比率制动式差动保护
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。
浅谈比率制动式差动保护在变压器保护中的应用
浅谈比率制动式差动保护在变压器保护中的应用摘要：作为变压器保护的有效手段，比率制动式差动保护能在消除变压器的励磁涌流的基础上，减少最大不平衡电流对纵联差动保护动作的影响。
本文在阐述变压器故障类型的基础上，就其比率制动式差动保护的原理展开分析，并就比率制动式差动保护模式下变压器保护常见问题处理对策展开分析，期望能进一步提升比率制动式差动保护效果，确保变压器运行的可靠性和灵活性关键词：变压器；保护；比率制动；差动保护变压器是电力系统中重要的电气设备，其不仅具有电压、电流变换的功能，而且阻抗变换、隔离、稳压效果较为突出，有效地满足了电力供配电工作开展需要。
现阶段，除发电厂、变电站外，变压器在换流站及、城乡配电柱等场所具有广发应用。
为确保变压器功能发挥，提升变压器使用的稳定性、安全性，需重视变压器应用过程的差动保护。
比率制动式差动保护是变压器保护的有效手段，其就对于变压器的安全稳定运行具有积极作用。
一、变压器故障类型变压器故障大致可分为两种类型，一是本体故障，二是油箱外部故障[1]。
其中变压器本体故障表现形式多样，其不仅包含变压器各绕组间短路，而且涉及中性点直接接地，此外受铁心或外壳影响，变压器绕组出现单相接地短路等都是变压器本体故障的常见类型。
从本体故障危害来看，当变压器本体故障较为严重时，故障短路会产生一定的电弧，这些电弧会对变压器绕组的绝缘性能造成影响；同时故障问题还会导致变压器油受热分解，并由此产生大量的气体，当这些受热气体迅速膨胀时，变压器有发生爆炸的风险。
对于变压器油箱外故障言，其包含了箱体外的绝缘套管故障、引出线故障等类型，这些故障对于变压器使用的安全性、稳定性具有较大危害，有必要在变压器设计、安装及使用阶段，做好变压器的保护处理，预防变压器故障发生。
二、比率制动式差动保护的基本原理1、纵联差动保护原理变压器使用过程中，纵联差动保护不仅需要考虑被保护元件两侧电流的大小，而且需对被保护元件电流相位进行有效分析。
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一种常见的电力系统保护方式，其主要原理是基于比率差动电流的变化来进行故障检测和保护。
这种保护方式适用于高压输电线路和变电站等电力系统的保护。
比率制动式差动保护的基本结构包括绕组、比率制动器和继电器三部分。
绕组是差动保护的检测部分，通过测量绕组上的电流来得到比率差动电流。
比率制动器是控制部分，通过对比率差动电流进行调整和控制，使保护系统具备一定的灵敏性和可靠性。
继电器是保护系统的核心部分，负责检测比率差动电流，并在检测到异常情况时进行判断和响应。
比率制动式差动保护的原理是基于比率差动电流的变化来进行保护的。
在正常操作情况下，绕组上的电流总是满足一定的比率关系，也就是所谓的“常规关系”。
当电路发生故障时，比率关系将发生改变。
此时，比率制动器将对比率差动电流进行调整，使其保持在一定的范围内。
如果比率差动电流超过了预设的阈值，继电器将触发故障报警或机械切断。
比率制动式差动保护主要有两种额定方式，即定常式和逆变式。
定常式比率制动器的额定比率是固定的，通常使用在负载变化范围较小的电路中。
而逆变式比率制动器具有更广泛的适用性，其额定比率可以根据不同的负载情况进行自适应调整。
比率制动式差动保护的优点包括响应速度快、精度高、适用性广等，使其成为电力系统保护中的重要手段。
然而，该保护方式也存在一些局限性，如对于大电流的跨越和复杂的电路拓扑结构的保护，可能需要使用其他保护方式来进行补充。
总之，比率制动式差动保护是一种基于比率差动电流变化来进行故障检测和保护的电力系统保护方式，其优点包括响应快、精度高和适用性广，但也存在一定的局限性。
发电机保护原理
发电机保护原理一、发电机差动保护1）比率制动式纵差保护的基本概念和原理无比率制动的纵差保护为了防止外部故障时误动，保护定值要躲过外部故障时的最大不平衡电流，其值较大，因而灵敏度低，机内某些故障（如经过渡电阻短路）时将会拒动。
比率制动式纵差保护的动作电流不是固定不变的，它随外部短路电流的增大而增大。
这种动作电流随外部短路电流成比例增大的差动保护特性称为比率制动原理。
比率制动式纵差保护有如下优点：①灵敏高；②在区外发生短路或切除短路故障时躲不平衡电流能力强；③可靠性高。
缺点是：不能反应发电机内部匝间短路故障。
发电机比率制动式差动保护动作方程为：2/2121I I K I I +>-式中：1I ——中性点电流；2I ——机端电流；K ——比率制动系统。
一次电流∙1I 和∙2I 的正方向定义如图11－15所示，相应的二次电流为1i 和2i ，比率制动式纵差保护继电器的差动电流d i 和制动电流res i 各为：bad n I I i i i /)(2121∙∙-=-=bares n I I i i i 2/)(2/)(2121∙∙+=+= 内部故障时，两侧电流方向与如图示相反，实际差动电流d I 为21I I +，制动电流res I 为2/)(21I I -，差动电流大于制动电流，保护可靠动作。
