电流差动保护原理及应用,变压器纵联差动保护,发电机纵联差动保护,母线纵联差动保护

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1、电流差动保护原理及应用建立在基尔霍夫电流定律的基础之上广泛应用于电力系统诸多重要电气设备之中，而且都是主保护。具有灵敏度高，简单可靠和动作速度快等诸多优点。研究背景电流差动保护原理及应用差动保护输电线路变压器发电机母线研究框架纵联差动保护基本原理不平衡电流输电线路纵联电流差动保护特性分析通信通道两侧电流的同步测量输电线路纵联差动保护主要内容输电线路纵联差动保护纵联差动保护基本原理：输电线路纵联差动保护当线路MN正常运行和被保护线路外部（k2点)短路时，按规定的电流正方向看，M侧电流为正，N侧电流为负，两侧电流大小相等、方向

2、相反，反应在电流互感器二次回路中流过差动继电器中的电流为故障点总的短路电流的二次值，即输电线路纵联差动保护当线路内部短路（k1点）时，流经输电线两侧的故障电流均为正方向，且反映在电流互感器二次侧流入到差动继电器中的电流为故障点总的短路电流的二次值，即输电线路纵联差动保护当流入继电器的电流大于继电器整定的动作电流时，差动保护继电器动作。由以上分析看出，纵差保护范围为线路两端TA之间的距离，在保护范围外短路，保护不动作，故不需要与相邻元件在保护动作值和动作时限上配合，因此可以实现瞬时切除故障。输电线路纵联差动保护在理想情况下正

3、常运行或外部故障时，可认为流入继电器的电流。实际由于线路两端TA特性不完全相同，将导致在二次回路中电流不相等，产生不平衡电流。输电线路纵联差动保护不平衡电流的产生模型所产生的误差测量所产生的误差模型误差：指实际被保护元件中还存在其他无法测量的支路所带来的误差。例如输电线路中存在分布电容，分布电容就构成了无法测量的支路，电容上流过的电流都转换为不平衡电流。测量误差：指装置测量到的电流与实际一次电流之间存在的差异。例如TA饱和误差，在TA饱和时，TA的励磁阻抗将会下降很大，差动保护会产生很大的不平衡电流。输电线路纵联差动保护与

4、一次电流的关系措施分布电容电流无关最小动作电流，补偿励磁电流无关励磁涌流识别TA变比有关最小动作电流（制动特性)TA汲出电流有关制动特性（最小动作电流）二次回路暂态过程有关制动特性TA饱和有关TA饱和识别TA回路故障无关启动元件、其它措施A/D有效长度有关最小动作电流随机噪声无关最小动作电流数据同步误差有关制动特性不平衡差流产生原因及其应对措施：输电线路纵联差动保护特性分析不带制动特性的差动继电器特性带有制动线圈的差动继电器特性输电线路纵联差动保护继电器的动作方程为式中——流入差动继电器的电流；——差动继电器的动作电流的整

5、定值；的选取躲过外部短路时的最大不平衡电流躲过最大负荷电流输电线路纵联差动保护躲过外部短路时的最大不平衡电流式中——可靠系数，取1.2~1.3；——非周期分量系数，当差动回路采用速饱和变流器时为1；当差动回路是用串联电阻降低不平衡电流时，为1.5～1.2；——电流互感器的10%误差系数；——同型系数，在两侧电流互感器同型号时取0.5，不同型号时取0.5。相同型号时取1。——外部短路时流过电流互感器的最大短路电流。输电线路纵联差动保护躲过最大负荷电流考虑正常运行时一次侧电流互感器二次断线时差动继电器在流过线路的最大负荷电流时

6、保护不动作，即式中——可靠系数，取1.2~1.3；——线路正常运行时的最大负荷电流的二次值。输电线路纵联差动保护取以上两个整定值中较大的一个作为差动继电器的整定值。保护应满足线路在单侧电源运行发生内部短路时有足够的灵敏度，即式中——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。若纵差保护不满足灵敏度要求，可采用带制动特性的纵差保护。输电线路纵联差动保护带有制动线圈的差动继电器特性这种原理的差动保护继电器有两组线圈，制动线圈流过两侧互感器的循环电流，在正常运行和外部短路时制动作用增强，在动作线圈中流过两侧互

7、感器的和电流，在内部短路时制动作用减弱（相当于无制动作用），而动作的作用极强。输电线路纵联差动保护动作特性继电器的动作方程为式中，K为制动系数，可在0~1之间选择；很小的门限，克服继电器动作机械摩擦或保证电路状态发生翻转需要的值。这种动作电流随着制动电流变化的特征称为制动特性。不仅提高了内部短路时的灵敏性而且提高了在外部短路时不动作的可靠性，因而在电流差动保护中得到了广泛的应用。输电线路纵联差动保护通信通道导引线通道电力线载波通道微波通道光纤通道输电线路纵联差动保护导引线通道这种通道需要铺着导引线电缆传送电气量信息，其投资

8、随线路长度而增加，当线路较长（超过10km以上）时就不经济了。导引线越长，自身的运行安全性越低。在中性点接地系统中，出了雷击外，在接地故障时地中电流会引起地电位升高，也会产生感应电压，所以导引线的电缆必须有足够的绝缘水平（例如15kV的绝缘水平），从而使投资增大。一般导引线中直接传输交流二次电量波形，故