(什么是)差動(dòng)保護(hù)--詳解

1、第5章 差動(dòng)保護(hù)知識(shí)與能力要求： 掌握差動(dòng)繼電器的構(gòu)成與使用；理解差動(dòng)保護(hù)的基本原理與組成。5.1 縱差保護(hù)的基本原理 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)比較被保護(hù)對(duì)象縱向兩側(cè)電流的大小和相位的原理實(shí)現(xiàn)的。 假定被保護(hù)對(duì)象是變壓器，變比等于1，Y/Y-12組別，如圖： 被保護(hù)對(duì)象正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，流過(guò)差動(dòng)繼電器的電流為 ，理想情況下，被保護(hù)對(duì)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(shí)際由于電流互感器的誤差等因素，流過(guò)繼電器的電流并不為零，稱之為不平衡電流。 內(nèi)部故障時(shí)，流如差動(dòng)繼電器的電流為： 該電流大于KD的動(dòng)作電流時(shí)，KD動(dòng)作。 由此可見(jiàn)，按照該原理構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)，對(duì)故障有極高的靈敏

2、度，保護(hù)范圍為“構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的兩側(cè)電流互感器之間的所有元件”，可以靈活運(yùn)用，但需將被保護(hù)對(duì)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(shí)踐中，由于輸電線路距離長(zhǎng)，采用該保護(hù)方式不現(xiàn)實(shí)。故差動(dòng)保護(hù)一般用于貴重而距離短的電氣設(shè)備保護(hù)，如變壓器、發(fā)電機(jī)、母線等。特別短的輸電線路也可考慮采用。 22IIIrIII22IIIrIII5.2 縱差保護(hù)的不平衡電流 縱差保護(hù)在運(yùn)用中，被保護(hù)對(duì)象正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，總會(huì)有一個(gè)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(hù)的靈敏度。引起不平衡電流的因素主要有：一、電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致 根據(jù)縱差保護(hù)的原理可知，最理想的情況就

3、是兩側(cè)TA二次側(cè)電流大小相等，通過(guò)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(guó)家規(guī)定了TA的標(biāo)準(zhǔn)變比系列值，實(shí)際采用的TA變比可能與該計(jì)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(hào)不同511NTAIn522NTAIn 由于配電裝置布置、設(shè)計(jì)人員喜好、廠家不同等原因，有可能出現(xiàn)兩側(cè)TA型號(hào)不同的情況，即使是型號(hào)相同，由于TA誤差也會(huì)造成兩側(cè)電流大小不等，從而形成不平衡電流。 以上兩項(xiàng)不平衡電流可以利用平衡繞組補(bǔ)償一部分，不能完全補(bǔ)償，剩余部分靠動(dòng)作整定值躲過(guò)。（關(guān)于平衡繞組在差動(dòng)繼電器 中講述）三、變壓器調(diào)壓分

4、接頭位置改變 當(dāng)縱差保護(hù)用于保護(hù)變壓器時(shí)，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(wú)載調(diào)壓兩種。當(dāng)調(diào)壓分接頭位置改變時(shí)，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(duì)已經(jīng)配置好的縱差保護(hù)來(lái)講，就會(huì)形成不平衡電流。 該項(xiàng)不平衡電流只能依靠保護(hù)的動(dòng)作整定值躲過(guò)。四、變壓器接線組別 當(dāng)縱差保護(hù)用于保護(hù)變壓器時(shí)，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(jìn)行補(bǔ)償。 采用了相位補(bǔ)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(dòng)臂中的電流要比

5、電流互感器的二次電流大 倍?？赏ㄟ^(guò)適當(dāng)選擇電流互感器變比來(lái)消除。 變壓器星形側(cè)變比： 變壓器三角形側(cè)變比：35311NTAIn522NTAIn五、勵(lì)磁涌流的影響 所謂勵(lì)磁涌流，就是變壓器空載合閘時(shí)的暫態(tài)勵(lì)磁電流。 由于變壓器的勵(lì)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(dòng)回路內(nèi)產(chǎn)生不平衡電流。 當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁涌流，其值可達(dá)變壓器額定電流的68倍?？赡茉斐杀Ｗo(hù)誤動(dòng)作. 若空載合閘正好在電壓瞬時(shí)值為零的瞬間接通電路，則鐵芯中就具有一個(gè)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(shí)必將出現(xiàn)一個(gè)非周期性磁通分量。因非周期性磁通分

6、量的衰減比較慢，經(jīng)過(guò)半個(gè)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(dá)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(lì)磁電流劇烈增加，從而形成了勵(lì)磁涌流 。 勵(lì)磁涌流的最大特點(diǎn)是：含有很大成分的非周期分量；含有大量的高次諧波；max2resmax2res為了消除勵(lì)磁涌流的影響，通常采取的措施是： 接入速飽和變流器。為了消除勵(lì)磁涌流非周期分量的影響，通常在差動(dòng)回路中接入速飽和變流器 。當(dāng)勵(lì)磁涌流進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，其中很大的非周期分量使速飽和變流器的鐵芯迅速嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁阻抗銳減，使得一、二次之間的傳變性能變差，差動(dòng)繼電器的電流很小，保護(hù)不起動(dòng)。通常

7、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(dòng)繼電器。satT帶速飽和變流器的接線 采用以二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置。 采用鑒別波形間斷角原理構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)。 采用差動(dòng)電流速斷保護(hù)。利用勵(lì)磁涌流隨時(shí)間衰減的特點(diǎn)，借保護(hù)固有的動(dòng)作時(shí)間，躲開(kāi)最大的勵(lì)磁涌流。 5.3 差動(dòng)繼電器差動(dòng)繼電器一、DCD2差動(dòng)繼電器的基本原理 結(jié)構(gòu)原理示意圖： 它由加強(qiáng)型速飽和變流器和電流繼電器KA組成。加強(qiáng)型速飽和變流器是一個(gè)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(dòng)線圈和兩個(gè)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(dāng)在差動(dòng)線圈Wd上僅有

8、周期分量電流 時(shí)，B柱上的磁通分別通過(guò)A柱和C柱，并在短路繞組中感生電勢(shì)，產(chǎn)生電流 。如果 = 2 則 ， 當(dāng)鐵芯未飽和時(shí)，相當(dāng)于短路繞組不存在 。 當(dāng)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(shì)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(duì)C柱而言呈去磁作用，進(jìn)一步使二次繞組感生電勢(shì)減小。 因此，短路繞組在差動(dòng)線圈中流動(dòng)非周期性電流時(shí)，是起“去磁”作用，有利于加強(qiáng)繼電器躲閉勵(lì)磁涌流的能力。同時(shí)，短路繞組的匝數(shù)越多， 去磁作用越強(qiáng)。1bW2bWkWkW2WrIkIkWkWkACkBC kkWIkkWI DCD2 差動(dòng)繼電器差動(dòng)繼電器5.4 用用DCD2差動(dòng)繼電器構(gòu)成的