的不断扩大和电力设备的不断更新，对保护技术的要求也越来越高。
纵联电流差动保护作为一种成熟的保护方式，具有较高的可靠性和适应性，受到了广大电力工程师的青睐。
然而，纵联电流差动保护也存在一些问题和挑战。
首先，纵联电流差动保护对系统的接地方式有一定要求，需要保证系统的中性点接地可靠。
其次，纵联电流差动保护对系统的接线方式和电流互感器的布置也有一定的要求，需要满足一定的准确性和可操作性。
此外，纵联电流差动保护在应对复杂故障情况时可能出现误动作或漏动作的情况，需要进一步提高保护的灵敏度和准确性。
为了解决以上问题，纵联电流差动保护的发展方向主要有以下几个方面。
纵联保护第03讲
4.5.1 纵联电流相位差动
电流差动的主要问题： • 数据同步 • 传输数据量大，对通道要求高 • 易受互感器饱和的影响
纵联电流相位差动保护在以上几方面具有优势
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（一）基本原理
仅利用输电线路两端电流相位 在区外短路时相差180°区内短 路时相差为0°,也可以区分区 内、外短路,这就是纵联电流相 位差动保护原理。 此时只需要两端传递各自的相 位信息，即可构成电流相位比 较式纵联差动保护。
.
I m
Rg
.
I n
图4－30 负荷电流对纵联电流差动保护的影响示意图
4.5 纵联电流差动保护
4.5.4 影响纵联电流差动保护的因素及其措施 （三）影响因素之三：负荷电流
解决措施： 故障分量差动保护 差动电流：
制动电流：
M
.
Im
Im In Im In K Im In Im In Im In Im In
当该电流为正(或负)半波时,操作发信机 发出连续的高频电流, 而当该电流为负(或正)半波时,则不发高 频电流。
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（二）原理框图
收信比较时间t3元件
时间t3 元件对收到的高频电流进行整流并延时t3 后有输出,并展宽t4 时间。 区外短路时高频电流间断的时间短,小于t3 延时, 收信机回路无输出,保护不能跳闸。 区内短路时高频电流间断时间长, t3 延时满足, 收信机回路有输出,保护跳闸。 实际上考虑短路前两侧电势的相角差、分布电 容的影响、高频信号的传输延迟等因素,在区外 短路时收到的高频信号不完全连续,会有一定的 间断时间,同样在区内短路时收到的高频电流间 断时间也会小于半周波,因而对t3 要进行整定。
纵联差动保护原理
纵联差动保护原理
纵联差动保护是一种电力系统中常用的保护方式，用于检测和保护主变压器、发电机、母线等重要设备的故障。
其基本原理是比较设备两侧电流的差值，当差值超过设定值时，即认为发生了故障，触发保护动作。
纵联差动保护的工作原理可以分为两个阶段：采样和比较。
首先，在设备两侧分别安装电流互感器，采样得到两侧电流的信号。
这些信号经过放大和调节后，送入差动继电器。
差动继电器进行差动计算，即计算两侧电流的差值。
如果差值低于设定值，差动继电器保持动作，表示系统正常。
但当差值超过设定值，差动继电器即判定为发生故障，触发保护装置的动作。
纵联差动保护的核心是差动继电器，其内部包含了一个差动计算单元和一个保护决策单元。
差动计算单元计算两侧电流的差值，并将结果送入保护决策单元。
保护决策单元根据计算结果，进行故障判定和相应的保护动作。
纵联差动保护的设计要考虑到系统的复杂性和可靠性。
在设计时，需要合理选择互感器的参数、差动计算的方式和设定值。
此外，还需要考虑到与其他保护装置的协调工作，使整个保护系统能够快速、准确地检测和定位故障，并采取适当的措施进行隔离和保护。
综上所述，纵联差动保护通过比较设备两侧电流的差值来检测和保护设备的故障。
它是一种重要的电力系统保护方式，能够有效地提升系统的可靠性和安全性。
纵联电流差动保护-
2）有制动作用
M IM
k1
IN
N k2
动作线圈： Im In
IImm
Im KD
Im In
I r In
IInn
制动线圈： Im In
Ir
动作方程： Im In k Im In Iop0
动作区
I
op0
I res
动作特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化的特性。
二、纵联电流差动保护的工作原理
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障 I IM IN IK1
区外故障 I IM IN 0
工作原理 ——故障特征分析
2. 两端电流相位特征
假设：电源电势相角相等 ，无分布电容、TA、TV
无误差。
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障
区外故障
0
180
工作原理 ——电流差动保护
谢谢！
引起保护误动，特别是对于超高压长线路，电容电流的影
响更为严重 。
M
.
