电动机纵联差动保护
一、比率制动差动保护 （1）电动机二次额定电流
1
n TA
I n =?
（2）差动保护最小动作电流
I s =K rel (·K cc ·K er +Δm )I n
ap K K rel ——可靠系数，取K rel =2
ap K ——外部短路切除引起电流互感器误差增大的系数（非周期分量系数）=2 ap K K cc ——同型系数，电流互感器同型号时取K cc =0.5，不同型号时K cc =1 K er ——电流互感器综合误差取K er =0.1 Δm ——通道调整误差，取Δm =0.01~0.02
I s =2 (2×0.5×0.1+0.02)I n =0.24 I n
一般情况下，取I s =(0.25~0.35)I n ，当不平衡电流较大时，I s =0.4I n （3）确定拐点电流I t 有些装置中拐点电流是固定的，如I t = I n ；当拐点电流不固定时可取I t = (0.5~0.8)I n （4）确定制动特性斜率s 按躲过电动机最大起动电流下差动回路的不平衡电流整定
最大起动电流I st ·max 下的不平衡电流I umb ·max 为
I umb ·max =(·K cc ·K er +Δm ) I st ·max
ap K =2，K cc =0.5，K er =0.1，Δm=0.02，I st ·max =K st I n (取I st =10)
ap K
I umb ·max =(2×0.5×0.1+0.02)10I n =1.2I n
比率制动特性斜率为
t
n st s
umb rel I I K I I K s ??=
?max
K rel =2，当I s =0.3 I n ，I t =0.8 I n ，K st =7
2 1.20.30.3470.8n n n n
I I s I I ×?==?
一般取s =0.3~0.5 （5）灵敏系数计算
电动机机端最小两相短路电流为
(2)1
2K L I x x =
?′+
x ′- 电动机供电系统处最小运行方式时折算到S B 基准容量的系统阻抗标幺值 U B - 电动机供电电压级的平均额定电压U B =6.3(10.5)kV X L - 电动机供电电缆折算到S B 基准容量的阻抗标幺值
制动电流(2)res
TA
2K I I n =相应的动作电流为
(2)op s t TA 2K
I I I S I n ??
=+?????
灵敏系数满足以下条件
(2)sen
TA op
1.5(2)K I K n I =≥ （6）差动速断动作电流
按躲过电动机起动瞬间最大不平衡电流条件整定 I i =K rel I umb ·max
K rel – 可靠系数取K rel =3.5~4.5
I umb ·max =1.2 I n 则I i =(3.5~4.5)×1.2 I n =(4.2~5.2) I n
一般取I i =(4~6) I n 要求电动机机端两相短路时
(2)
sen
TA i
1.2K I K n I =≥ （7）差流越限告警，取差流越限告警定值为15% I n ，告警延时一般装置内部固定
（8）动作时限，差动保护本身不需设动作时限，但有的装置为躲暂过程而设了动作时限，此时可取动作时限0.03~0.05 s 。
比率制动特性曲线
比率制动差动保护应注意的问题 （1）由于保护装置设在开关柜上，造成纵差保护两侧电流互感器二次电缆长度相差较大，特别是电动机离开关柜较远时情况更严重，这样电动机起动时两侧电流互感器由于二次阻抗不匹配，造成不平衡电流显著增大，甚至中性点电流互感器出现饱和，因此电动机纵差保护要特别注意两侧电流互感器二次阻抗匹配问题。
（2）若无法解决两侧电流互感器阻抗匹配的问题，需采用提高定值来躲过起动时的误差（误动），则宜采用适当增大比率制动斜率，而不宜采用提高最小动作电流的措施，或者分别设起动、正常运行差动保护，分别整定，但有的保护装置不能实现。
（3）当无法解决两侧电流互感器匹配的问题，同时要提高灵敏系数时，可考虑采用磁平衡差动保护，动作电流只需躲过电动机的每相电容电流即可。
（4）为减小差动回路的不平衡电流，容量较大的电动机宜采用二次额定电流为1A 的电流互感器。
（5）加强差动二次回路的检查与维护，避免电流互感器二次开路现象，如出现电流互感器二次开路，则宜闭锁差动保护。
二、磁平衡纵差保护
磁平衡纵差保护原理接线图
（1）电动机的磁平衡纵差保护可灵敏反应定子绕组的相间短路故障（含定子绕组对另两相中性点短路），不反应定子绕组的匝间短路和定子绕组的断相故障，就反应故障类型来说，与常规纵差保护无区别，但电动机起动、外部短路故障电动机的反馈电流、外部短路故障切除自起动过程中不会形成不平衡电流，这与常规纵差保护不同。对外部单相接地故障，有不大的不平衡电流。
（2）电动机外部单相接地
设A
U U e -j120o
U e j120o
，三相负序电压
为
U
由定子绕组每相正序电容C M1，每相零序电容C M0形成的电流仅流过电动机始端，构成磁平衡差动保护的不平衡电流
umb A M1M0
3U U I j C j C j C ??ωωω== U
-120-30-30
umb B M1M0M0(3e j j U U U I j C j C C ??ωωω°°=?=+ j °
12030210
umb C M0M0(3e
j j U U U I j C j C C ??ωωω°
°
=?=+ j °
M1M03C C C ??=+C ??为定子绕组相间电容
umb umb B umb C ||||I I I === （3）磁平衡纵差保护动作电流
op rel I K =
K rel – 可靠系数取1.1~1.3
对于同步电动机定子绕组每相零序电容（即对接地电容）可由下式计算
M00.84C = (/)f ph μ
式中k – 由绝缘材料确定的系数，当采用B 级绝缘时K =0.0187
S n – 电动机额定容量，MV A U N – 电动机额定电压，kV 由于 则M1M03C C C ??=+M00.2C C ??≈M1M01.6C C =
op rel rel M0
U I K K ==
K rel =1.2
rel M0 1.31jN K C U ω=×则I op =(1.2×1.31)ωC MO U jN =1.572×ωC MO U jN
如P N =2500kW ， 2.5 3.125cos 0.8
N N P S ?=
== MV A
M00.840.01870.0165C =××= (/)f ph μ
I op =1.572×314×0.165×6.3 =51.3A 51.3/300.7≈17% I op 约为电动机额定电流的17%
为躲过电容暂态过程的影响，保护设100~120 ms 延时 （4）定子绕组单相接地
当供电网络中性点不接地或经消弧线圈接地时，电动机定子绕组单相接地
D M03()U I C C ωα
∑=?
