35KV線路光纖差動保護原理

1、首先，光纖差動保護的原理和一般的縱聯(lián)差動保護原理基本上是一樣的，都是保護裝置通過計算三相電流的變化，判斷三相電流的向量和是否為零來確定是否動作，當接在電流互感器的二次側的電流繼電器（包括零序電流）中有電流流過達到保護動作整定值是，保護就動作，跳開故障線路的開關。即使是微機保護裝置，其原理也是這樣的。 但是，光纖差動保護采用分相電流差動元件作為快速主保護，并采用PCM光纖或光纜作為通道，使其動作速度更快，因而是短線路的主保護！另外，光纖差動保護和其它差動保護的不同之處，還在于所采用的通道形式不同?？v聯(lián)保護的通道一般有以下幾種類型： 1.電力線載波縱聯(lián)保護，也就是常說的高頻保護，利用電力輸電線路作

2、為通道傳輸高頻信號； 2.微波縱聯(lián)保護，簡稱微波保護，利用無線通道，需要天線無線傳輸； 3.光纖縱聯(lián)保護，簡稱光纖保護，利用光纖光纜作為通道； 4.導引線縱聯(lián)保護，簡稱導引線保護，利用導引線直接比較線路兩端電流的幅值和相位，以判別區(qū)內、區(qū)外故障。差動保護差動保護是輸入CT（電流互感器）的兩端電流矢量差，當達到設定的動作值時啟動動作元件。保護范圍在輸入CT的兩端之間的設備（可以是線路，發(fā)電機，電動機，變壓器等電氣設備）。中文名差動保護外文名Differential protection目錄1. 1概述2. 2原理3. 3技術參數(shù)4. 環(huán)境條件1. 工作電源2. 控制電源3. 交流電流回路4. 交

3、流電壓回路5. 開關量輸入回路1. 繼電器輸出回路2. 4功能3. 5主要措施4. 6缺點概述編輯電流差動保護是繼電保護中的一種保護。正相序是A超前B,B超前C各是120度。反相序（即是逆相序）是 A 超前C,C超前B各是120度。有功方向變反只是電壓和電流的之間的角加上180度，就是反相功率，而不是逆相序1 。差動保護是根據(jù)“電路中流入節(jié)點電流的總和等于零”原理制成的。差動保護把被保護的電氣設備看成是一個節(jié)點，那么正常時流進被保護設備的電流和流出的電流相等，差動電流等于零。當設備出現(xiàn)故障時，流進被保護設備的電流和流出的電流不相等，差動電流大于零。當差動電流大于差動保護裝置的整定值時，上位機報

4、警保護出口動作，將被保護設備的各側斷路器跳開，使故障設備斷開電源。原理編輯 差動保護 差動保護2 是利用基爾霍夫電流定理工作的，當變壓器正常工作或區(qū)外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流的和正比于故障點電流，差動繼電器動作。差動保護原理簡單、使用電氣量單純、保護范圍明確、動作不需延時，一直用于變壓器做主保護。另外變壓器保護還有線路差動保護、母線差動保護等等。變壓器差動保護是防止變壓器內部故障的主保護。其接線方式，按回路電流法原理，把變壓器兩側電流互感器二次

5、線圈接成環(huán)流，變壓器正常運行或外部故障，如果忽略不平衡電流，在兩個互感器的二次回路臂上沒有差電流流入繼電器，即：iJ=ibp=iI-iII=0。如果內部故障，如圖ZD點短路，流入繼電器的電流等于短路點的總電流。即：iJ=ibp=iI2+iII2。當流入繼電器的電流大于動作電流，保護動作斷路器跳閘。技術參數(shù)編輯環(huán)境條件正常溫度： -1055極限溫度： -3070存儲溫度： -4085相對濕度：95%，不凝露大氣壓力： 80110kPa工作電源電壓范圍： 85265V（AC或DC)正常功耗：<10W最大功耗：<20W電源跌落：200ms上電沖擊：4A隔離耐壓：3kV控制電源額定電壓：2