IM
.
.
I MN
IN
N d
.
I CM
1 2
XC
.
I CN
图4－29 长距离输电线路的等值电路
四、影响因素分析
2、影响因素之二：电流互感器误差和不平衡电流
差动保护原理是建立在对一次系统的分析基础上的，但保 护所采用的电流信号是互感器的二次输出信号。二次信号 和一次信号之间的传变误差，导致了不平衡电流的出现。
——相位差动保护 1.电流相位特征
内部故障
外部故障
IM
IN
纵联差动保护
6.2 纵联差动保护6.2.1 基本原理6.2.1.1 定义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。
6.2.1.2 基本原理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TA 1、TA 2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，即2•'I －2•''I ＝0，保证纵差保护不动作。
但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。
(a) 双绕组变压器正常运行时的电流分布 (b) 三绕组变压器内部故障时的电流分布（图6.4 变压器纵差保护原理接线图）在图6.4（a ）双绕组变压器中，变压器两侧电流1•'I 、1•''I 同相位，所以电流互感器TA 1、TA 2二次的电流2•'I 、2•''I 同相位，则2•'I －2•''I ＝0的条件是2•'I ＝2•''I ，即 2•'I ＝2•''I ＝11i n I •'＝21i n I •'' (6.1) 即 12i i n n ＝11••'''I I ＝T K (6.2) 式中，1i n 、2i n ——分别为TA 1、TA 2的变比； T K ——变压器的变比。
若上述条件满足，则当变压器正常运行或纵差保护区外故障（以下简称“区外故障”或“区内故障”）时，流入差动继电器的电流为K I •＝2•'I －2•''I ＝0 (6.3)当区内故障时，2•''I 反向流出，则流入差动继电器的电流为K I •＝2•'I ＋2•''I ＞ 0 (6.4) 当K I ＞ 0时，差动继电器动作，驱动变压器两侧断路器分闸，对变压器起到保护作用。
纵联差动保护
（2）带制动特性的差动继电器
Ir
带制动特性的差动继电器动作方程为： m I n K res I res I
I 其中：K res为制动系数，res 为制动电流。
I set
• • m
动作区
非动作区
I res
I res 取值又可分为两种形式：
I res | I
I res | I
• m
- I
r
I
m
I
K2故障（或正常运行）时： K1故障（内部短路）时：
Im In
Ir 0
I m , I n 接近同相 I r 0
具有很大量值
因此利用差动电流的幅值大小可以区分区外和区内短路。 考虑实际在正常运行或外部故障时，由于两端TA不可能完全相同，以及两端 TA饱和情况不一致等因数，流入KD的电流通常不为零（不平衡电流），因而在设 计差动继电器的动作判据时需考虑其影响。
2.电流纵差保护的动作方程及特性
（1）不带制动特性的差动继电器
不带制动特性的差动继电器动作方程为： m I n I set I
Ir
动作区
I set
I set 的整定有两个方面 ： 1）躲过外部短路时的最大不平衡电流 2）躲过最大负荷电流 取以上两者的最大值作为整定值。
非动作区
I res
n
•
|
n| | I|来自（3）差动继电器典型动作方程及特性
I
m
I
n
K res I
I op 0
m
I
n
I
m
I
n
纵联电流差动保护
K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负
IM IN 0
K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
IM IN IK
Ires 0.5 Im In
Ires 0.5( Im In )
Ires Im In cosmn
（1） （2）比率制动方式 （3）标积制动方式
➢ 区外短路或正常运营时，（1）与（2）效果相同 ➢ 单侧电源内部短路，（1）与（2）效果相同，（3）更敏捷 ➢ 双侧电源内部短路，（1）更敏捷
U bc
负序电流滤过器
影响纵联电流差动保护正确动作旳原因
1.电流互感器旳误差和不平衡电流 2.输电线路旳分布电容电流及其补偿措施
3.负荷电流对纵联电流差动保护旳影响
不带制动特征
整定：
1.躲过外部短路时旳最大不平衡电流
I set Krel Knp Ker K st I kmax
2.躲过最大负荷电流
I set K I rel Lmax
两者取较大者
敏捷度：单侧电源运营内部短路时