式中α- 接地点到电动机定子绕组中性点的匝数与定子绕组-相匝数之比
C ∑- 供电网络每相对地总电容
当网络中性点经电阻R 接地时电动机定子绕组单相接地
D U I ≈ 式中R – 接地电阻，其他符号与上式相同
I D 小于电动机外部单相接地电流I op ，所以磁平衡差动保护不会动作，当供电电网中性点经电阻接地时，电动机定子绕组单相接地磁平衡差动保护是否动作与电动机容量、中性点接地电阻大小、接地点位置有关。一般电动机容量小，接地点接近机端时该保护会动作，电动机容量较大时，一般不会动作。
磁平衡差动保护应注意的问题
（1）电动机起动过程中不会在磁平衡差动保护中产生不平衡电流，因而动作电流只需躲过外部单相接地时形成的不平衡电流，一般情况下动作电流为(15%~20%)电动机额定电流，所以灵敏系数比常规比率制动保护大为提高，提升了电动机纵差保护性能。
（2）电动机磁平衡差动保护性能远优于比率制动差动保护，定子绕组相间短路故障的死区也远比常规比率制动差动小，而且整定计算简单。在开关柜与电动机间相距较远时（场合），应优先使用这种差动保护。
（3）电流互感器参数应认真选定，其容量可取15~20V A ，二次额定电流宜取1A ，一次额定电流宜取较大值，以保护最严重短路情况下不发生饱和。
（4）按技术规程要求，除磁平衡纵差保护外，还应在开关柜上装设电动机综合保护，对供电电缆上的短路故障与电动机的故障进行保护。
（5）当电动机磁平衡纵差保护电流互感器处配有零序电流互感时，则构成的零序电流保护在动作电流，动作时限上应与开关柜上综合保护中的零序电流保护配合。
三、高阻抗差动保护（SPAE010，011）
高阻抗差动保护应对于各种区外故障具备稳定性，正是差动回路中的电阻起到这种稳定作用。在SPAE010及SPAE011中稳定电阻内置在继电器中，并与测量互感器串联，因此称为
高阻抗型保护（见图1及图2）
。 （1）高阻抗继电器的动作电流值应躲过任何区外故障引起的差动电流值（对于电动机保护则应躲过电动机起动电流值）。在保护区内发生故障时两边电流互感器向差动回路馈入电流保护动作。
（2）保护的灵敏性和可靠性取决于电流互感器特性。对于高阻抗差动保护，两组电流互感器的变比应相等，高阻抗保护中应使用PX 级的低漏磁电流互感器，其技术特性可通过拐点电压
U K ，拐点处的励磁电流I e 及二次绕组电阻R 2定义。
（拐点电压是在电流互感器的二次侧测得的励磁电压，即当励磁电压增加10%时，励磁电流增加50%的那一点的励磁电压）
，见图3。 （3）区内故障情况下，流过差动回路的电流必须足以使继电器动作，拐点电压U K 应大于2倍的穿越故障所需的稳定电压U s ：
U K =kU s=2×I k max /n TA (R 2+R m ) 式中 U K – 拐点电压； I k max – 最大穿越故障电流（电动机起动电流）； U s – 稳定电压； n TA –电流互感器变化； R 2 – 电流互感器二次绕组内阻；R m –最大测量回路的总电阻。
保护动作时间无延迟时系数K =2,建议使用的电流互感器二次内阻与测量回路的电阻一样大R 2=R m ，以避免拐点电压过高。
（4）励磁电流I o （拐点电压处电流互感器的励磁电流）
I o =[（I prim / n TA ）-(I r +I u )]/m
式中 I prim – 保护装置动作的一次侧电流； I r – 继电器整定值；I u – 通过保护电阻的电流；
n TA –电流互感器的变比；m –属于保护的每相电流互感器的数目。
在区内故障时为避免二次回路电压过高，将压敏电阻与差动回路并联，电压越高阻抗越低。
（5）灵敏系数计算中应计算出保护装置一次动作电流
s
prim TA o u s
=(
++U )I n m I R ×I
式中 U s – 稳定电压；R s –内部稳定电阻；
I o – 在励磁电压为U s 时的励磁电流； I u - 在电压为U s 时流过保护电阻上的电流 m-属于保护的每相电流互感器的数目
图1 高阻抗型差动保护原理
图2 使用高阻抗继电器SPAE010的变压器故障保护接线图
图3 XIAMEN DYH ELECTRIC CO., LTD.
注意事项：
（1）如果电流互感器的拐点电压U K 值高于要求值，则稳定性能得到保证。
（2）如果电流互感器的拐点电压U K 为要求值的50%以上，则其稳定性有高的依存情况。 （3）如果电流互感器的拐点电压U K 低于要求值，则稳定性不能实现，应选型其他的电流互
感器。
主泵计算：
P =6500kW, U
=6kW, 735.86A n I =
=
Cos ? =0.85
I kmax =12×I n =8830A U K =2×U S =2×
k max
TA
I n ×(R 2+R m ) =2×
8830
3000/5
×(1.5+1.587)=91V
二次回路导线长度 l =150m （实际距离） 二次回路导线截面 s =4 ρ0=0.016mm 2Ω/m
R 0=2×
A
l
ρ×=2×
0.016150
4
×=1.2Ω
R 7.5= R 0×(1+0.0043×75)=1.2(1+0.0043×75) =1.587Ω
电流互感器选择：LZZBJ9-12/185 b/4 3000/5 A PX 级（低漏磁） U K ≥128V ；R 2=1.5Ω I o ≤0.05A
对于I o 放大倍数为2
prim TA (
)s
o u s
U I n m I R =+×+I 91/2
600(
10.050.02)4400
=+×+ 稳定电压取100V ，R s=4400Ω =48.2A n
U U >
≈.45 图4 曲线b 100V ，I u =0.02A
图4 压敏电阻的特征
a=电阻器5248 831-D ，b=电阻器5248 831-C ，c=电阻器5248 831-B
图5 SPAE010和SPAE011的动作特征
prim TA ()/o r u I I I I m n ??=?+???
