差动保护(1).docx

《差动保护(1).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《差动保护(1).docx（17页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、差动保护差动保护原理是基于基尔霍电流定律，首先我们先简单的来阐述一下这个原理，简单来说就是一个节点，流入的电流等于流出的0如上图，规定流入节点为正，流出节点为负，那么10+(-4)+(-6)=0那么对于一个被保护设备来说,我们就可以把被保护设备看成一个广义的节点或者一个闭合的节点。我们常见的设备有电机，变压器，线路等电力设备。下面我们以线路设备为例，把一条线路看做一个广义的节点用一个闭合的虚框曲线代替。当设备正常运行时，流过额定电流Ie时，我们发现电流Ie由该闭合节点以一端流入由另一端流出。那么1e+(1e)=O.那么就没有差流流入被保护设备，保护可靠不动作。当被保护的设备发生区内故障时，也就

2、是我们线路上发生一个故障点KK点故障，kM由M侧母线指向故障点，IKN由N侧母线指向故障点，那么对于这个保护设备即MN线路这个广义闭合曲线来说，这2个电流都是流入闭合节点，IKM+IKNO,而且这是故障，电流很大，那么差流就很大，保护能可靠动作。下面我们着重来谈一谈差动保护对二次回路CT极性的要求，很多人都知道极性不能错，一但错就有差流了。但是很多理解不到位，这里指的极性要求主要不是单指CT减极性要求,我们的CT都是减极性的，什么叫减极性，简单的来说就是一次电流由一次的同名端流入，那么二次电流就由二次的同名端流出。如图(P1、S1同名端)也就是一次电流I1有同名端P1流入，那么这时候二次电流的

3、方向12是怎么样的呢？应该由二次同名端流出，二次的同名端为S1,那么二次电流方向应该是由左至右如图所示流出S1所有的CT都是满足减极性的不是说差动保护这组绕组的CT极性是要求减极性的其他保护的CT就可以是加极性不是减极性的，只要是CT都是减极性的。那么为什么还要强调差动保护的极性问题呢，这里指的极性问题是二次回路两侧电流的之间的相位关系。我们具体说一说是什么意思。我们用电动机差动保护为例子讲一讲。我们先说一下一次CT的安装位置一共4种/斛与两侧一次CT安装方式组合有4种这个应该不难理解。现在以其中一种安装方式我们来研究一下（上图中最上面一种安装形式），这两侧电流二次电流相位极性关系是个什么样的

4、。我们发现这样安装的CT在正常运行的时候，额定电流Ie都是由开关侧CTPI流入，中性点侧CT也是由P1流入。那么这两侧的二次电流是怎样流向保护装置的？这个就和二次回路接线方式有关系了。也就是说二次回路接线的时候你是选择做S1做为N还是选择S2做为N,下面我们分别画一画二次绕组以不同接头为N接线对于差动保护来说有什么区别。第一种两侧二次都以S1为N接线结合我们之前CT减极性的定义一次电流Ie都是由两侧CT的p1流入，那么两侧二次电流都应该由S1流出。这样我们发现对于保护装置来说这两侧电流都是流出保护装置的。第二种两侧二次电流，都是以32为N的。第三种开关侧以SI为N,中性点侧以S2为N减极性分析

5、开关侧一次电流P1流入,二次电流S1流出，所以开关侧二次电流流出保护装置;中性点侧一次电流P1流入，二次电流S1流出，所以中性点侧二次电流流入保护装置。最后一种第四种开关侧以S2为N,中性点侧以S1为N减极性分析开关侧一次电流P1流入,二次电流S1流出，所以开关侧二次电流流入保护装置；中性点侧一次电流P1流入，二次电流S1流出，所以中性点侧二次电流流出保护装置。我们来研究一下4种不同二次接线方式下，两侧二次电流之间的相位关系，为了大家看的清楚，定义流入保护装置电流角度为。度，流出保护装置电流角度为180度。第一种两侧二次都以S1为N接线，分析得出两侧电流都是流出保护装置的，那么开关侧二次电流可