K sen
Ir I set
I kmin I set
2
带制动线圈
动作线圈：取和电流 制动线圈：取循环电流
Im In Im In
动作方程：
Im In k Im In Iop0
制动特征：动作电流不是定值，而是随制动电流变化，称为制动特征。
两侧电流旳同步测量
基于数据通道旳同步措施
两侧电流旳同步测量
基于统一时钟旳同步措施
纵联电流相位差动保护
Hale Waihona Puke 负序电压滤过器U mn
R1
R1 jX
1
U
ab
jX 2 R2 jX 2
纵联电流差动保护定义
纵联电流差动保护定义《说说纵联电流差动保护定义那些事儿》嘿，朋友们！今天咱来唠唠一个听起来挺专业的玩意儿——纵联电流差动保护定义。
这名字是不是乍一听有点唬人？别急，听我慢慢道来，保证让你搞明白这到底是啥。
咱先从最通俗的角度来理解。
想象一下，有一条电力线路，就好比是一条输送能量的“高速公路”。
而纵联电流差动保护呢，就是这条高速公路上的“超级交警”。
它的任务呀，就是时刻盯着线路的两端，看看进来的电流和出去的电流是不是一样多。
为啥要这么盯着呢？这就好比你开车上高速，在入口交了一定的费用，那到出口的时候，如果交的费用不一样，是不是就有点不对劲啦？同样的道理，在线路上，如果进来的电流和出去的电流不一致，那就说明有问题啦。
可能是哪里漏电了，也可能是被调皮的“电老鼠”偷了电。
这时候，纵联电流差动保护这个“超级交警”就会立刻警觉，然后果断出手，把问题给解决掉，防止出现大麻烦。
而且哦，这个“超级交警”可厉害了，它的反应那叫一个迅速。
一旦发现有电流不一样的情况，马上就行动，速度快得像闪电一样。
它可不允许那些小毛病慢慢变成大问题，简直就是把隐患扼杀在摇篮里啊！有时候我就在想，要是生活中也有这么厉害的“保护神”就好了。
比如，我们吃零食的时候，要是有个“零食纵联电流差动保护”，一旦发现多吃的零食卡路里和消耗的不一样，就立马提醒我们别再吃啦，免得长肉肉，哈哈！当然啦，这只是开个玩笑。
纵联电流差动保护在电力系统中那可是起着至关重要的作用。
它就像是一个默默守护的卫士，保障着电力线路的安全稳定运行，让我们能安心地用上电，不用担心突然停电啦、跳闸啦这些烦心事。
总之，纵联电流差动保护定义虽然听起来挺专业，但其实理解起来也不难。
它就是电力线路上的“守护神”，时刻守护着电流的平衡，保障着我们的生活不受停电困扰。
怎么样，这下你是不是对这个“高大上”的东西有了更清晰的认识啦？。
浅论输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
Science &Technology Vision科技视界0引言随着社会的快速发展,电力系统在人们生活中所占的地位已经越来越重要,因此,维护输电线路的安全稳定运行,就成为了一个对当前所以电力从业人员来说都十分重要的问题。
在输电线路的保护中,距离保护及电流电压保护只需将其中一端线路的电流电压引入继电保护装置,但是由于多种原因,这种保护装置可能将区外故障误判为区内故障,因此,只有将保护的无时限保护范围缩短至小于线路的全长。
例如,保护I 段的定值一般设定为线路全长的80%到85%,在被保护线路其余部分发生故障时,都只能由II 段来切除。
但对于某些重要的线路来说,是不允许出现此类情况的,所以从为了实现能够无时限切除被保护线路的全长的目标出发,现阶段许多输电线路都采用了纵联保护的原理。
1电流纵联差动保护的原理及优点所谓输电线路的纵联保护,就是用某种通信通道将输电线路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之外,从而决定是否切断被保护线路。
因此,理论上这种纵联保护具有绝对的选择性[1]。
而电流纵联差动保护的原理,是基于基尔霍夫电流定律的。
其判据为:∑I ≥I ZD式中∑I 为流入差动继电器的总电流,I ZD 为保护动作整定值。
图1-1输电线路电流纵联差动保护原理图在图1-1中,KD 为差动继电器,设电流的正方向为母线流向被保护线路的方向。
当线路内部故障时(如k1点短路),流经输电线路两侧的故障电流均朝正方向,且I ̇M +I ̇N =I ̇k ,式中I ̇k为k1点的短路电流;当线路正常运行或被保护线路外部短路时(如k2点短路),输电线路两侧的电流大小相等且方向相反,I ̇M +I ̇N=0。
即在内部短路时,短路电流很大,差动继电器动作;而外部短路时,短路电流几乎为0,差动继电器不动作。
从上述原理的叙述中,可以看出,电流纵联差动保护具有如下诸多优点:能正确地判别内部故障和外部故障,灵敏度高,简单可靠,全线速动,流入继电器的总电流不受系统运行方式、非全相运行和系统振荡等影响,本身具有选相功能,这些优点都是距离保护及电流电压保护所没有的,故如今电流差动保护已经成为输电线路主保护的首选原理之一,全国各地长期的运行经验也证明了其优越性。