? m =1
prim TA
o u I r I I I n ??=
48.2
0.050.020.01A 600
r I =
??=
高压电动机差动保护原理及注意事项 差动保护是大型高压电气设备广泛采用的一种保护方式，2000KW以上的高压电动机一般采用差动保护，或2000kW(含2000kW)以下、具有六个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，也装设纵差保护作为机间短路的主保护。差动保护基于被保护设备的短路故障而设，快速反应于设备内部短路故障。对被保护范围区外故障引起区内电流变化的、电动机启动瞬间的暂态峰值差流、首尾端CT不平衡电流等容易引起保护误判的电流，对于不同的差动保护原理，有不同的消除这些电流的措施。 差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。微机保护一般采用分相比差流方式。 图1 电动机差动保护单线原理接线图 为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I·12与I·22之差。继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。图1所示为电动机纵差保护单线原理接线图。 在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置
发电机差动保护动作原因分析 一、事故经过 2012年10月23日07时29分，网控值班员听见巨响声同时发现盘面柴发电源二103-16断路器跳闸，网控值班员立即前往网控10KV配电室发现浓烟，经检查柴发电源二103-16高压柜后盖已被甩出，柜内已烧黑。2号发电机纵差保护动作，2号发电机组跳闸。07时33分，低频保护动作，甩负荷至第5轮。07时33分41秒，1号、3号机组跳闸，全厂失电。 二、故障分析 继电保护人员随后调取事故动作报告，发现发电机差动保护动作时刻，差动电流确实已经远超过了整定值，说明在103-16柜故障时刻发抗组差动回路确实存在很大的不平衡电流。与此同时为验证发电机差动回路内一次设备是否有故障，对发电机绕组及其一次母线进行对地及相间绝缘检查，未发现异常。证明发电机等一次设备未发生故障，发抗组保护装臵本身在这次大修期间已经对保护装臵及二次回路连线可靠性及差动极性正确性进行检查均未发现有误之处。差动动作时间和103-16柜发生故障时间基本同时发生，但是就算在故障过程中产生的瞬间大电流对发电机差动回路来说也应该是一个穿越性电流，不应该对发电机差动保护产生影响。随后保护人员调取录波图进行分析，发现故障时刻发电机中性点B相电流波形严重畸变。经过计算，发电机中性点B相电流与发电机机端B相电流之差正好等于装臵
采样的差流值。 从录波图上可以看出，故障时刻发电机中性点B相电流波形发生严重畸变，且故障时刻发电机中性点B相电流与发电机机端电流在同一时刻的相位及幅值均不相同，说明故障电流对发电机中性点电流互感器和发电机机端电流互感器造成的影响不同。 三、波形畸变分析 1、从录波图上可以看出，B相电流波形开始发生畸变前一刻波形
第四节变压器纵联差动保护 一、变压器纵联差动保护的原理 纵联差动保护是反应被保护变压器各端流入和流出电流的相量差。对双绕组变压器实现纵差动保护的原理接线如下图所示。 为了保证纵联差动保护的正确工作，应使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，差回路电流为零。在保护范围内故障时，流入差回路的电流为短路点的短路电流的二次值，保护动作。应使 或 结论： 适当选择两侧电流互感器的变比。 纵联差动保护有较高的灵敏度。 二、变压器纵联差动保护在稳态情况下的不平衡电流及减小不平衡电流的措施 在正常运行及保护范围外部短路稳态情况下流入纵联差动保护差回路中的电流叫稳态不平衡电流I bp。 1．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 思考：由于变压器常常采用Y,dll的接线方式, 因此, 其两侧电流的相位差30o。此时，如果两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次电流由于相位不同，会有一个差电流流入继电器。如何消除这种不平衡电流的影响？
解决办法：通常都是将变压器星形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。 2．由两侧电流互感器的误差引起的不平衡电流 思考：变压器两侧电流互感器有电流误差△I，在正常运行及保护范围外部故障时流入差回路中的电流不为零，为什么？ 为什么在正常运行时，不平衡电流也很小？ 为什么当外部故障时，不平衡电流增大？ 原因：电流互感器的电流误差和其励磁电流的大小、二次负载的大小及励磁阻抗有关，而励磁阻抗又与铁芯特性和饱和程度有关。 当被保护变压器两侧电流互感器型号不同，变比不同，二次负载阻抗及短路电流倍数不同时都会使电流互感器励磁电流的差值增大。 减少这种不平衡电流影响的措施： （1）在选择互感器时，应选带有气隙的D级铁芯互感器，使之在短路时也不饱和。 （2）选大变比的电流互感器，可以降低短路电流倍数。 （3）在考虑二次回路的负载时，通常都以电流互感器的10％误差曲线为依据，进行导线截面校验，不平衡电流会更小。最大可能值为： 3．由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流 思考：两侧的电流互感器、变压器是不是一定满足 或的关系？ 原因：很难满足上述关系。 减少这种不平衡电流影响的措施： 利用平衡线圈W ph来消除此差电流的影响。 假设在区外故障时，如下图所示，则差动线圈中将流过电流（），由它所产生的磁势为W cd()。为了消除这个差动电流的影响，通常都是将平衡线圈W ph接入二次电流较小的一侧，应使 W cd()=W ph 4．带负荷调变压器的分接头产生的不平衡电流 思考：在电力系统中为什么采用带负荷调压的变压器会产生不平衡电流？
5.1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： l op 3 I op.0 （ I res 兰 l res.0 时） l op > I op.O + S （l res — res.0） （ l res > l res.0 时） 式中：l op 为差动电流，l o P.O 为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I r es.O 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 （根据工程需要，也可将 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15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. c. 5.2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： 5.1.1。 差动电流: 1 op 制动电流: 1 res — 式中：I T ，I N 分别为机端、 见图5.1.1。 中性点电流互感器（TA ）二次侧的电流，TA 的极性 _L 氓 € % 5 TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 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； 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.1.1电流极性接线示意图
