纵联电流差动保护PPT课件
合集下载
纵联保护第03讲
4.5 纵联电流差动保护
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。
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
4.电力变压器的纵联差动保护(二)-不平衡电流及相应措施(课件)
3
nT
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施 2）微机保护平衡系数折算法（通过软件实现） 方法是：在微机中，变压器的差动保护利用软件算法对变压
器各侧的相位和幅值进行校正。最常用的算法TA1、TA2全部接成 星形接线，仿照前面所述的常规接线的处理方法，对变压器星型 侧电流按两相电流差处理方式进行相位补偿。
Y A2
I
Y A2
I
BY2－I
Y C2
I
Y B2
I
D c2
I
D a2
I
D b2
I
D c2
I
D a1
a
I
D b1
b
I
D c1
c
I
D a1
I
D a1
变压器△侧：
I
D b1
I
D b1
I
D c1
图3-12 变压器正常运行时 TA一次侧电流向量图
I
D c1
图3-13 变压器正常差流回路 两侧电流向量图
图3-11 YNd11接线变压器纵差动接线图
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施
由于变压器高压侧的TA1是三角形接线，流进差动继电器KD3
的电流为TA1的线电流是TA1相电流的 3 倍，即
ICY2
I
Y A2
3I
Y C2
如果要在正常运行时，流进KD3的差动电流为零，则需满足：
(
I
Y A1
IBY1) / nT
I
D b1
纵联电流差动保护资料共31页文档
纵联电流差动保护资料
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、பைடு நூலகம் 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、பைடு நூலகம் 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
继电保护(纵联保护)页PPT文档
容器下端可靠接地。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
三、高频信号的利用方式
1、高频通道工作方式 经常无高频电流方式（即故障时发信）☆☆ 经常有高频电流方式（即长期发信） 移频方式（正常与故障发不同频率的信号）
2、传送高频信号的分类 闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作跳闸的必要、 条件。当外部故障时，由一端的保护发出高频闭锁信号将 两端的保护闭锁，而当内部故障时，两端均不发因而也收 不到闭锁信号，保护即可动作于跳闸。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。 当内部故障时，两端保护应同时向对端发出允许信号，使保 护装置能够动作于跳闸，而当外部故障时，则收不到这种信 号，因而保护不能跳闸。
跳闸信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的充要条件。 利用装设在每一端的I段保护，当其保护范围内部故障而动 作 于跳闸的同时，还向对端发出跳闸信号，可以不经过其它控 制元件而直接使对端的断路器跳闸。每端发送跳闸信号保护 的动作范围小于线路的全长，而两端保护动作范围之和应大 于线路的全长。前者是为了保证动作的选择性，后者则是为 了保证全线上任一点故障的快速的动作。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
5）高频收、发信机 收信机由继电保护控
制，通常在电力系统发生 故障时，保护部分起动之 后它才发出信号。高频收 信机接收由本端和对端所 发送的高频信号，经过比 较判断之后，再动作于继 电保护，使之跳闸或将它 闭锁。 6）接地刀闸：当检修连接滤波器时，接通接地刀闸，使结合电
处于电压平衡状态（因此得
名），不会起动继电器跳闸
内部故障时: GBm 与GBn之间二次侧有电流， GBm、 GBn的原边有较 大电流，起动继电器跳闸
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
三、高频信号的利用方式
1、高频通道工作方式 经常无高频电流方式（即故障时发信）☆☆ 经常有高频电流方式（即长期发信） 移频方式（正常与故障发不同频率的信号）
2、传送高频信号的分类 闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作跳闸的必要、 条件。当外部故障时，由一端的保护发出高频闭锁信号将 两端的保护闭锁，而当内部故障时，两端均不发因而也收 不到闭锁信号，保护即可动作于跳闸。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。 当内部故障时，两端保护应同时向对端发出允许信号，使保 护装置能够动作于跳闸，而当外部故障时，则收不到这种信 号，因而保护不能跳闸。
跳闸信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的充要条件。 利用装设在每一端的I段保护，当其保护范围内部故障而动 作 于跳闸的同时，还向对端发出跳闸信号，可以不经过其它控 制元件而直接使对端的断路器跳闸。每端发送跳闸信号保护 的动作范围小于线路的全长，而两端保护动作范围之和应大 于线路的全长。前者是为了保证动作的选择性，后者则是为 了保证全线上任一点故障的快速的动作。
电力系统继电保护原理
LINYI UNIVERSITY
5）高频收、发信机 收信机由继电保护控
制，通常在电力系统发生 故障时，保护部分起动之 后它才发出信号。高频收 信机接收由本端和对端所 发送的高频信号，经过比 较判断之后，再动作于继 电保护，使之跳闸或将它 闭锁。 6）接地刀闸：当检修连接滤波器时，接通接地刀闸，使结合电
处于电压平衡状态（因此得
名），不会起动继电器跳闸
内部故障时: GBm 与GBn之间二次侧有电流， GBm、 GBn的原边有较 大电流，起动继电器跳闸
纵联电流差动保护PPT(完整版)
U m n R 1 R 1jX 1U ab R 2 jjX 2X 2U bc
电力系统继电保护
4.4.3 纵联电流相位差动保护
负序电流滤过器
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
感谢观看
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
基于数据通道的同步方法
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
3 纵联电流基相位于差动统保护一时钟的同步方法