纵联电流差动保护
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I re以s 采 用以下方法计算：
（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：
I mI nKI mI nIo0p
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。
比率制动方式
Ires0.5I mI n， Ires0.5I mI n 标积制动方式
Ires I mI nco1s8( 0m)n co1s8( 0m)n0
0
co1s8( 0m)n0
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
的电流（不平衡电流）为：
I unb I mI nnT 1（ A I MI N)
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：
Ir I mI n 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：
Iun b 0.1KstKnp Ik
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
纵联差动保护
可选择保护的动作判据为：
对于给定的Ra、Rb、RX、K2及K，当上式等号成立时，RX便为检测到的最大接地电阻Rx.max，若K2取固定值，则改变K可以调整灵敏性。K2值可根据灵敏性要求,由式（7.64）取等号求出，即
具有比率制动特性的差动保护
保护的动作电流Iop随着外部故障的短路电流而产生的Iunb的增大而按比例的线性增大，且比Iunb增大的更快，使在任何情况下的外部故障时，保护不会误动作。这是把外部故障的短路电流作为制动电流Ibrk,而把流入差动回路的电流作为动作电流Iop。比较这两个量的大小，只要IOP≥Ibrk，保护动作；反之，保护不动作。其比率制动特性折线如图7.2所示。
由电桥平衡原理构成的励磁回路两点接地保护有两个缺点：
①由于两点接地保护只能在转子绕组一点接地后投人，所以，对于发生两点同时接地，或者第一点接地后紧接着发生第二点接地的故障，保护装置均不能反映。
②若第一个接地点发生在转子绕组的正极或负极端，则因电桥失去作用，不论第二点接地发生在何处，保护装置将拒动。
电桥原理转子两点接地继电器电路原理接线及方框图
装置动作时对应的RX为
对于给定的Ra、Rb、RX、K2及K，当上式等号成立时，RX便为检测到的最大接地电阻Rx.max，若K2取固定值，则改变K可以调整灵敏性。K2值可根据灵敏性要求,由式（7.64）取等号求出，即
发电机励磁回路两点接地保护
当转子绕组发生两点接地故障，由于故障点流过相当大的短路电流，因而会烧伤转子；
，总有一定量值的电流流入KD,此电流称为不平衡电流，用Iunb表示。通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb增大，一般外部短路电流越大，Iunb就可能越大，其最大值可达：
《课程讲解》-4.4 纵联电流差动保护
故障启动发 信机元件
收信比较时间
启
收
元件，功能分 析见后页
发信机操作 发
I1KI2 元件，正波发信信 信
器
收信比较时间t 3 元件
时间元件 在t 3收到输电线路上的高频信号后，将延时 后t有3 输出，并展宽 时间t 4。
延时 t 3时间才有输出的原因
t3
t3
180° 360°
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。
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）。
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；
部短路时有足够灵敏度的要求。
KsenIIsretIkI.smeitn2
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。
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。
4.4.1 纵联电流差动保护原理
输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
浅论输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法【摘要】电力系统的稳定运行与否，直接影响着人们的生活质量。