5.2.1故障分量负序方向（△ P2）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（△ P2）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A U2和A I2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A P2为： △ P2 =3艮〔厶『2心?2心也21 2L J A ? 式中i I2为也I2的共轭相量，申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。（也|2滞后A U2的角度）。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为: > E-p △》2=血e^S n 实际应用动作判据综合为: A P2 = A U2r』I ' + A U2i ”也I ' > ￡P （S S i、年为动作门槛） 保护逻辑框图见图521.2。 枣力， “ r ‘ 1 1 Um： I 1卄TA 图521.1故障分量负序方向保护极性图
纵联保护原理 线路的纵联保护是指反应线路两侧电量的保护，它可以实现全线路速动。而普通的反应线路一侧电量的保护不能做到全线速动。纵联差动是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位就行比较，从而判断出区内外故障。是属于直接比较两侧电量对纵联保护。目前电力系统中运行对这类保护有：高频相差保护、导引线差动保护、光纤纵差保护、微波电流分相差动保护。纵联方向保护：反应线路故障的测量元件为各种不同原理的方向元件，属于间接比较两侧电量的纵联保护。包括高频距离保护、高频负序方向保护、高频零序方向保护、高频突变量方向保护。 先了解一下纵联差动保护： 为实现线路全长范围内故障无时限切除所以必须采用纵联保护原理作为输电线保护。 输电线路的纵联差动保护（习惯简称纵差保护）就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向连
接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路外,从而决定是否切断被保护回路. 纵联差动保护的基本原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成的。 高频保护的工作原理：将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后，利用输电线路本身构成高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流的相位或功率方向的一总保护装置。安工作原理的不同可分为两大类：方向高频保护和相差高频保护。 光纤保护也是高频保护的一总原理是一样的只是高频的通道不一样一个事利用输电线路的载波构成通道一个是利用光纤的高频电缆构成光纤通道。光纤通信广泛采用PCM调制方式。这总保护发展很快现在一般的变电站全是光纤的了经济又安全。
一、发电机相间短路的纵联差动保护 将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD接于其差回路中，当正常运行或外部 故障时，I1 与 I2 反向流入，KD的电流为1 1 TA I n - 2 2 TA I n = 1 I' - 2 I'≈0 ，故KD不会动作。当在保护 区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD的电流为： 1 1 TA I n + 2 2 TA I n = 1 I' + 2 I'=2k TA I n 当2k TA I n 大于KD的整定值时，即 1 I' - (3) max max / unb st unp i k TA I K K f I n = ≠0 ,KD动作。这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部
故障时， 2 k TA I n ≥Iset ，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： .min .min .min ()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+ 式中：Kst ——同型系数，取； Kunp ——非周期性分量影响系数，取为1～； fi ——TA 的最大数值误差，取。 为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流，即Iop= (Krel 为可靠系数，取）。越大，动作值Iop 就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。对于大、中型发电机，即使轻微故障也会造成严重后果。为了提高保护的灵敏系数，有必要将差动保护的动作电流减小，要求最小动作电流=（IN 为发电机额定电流），而在任何外部故障时不误动作。显然，图所示的
发电机纵差保护 收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知 输入电流的不同分类 发电机差动保护由三个分相差动元件构成。若按由差动元件两侧输入电流的不同进行分类，可以分成完全纵差保护和不完全保护两类。其交流接入回路分别如图1（a）和图1（b）所示。
图1发电机纵差保护的交流接入回路 在图1中：Ja、Jb、Jc－分别为发电机A、B、C三相的差动元件； A、B、C－发电机三相输入端子。
由图1可以看出，发电机完全纵差保护与不完全纵差保护的区别是：对于完全纵差保护，在发电机中性点侧，输入到差动元件的电流为每相的全电流，而不完全差动保护，由中性点输入到差动元件的电流为每相定子绕组某一分支的电流。 1完全纵差保护 发电机完全纵差保护，是发电机相间故障的主保护。由于差动元件两侧TA的型号、变比完全相同，受其暂态特性的影响较小。其动作灵敏度也较高，但不能反应定子绕组的匝间短路及线棒开焊。 2不完全纵差保护 不完全纵差保护除保护定子绕组的相间短路之外，尚能反应定子线棒开焊及某些匝间短路。但是，由于在中性点侧只引入其一分支的电流，故在整定计算时，尚应考虑各分支电流不相等产生的差流。另外，当差动元件两侧TA型号不同及变比不同时，受系统暂态过程的影响较大。