1 纵联电流差动保护原理 4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 2 两侧电流的同步测量 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 3 纵联电流相位差动保护 3 纵联电流相位差动保护 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向 1 纵联电流差动保护原理 3 纵联电流相位差动保护 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 基于统一时钟的同步方法 1 纵联电流差动保护原理 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
IsetKreIlLmax
二者取较大者 灵敏度：单侧电源运行内部短路时Ks Βιβλιοθήκη nIIsretIIksmeitn2
电力系统继电保护
4.3.1 纵联电流差动保护原理
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：
ImInkImInIo0 p
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。
电力系统继电保护
4.4.3 纵联电流相位差动保护
负序电流滤过器
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
4.4.4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素
电力系统继电保护
感谢观看
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
基于数据通道的同步方法
电力系统继电保护
4.4.2 两侧电流的同步测量
3 纵联电流基相位于差动统保护一时钟的同步方法
1 纵联电流差动保护原理 4 影响纵联电流差动保护正确动作的因素 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 2 两侧电流的同步测量 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 3 纵联电流相位差动保护 3 纵联电流相位差动保护 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向 1 纵联电流差动保护原理 3 纵联电流相位差动保护 K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负 基于统一时钟的同步方法 1 纵联电流差动保护原理 2 两侧电流的同步测量 K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
IsetKreIlLmax
二者取较大者 灵敏度：单侧电源运行内部短路时Ks Βιβλιοθήκη nIIsretIIksmeitn2
电力系统继电保护
4.3.1 纵联电流差动保护原理
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：
ImInkImInIo0 p
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。
纵联电流差动保护
（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
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
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
继电保护纵联保护资料ppt课件
横向关系 (如：横向故障)
TA TV
TA TV
继电保护装置
继电保护装置
通信设备
通信通道
通信设备
输电线路纵联保护结构框图
3/91
纵联保护有多种分类方法，可以按照通道类型或 动作原理进行分类。
1）通道类型：
导引线
电力线载波
微 光波 纤
2）动作原理：
比较方向
比较相位
基尔霍夫电流定律
（差电流）
还可以将通道类型与动作原理结合起来进行称呼。 如：光纤电流差动（简称：光差），高频距离。
平时 故障时
信号
也是信号
1是信号，0也是信号！
42/91
2.高频通道工作方式 2）故障启动发信方式 —— 正常无高频电流方式
信号 信号
故障时刻
3）移频方式
信号
信号 f1
f2
43/91
3、高频信号的应用
(1)跳闸信号
(3)闭锁信号
继电保护 载波信号
跳闸 ≥1
继电保护 载波信号
跳闸 &
高频信号是跳闸的充分条件
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
I
Z II N
&
2）区内故障
先发闭锁信号； 闭锁两侧保护
阻抗动作
26/91
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
停本侧 信号
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
TA TV
TA TV
继电保护装置
继电保护装置
通信设备
通信通道
通信设备
输电线路纵联保护结构框图
3/91
纵联保护有多种分类方法，可以按照通道类型或 动作原理进行分类。
1）通道类型：
导引线
电力线载波
微 光波 纤
2）动作原理：
比较方向
比较相位
基尔霍夫电流定律
（差电流）
还可以将通道类型与动作原理结合起来进行称呼。 如：光纤电流差动（简称：光差），高频距离。
平时 故障时
信号
也是信号
1是信号，0也是信号！
42/91
2.高频通道工作方式 2）故障启动发信方式 —— 正常无高频电流方式
信号 信号
故障时刻
3）移频方式
信号
信号 f1
f2
43/91
3、高频信号的应用
(1)跳闸信号
(3)闭锁信号
继电保护 载波信号
跳闸 ≥1
继电保护 载波信号
跳闸 &
高频信号是跳闸的充分条件
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
I
Z II N
&
2）区内故障
先发闭锁信号； 闭锁两侧保护
阻抗动作
26/91
区外短路时，至少有一侧为负（或不动）。
M
N
I
Z II M
&
停本侧 信号
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
纵联差动保护
取R1=R3=Ra，R2=R4=Rb(Ra、Rb皆为选定的参数）,Kl=K2=K，则上述三式可改写为：
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：
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
过 滤
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