目前，输电线路电流纵联差动保护是最好的继电保护方式，它具有选择性好、快速、灵敏等特点，是当今电力实际生产中常常要用到的保护。
本文分析了电流纵联差动保护的原理及优缺点，并且提出了解决电流纵联差动保护目前存在问题的有效措施。
【关键词】纵联差动保护；电流互感器；电容电流；弱馈0 引言随着社会的快速发展，电力系统在人们生活中所占的地位已经越来越重要，因此，维护输电线路的安全稳定运行，就成为了一个对当前所以电力从业人员来说都十分重要的问题。
在输电线路的保护中，距离保护及电流电压保护只需将其中一端线路的电流电压引入继电保护装置，但是由于多种原因，这种保护装置可能将区外故障误判为区内故障，因此，只有将保护的无时限保护范围缩短至小于线路的全长。
例如，保护i段的定值一般设定为线路全长的80%到85%，在被保护线路其余部分发生故障时，都只能由ii段来切除。
但对于某些重要的线路来说，是不允许出现此类情况的，所以从为了实现能够无时限切除被保护线路的全长的目标出发，现阶段许多输电线路都采用了纵联保护的原理。
1 电流纵联差动保护的原理及优点所谓输电线路的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线路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之外，从而决定是否切断被保护线路。
因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性[1]。
而电流纵联差动保护的原理，是基于基尔霍夫电流定律的。
其判据为：在图1-1中，kd为差动继电器，设电流的正方向为母线流向被保护线路的方向。
当线路内部故障时（如k1点短路），流经输电线路两侧的故障电流均朝正方向，且，式为k1点的短路电流；当线路正常运行或被保护线路外部短路时（如k2点短路），输电线路两侧的电流大小相等且方向相反，。
全数字化电流纵联差动保护实验步骤
6.3实验项目6.3.1 电流差动纵联保护速断实验6.3.1.1 区内A相接地故障实验PCS-931中采用了电流差动纵联保护作为线路主保护，针对电流差动纵联保护的性能选择“状态序列”菜单进行测试，步骤如下：（1）PCS-931的设置（两台都整定）（1.1）按基本接线完成双端接线方式，使用了两台PCS-931保护设备。
（已完成）（1.2）在数字化继电保护装置PCS-931中，使用面板按键查看并修改电流差动保护的整定值，定值情况如下：表6.1 全数字化保护装置PCS-931电流差动保护定值（1.3）PCS-931装置正确选择软压板：主菜单---运行操作—压板投退—功能软压板---光纤通道一软压板置1、光纤通道二软压板置1”；主菜单---定值整定—保护定值----“差动纵联保护”置1，“通信内时钟”控制字置1，“停用重合闸”控制字置1，“电流补偿”、“禁用重合闸”、“单相重合闸”、“三相重合闸”、“重合闸检同期”、“重合闸检无压”和其他保护控制字置0。
注：“单相重合闸”、“三相重合闸”、“停用重合闸”、“禁用重合闸”有且只能有一个控制字置1，否则，重合闸整定错误。
保存口令“+左上—”（2）ONLLY软件参数的设置电流差动保护属于使用线路两端电气量的保护，具体配置细节有如下修改。
（2.1）IEC 61850配置由于涉及线路两端的信息量，因此线路两端都需要进行IEC61850配置，需要两个控制块，具体操作步骤如下：IEC61850配置通过IEC61850配置程序，能实现电流电压通道选择、比例系数、采样率、SMV和GOOSE信息等的配置，能模拟合并单元（MU）传输采样值，利用订阅、发布GOOSE 信息或接收、发送硬节点开关量的功能，实现保护的闭环测试。
SMV服务进行采样值传输，交换信息是基于发布/订阅机制，SMV配置的功能是用来进行其相关参数设置。
GOOSE，即面向通用对象的变电站事件( Generic Object Oriented Substation Event)，它可以传输开入（智能终端的常规开入等），开出（跳闸、遥控、启动失灵、联锁、自检信息等），实时性要求不高的模拟量（环境温湿度、直流量）等信息。
纵联电流差动保护概述
纵联电流差动保护概述摘要：纵联电流差动保护有明确的选择性，逐渐成为高压线路的主保护。
本文首先重点介绍了纵联电流差动保护的保护原理，然后分析了影响纵联电流差动保护的性能因素及其解决办法，最后介绍了纵联电流差动保护在现场的对调工作。
关键字：纵联电流差动保护；选择性；原理；解决办法；对调0、引言根据继电保护在电力系统中所担负的任务，通常继电保护装置必须满足四个基本要求，即选择性、快速性、灵敏性和可靠性。
随着微机保护技术和光纤通信技术的日益成熟，纵联电流差动保护逐渐成为高压线路的主保护，其保护原理简单，有明确的选择性和很好的速动性，可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。