全国继电保护技木竞赛考题与答案 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 一、判断题（20题，每题0.5分，要求将答案填在答题卡的相应位置） 1．二次回路中电缆芯线和导线截面的选择原则是：只需满足电气性能的要求；在电压和操作回路中，应按允许的压降选择电缆芯线或电缆芯线的截面。（×） 2．为使变压器差动保护在变压器过激磁时不误动，在确定保护的整定值时，应增大差动保护的5次谐波制动比。（×） 3．对于SF6断路器，当气压降低至不允许的程度时，断路器的跳闸回路断开，并发出“直流电源消失”信号。（√） 4．在双侧电源系统中，如忽略分布电容，当线路非全相运行时一定会出现零序电流和负序电流。（×） 5．在电压互感器二次回路通电试验时，为防止由二次侧向一次侧反充电，将二次回路断开即可。（×） 6．在正常工况下，发电机中性点无电压。因此，为防止强磁场通过大地对保护的干扰，可取消发电机中性点TV二次（或消弧线圈、配电变压器二次）的接地点。（×） 7．为提高保护动作的可靠性，不允许交、直流回路共用同一根电缆。（√） 8．比较母联电流相位式母差保护在母联断路器运行时发生区内故障，理论上不会拒动。（×）
纵联保护原理?我们先来瞧一下反映一侧电气量变化得保护有什么不足？ 对于反映单侧电气量变化得M侧保护来说,它无法区分就是本侧线路末端故障还就是下级线路始端故障。所以在保护整定上要将它瞬时段得保护范围限制在全线得7０％~80%左右，也即反映单侧电气量变化得保护不能瞬时切除本线路全长内得故障。 因此,引入了纵联保护,纵联保护就是综合反映线路两侧电气量变化得保护,对本线路全长范围内得故障均能瞬时切除。 为了使保护能够做到全线速动,有效得办法就是让线路两端得保护都能够测量到对端保护得动作信号，再与本侧带方向得保护动作信号比较、判定,以确定就是否为区内故障,若为区内故障,则瞬时跳闸。这样无论在线路得任何一处发生故障,线路两侧得保护都能瞬时动作跳闸。快速性、选择性都得到了保证。?在构成保护上,就是将对侧对故障得判断量传送到本侧,本侧保护经过综合判断,来决定保护就是否应该动作。有将对侧电气量转化为数字信号通过微波通道或光纤传送到本侧进行直接计算(如纵联差动保护)，有将对侧对故障就是否在本线路正方向得判断量通过高频(载波、微波)通道传送到本侧,本侧保护进行综合判别（如纵联方向保护、纵联距离保护等等) 一、实现纵联保护得方式: １、闭锁式:也就就是说收不到高频信号就是保护动作与跳闸得必要条件。一般应用于超范围式纵联保护(所谓超范围即两侧保护得正方向保护范围均超出本线路全长）;高频信号采用收发同频,即单频制。 ? ２、允许式:也就就是说收到高频信号就是保护动作与跳闸得必要条件。一般应用于超范围式纵联保护(所谓欠范围即两侧保护得正方向保护范围均超过本线路全长得50%以上,但没有超出本线路全长);高频信号采
电动机纵联差动保护 一、比率制动差动保护 （1）电动机二次额定电流 1 n TA I n =? （2）差动保护最小动作电流 I s =K rel (·K cc ·K er +Δm )I n ap K K rel ——可靠系数，取K rel =2 ap K ——外部短路切除引起电流互感器误差增大的系数（非周期分量系数）=2 ap K K cc ——同型系数，电流互感器同型号时取K cc =0.5，不同型号时K cc =1 K er ——电流互感器综合误差取K er =0.1 Δm ——通道调整误差，取Δm =0.01~0.02 I s =2 (2×0.5×0.1+0.02)I n =0.24 I n 一般情况下，取I s =(0.25~0.35)I n ，当不平衡电流较大时，I s =0.4I n （3）确定拐点电流I t 有些装置中拐点电流是固定的，如I t = I n ；当拐点电流不固定时可取I t = (0.5~0.8)I n （4）确定制动特性斜率s 按躲过电动机最大起动电流下差动回路的不平衡电流整定 最大起动电流I st ·max 下的不平衡电流I umb ·max 为 I umb ·max =(·K cc ·K er +Δm ) I st ·max ap K =2，K cc =0.5，K er =0.1，Δm=0.02，I st ·max =K st I n (取I st =10) ap K I umb ·max =(2×0.5×0.1+0.02)10I n =1.2I n 比率制动特性斜率为 t n st s umb rel I I K I I K s ??= ?max K rel =2，当I s =0.3 I n ，I t =0.8 I n ，K st =7 2 1.20.30.3470.8n n n n I I s I I ×?==? 一般取s =0.3~0.5 （5）灵敏系数计算 电动机机端最小两相短路电流为 (2)1 2K L I x x = ?′+ x ′- 电动机供电系统处最小运行方式时折算到S B 基准容量的系统阻抗标幺值 U B - 电动机供电电压级的平均额定电压U B =6.3(10.5)kV X L - 电动机供电电缆折算到S B 基准容量的阻抗标幺值 制动电流(2)res TA 2K I I n =相应的动作电流为
发电机纵差动保护培训资料 本厂1、2号发动机负粗电流不得大于8℅IN。因此，在发电机上(尤其是大型发电机)应装设定子匝间短路保护。(2)发电机不同相匝间短路时，必将出现环流的短路电流。。 电机网消息：发电机纵差动保护培训资料1、发电机纵差动保护原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外部故障，而且还要求无延时地切除内部故障，为此而设置发电机纵差动保护。在发电机中型点侧配置一组电流互感器，在发电机出口配置一组电流互感器，其保护范围为两电流互感器之间的发电机定子绕组及引出线。 两电流互感器是同一电压等级、同变比、可同型及特性尽可能相近的，其不平衡电流比较小。为防止外部短路暂态不平横电流的影响，差动继电器可选用带中间速饱和电流器的继电器。 发电机纵差动保护培训资料 不平衡电流计算只考虑两电流互感器不一致而产生的不平蘅电流。Ibp.max =KftqKtxfiI（3）dmax Kftq—非周期分量影响系数BCH—2继电器取1 Ktx—同型系数取0.5 fi=0.1 ID（3）max —外部短路最大短路电流周期分量为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，设计有电流互感器二次回路断线监视装置，在发电机电流互感器二次回路断线后延时发信。 正常运行时发出断线信号后，运行人员应将差动保护退出，以防在断线情况下发生外部短路时差动保护误动。