6、以写成IeN180,中性点电流可以写成IeNI80.很清楚2个角度一样的，大小也一样的，两侧相位差为。度。第二种两侧二次电流，都是以S2为N的，分析得出两侧二次电流都是流入保护装置，那么开关侧电流二次可以写成流可以写成IeN0,中性点电流可以写成IeN0,显然两侧相位差还是。度。第三种开关侧以SI为N,中性点侧以S2为N,分析得出开关侧二次电流流出保护装置；中性点侧二次电流流入保护装置。那么开关侧电流二次可以写成流可以写成1eN180,中性点电流可以写成IeNO,显然两侧相位差为180第四种开关侧以S2为N,中性点侧以SI为N,分析得出开关侧二次电流流入保护装置；中性点侧二次电流流出保护装置。

7、那么开关侧电流二次可以写成流可以写成IeNO,中性点电流可以写成eN180,显然两侧相位差为180综上说术，由于不同的二次回路接线方式，会造成二次回路两侧电流相位有时候是同相位的，有的时候是反相位的，我们把同相位的这种接线暂定义为0度接线，把反相位的这种接线暂定义为180度接线那么这个对差动保护有什么影响？保护厂家在对差流定义的时候,会有两种选择一种是矢量和做差流，一种是矢量差做差流。每个厂家都有会有一个选择。为了举例说明这里找了东大金智电动机差动保护一个是WDZ400系列的一个是WDZ5200系列的，这2个保护装置还是一个厂家只是不同系列的产品他们在差动保护原理的差流算法上就体现出了区别：如

8、果电动机处十起动态,检测12，如果6125IcdmW1.1251，则电动机进入.行态:1MOI251,则电动机进入停机态.其中1g为电动机机端电流最大值。N2差动起动元件装置举动速断和比率差动采川突变好起动元件和过流起动元件，当基动电流发生突变或者2动电流的城大值大J相应的过流定值时，起动元件动作井.展览IOs,开放起动继电器.23差动电流制动电流计算公式按照同名端同在例的原则，进行芥动电流的i1.即为两侧电流的矢城和：制动也激按照两IW电流绝对值和的一归I算，JWDZ-5231装置分相采集电动机的端电流和中性线电流，计算出差动电流和制动电流.差动制动电流计算差动电流：O/=1A-Z制动电流：

9、H/=(+Z)/24.式中：D1：电动机弟动电流H1:电动机制动电流J电动机端电流电动机中性线电流从动作判据中可以看出，本保护的动作特性如图4.2所示.WDZ-431很明显的看到2个保护装置的差流算法公式中有一个是减法即矢量差做差流，另一个保护装置是差流算法是加法，即矢量和做差流。那么我们知道设备正常运行的时候，之前也分析过了保护装置是不应该有差流的，理论上差流应该为O.一次电流是符合基尔霍夫电流定律的，现在二次回路接线方式有2种方式O度接线和180度接线，那么我们验证一下保护装置是不是没有差流。现在先用WDZ431这个装置来验证一下，这个装置用的矢量差即减法做差流。度接线：第一种：开关侧Ie

10、Z180中性点侧1eN180第二种：开关侧IeZO中性点侧IeNO验证差流：第一种：N1801eN180=0第二种：IeNO-IeNO=O结论：差流算法是减法，0度接线方式是没有差流的，符合实际。180度接线：第三种：开关侧1e/180中性点侧IeNo第四种：开关侧IeNO中性点侧1e/180验证差流：第三种：IeN180-IeNO=21e1800第四种：1eZ0-1eZ180=21eZ00结论：差流算法是减法，180度接线方式是有差流的，不合实际。接着用WDZ5231这个装置来验证一下，这个装置用的是矢量和即加法做差流。度接线：第一种：开关侧IeZ180中性点侧IeN180第二种：开关侧Ie

11、ZO中性点侧IeNO验证差流：第一种：1eN180+1eN180=21e1800第二种：IeZO+1eZ0=21eZ00结论：差流算法是加法，。度接线方式是有差流的，不符合实际180度接线：第三种：开关侧1e/180中性点侧IeNO第四种：开关侧IeNO中性点侧IeNI80验证差流：第三种：1eN180-1e0=0第四种：IeNO-IeN180=0结论：差流算法是加法，180度接线方式无差流，差流为0,符合实际。我们反过来想一想，2个大小一样的矢量相加为0,是不是这2个矢量相位要差180度即180度接线方式满足差流算法是加法矢量和算法的保护装置。同理2个大小一样的矢量相减要为0,是不是这2个矢