外部故障时，不考虑CT 饱和及其它原因造成的不平衡电流，差动电流d I 为21I I -，制动电流res I 为2/)(21I I +，制动电流大于差动电流，保护可靠不动作。
（a ）原理接线 （b ）比率制动特性图9-6 比率制动式纵差保护原理接线和制动特性如图9-6，虚线所示为不平衡电流随制动电流的变化曲性，具有明显的非线性特性。
粗实线所示为动作电流与制动电流的关系，折线S P Q 与直线RS 间的差别，就是比率制动式差动保护在内部短路时灵敏度高于非比率制动式差动继电器的明显标志。
确定比率制动特性的P 、Q 、S 三点：OP 为最小动作电流min .op i ，为保证在发电机最大负荷工况下纵差动护不误动，应使min .op i 大于最大负荷时不平衡电流，一般情况下可取：ban op ba n n I i n I /20.0/05.0min .<<。
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。
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。
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。
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。
具有比率制动特性的变压器差动保护原理及整定知识分享
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。
比率制动式差动
摘要：目前变压器都安装了差动保护，并引入比率制动式差动继电器继电器AL3 AL4 ，以保障电力系统的安全运行水平。
为此，介绍变压器差动保护的制动特性曲线及现场测试方法。
关键词：变压器；差动保护；制动特性；测试方法1前言变压器是现代电力系统中的主要电气设备之一。
由于变压器发生故障时造成的影响很大，故应加强对其继电保护装置功能的调试，以提高电力系统的安全运行水平。
变压器保护装置中最重要一项配置——差动保护，就是为了防御变压器内部线圈及引出线的相间及匝间短路，以及在中性点直接接地系统侧的引出线和线圈上的接地短路。
同时，由于差动保护选择性好，灵敏度高，因此，我们还应该考虑该保护能躲过励磁涌流和外部短路所产生的不平衡电流，同时应在变压器过励磁时能不误动。
2差动保护中引入比率制动特性曲线变压器在正常负荷状态下，电流互感器电流互感器LDZ1 的误差很校这时，差动保护的差回路不平衡电流也很小，但随着外部短路电流的增大，电流互感器就可能饱和，误差也随之增大，这时的不平衡电流也随之增大。
当电流超过保护动作电流时，差动保护就会误动，因此，为了防止变压器区外故障发生时差动保护误动作，我们希望引入一种继电器，其动作特性是：它的动作电流将随着不平衡电流的增大而按比例增大，并且比不平衡电流增大的还要快，这样误动就不会出现。
因此，我们在差动保护中引入了比率制动式差动继电器，它除了以差动电流作为动作电流外，还引入了外部短路电流作为制动电流。
当外部短路电流增大时，制动电流也随之增大，使继电器的动作电流也相应增大，从而有效地防止了变压器区外故障发生时差动保护误动作，制动特性曲线见图1。
由图1可知，该保护继电器能可靠地躲过外部故障时的不平衡电流，能有效地防止变压器区外故障发生时保护误动作，因此，差动保护的制动特性曲线的精确性是决定保护装置正确动作的关键，故制动特性曲线的测试是整套保护装置的调试重点。
3制动特性曲线的测试方法以往在实际工作中，由于试验仪器所限，我们很容易忽略比率制动特性的测试，认为制动系数装置已固有，不用测试，结果往往造成保护装置因调试工作不细致而误动作。
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
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。
发电机差动保护原理
发电机比率制动式差动保护比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。
5.1.1保护原理5.1.1.1比率差动原理。
差动动作方程如下：I op ( I res 时)I op + S(I res – ( I res > 时)式中：I op 为差动电流，为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。
各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。
差动电流： N T op I I I ⋅⋅+= 制动电流： 2N T res I I I ⋅⋅-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图5.1.1。