2、发电厂330KV发电机差动保护蒲城发电厂1、2号发动机采用单星形中型点经中值电阻（1000欧）接地接线方式，差动保护采用BCH—12型差动继电器，保护范围是中型点CT与发电机出口CT之间、反映相间短路和单相接地故障，此保护未设CT断线闭锁，依靠躲过单相CT断线二次不平衡电流来闭锁CT断线。 发电机另外与主变共设置一套差动保护，保护范围是330KV两个出口开关CT、发电机中性点CT、厂高变低压侧两分支CT之间的接地、相间短路。3、发电机纵差动保护的评价1）发电机纵差动保护不能反映定子绕组匝间短路；2）发电机定子绕组不同地点发生短路时，由于定子绕组多点感应电动势不同及短路阻抗不同，所以短路电流大小不同，中性点附近短路或接地，差动保护不灵敏。 同步发电机构纵差动保护一、发电机纵差动保护的作用原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外故障，而且还要求无延时地切除内部故障。由变压器差动保护的讨论可知，差动保护可以满足作为发电机主保护的基本要求。 二、发电机纵差动保护的特点由于被保护的对象是定子绕组，因此，当定子一相绕组发生匝间短路时，绕组两端的电流仍同方向，流人差动继电器的只有不平衡电流，差动继电器不会动作，故它不能反应匝间短路。在定子绕组不同地点相简短路时，由于定子绕组各点感应电动势不同，以及短路回路阻抗不同，所以短路电流的大小不一样。 经分析得出如下结论：1)当过渡电阻不为零时，在中性点附近短路时，差动保护可能不动作，即在中性点附近经电弧电阻短路时，可能出现死区。因此，要求发电机纵差动保护灵敏度尽可能高，尽可能减少它的死区。 2)由于发电机电压系统的中性点一般不接地的或经大阻抗接地，单相接地时的短路电流较小，差动保护不能动作。 故必须设置独立的接地：保护。 大容量发电机应采用负序反时限过流保护。。
采样 相关概念: ?定值中的“CT变比系数”: 将电流一次额定值大的一侧设定为1,小的一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定值的比值。 如:本侧CT变比1250/5;对侧2500/1,则本侧CT变比系数整定为0、5,对侧整定为1。 步骤: 本侧CT变比:a/b,对侧CT变比c/d。 ?(1)本侧加电流I1,则对侧显示差流:I1*a*d/b/c。 ?(2)对侧加电流I2,则本侧显示差流:I2*c*b/d/a。 模拟空充 相关概念: ?没有CT断线时差动跳闸需同时满足如下条件: 1、两侧差动保护均投入(控制字+软压板+硬压板) 2、没有通道异常 3、有差流 4、本侧保护启动 5、对侧差动信号,即给本侧发差动允许信号(a、b同时满足) a、有差流 b、对侧分位无流或对侧启动 步骤: ?①对侧分位,本侧合位。本侧加差流,则本侧跳,对侧不跳。 解释: 1、对侧分位无流+有差流->给本侧发允许信号 2、对侧不启动->对侧不跳 ?②本侧分位,对侧合位。对侧加差流,则对侧跳,本侧不跳。 模拟弱馈 相关概念: ?保护启动方式: 1、电流变化量启动 2、零序过流元件启动 3、位置不对应启动(针对偷跳) 4、弱馈启动(针对弱电源侧) 步骤: ?①两侧合位。对侧加一低于正常值电压34V(1、之所以加34V就是为了满足如下两 条:a、满足弱馈条件<65%额定,b、大于33V避开PT断线,2、其实PT断线并不影响弱馈启动,即只要加的电压满足<65%额定即可,也就就是说不加也行。),本侧加差流,则两侧跳。 解释: 1、本侧启动+有差流->给对侧发允许信号
2、对侧弱馈+本侧允许信号->对侧启动(弱馈启动方式) 3、对侧启动+有差流->给本侧发允许信号 ?②两侧合位。本侧加一低于正常值电压34V,对侧加差流,则两侧跳。 模拟远跳 步骤: 方法一: ?①本侧投入“远跳经本侧控制”,本侧合位,对侧点TJR的同时本侧加一启动量,则本侧 跳。(若点的就是ＴＪＲ继电器,则对侧也跳,但保护装置跳闸灯不亮。若点的就是保护装置的TJR开入,则对侧开关不跳。) ?②对侧投入“远跳经本侧控制”,对侧合位,本侧点TJR的同时对侧加一启动量,则对侧 跳。 (注:因TJR与启动量需要时间上的配合,较难把握,可采用如下简便方法。) 方法二: ?①本侧退出“远跳经本侧控制”,本侧合位,对侧点TJR,本侧跳。 ?②对侧退出“远跳经本侧控制”,对侧合位,本侧点TJR,对侧跳。 简化整组联调实用版步骤: 一、前提: 1、“通道异常”灯熄灭,两侧主保护投入(控制字+软压板+硬压板)。 2、给两套主保护并上电压、串上电流。 二、采样 本侧CT变比:a/b,对侧CT变比c/d。 (1)本侧加电流I1,则对侧显示差流:I1*a*d/b/c。 (2)对侧加电流I2,则本侧显示差流:I2*c*b/d/a。 三、模拟空充 ①对侧分位,本侧合位。本侧加差流,则本侧跳,对侧不跳。 ②本侧分位,对侧合位。对侧加差流,则对侧跳,本侧不跳。 模拟弱馈 ①两侧合位。对侧加一小于65%额定电压,本侧加差流,则两侧跳。 ②两侧合位。本侧加一小于65%额定电压,对侧加差流,则两侧跳。 四、模拟远跳 方法一: ①本侧投入“远跳经本侧控制”,本侧合位,对侧点TJR的同时本侧加一启动量,则本侧跳。 ②②对侧投入“远跳经本侧控制”,对侧合位,本侧点TJR的同时对侧加一启动量,则对侧跳。方法二(较简单): ①本侧退出“远跳经本侧控制”,本侧合位,对侧点TJR,本侧跳。 ②对侧退出“远跳经本侧控制”,对侧合位,本侧点TJR,对侧跳。 ③两侧恢复“远跳经本侧控制”。
实用文档之"高压电动机差动保护原理及注意事项" 差动保护是大型高压电气设备广泛采用的一种保护方式，2000KW以上的高压电动机一般采用差动保护，或2000kW(含2000kW)以下、具有六个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，也装设纵差保护作为机间短路的主保护。差动保护基于被保护设备的短路故障而设，快速反应于设备内部短路故障。对被保护范围区外故障引起区内电流变化的、电动机启动瞬间的暂态峰值差流、首尾端CT不平衡电流等容易引起保护误判的电流，对于不同的差动保护原理，有不同的消除这些电流的措施。 差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。微机保护一般采用分相比差流方式。 图1 电动机差动保护单线原理接线图 为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I·12与I·22之差。继电器是反应两侧电流互感器二次电流之
差而动作的，故称为差动继电器。图1所示为电动机纵差保护单线原理接线图。 在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s 的延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT 二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置端子上有交流量或称模拟量输入的端子，分别定义为Ia1、Ia1*、Ic1、Ic1*（电机的端电流），Ia2、Ia2*、Ic2、Ic2*（电机的中性线电流），带*的为极性端。 保护装置的原理接线图如图2所示。电流互感器应具有相同的特性，并能满足10%误差要求。 微机保护原理框图见图如下： ≥1 ＆ ＆ ≥1 ACT BTJ ACT BTJ t dz 差动速断（投跳） 比率差动（投跳） I da >I sd I ∑>I N I d >I set I ∑I sd I d >I set 差动 速断 保护 分相 比率 差动 保护
