KV线路光纤差动保护原理.docx

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1、K V 线路光纤差动保护原理( 总1 3 页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除首先，光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理根本上是一样的，都是保护装置通过计算三相电流的变化，推断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作， 当接在电流互感器的二次侧的电流继电器包括零序电流中有电流流过到达保护动作整定值是，保护就动 作，跳开故障线路的开关。即使是微机保护装置，其原理也是这样的。但是，光纤差动保护承受分相电流差动元件作为快速主保护，并承受 PCM 光纤或光缆作为通道，使其动作速度更快，因而是短线路的主保护！另外，光纤差

2、动保护和其它差动保护的不同之处，还在于所承受的通道形式不同。纵联保护的通道一般有以下几种类型：1. 电力线载波纵联保护，也就是常说的高频保护，利用电力输电线路作为通道传输高频信号；2. 微波纵联保护，简称微波保护，利用无线通道，需要天线无线传输； 3.光纤纵联保护，简称光纤保护，利用光纤光缆作为通道； 4.导引线纵联保护，简称导引线保护，利用导引线直接比较线路两端电流的幅值和相位， 以判别区内、区外故障。差动保护10名目差动保护是输入 CT电流互感器的两端电流矢量差，当到达设定的动作值时启动动作元件。保护范围在输入 CT 的两端之间的设备可以是线路，发电机，电动机，变压器等电气设备。中文名差动

3、保护外文名Differential protection1. 1 概述2. 2 原理3. 3 技术参数4. 环境条件1. 工作电源2. 掌握电源3. 沟通电流回路4. 沟通电压回路5. 开关量输入回路1. 继电器输出回路2. 4 功能3. 5 主要措施4. 6 缺点概述编辑电流差动保护是继电保护中的一种保护。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。有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上 180 度，就是反相功率，而不是逆相序1。差动保护是依据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。差动保护把被保护的电气设备看

4、成是一个节点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。当设备消灭故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，上位机报警保护出口动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。原理编辑差动保护差动保护2是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作抱负变压器，则流入变压器的电流和流出电流折算后的电流相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧或三 侧向故障点供给短路电流，差动保护感受到的二次电流的和正比于故障点电流，差动继电器动作。差动保护原理简洁、使用电气量单纯、保护范围明确、动

5、作不需延时，始终用于变压器做主保护。另外变压器保护还有线路差动保护、母线差动保护等等。变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护。其接线方式，按回路电流法原理，把变压器两侧电流互感器二次线圈接成环流，变压器正常运行或外部故障， 假设无视不平衡电流，在两个互感器的二次回路臂上没有差电流流入继电器，即：iJ=ibp=iI-iII=0。假设内部故障，如图 ZD 点短路，流入继电器的电流等于短路点的总电流。即：iJ=ibp=iI2+iII2。当流入继电器的电流大于动作电流，保护动作断路器跳闸。技术参数编辑环境条件正常温度： -1055 极限温度： -3070 存储温度： -4085 相对湿度：95%，

6、不凝露大气压力： 80110kPa工作电源电压范围： 85265VAC 或 DC) 正常功耗：10W最大功耗：20W 电源跌落：200ms 上电冲击：4A隔离耐压：3kV 掌握电源额定电压：220VAC/DC)过载力量：70%120%额定电压，连续工作隔离耐压：4kV沟通电流回路额定电流：5A功率消耗：每相过载力量：2 倍额定电流，连续工作10 倍额定电流，允许 10S40 倍额定电流，允许 1S 隔离耐压：4kV沟通电压回路额定电压：100V 功率消耗：每相差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以

7、用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即假设两侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，则将同极性端子相连，并在两接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的二次电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不行能完全全都等缘由，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍过载力量：2 倍额定电压，连续工作隔离耐压：4kV开关量输入回路额定电压：24VDC 功率消耗：每相过载力量：2 倍额定电压，连续工作隔离耐压：4kV继电器输出回路分段电压：

8、250VAC、220VDC分段功率：1250VA 沟通或 120W 直流电阻性负载功能编辑有不平衡电流 I 流过，此时流过继电器的电流IK 为unbIk=I1-I2=Iunb要求不平衡电流应尽量的小，以确保继电器不会误动。差动保护原理图当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于 I2 转变了方向或等于零无电源侧，这是流过继电器的电流为 I1 与 I2 之和，即Ik=I1+I2=Iunb能使继电器牢靠动作。变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限