图5.1.1 电流极性接线示意图（根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧）5.1.1.2 TA 断线判别当任一相差动电流大于倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线：a. 本侧三相电流中至少一相电流为零；b. 本侧三相电流中至少一相电流不变；c. 最大相电流小于倍的额定电流。
发电机匝间保护发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。
根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种：5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护该方案不需引入发电机纵向零序电压。
故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。
5.2.1.1保护原理当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。
故障分量负序方向元件的2.U ∆和2.I ∆分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率P 2为：式中2Λ∆I 为2•∆I 的共轭相量，sen 。
2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。
一般取60~80(2.I ∆滞后2.U ∆的角度)。
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：
1 比率制动差动保护特性
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。
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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=240000KV A,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。
以p点为例：计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of)；举例说明一下：差动保护有关定值整定如下：最小动作电流Iopo=2,最小制动电流Iopo=5,比率制动系数k=0.5；按照做差动保护比率制动系数的方法，施加高压侧电流I1=6A,180度，低压侧电流I2=6A,0度，固定I1升I2,当I2升到9.4A的时候保护动作，计算一下此时的比率制动系数。
由于两圈变差动的制动电流为（I1+I2）/2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7,所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52;2、谐波制动：当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候，我们的装置就判此电流为非故障电流，进行谐波闭锁。
500kv一下等级的变压器之进行二次谐波判别，500kv及以上变压器，则还需进行5次谐波判别。
以二次谐波为例：二次谐波系数=差电流中的二次谐波分量与基波分量的比值。
当谐波系数大于整定值时，保护被闭锁；小于整定值时，保护被开放；根据经验，二次谐波制动比可整定为0.15~0.2；五、不平衡电流实际上，差动保护比率制动也好，谐波制动也好，归根结底都是要躲过变压器的不平衡电流，而不平衡电流，也正是可能引起差动保护误动的最重要因素之一。
产生变压器不平衡电流有以下几个重要的原因：1、由变压器励磁涌流Ily所产生的不平衡电流；励磁涌流主要是由于在变压器空投时产生的含有大量高次谐波含量的电流，其中以2次谐波为主。
我们的800变压器差动保护中有“二次谐波制动系数”一项定值，用来防止此原因造成的差动误动。
二次谐波制动系数：差电流中的二次谐波分量与基波分量的比值；根据经验，此系数可整定为15%~25%2、由于变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流；由于变压器常采用Y，d11的接线方式，因此，如果两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次侧电流由于相位不同，也会有一个差电流流入我们的保护装置。
为了消除这种不平衡电流的影响，通常都是将变压器星星侧的三个电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的三个电流互感器接成星形，并适当考虑联结方式后即可把二次电流的相位校正过来。