6、20V（AC/DC)過載能力：70%120%額定電壓，連續(xù)工作隔離耐壓：4kV交流電流回路額定電流：5A功率消耗：<0.5VA/每相過載能力：2倍額定電流，連續(xù)工作10倍額定電流，允許10S40倍額定電流，允許1S隔離耐壓：4kV交流電壓回路額定電壓：100V 功率消耗：<0.5VA/每相過載能力：2倍額定電壓，連續(xù)工作隔離耐壓：4kV開關量輸入回路額定電壓：24VDC 功率消耗：<0.5VA/每相過載能力：2倍額定電壓，連續(xù)工作隔離耐壓：4kV繼電器輸出回路分段電壓： 250VAC、220VDC分段功率：1250VA交流或120W直流（電阻性負載）功能編輯差動保護是變壓器的

7、主保護，是按循環(huán)電流原理裝設的。主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障。在繞組變壓器的兩側均裝設電流互感器，其二次側按循環(huán)電流法接線，即如果兩側電流互感器的同極性端都朝向母線側，則將同極性端子相連，并在兩接線之間并聯(lián)接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側電流互感器的二次電流之差，也就是說差動繼電器是接在差動回路的。從理論上講，正常運行及外部故障時，差動回路電流為零。實際上由于兩側電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常運行和外部短路時，差動回路中仍有不平衡電流Iunb流過，此時流過繼電器的電流IK為 Ik

8、=I1-I2=Iunb要求不平衡電流應盡量的小，以確保繼電器不會誤動。差動保護原理圖當變壓器內部發(fā)生相間短路故障時，在差動回路中由于I2改變了方向或等于零（無電源側），這是流過繼電器的電流為I1與I2之和，即Ik=I1+I2=Iunb能使繼電器可靠動作。變壓器差動保護的范圍是構成變壓器差動保護的電流互感器之間的電氣設備、以及連接這些設備的導線。由于差動保護對保護區(qū)外故障不會動作，因此差動保護不需要與保護區(qū)外相鄰元件保護在動作值和動作時限上相互配合，所以在區(qū)內故障時，可以瞬時動作。差動保護是反映被保護元件（或區(qū)域）兩側電流差而動作的保護裝置。差動保護是保護變壓器的內部短路故障，電流互感器安裝在變

9、壓器的兩側，在正常負荷情況或外部發(fā)生短路時，流入差動繼電器的電流為不平衡電流，在適當選擇好兩側電流互感器的變壓比和接線方式的條件下，該不平衡電流值很小，并小于差動保護的動作電流，故保護不動作；在變壓器內部發(fā)生短路時，流入繼電器的電流大于差動保護的動作電流，差動保護動作于跳閘。由于變壓器一、二次電流、電壓大小不同，相位不同，電流互感器特性差異，電源側有勵磁電流，都將造成不平衡電流流過繼電器，必須采用相應措施消除不平衡電流的影響。主要措施編輯（1）減小穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流變壓器差動保護各側用的電流互感器，選用變壓器差動保護專用的D級電流互感器；當通過外部最大穩(wěn)態(tài)短路電流時，差動保護回路的二次負荷

10、要能滿足10%誤差的要求。（2）減小電流互感器的二次負荷這實際上相當于減小二次側的端電壓，相應地減少電流互感器的勵磁電流。減小二次負荷的常用辦法有：減小控制電纜的電阻(適當增大導線截面，盡量縮短控制電纜長度)；采用弱電控制用的電流互感器(二次額定電流為lA)等。（3）采用帶小氣隙的電流互感器這種電流互感器鐵芯的剩磁較小，在一次側電流較大的情況下，電流互感器不容易飽和。因而勵磁電流較小，有利于減小不平衡電流。同時也改善了電流互感器的暫態(tài)特性。比率差動保護是差動保護的一種。差動保護需采取比率差動的原理：防止在變壓器區(qū)外故障（穿越性故障）時，高低壓側CT傳變特性不一致，導致差流的產生，并且超過定值而