1、纵联电流差动保护原理纵联保护在电网中可实现全线速动，理论上具有绝对的选择性。
电流差动保护是较为理想的一种保护原理，其选择性不是靠延时，不是靠方向，也不是靠定值，而是靠基尔霍夫电流定律：流向一个节点的电流之和等于零【1】。
图1-1 纵联电流差动保护原理（b）比率制动特性设流过两端保护的电流、以母线流向被保护线路的方向规定为其正方向。
以两端电流的相量和作为继电器的动作电流，如式1-1（a），该电流有时也称作差动电流、差电流。
另以两端电流的相量差作为继电器的制动电流，如式1-1（b）。
式1-2 比率制动特性两折线公式而当线路外部短路时，经计算，其工作点落在动作特性的不动作区，差动继电器不动作。
差动继电器可以区分线路外部短路（含正常运行）和线路内部短路。
继电器的保护范围是两端TA之间的范围。
【2】2、影响差动保护的性能因素及其解决办法2.1 电流互感器的误差和不平衡电流同型号的电流互感器性能也不能保证完全一致，电流互感器之间存在误差；电流互感器励磁电流的影响也会带来误差；保护装置采样回路的误差等。
以上误差都会引起不平衡电流，不平衡电流增大会影响差动保护的灵敏度。
电流互感器的误差可以通过选取同一厂家同一批次的相同型号电流互感器来尽量减小，而对于保护装置采样回路的误差，则要求保护厂家采取措施尽量减小它的影响。
纵联电流差动保护
• 在正常行运行及区外故IM障时I，N
，
流过差动继Iunb电器Im的 I电n 流（nT1A不（I平M衡电IN流) ）为：
Ir
•电流继电器正Ir 确 I动m 作 I时n ，I差unb动电流（动作 电流） 应躲过最大不平衡电流，即：
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：
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Ires短
路电流 可以采用以下方法计算：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
（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。
4.4.2 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。 • 因此可以从高频信号的连续和间断反应
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。
对称短路 时启动
纵联电流差动保护
K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负
IM IN 0
K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
IM IN IK
Ires 0.5 Im In
Ires 0.5( Im In )
Ires Im In cosmn
（1） （2）比率制动方式 （3）标积制动方式
➢ 区外短路或正常运行时，（1）与（2）效果相同 ➢ 单侧电源内部短路，（1）与（2）效果相同，（3）更灵敏 ➢ 双侧电源内部短路，（1）更灵敏
不带制动特性
整定：
1.躲过外部短路时的最大不平衡电流
I set Krel Knp Ker K st I kmax
2.躲过最大负荷电流
I set K I rel Lmax
二者取较大者
灵敏度：单侧电源运行内部短路时
K sen
Ir I set
I kmin I set
2
带制动线圈
动作线圈：取和电流
Im In
制动线圈：取循环电流 Im In
动作方程：
Im In k Im In Iop0
制动特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化，称为制动特性。
两侧电流的同步测量
基于数据通道的同步方法
两侧电流的同步测量
基于统一时钟的同步方法
Байду номын сангаас
纵联电流相位差动保护
负序电压滤过器
Umn
R1
R1 jX
1
Uab
jX 2 R2 jX
2
Ubc
负序电流滤过器
影响纵联电流差动保护正确动作 的因素
1.电流互感器的误差和不平衡电流 2.输电线路的分布电容电流及其补偿措施
3.负荷电流对纵联电流差动保护的影响
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M
.
Im
.
I m
.
Il
Rg
.
N
In
.
I n
图4－30 负荷电流对纵联电流差动保护的影响示意图
.
17
谢谢！
.
18
N d2
图1 输电线路纵联电流差动保护示意图
.