但我们的保护要求现场二次侧电流互感器的接线都接为星形接线，因此，一次侧为Y，d11的接线方式的变压器将产生差流，差动保护靠程序将此不平衡电流补偿掉，具体方法如下：如图所示为Y，d11两卷变压器两侧绕组及电流互感器接线方式及其中通过的一次、二次电流流向：（各电流均为向量值）其中：IA,IB,IC表示流过变压器高压侧一次绕组的电流；Ia,Ib,Ic 表示流过变压器低压侧一次绕组的电流；IAＹ’,IBＹ’,ICＹ’表示流过变压器高压侧电流互感器二次侧的电流；Ia△,Ib△,Ic△表示流过变压器低压侧电流互感器的一次侧电流；各电流关系如下：Ia= Ia△+ Ib<=> Ia△= Ia- IbIb= Ib△+ Ic<=> Ib△= Ib- IcIc= Ic△+ Ia<=> Ic△= Ic- Ia 向量图：Ic IcICIcIBIbIaIAY'IAIaIbIbIa为了消除相位上带来的差异：Iah’= IAＹ- IBＹIbh’= IBＹ- ICＹIch’= ICＹ- IAＹ为了消除幅值上带来的差异：Iah=Iah’/1.732=（IAＹ- IBＹ）Ibh= Ibh’/1.732=（IBＹ- ICＹ）Ich=Ich’/1.732=（ICＹ- IAＹ）而低压侧电流保持不变Ial= Ia△Ibl= Ib△Icl= Ic△其中：Iah，Ibh，Ich表示保护装置中实际采到的高压侧电流；Ial，Ibl，Icl表示保护装置中实际采到的高压侧电流；向量图Ich'ICIc因此，差动保护的高、低压侧电流相位一致，高压侧电流幅值不变。
3、由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流由于两侧的电流互感器都是根据产品目录选取标准的变比，而变压器的变比也是一致的，因此，三者的关系很难满足nl2/nl1=n B的要求，此时差动回路中将有电流流过。
当采用具有速饱和铁心的差动继电器时，通常都是利用它的平衡线圈Wph、来消除此茶电流的影响。
4、由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流由于两侧电流互感器型号不同，他们的饱和特性、励磁电流（归算置同一侧）也就不同，因此，在差动回路中所产生的不平衡电流也就较大。
此时应采用电流互感器的通行系数。
5、由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流带负荷调整变压器的分接头，是电力系统中采用带负荷调压的变压器来调整电压的方法，实际上改变分接头就是改变变压器的变比n B。
如果差动保护已按照某一变比调整好，则当分接头改换时，就会产生一个新的不平衡电流流入差动回路。
对由此而产生的不平衡电流，应在总差动保护的整定值中予以考虑。
六、整定计算差动电流的定值整定比较复杂，需要考虑的各种因素很多，这里只对一些定值做一个简单的介绍，仅作参考：1、最小动作电流的整定差动最小动作电流应大于变压器额定负载时的不平衡电流，即I op.min＝K rel(K er+ΔU+Δm)I N/n a(87)式中：I N——变压器额定电流；n a——电流互感器的变比；K rel——可靠系数，取1.3～1.５；K er——电流互感器的比误差，10P型取0.03×2，5P型和T P型取0.01×2；ΔU——变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值(百分值)；Δm——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取0.05。
在工程实用整定计算中可选取I op.min ＝(0.2～0.5)I N／n a。
一般工程宜采用不小于0.3I N/n a的整定值。
根据实际情况(现场实测不平衡电流)确有必要时也可大于0.5I N/n a。
2、最小制动电流I res.0的整定最小制动电流宜取I res.0＝(0.8～1.0)I N/n a。
3、不平衡系数的整定平衡系数通常是以高压侧为基准尽心计算的。
Kph=1 Kpm=Ih/Im Kpl=Ih/Il 式中：Kph——高压侧平衡系数Kpm——中压侧平衡系数Kpl——低压侧平衡系数Ih——高压侧二次额定电流Im——中压侧二次额定电流Il——低压侧二次额定电流下面以一实例计算一下变压器的平衡系数：一电厂主变各侧参数如下：高压侧电压等级110KV,变比600/5，电抗器侧电压等级6.3KV,变比1000/5，机尾侧电压等级 6.3KV,变比4000/5，则各侧平衡系数计算如下：高压侧二次电流i1=Sn/(1.732×110×600/5)A电抗器侧二次电流i2=Sn/(1.732×6.3×1000/5)A机尾侧二次电流i3=Sn/(1.732×6.3×4000/5)A高压侧平衡系数k1定为1，则电抗器侧平衡系数k2为：i1/i2=0.095机尾侧平衡系数k3为：i1/i3=0.38由于我们差动保护定值平衡系数的整定范围为0.1——4，电抗器侧的平衡系数超范围，因此三侧平衡系数可同时乘以3，得出k1=3, k2=0.285, k3=1.14,。