9、上相互协作，所以在区内故障时，可以瞬时动作。差动保护是反映被保护元件或区域两侧电流差而动作的保护装置。差动保护是保护变压器的内部短路故障，电流互感器安装在变压器的两侧，在正常负荷状况或外部发生短路时，流入差动继电器的电流为不平衡电流，在适中选择好两侧电流互感器的变压比和接线方式的条件下，该不平衡电流值很小，并小于差动保护的动作电流，故保护不动作；在变压器内部发生短路时，流入继电器的电流大于差动保护的动作电流，差动保护动作于跳闸。由于变压器一、二次电流、电压大小不同，相位不同，电流互感器特性差异，电源侧有励磁电流，都将造成不平衡电流流过继电器，必需承受相应措施消退不平衡电流的影响。主要措施编辑（

10、1） 减小稳态状况下的不平衡电流变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的 D 级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足 10%误差的要求。（2） 减小电流互感器的二次负荷这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地削减电流互感器的励磁电流。减小二次负荷的常用方法有： 减小掌握电缆的电阻(适当增大导线截面，尽量缩短掌握电缆长度)；承受弱电掌握用的电流互感器(二次额定电流为 lA)等。（3） 承受带小气隙的电流互感器这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的状况下，电流互感器不简洁饱和。因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。同时也改善了电流互

11、感器的暂态特性。比率差动保护是差动保护的一种。差动保护需实行比率差动的原理：防止在变压器区外故障穿越性故障时，凹凸压侧 CT 传变特性不全都，导致差流的产生，并且超过定值而动作，当承受了带比率制动的差动保护后，随着穿越电流的增大，差动启动的门槛将会抬高，保证穿越性故障不误动。缺点差动保护的缺点：对变压器内部的不严峻的匝间 短路故障不能反映1、差动保护用一句话就可以说明原理，马上变压器缩小成一个点，依据节点电流定律，流进等于流出。假设不相等，就跳闸！向左转|向右转2、差动保护是的定义如下：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器 CT 的二次回路中将产生大小一样，相位不同的短路电流

12、，当这些短路电流的向量和即差流到达肯定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护向左转|向右转微机线路保护1） 维护调试便利2） 牢靠性高3） 动作正确率高4) 易于获得各种附加功能5保护性能简洁得到改善6使用敏捷、便利7具有远方监控特性微机线路保护特点1） 维护调试便利2） 牢靠性高3） 动作正确率高4) 易于获得各种附加功能5） 保护性能简洁得到改善6） 使用敏捷、便利7） 具有远方监控特性微机线路保护硬件构造1. 继电保护的根本构造大致上可以分为三局部： 信息猎取与初步加工 信息的综合、分析与规律加工、决断 决断结果的执行2. 微机保护装置实质是一种依靠单片微灵巧能地实现保护功

13、能的工业掌握装置：信号输入回路模拟量、开关量单片微机统人机接口局部输出通道回路电源3. 微机保护装置输入信号主要有两类： 开关量 、模拟信号4. 目前微机保护的数据采集系统主要有两种方案：1） 承受逐次靠近原理的 A/D 芯片构成的数据采集系统2） 承受 VFC 芯片构成的积分式数据采集系统5. 变换器：电流变换器TA，电压变换器TV，电抗变换器TL6. 采样保持器的作用：对各个电气量实现同步采样 在模数变换过程中输入的模拟量保持不变 实现阻抗变换7. 微型计算机中的总线通常分为：地址总线AB数据总线DB掌握总线CB微机线路保护软件原理1. 微机保护硬件可分为：人机接口、保护 相应的软件也就分

14、为：接口软件、保护软件2. 保护软件三种工作状态：运行、调试、不对应状态3. 实时性：在限定的时间内对外来大事能够准时作出快速反响的性4. 微机保护算法主要考虑：计算机精度和速度中低压线路保护程序规律原理4. 选项子程序原理：判别故障相选项，判定了故障的种类及相别，才能确定阻抗计算应取用什么 相别的电流和电压5. 电力系统的振荡大致分为：一种 静稳破坏引起系统振荡，另一种 由于系统内故障切除时间过长，导致系统的两侧电源之间的 不同步引起的超高压线路保护程序规律原理6. 高频闭锁方向保护的启动元件两个任务： 一是 启动后解除保护的闭锁二是 启动发信回路，因此要求启动元件灵敏度高， 以防止故障时不

