1、差動保護第1頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三5.1 縱差保護的基本原理 縱聯(lián)差動保護是通過比較被保護對象縱向兩側(cè)電流的大小和相位的原理實現(xiàn)的。 假定被保護對象是變壓器，變比等于1，Y/Y-12組別，如圖： 第2頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三 被保護對象正常運行和外部短路時，流過差動繼電器的電流為 ，理想情況下，被保護對象兩側(cè)的電流大小和相位都是相同的，故流入繼電器的電流為零。實際由于電流互感器的誤差等因素，流過繼電器的電流并不為零，稱之為不平衡電流。 內(nèi)部故障時，流如差動繼電器的電流為： 該電流大于KD的動作電流時，KD動作。 由此可見，按照該

2、原理構(gòu)成的差動保護，對故障有極高的靈敏度，保護范圍為“構(gòu)成差動保護的兩側(cè)電流互感器之間的所有元件”，可以靈活運用，但需將被保護對象縱向兩側(cè)的TA二次側(cè)連接成閉合環(huán)流回路 。 工程實踐中，由于輸電線路距離長，采用該保護方式不現(xiàn)實。故差動保護一般用于貴重而距離短的電氣設(shè)備保護，如變壓器、發(fā)電機、母線等。特別短的輸電線路也可考慮采用。 第3頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三5.2 縱差保護的不平衡電流 縱差保護在運用中，被保護對象正常運行或外部故障時，總會有一個電流流入繼電器，稱之為“不平衡電流”，該電流的大小直接決定了保護的靈敏度。引起不平衡電流的因素主要有：一、電流互感器計

3、算變比與實際變比不一致 根據(jù)縱差保護的原理可知，最理想的情況就是兩側(cè)TA二次側(cè)電流大小相等，通過接線方式使其相減，則不平衡電流為零。所以TA變比的選擇公式是： 但為了便于組織生產(chǎn)，國家規(guī)定了TA的標準變比系列值，實際采用的TA變比可能與該計算值不等，從而造成二次側(cè)電流相減結(jié)果不等于零，從而形成不平衡電流。二、兩側(cè)電流互感器型號不同第4頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三 由于配電裝置布置、設(shè)計人員喜好、廠家不同等原因，有可能出現(xiàn)兩側(cè)TA型號不同的情況，即使是型號相同，由于TA誤差也會造成兩側(cè)電流大小不等，從而形成不平衡電流。 以上兩項不平衡電流可以利用平衡繞組補償一部分，不

4、能完全補償，剩余部分靠動作整定值躲過。（關(guān)于平衡繞組在差動繼電器 中講述）三、變壓器調(diào)壓分接頭位置改變 當縱差保護用于保護變壓器時，一般變壓器在其高壓側(cè)繞組上都設(shè)有調(diào)壓分接頭，分有載調(diào)壓和無載調(diào)壓兩種。當調(diào)壓分接頭位置改變時，變壓器的變比也改變，從而兩側(cè)TA二次側(cè)電流的大小也改變。這對已經(jīng)配置好的縱差保護來講，就會形成不平衡電流。 該項不平衡電流只能依靠保護的動作整定值躲過。第5頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三四、變壓器接線組別 當縱差保護用于保護變壓器時，電力系統(tǒng)主變一般采用Y/D11。該接線組別的含義是：D側(cè)電壓、電流相量超前Y側(cè)30，因此TA二次側(cè)電流相量差并不為

5、零，形成不平衡電流。 解決措施：將兩側(cè)的TA按下圖所示連接，進行補償。 第6頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三采用了相位補償接線后，在電流互感器繞組接成三角形的一側(cè)，流入差動臂中的電流要比電流互感器的二次電流大 倍。可通過適當選擇電流互感器變比來消除。變壓器星形側(cè)變比： 變壓器三角形側(cè)變比：第7頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三五、勵磁涌流的影響 所謂勵磁涌流，就是變壓器空載合閘時的暫態(tài)勵磁電流。 由于變壓器的勵磁電流只流經(jīng)它的電源側(cè)，故造成變壓器兩側(cè)電流不平衡，從而在差動回路內(nèi)產(chǎn)生不平衡電流。 當變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時，可能出現(xiàn)很

6、大的勵磁涌流，其值可達變壓器額定電流的68倍。可能造成保護誤動作. 若空載合閘正好在電壓瞬時值為零的瞬間接通電路，則鐵芯中就具有一個相應(yīng)的磁通，而鐵芯中的磁通又是不能突變的，所以在合閘時必將出現(xiàn)一個非周期性磁通分量。因非周期性磁通分量的衰減比較慢，經(jīng)過半個周期后，它與穩(wěn)態(tài)磁通相疊加的結(jié)果，將使鐵芯中的總磁通達到的數(shù)值 ，如果鐵芯中還有方向相同的剩余磁通 ，則總磁通將為 + 。由于鐵芯高度飽和，使勵磁電流劇烈增加，從而形成了勵磁涌流 。 勵磁涌流的最大特點是：含有很大成分的非周期分量；含有大量的高次諧波；第8頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三為了消除勵磁涌流的影響，通常采取

7、的措施是： 接入速飽和變流器。為了消除勵磁涌流非周期分量的影響，通常在差動回路中接入速飽和變流器 。當勵磁涌流進入差動回路時，其中很大的非周期分量使速飽和變流器的鐵芯迅速嚴重飽和，勵磁阻抗銳減，使得一、二次之間的傳變性能變差，差動繼電器的電流很小，保護不起動。通常將速飽和變流器與電流繼電器合在一起生產(chǎn)，從而產(chǎn)生出差動繼電器。帶速飽和變流器的接線 采用以二次諧波制動原理構(gòu)成縱聯(lián)差動保護裝置。 采用鑒別波形間斷角原理構(gòu)成差動保護。 采用差動電流速斷保護。利用勵磁涌流隨時間衰減的特點，借保護固有的動作時間，躲開最大的勵磁涌流。 第9頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三5.3 差動

8、繼電器一、DCD2差動繼電器的基本原理 結(jié)構(gòu)原理示意圖：第10頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三 它由加強型速飽和變流器和電流繼電器KA組成。加強型速飽和變流器是一個三柱鐵芯，中間柱的截面積比兩邊柱、的截面積大一倍。在中間柱上除繞有差動線圈和兩個平衡線圈 和 外，還繞有短路線圈 。在A柱上繞有 。在C柱上繞有二次繞組 。 當在差動線圈Wd上僅有周期分量電流 時，B柱上的磁通分別通過A柱和C柱，并在短路繞組中感生電勢，產(chǎn)生電流 。如果 = 2 則 ， 當鐵芯未飽和時，相當于短路繞組不存在 。 當鐵芯飽和后，磁阻變大，傳變性能變壞，在短路繞組中感應(yīng)電勢減小，由 、 產(chǎn)生的磁通也減小。值的注意的是，A、B柱上磁通減小的程度不同，A柱減小更多，對C柱而言呈去磁作用，進一步使二次繞組感生電勢減小。 因此，短路繞組在差動線圈中流動非周期性電流時，是起“去磁”作用，有利于加強繼電器躲閉勵磁涌流的能力。同時，短路繞組的匝數(shù)越多， 去磁作用越強。第11頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三DCD2 差動繼電器第12頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47分，星期三5.4 用DCD2差動繼電器構(gòu)成的縱差保護第13頁，共16頁，2022年，5月20日，4點47