(什么是)差动保护--详解

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。由于铁芯高度饱和，使励磁电流剧烈增加，从而形成了励磁涌流
s
。
励磁涌流的最大特点是：含有很大成分的非周期分量；含有大量的高
次谐波；
为了消除励磁涌流的影响，通常采取的措施是：
① 接入速饱和变流器。为了消除励磁涌流非周期分量的影响，通常
在差动回路中接入速饱和变流器 T sat 。当励磁涌流进入差动回路时，
内部故障时，流如差动继电器的电流为：I r I I2I II2
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 实。故差动保护一般用于贵重而距离短的电气设备保护，如变 压器、发电机、母线等。特别短的输电线路也可考虑采用。
• 变压器星形侧变比：
nTA1
3I1N 5
• 变压器三角形侧变比：
nTA 2
I2N 5
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.
5.2 纵差保护的不平衡电流
纵差保护在运用中，被保护对象正常运行或外部故障时，总会有一 个电流流入继电器，称之为“不平衡电流”，该电流的大小直接决定了保
护 的灵敏度。引起不平衡电流的因素主要有：
一、电流互感器计算变比与实际变比不一致 根据纵差保护的原理可知，最理想的情况就是两侧TA二次侧电流大
小择相公等式，是通：过接线nT方A1式使I其51N相减，则不nTA平2 衡I电52N流为零。所以TA变比的选
倍。在中间柱上除绕有差动线圈和两个平衡线圈
W
b
和
1
W b2
外，还绕有
短路线圈W k 。在A柱上绕有 W k 。在C柱上绕有二次绕组 W 2 。
•
过A柱当和在C差柱动，线并圈在W短d路上绕仅组有中周感期生分电量势电，流产I生r 时电，流BI柱k 上。的如磁果通W 分k =别2通W k
则 kBCkAC， 当铁芯未饱和时，相当于短路绕组不存在 。
若空载合闸正好在电压瞬时值为零的瞬间接通电路，则铁芯中就具有
一个相应的磁通，而铁芯中的磁通又是不能突变的，所以在合闸时必将出
现一个非周期性磁通分量。因非周期性磁通分量的衰减比较慢，经过半个
周期后，它与稳态磁通相叠加的结果，将使铁芯中的总磁通达到的数
值 2max ，如果铁芯中还有方向相同的剩余磁通 res，则总磁通将为 2max
以上两项不平衡电流可以利用平衡绕组补偿一部分，不能完全补偿， 剩余部分靠动作整定值躲过。（关于平衡绕组在差动继电器 中讲述）
三、变压器调压分接头位置改变 当纵差保护用于保护变压器时，一般
变压器在其高压侧绕组上都设有调压分接 头，分有载调压和无载调压两种。当调压 分接头位置改变时，变压器的变比也改变， 从而两侧TA二次侧电流的大小也改变。 这对已经配置好的纵差保护来讲，就会形 成不平衡电流。
④ 采用差动电流速断保护。利用 励磁涌流随时间衰减的特点，借保护固 有的动作时间，躲开最大的励磁涌流。
5.3 差动继电器
一、DCD—2差动继电器的基本原理 结构原理示意图：
Φ
Φ
Φ
Φ
Φ
Φ
Φ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ由加强型速饱和变流器和电流继电器KA组成。加强型速饱和变流
器是一个三柱铁芯，中间柱Ｂ的截面积比两边柱Ａ、Ｃ的截面积大一
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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。
假定被保护对象是变压器， 变比等于1，Y/Y-12组别， 如图：
被保护对象正常运行和外部短路时，流过差动继电器的电 流为 I r I I2I II2 ，理想情况下，被保护对象两侧的电流大 小和相位都是相同的，故流入继电器的电流为零。实际由于电 流互感器的误差等因素，流过继电器的电流并不为零，称之为 不平衡电流。
该项不平衡电流只能依靠保护的动作 整定值躲过。
四、变压器接线组别 当纵差保护用于保护变压器时，电力系统主变一般采用Y/D—11。
该接线组别的含义是：D侧电压、电流相量超前Y侧30°，因此TA二次 侧电流相量差并不为零，形成不平衡电流。
解决措施：将两侧的TA按下图所示连接，进行补偿。
• 采用了相位补偿接线后，在电流互感器绕组接成 三角形的一侧，流入差动臂中的电流要比电流互 感器的二次电流大 3 倍。可通过适当选择电流互 感器变比来消除。
DCD—2 差动继电器
5.4 用DCD—2差动继电器构成的纵差保护
变压器纵差保护展开接线图
信号回路
不考虑相位补偿时纵差保护展开图
信号回路
发电机纵差保护原理接线示意图
其中很大的非周期分量使速饱和变流器的铁芯迅速严重饱和，励磁阻抗锐 减，使得一、二次之间的传变性能变差，差动继电器的电流很小，保护不 起动。通常将速饱和变流器与电流继电器合在一起生产，从而产生出差动 继电器。
带速饱和变流器的接线
② 采用以二次谐波制动原理构成 纵联差动保护装置。
③ 采用鉴别波形间断角原理构成 差动保护。
但为了便于组织生产，国家规定了TA的标准变比系列值，实际采用 的TA变比可能与该计算值不等，从而造成二次侧电流相减结果不等于零， 从而形成不平衡电流。
二、两侧电流互感器型号不同
由于配电装置布置、设计人员喜好、厂家不同等原因，有可能出现 两侧TA型号不同的情况，即使是型号相同，由于TA误差也会造成两侧电 流大小不等，从而形成不平衡电流。
当铁芯饱和后，磁阻变大，传变性能变坏，在短路绕组中感应电势
减小，由 IkWk、IkWk 产生的磁通也减小。值的注意的是，A、B柱上磁 通减小的程度不同，A柱减小更多，对C柱而言呈去磁作用，进一步使二
次绕组感生电势减小。
因此，短路绕组在差动线圈中流动非周期性电流时，是起“去磁” 作 用，有利于加强继电器躲闭励磁涌流的能力。同时，短路绕组的匝数越 多， 去磁作用越强。