差动保护

什么是差动保护

作者：佚名内容来源：互联网点击数：411 更新时间：2009-10-8

1.全线速动保护

在高压输电线路上，要求继电保护无时限地切除线路上任一点发生的故障。

2.单侧测量保护无法实现全线速动

所谓单侧测量保护是指保护仅测量线路某一侧的母线电压、线路电流等电气量。单侧测量保护有一个共同的缺点，就是无法快速切除本线路上的所有故障，最长切除时间为0.5秒左右。

由上图可以看出本线路末端故障k1与下线路始端故障k2两种情况下，保护测量到的电流、电压几乎是相同的。如果为了保证选择性，k2故障时保护不能无时限切除，则本线路末端k1故障时也就无法无时限切除。可见单侧测量保护无法实现全线速动的根本原因是考虑到互感器、保护均存在误差，不能有效地区分本线路末端故障与下线路始端故障。

3.双侧测量保护原理如何实现全线速动

为了实现全线速动保护，保护判据由线路两侧的电气量或保护动作行为构成，进行双侧测量。双侧测量时需要相应的保护通道进行信息交换。双侧测量线路保护的基本原理主要有以下三种：

（1）以基尔霍夫电流定律为基础的电流差动测量；

（2）比较线路两侧电流相位关系的相位差动测量；

（3）比较两侧线路保护故障方向判别结果，确定故障点的位置。

上图为电流差动保护原理示意图，保护测量电流为线路两侧电流相量和，也称差动电流。将线路看成一个广义节点，流入这个节点的总电流为零，正常运行时或外部故障

时，线路内部故障时，即。

忽略了线路电容电流后，在下线路始端发生故障时，差动电流为零；在本线末端发生故障时，差动电流为故障点短路电流，有明显的区别，可以实现全线速动保护。电流差动原理用于线路纵联差动保护、线路光纤分相差动保护以及变压器、发电机、母线等元件保护上。

上图为相位差动保护（简称“相差保护”）原理示意图，保护测量的电气量为线路两侧电流的相位差。

正常运行及外部故障时，流过线路的电流为“穿越性“的，相位差为1800；内部故障时，线路两侧电流的相位差较小。相位差动保护以线路两侧电流相位差小于整定值作为内部故障的判据，主要用于相差高频保护，由于该保护对通道、收发信机等设备要求较高，技术相对复杂，微机型线路保护已不采用相差高频保护原理。

图为比较线路两侧保护对故障方向判别结果的纵联方向保护原理示意图。外部故障时远故障侧保护判别为正向故障，而近故障侧保护判别为反向故障；如果两侧保护均判别为正向故障，则故障在本线路上。由于纵联方向保护仅需由通道传输对侧保护的故障方向判别结果，属于逻辑量，对通道的要求较低，目前广泛应用于高压线路微机保护上。故障方向的判别既可以采用独立的方向元件（各种方向纵联保护）也可以利用零序电流保护、距离保护中的零序电流方向元件、方向阻抗元件完成（纵联零序、纵联距离保护）。

7.1.2纵联保护分类

纵联保护按照通道类型、保护原理、信息含义等有多种分类方法。

1.按通道类型分类

保护通道类型主要有：

（1）导引线，两侧保护电流回路由二次电缆连接起来，用于线路纵差保护；

（2）载波通道，使用电力线路构成载波通道，用于高频保护；

（3）微波通道，用于微波保护；

（4）光纤通道，用于光纤分相差动保护。

2.按保护原理分类

(1)电流差动原理;

(2)纵联方向原理。

3.按通道传送信息含义分类

上图（a）约定保护判明故障为反方向时，发出“闭锁信号”闭锁两侧保护，这就称为“闭锁式”纵联保护；

图（b）则约定保护判明为正向故障时向对侧发出“允许信号”，保护启动后本侧判别为正向故障且收到对侧保护的允许信号时说明两侧保护均判别故障为正方向，动作于跳闸出口，这种方案为“允许式”纵联保护.

纵联保护还可以在“跳闸信号“的基础上构成。线路两侧的Ⅰ段保护动作后跳开本侧断路器，同时向对侧保护发出”跳闸信号“，对侧保护收到跳闸信号后立即跳闸。只要线路两侧的Ⅰ段保护的保护区有重叠，就可以构成全线速动保护。