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
大学课件 电力系统继电保护 纵联电流差动保护
相继动作——一端保护随另一端保护动作而动作的情况称之为保护的 “相继动作”，保护相继动作的一端故障切除的时间变慢。
3 负序滤过器
按照负序分量的定义，负序电压与三相电压的关系为：
U2
1 3
(U
a
a2Ub
aUc )
负序滤过器——从三相不对称电压、电流中取出负序分量的回路。
（1）负序电压过滤器
一般通过阻容元件构成，如右图所示：
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
区外短路时
高频电流间断时间短
小于t3延时满足收 信机回路无输出
保护不 跳闸
2 纵联电流相位差动保护的动作特性与相继动作
（1）纵联电流相位差动保护的闭锁角及其整定——为了保证在任何 外部短路条件下保护都不误动，需要分析外部短路时两侧收到的高 频电流之间不连续的最大时间间隔即对应工频的相角差，以整定t3 延时。
专用定时型GPS接收机由接受天线和接受模块组成，接收机在任意时刻 能同时接受其视野范围内里4~8颗卫星的信息通过对接收到的信息进行 解码、运算和处理，能从中提取并输出两种时间信号：
一、秒钟信号1PPS，该脉冲信号上升沿与标准时钟UTC的同步误差不 超过1微秒；
二、经串行口输出与1PPS对应的标准时间（年、月、日、时、分、秒） 代码。
Ir Kres Ires
式中， Kres 为制动系数，根据差动保护原理应用于不同的 被保护元件上（线路、变压器、发电机等）选取不同的值。
比率制动方式—— Ires 采用
Ires 0.5 Im In
量是被保护线路两端电流的相量差）或采用
3.电力变压器的纵联差动保护(一)-工作原理(课件)
一、纵联差动保护的基本原理
1.变压器正常运行或者外部故障时差动电流分析
差动电流： Id
I1'
I2' =
I1 nTA1
I2 nTA2
这个电流在变压器正常运行或外部故障时不一定为零。
I1'
I
2' ，即I
' d
=
0
一、纵联差动保护的基本原理
如何选择合适的电流互感器变比，使正常运行或变压器外 部故障时差动电流为零？
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（1）励磁涌流对差动保护的影响 由变压器的原理可知，变压器的励磁电流只流过变压器其 中的一侧。因此通过TA反映到差动回路中不能被平衡。但在 变压器正常工作情况下，励磁电流很小，反映到差动回路可以 忽略不计。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（2）励磁涌流产生的原因
如果考虑剩磁Φr，这样经过半个周期后铁芯中的磁通将达到 幅值2Φm+Φr。因此：
铁芯中的磁通达到最大值—>变压器严重饱和—>励磁阻抗降 低—>对应的励磁电流很大—>类似于“涌动的潮流”，故简称 “励磁涌流”。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（1）励磁涌流对差动保护的影响 但是当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，
由于变压器铁芯中的磁通急剧增大，使变压器铁芯瞬时饱和， 出现数值很大的励磁电流（称为：励磁涌流）。
励磁涌流可达变压器额定电流的 6～8 倍，如不采取措施， 变压器纵差保护将会误动。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
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。
《差动保护》PPT课件
精选课件ppt
16
内部故障时，流如差动继电器的电流为：Ir II2III2
该电流大于KD的动作电流时，KD动作。
由此可见，按照该原理构成的差动保护，对故障有极高的 灵敏度，保护范围为“构成差动保护的两侧电流互感器之间的 所有元件”，可以灵活运用，但需将被保护对象纵向两侧的TA 二次侧连接成闭合环流回路 。
工程实践中，由于输电线路距离长，采用该保护方式不现
精选课件ppt
11
DCD—2 差动继电器
精选课件ppt
12
5.4 用DCD—2差动继电器构成的纵差保护
精选课件ppt
13
变压器纵差保护展开接线图
精选课件ppt
信号回路 14
不考虑相位补偿时纵差保护展开图
精选课件ppt
信号回路 15
发电机纵差保护原理接线示意图
至延时信号 信 号
跳QF 跳灭磁开关
• 变压器星形侧变比：
nTA1
3I1N 5
• 变压器三角形侧变比：
nTA 2
I2N 5
精选课件ppt
7
五、励磁涌流的影响
所谓励磁涌流，就是变压器空载合闸时的暂态励磁电流。
由于变压器的励磁电流只流经它的电源侧，故造成变压器两侧电流不 平衡，从而在差动回路内产生不平衡电流。
当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，可能出现很大的励 磁涌流，其值可达变压器额定电流的6～8倍。可能造成保护误动作.
知识与能力要求：
掌握差动继电器的构成与使用；理解差 动保护的基本原理与组成。
精选课件ppt
1
5.1 纵差保护的基本原理
纵联差动保护是通过比较 被保护对象纵向两侧电流的大 小和相位的原理实现的。
纵联电流差动保护31页PPT
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
纵联电流差动保护
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.
不带制动特性
整定：
1.躲过外部短路时的最大不平衡电流
Ise t KreK lnK peK rsItkmax
2.躲过最大负荷电流
IsetKreIlLmax
二者取较大者
灵敏度：单侧电源运行内部短路时
KsenIIsret
Ikmin2 Iset
.
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
纵联电流差动保护原理
K2点短路（区外）：M侧电流为正，N侧电流为负
I MI N0
K1点短路（区内）：两侧电流均为正方向
I MI NI K
.
Ires0.5I mI n
Ire s0.5(I mI n)
Ires I mI n 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
动作方程：
I m I n kI m I nIo0 p
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
.Leabharlann 两侧电流的同步测量基于统一时钟的同步方法
.
纵联电流相位差动保护
.
.
负序电压滤过器
U m n R 1 R 1jX 1U ab R 2 jjX 2X 2U bc
.
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
.