12、量相位要差0度即0度接线方式满足差流算法是减法矢量差算法的保护装置。对于其他形式CT一次安装方式用这样的方法分析出来的结果是不变得，对于剩下的三种一次安装方式就不逐一分析了。上面讲了那么多，最终是让大家要有一个认知，CT二次接线方式和保护装置差动原理（差流算法）是有相互配合的，你用一个现场是0度接线方式的二次回路给一个差动保护是矢量和为差流的保护，那么对不起设备一投运就有差流了。同样一台保护装置说明书上己经告诉你了差流算法是矢量差做差流，而你现场实际二次回路接成了180度方式的，那么正常运行的时候也是有差流的。差动保护装置和二次回路是要有配合相互匹配的，才能保证装置区外故障和正常运行的时候理论

13、上无差流。下面谈一谈差动保护原理，对于新接触保护行业的人员上可能会产生的一些疑惑。之前我们也说了差动保护在区内故障的时候一次差流很大，区外故障和正常运行的时候一次无差流。这个说明区外和区内故障的故障特征很明显了。一个差流很大，一个无差流。那么我们看看保护说明书上的动作方程或者动作曲线是个什么样的。WDZ431EX电动机差动保护装置(V2.6)技术说明M装置分相采集电动机的竭电流和中性线电流，计算出差动电流和制动电流.差动制动电流计算差动电流：D=-制动电流：H=(+)2式中：D1：电动机启动电流HI：电动机制动电流4：电动机蚪电流i,t电动机中性线电流从动作判据中可以看出，本保护的动作特性如图

14、4.2所示.保护动作后故障电流消失，比率差动保护返回.22整定值口动加倍为防止在电动机较大的Ja动电流3由于始末端CT不平衡电流引起本保护误动作，本装置提供了整定值自动加倍功能，即在电动机Ja动过程中将核定的是动保护最小动作电流值IE和比率制动系数K值自动加倍.本功能可投入或退出.13.CT断线检测装置设有CT断线判断功能，当发生CT断战时闭锁保护出口.CT断线判断逻辑为：六可以看到该保护动作曲线给出动作区域一共4段，第一段一条直线（最下面一条一段直线）；第二段斜率为K的一条斜线；第三段斜率为1的一条斜线；第四段一条直线（最上面一段直线）。我们马上给这4段都起一个名字，简单讲一下每段设置的意义

15、。第一段为启动段，第一段和斜线有个交点，一般我们叫这个点为差动保护的拐点。ICdqd为最小启动电流，也就是差动保护最小动作电流。这个电流是为了躲正常运行的不平衡电流，也就是说一次无差流，二次理论上也应该无差流，但是由于两侧CT的参数上的差异、装置采样的误差等一系列允许范围的误差引起的差流，我要在整定计算的时候躲过它，这里就设置了这个电流门槛值Icdqd来躲过它。第二、三段为斜线，一个是斜率可以自己整定的K,一个是固定斜率为1的，这叫比率差动段。这里我们要讲一讲为么要设置一个比率差动。前面讲了区内故障一次差流很大，正常运行和区外故障一次差流为Oo第一段已经躲过正常运行时候允许误差范围的内不平衡电流，那么我们就用启动段这一条直线从头画到尾不就行了吗？答案是肯定是不行的，为什么不行，这就要谈一谈CT的特性，CT是将一个大电流（一次电流）转变成一个小电流（二次电流），这是它的任务，二次的方向按减极性，二次的大小按变比转化。但是CT在传变这个电流，不是说能做到100%完全不失真，我们看一个CT铭牌参数，会标有5P20或者IOPIO之类的字样，以5P20为例，其中P表示保护绕组，数字20表示一次电流达到20倍的额定电流下，数字5代表二次电流允许的综合误差不超