咼压电机差动保护动作的几种原因 时间：2016/1/30 点击数：526 高压电机在运行过程中特别是改造初次投产时会因接线不正确、变比选择不匹配及其他疏漏，引起电机、 变压器差动保护动作，这些问题如不能及时、准确的处理，便会影响到油气生产。我们在实践中找到了很多解决此类问题的办法，供大家共享。 1电机差动保护动作原因分析 1.1已经投产运行中的电机 已经投产运行的电机当岀现差动保护动作时，大都不是因为接线错误了，而是因为电机、电缆或保护装置岀现了问题。解决办法：对电机差动保护的定值和动作值进行比对，就能大致判断岀故障的主要原因并决定先对那些设备进行检查。一般来说，依次对电机、电缆进行绝缘测试、直阻测试，对差动回路包括电流互感器进行测试，检查是否有异常，对保护装置进行检查，也可分班同时进行检查。根据我们的经验，主要是电机内部短路、电缆短路特别是有中间接头的地方以及 CT和二次回路的问题。 投产后的电机也会因外界因素或运行方式的改变，造成电机差动保护动作。我单位卫二变电所就出现了这 种问题。卫二变高压622注水电机在正常运行时，由于给2号主变充电，造成622注水电机差动保护动作。 这个看似没有关联的操作却引起了差动保护动作。后经分析、查找、试验，发现差动电流互感器开关侧其 二次线错接在了测量级上，其电机两侧CT的特性不一致。当给 2号35kV主变充电时就会有直流分量和 谐波串到6kV电机保护回路中（具体分析不在这里赘述），造成差流过大（动作值 1.6A左右，动作整定 值1.02A ）。更改后，再次启动电机并用钱形电流表（4只表）检测二次回路，其差流正常，保护不再误 动。 2改造或新设备第一次投产时，电机差动保护动作原因分析 由于安装人员技术水平不高或是粗心或是对设备了解不够、理解偏差，对电机、保护装置改造后或是新设 备第一次投产试运行时，往往会岀现差动保护动作的现象。下面就介绍我供电服务中心所管辖的变电所岀现过的几种情况。 ⑴郭村变624高压注水电机改造后，几乎每次启动都会出现差动保护动作（动作值 6.2A-7.2A。动作整定 值5.2A ）。对装置的参数整定，CT的极性、接线进行反复检查均没问题，电机试验也正常。后来确认， 由于电机距离开关柜较远（1000m ），电机中心点CT的带负载能力不够，从而在电机直接启动时（启动电流是额定电流的4-6倍）造成差流岀现。测量电动机尾端到开关柜保护装置的接线直阻为 3.5欧，CT带 负载能力为2.2欧。我们从厂家制造了两只专用CT，二次绕组都制成保护级且变比相同，把其副边串接起 来，在不改变变比的情况下，提升了带负载能力。改造后正常。 ⑵郭村变624电机再次改造后，第一次试运行出现了差动速断跳闸，动作值30.2A，动作整定值21.7A。我们对电机、电缆、CT变比、极性及二次回路进行了检查，都没有问题。对差速的动作值与动作整定值进行比对分析，不该是电机差动CT极性接反（相角差180度），接反后其动作值应在 42A以上，更像是差 动回路或一次回路相序不对，其动作电流肯定大于 21.7A，一般小于42A。其动作值与启动电流 258 2015年9月下 的大小成正比，也可以每次启动时，用四只钳形电流表测得数据，再根据余玄定理大致算岀来理想状态下
WDZ-5231电动机差动保护装置 1装置功能 WDZ-5231电动机差动保护装置主要用于10KV及以下2000KW及以上三相异步电动机的差动保护，与配套的WDZ-5232电动机保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护。 WDZ-5200系列电动机保护装置还包括WDZ-5232电动机保护测控装置、WDZ-5233电动机综合保护测控装置，三者在保护、测控功能的区别见下表所示。 2保护功能及原理 2.1电动机状态 电动机按照运行状态，有停机态、起动态、运行态之分。 如果I max<0.125I e，电动机处于停机态； 电动机原本处于停机态，检测到I max>0.125 I e：如果I max>1.125 I e，认为电动机进入起动
态；如果I max ≤1.125 I e ，则认为电动机起动结束，直接进入运行态。 如果电动机处于起动态，检测I max ，如果0.125 I e I cdsd I dc >I cdsd I db >I cdsd 2.4.2 保护动作判据 cdsd I DI >max 式中，I cdsd ：差动速断保护动作电流整定值（A ） 2.5 比率差动保护 装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第3折线斜率固定为1。比率差动保护必须在电动机不在停机态时，方才有效。
百度文库- 让每个人平等地提升自我 1、发电机差动保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 =～I gn/n a式中：I gn——发电机额定电流 n a——电流互感器变比 0.2 * 10190 取=（～） I gn/n a= = 12000/ 5 本保护选择 =1A （2）制动特性拐点的选择 当定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特 性，因此，拐点 1 电流选择大于发电机额定电流，本保护选拐 点 1 为 5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选 拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按照外部短路电流下，差动保护不误动来整定。 =K rel *K ap*K cc*K er 式中： K rel——可靠系数，取～ K ap——非周期分量系数，取～ 2 K cc——互感器同型系数，取 K er ——互感器变比误差系数，取 取各系数最大值，则 =*2**= 考虑到电流互感器的饱和或其暂态特性畸变的影响，为安全起 见，宜适当提高制动系数值，取K1=30%，根据厂家说明书K2推荐值为 80%-100%，本保护取 K2=80%。