3
一、纵联电流差动保护概述
纵联电流保护仅反映线路内部故障，不反映 正常运行和外部故障。
理论上，具有输电线路内部短路时动作的绝 对选择性。
可以实现无时限跳闸（常用作主保护）。
按照动作原理分为：电流差动保护和电流相
位差动保护。
.
4
二、纵联电流差动保护的工作原理 ——故障特征分析
1. 两端电流相量特征（正方向：母
线－线路）
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障
IIMINIK1
区外故障
IIMIN0
.
5
二、纵联电流差动保护的工作原理 ——故障特征分析
2. 两端电流相位特征
假设：电源电势相角相等 ，无分布电容、TA、TV
无误差。
M IM
k1
IN
M IM
IN N k2
差动保护原理是建立在对一次系统的分析基础上的，但保
护所采用的电流信号是互感器的二次输出信号。二次信号
和一次信号之间的传变误差，导致了不平衡电流的出现。
——解决措施
采用性能优良的互感器；
提高动作门槛；
采用制动特性。
.
16
四、影响因素分析
3、影响因素之三：负荷电流
重载线路发生高阻接地故障时，故障电流不大，穿越性 的负荷电流成为制动的主要因素。可能引起保护拒动。
➢时钟校正法
.
13
三、同步测量方法 2、基于全球定位系统同步时钟
M
GPS 接收机
IPPS
时钟同 步电路
RS232
串口信 息处理
N
同步时钟 控制单元
GPS 接收机
RS232
IPPS
串口信 息处理
时钟同 步电路
A/D 主处理器系统
远方 光纤 远方 通信 通信
主处理器系统 A/D
.
14
四、影响因素分析
I n
整定： 躲过外部短路最大不平衡电流; 躲过最大负荷电流。
.
8
2.保护特性
2）有制动作用
动作线圈： Im In 制动线圈： Im In
M IM
k1
I N
N k2
IImm
Im
KD
Im In
Ir I n
II nn
Ir
动作方程： ImInkImInIo0 p
动作区
I
I res
op0
动作特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化的特性。
输电线路纵联保护
纵联电流差动保护
.
1
主要内容
一、纵联电流差动保护概述 二、纵联电流差动保护的工作原理 （一）故障时电气量特征 （二）电流差动保护的基本原理 （三）相位差动保护的基本原理 三、同步测量方法 四、影响因素分析 五、致谢
.
2
一、纵联电流差动保护概述
M
.
IM
.
Im
d1
KD
.
Id
.
IN
.
In
区内故障
区外故障
0
180
.
6
二、纵联电流差动保护的工作原理 ——电流差动保护
1. 工作原理
基尔霍夫定律
M IM
k1
I N
N k2
KD
Im
I r
I n
正常、外部故障：IMIN 0
内部故障：IM. INIK
7
2.保护特性
1）无制动作用
Ir ImIn Iset
M IM Im
k1
KD Ir
I N
N k2
2、基本原理
I M
I N k
正常运行 或区外故障
1
i iM iN
连续信号
.
2
t
理 想 情 况
t
11
二、纵联电流差动保护的工作原理 ——电流差动保护
1、基本原理
I M
k
I N
区内故障
1
i iM iN
间断信号
.
2
t
理 想 情 况
t
12
三、同步测量方法 1、基于数据通道
➢采样时刻调整法
➢采样数据修正法
.
9
二、纵联电流差动保护的工作原理
——相位差动保护 1.电流相位特征
内部故障
外部故障
IM
IN
IM
IN
iM
iN
t
iM
t
t iN
t
IM IN 0
•
arg
IM
•
0
IN
IM
180
IN
•
arg
IM
•
180
IN
区内故障时，两侧电流同相位；
正常运行及区外故障时，两. 侧电流相位相反。
10
二、纵联电流差动保护的工作原理 ——相位差动保护
1、影响因素之一：分布电容电流
分布电容电流的存在，破坏了差动保护的基本原理。可能
引起保护误动，特别是对于超高压长线路，电容电流的影
响更为严重 。
M
.
IM
.
.
IMN
IN
N d
.
ICM
1 2 XC
.
ICN
图4－29 长距离输电线路的等值电路
.
15
四、影响因素分析
2、影响因素之二：电流互感器误差和不平衡电流