11、動作，當采用了帶比率制動的差動保護后，隨著穿越電流的增大，差動啟動的門檻將會抬高，保證穿越性故障不誤動。缺點差動保護的缺點：對變壓器內部的不嚴重的匝間 短路故障不能反映 1、差動保護用一句話就可以說明原理，即將變壓器縮小成一個點，根據(jù)節(jié)點電流定律，流進等于流出。如果不相等，就跳閘！向左轉|向右轉2、差動保護是的定義如下：當區(qū)內發(fā)生某些短路性故障的時候，在變壓器各側電流互感器CT的二次回路中將產生大小相同，相位不同的短路電流，當這些短路電流的向量和即差流達到一定值時，跳開變壓器各側斷路器的保護，就是變壓器差動保護向左轉|向右轉微機線路保護1）維護調試方便2）可靠性高3）動作正確率高4) 易于獲得

12、各種附加功能5）保護性能容易得到改善6）使用靈活、方便7）具有遠方監(jiān)控特性微機線路保護特點1）維護調試方便2）可靠性高3）動作正確率高4) 易于獲得各種附加功能5）保護性能容易得到改善6）使用靈活、方便7）具有遠方監(jiān)控特性微機線路保護硬件結構1.繼電保護的基本結構大致上可以分為三部分：信息獲取與初步加工 信息的綜合、分析與邏輯加工、決斷 決斷結果的執(zhí)行2.微機保護裝置實質是一種依靠單片微機智能地實現(xiàn)保護功能的工業(yè)控制裝置：信號輸入回路（模擬量、開關量）單片微機統(tǒng)人機接口部分輸出通道回路電源3.微機保護裝置輸入信號主要有兩類： 開關量 、 模擬信號4.目前微機保護的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩種方案：1

13、）采用逐次逼近原理的A/D芯片構成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2）采用VFC芯片構成的積分式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5.變換器：電流變換器（TA），電壓變換器（TV），電抗變換器（TL）6.采樣保持器的作用：對各個電氣量實現(xiàn)同步采樣 在模數(shù)變換過程中輸入的模擬量保持不變 實現(xiàn)阻抗變換7.微型計算機中的總線通常分為：地址總線（AB）數(shù)據(jù)總線（DB）控制總線（CB）微機線路保護軟件原理1.微機保護硬件可分為：人機接口、保護相應的軟件也就分為：接口軟件、保護軟件2.保護軟件三種工作狀態(tài)：運行、調試、不對應狀態(tài)3.實時性：在限定的時間內對外來事件能夠及時作出迅速反應的性4.微機保護算法主要考慮：計算機精度和速度中低壓線路保護程

14、序邏輯原理4.選項子程序原理：判別故障相（選項），判定了故障的種類及相別，才能確定阻抗計算應取用什么 相別的電流和電壓5.電力系統(tǒng)的振蕩大致分為：一種 靜穩(wěn)破壞引起系統(tǒng)振蕩，另一種 由于系統(tǒng)內故障切除時間過長，導致系統(tǒng)的兩側電源之間的 不同步引起的超高壓線路保護程序邏輯原理6.高頻閉鎖方向保護的啟動元件兩個任務：一是 啟動后解除保護的閉鎖二是 啟動發(fā)信回路，因此要求啟動元件靈敏度高，以防止故障時不能啟動發(fā)信7.（1）閉鎖式高頻方向保護基本原理：閉鎖式高頻方向保護原則上規(guī)定每端短路功率方向為正時，不送高頻信號。因此在故障時收不到高頻信號表示兩側都為正方向，允許出口跳閘；在一段相對較長時間內收到高