15、能启动发信7.1闭锁式高频方向保护根本原理：闭锁式高频方向保护原则上规定每端短路功率方向为正时，不送高频信号。因此在故障时收不到高频信号表示两侧都为正方向，允许出口跳闸；在一段相对较长时间内收到高频信号时表示两侧中有一侧为负方向，就闭锁保护。2允许式高频方向保护根本原理：当两侧均发允许信号时，可推断是区内故障，但就每一侧而言，其程序规律是收到对侧允许信号及 本侧视正方向，同时满足经延时确认后发跳闸脉冲。8. 综合重合闸四种工作方式：单相、三相、综合、停用综合重合闸两种启动方式：由保护启动 由断路器位置不对应启动电力变压器微机线路保护9. 比率制动式差动保护的根本概念：比率制动式差动保护的动作电

16、流是随外部短路电流按比率增大， 既能保证外部短路不误动，又能保证内部短路有效高的灵敏度10. 二次谐波制动原理：在变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波重量，一般占基波重量的 40%以上。利用差电流中二次谐 波所占的比率作为制动系数，可以鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止变压器空载合闸时 保护的误动。11. 变压器零序保护主变零序保护适用于 110KV 及以上电压等级的变压器。主变零序保护由主变零序电流、主变零序电 压、主变间隙零序电流元件构成，依据不同的主变接地方式分别设置如下三种保护形式：中性点直接按接地保护方式中性点不接地保护方式中性点经间隙接地保护方式12. 在放电间隙放电时。应避开

17、放电时间过长。为此对于这种接地式应装设特地的反响间隙放电电流的 零序电流保护，其任务是即时切除变压器，防止间隙长时间放电微机母线保护及断路器失灵保护母线是发电厂和变电站重要组成局部之一。母线又称汇流是集合电能及安排电能的重要设备2） 在发电厂或变电站，当母线电压为 35 至 66kv 出线较少时，可承受单母线接线方式；而出线较 多时，可承受单母线分段；对 110kv 母线，当出线数不大于 4 回线时，可承受单母线分段3） 母线故障类型主要有 ：单相接地故障，两相接地短路故障几率小及三相短路故障4） 要求：高度安全性牢靠性 选择性强、动作速度快14. 母差保护分类按阻抗分类：高、中、低母差保护低

18、阻抗母差保护电流型母线差动保护 按动作条件分：电流差动式母差保护 母联电流比相式母差保护电流相位比较式母差保护15. 大差元件用于检查母线故障，小差元件选择出故障所在的哪段或哪条母线16.不同型号母差保护，承受的启动元件有差异，通常有：电压工频变化量元件、电流工频变化量元 件、差流越限元件饱和时其二次电流有如下特点：（1） 在故障瞬间，由于铁芯中的磁通不能越变，TA 不能马上进入饱和区，而是存在一个时域为 3 至 5ms 的线性传递区。在线性传递区内，TA 二次电流与一次电流成正比（2） TA 饱和之后，在每个周期内一次电流流过零点四周存在不饱和时段，在此段内，TA 二次电流又与 一次电流成正

19、比（3） TA 饱和后其励磁阻抗大大减小，使其内阻大大降低，严时内阻为零4TA 饱和，其二次电流偏 于时间轴一侧，致使电流的正、负半波不对 称，电流中有很大的二次和三次谐波电流重量饱和鉴别元件的构成原理：（1） 同步识别法：当母线上发生故障时，母线电压及各出线元件上的电流将发生很大的变化，于此同 时在差动元件中消灭差流，即电压或工频电流的变化量与差动元件中的差流是同时消灭（2） 自适应阻抗加权抗饱和法（3） 基于采样值的重复屡次判别法（4） 谐波制动原理横联差动保护在阻抗一样的两条平行线路上可装设横联差动方向保护。横联差动方向保护反响的是平行线路的内部故 障，而不反响平行线路的外部故障。横联差

20、动保护则能抑制短线路保护的整定困难。针对横联差动保护在同杆并架回路时会受到零序循环电流的影响而发生不正确动作的问题，文中予以分析，提出了改进方案并进展数字仿真验证。改善这类保护的性 能，使其能够满足大用户电力系统运行要求，并能够节省工程造价，具有肯定现实意义。保护范围：差动速断保护及带或不带二次谐波制动复式比率保护库比率差动带 CT 断线、二次谐波、非电量等于一体；测量功能：级高精度测量，可对多种电气参数进展测量，也具有对一次设备电压电流模拟量和开关量的采集功能；操作回路及通讯：自带防跳、自保持功能，标配RS485/CAN 通适用场合：35KV 主变差动保护用户工程、发电机组及系统差动保护用于出口海外