原保护为单斜率，定值为K1=30%。 保护动作于全停，启动快切，启动断路器失灵。 2、主变差动及速断保护整定计算 （1）最小动作电流的选取 按躲过变压器额定负载时的不平衡电流来整定。 =K rel (K er +△U+△m)I n/n a式中： I n——变压器额定电流 n a——电流互感器变比 K rel——可靠系数，取～ K er——电流互感器的变比误差， 10P型取 *2 ，5P 型和 TP型取 *2 △U——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） △m——由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取 在工程实用整定计算中可选取 =（～）I n/n a，一般工程宜采用不 0.4 * 882.7 小于 I n/n a。取 =n a== 本保护选取 = （2）制动特性拐点的选择 拐点 1 定值要求大于强迫冷循环情况下的额定电流，小于紧急 情况下的过负荷电流，本保护取5A。拐点 2 电流选择 CT开始饱和时的电流，本保护选拐点 2 值为 40A。 （3）制动系数的选取 按区外短路故障，差动保护不误动来整定。
6.2 纵联差动保护 6.2.1 基本原理 6.2.1.1 定义 差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。 6.2.1.2 基本原理 变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的 变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA 1、TA 2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，即2?'I －2? ''I ＝0，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。 (a) 双绕组变压器正常运行时的电流分布 (b) 三绕组变压器内部故障时的电流分布 （图6.4 变压器纵差保护原理接线图） 在图6.4（a ）双绕组变压器中，变压器两侧电流1?'I 、1?''I 同相位，所以电流互感器TA 1、TA 2二次的电流2?'I 、2?''I 同相位，则2?'I －2?''I ＝0的条件是2?'I ＝2? ''I ，即 2?'I ＝2?''I ＝ 11i n I ?'＝21i n I ? '' (6.1) 即 12i i n n ＝1 1?? '''I I ＝T K (6.2) 式中，1i n 、2i n ——分别为TA 1、TA 2的变比； T K ——变压器的变比。 若上述条件满足，则当变压器正常运行或纵差保护区外故障（以下简称“区外故障”或“区内故障”）时，流入差动继电器的电流为 K I ?＝2?'I －2? ''I ＝0 (6.3) 当区内故障时，2?''I 反向流出，则流入差动继电器的电流为
输电线纵联保护 §4－1 输电线纵联差动保护 一、基本原理： 1.反应单侧电气量保护的缺陷： ∵无法区分本线路末端短路与相邻线路出口短路。∴无法实现全线速动。 原因：（1）电气距离接近相等。（2）继电器本身测量误差。 （3）线路参数不准确。 (4)LH、YH有误差。 （5）短路类型不同。（6）运行方式变化等。 2. 输电线路纵联差动保护： （1）输电线路的纵联保护：（P129 第二自然段）。 （2）导引线纵联差动保护： 用导引线传送电流（大小或方向），根据电流在导引线中的流动情况， 可分为环流式和均压式两种。（P131 图4-2）自学。 （注意图中隔离变压器GB的极性） 例：环流法构成了导引线纵联保护： 线路两侧装有相同变比的LH 正常或区外短路：Im1=-In1 ∴Im2=-In2 I J=Im2+In2=0 J不动 区内短路：I J=Im2+In2=（Im1+ In1）/n LH = I d/ n LH > I d z ( 同时跳两侧DL)←J动作 可见纵联差动保护的范围是两侧LH之间，理论上具有绝对选择性可实现全线速动。但它只适用于< 5～7公里的短线路。若用于长线路技术上有困难且经济上不合理。 （P136 标题2） 它在发电机、变压器、母线保护中应用得更广泛（后述） 3. 纵联保护信号传输方式： （1）辅助导引线（2）电力线载波：高频保护（3）微波：微波保护（4）光纤：光纤保护 1
2 §4-2 输电线的高频保护 一、 高频保护概述： 高频保护的定义：（P136） 分类：按照工作原理分两大类，方向高频保护和相差高频保护。 方向高频保护：比较被保护线路两侧的功率方向。 相差高频保护：比较被保护线路两侧的电流相位。 二、 高频通道的构成： 有“相-相”和“相-地”两种连接方式 ∨ “我国广泛运用” 构成示意图P137 图4-7 1. 阻波器：L 、C 并联谐振回路，谐振于载波频率。 对载波电流：Z>1000Ω——————限制在本线路。 对工频电流：Z<0.04Ω——————畅流无阻。 2．结合电容器 带通滤波器 ①通高频、阻工频 3．连接滤波器 ②阻抗匹配 4．高频电缆：将位于主控制室的高频收、发信机与户外变电站的带通滤波器连接起来。 5．高频收、发信机 三、 高频通道工作方式及高频信号的应用： 无高频电流是信号 1． 高频通道的工作方式 两种： 长期发信方式：正常运行时，始终收发信（经常有高频电流） 故障时发信方式：正常运行时，收发信机不工作。当系统故障时，发信机由启动元件启动通 道中才有高频电流（经常无高频电流） 另：改变频率也是一种信号。 2．高频信号的分类及应用 有高频电流是信号 按高频信号的应用分三类：跳闸信号、允许信号、闭锁信号 （1） 跳闸信号 （2） 允许信号 “与”门：高频信号是跳闸的必要条件 (3) 闭锁信号：
电动机差动保护的原理及应用 摘要：本文阐述了大型电动机差动保护原理。分析了差动保护的分类及对灵敏度的影响并介绍了差动原理逻辑图。 关键词：差动保护、比率差动、二次谐波闭锁比率差动 引言 大型高压电动机作为昂贵的电气主设备在发电厂，化工厂等大企业得到广泛的应用。如果发生严重故障导致电机烧毁，将严重影响生产的正常进行，造成巨大的经济损失，因此必须对其提供完善的保护。现有电动机综合保护装置主要针对中小型电动机，为其提供电流速断，热过载反时限过流，两段式定时限负序，零序电流，转子停滞，启动时间过长，频繁启动等保护功能。而对于2000KW以上特大容量电动机，则无法满足其内部故障时对保护灵敏度与速动性的要求，因而研制此装置并配合综合保护装置，为高压电动机提供更可靠更灵敏的保护措施。按照《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062的要求：2MW 及以上的电机应装设纵差保护。 一概述 为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I·12与I·22之差。继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。 在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s 的延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置端子上有交流量或称模拟量输入的端子，分别定义为Ia1、Ia1*、Ic1、Ic1*（电机的端电流），Ia2、Ia2*、Ic2、Ic2*（电机的中性线电流），带*的为极性端。 保护装置的原理接线图如图2所示。电流互感器应具有相同的特性，并能满足10%误差要求。 微机保护原理框图见图如下：