15、頻信號時表示兩側中有一側為負方向，就閉鎖保護。（2）允許式高頻方向保護基本原理：當兩側均發(fā)允許信號時，可判斷是區(qū)內故障，但就每一側而言，其程序邏輯是收到對側允許信號及 本側視正方向，同時滿足經延時確認后發(fā)跳閘脈沖。8.綜合重合閘四種工作方式：單相、三相、綜合、停用綜合重合閘兩種啟動方式：由保護啟動 由斷路器位置不對應啟動電力變壓器微機線路保護9.比率制動式差動保護的基本概念：比率制動式差動保護的動作電流是隨外部短路電流按比率增大， 既能保證外部短路不誤動，又能保證內部短路有效高的靈敏度10.二次諧波制動原理：在變壓器勵磁涌流中含有大量的二次諧波分量，一般占基波分量的40%以上。利用差電流中二次

16、諧 波所占的比率作為制動系數(shù)，可以鑒別變壓器空載合閘時的勵磁涌流，從而防止變壓器空載合閘時 保護的誤動。11.變壓器零序保護主變零序保護適用于110KV及以上電壓等級的變壓器。主變零序保護由主變零序電流、主變零序電 壓、主變間隙零序電流元件構成，根據(jù)不同的主變接地方式分別設置如下三種保護形式：中性點直接按接地保護方式中性點不接地保護方式中性點經間隙接地保護方式12.在放電間隙放電時。應避免放電時間過長。為此對于這種接地式應裝設專門的反應間隙放電電流的 零序電流保護，其任務是即時切除變壓器，防止間隙長時間放電微機母線保護及斷路器失靈保護13.1）母線是發(fā)電廠和變電站重要組成部分之一。母線又稱匯流

17、是匯集電能及分配電能的重要設備2）在發(fā)電廠或變電站，當母線電壓為 35至66kv出線較少時，可采用單母線接線方式；而出線較 多時，可采用單母線分段；對110kv母線，當出線數(shù)不大于4回線時，可采用單母線分段3）母線故障類型主要有 ：單相接地故障，兩相接地短路故障（幾率?。┘叭喽搪饭收?）要求：高度安全性可靠性 選擇性強、動作速度快14.母差保護分類按阻抗分類：高、中、低母差保護低阻抗母差保護（電流型母線差動保護） 按動作條件分：電流差動式母差保護 母聯(lián)電流比相式母差保護電流相位比較式母差保護15.大差元件用于檢查母線故障，小差元件選擇出故障所在的哪段或哪條母線16.不同型號母差保護，采用的啟

18、動元件有差異，通常有：電壓工頻變化量元件、電流工頻變化量元 件、差流越限元件17.TA飽和時其二次電流有如下特點：（1）在故障瞬間，由于鐵芯中的磁通不能越變，TA不能立即進入飽和區(qū)，而是存在一個時域為3至5ms 的線性傳遞區(qū)。在線性傳遞區(qū)內，TA二次電流與一次電流成正比（2）TA飽和之后，在每個周期內一次電流流過零點附近存在不飽和時段，在此段內，TA二次電流又與 一次電流成正比（3）TA飽和后其勵磁阻抗大大減小，使其內阻大大降低，嚴時內阻為零（4）TA飽和，其二次電流偏 于時間軸一側，致使電流的正、負半波不對 稱，電流中有很大的二次和三次諧波電流分量18.TA飽和鑒別元件的構成原理：（1）同步識別法：當母線上發(fā)生故障時，母線電壓及各出線元件上的電流將發(fā)生很大的變化，于此同 時在差動元件中出現(xiàn)差流，即電壓或工頻電流的變化量與差動元件中的差流是同時出現(xiàn)（2）自適應阻抗加權抗飽和法（3）基于采樣值的重復多次判別法（4）諧波制動原理橫聯(lián)差動保護在阻抗相同的兩條平行線路上可裝設橫聯(lián)差動方向保護。橫聯(lián)差動方向保護反應的是平行線路的內部故障，而不反應平行線路的外部故障。橫聯(lián)差動保護則能克服短線路保