第七章 电网的差动保护,第一节 电网的纵联差动保护 第二节 平行线路横联差动方向保护,第三节 平行线路的电流平衡保护,基本要求: 1、掌握纵联差动保护的工作原理及其特点 2、理解不平衡电流的概念 3、掌握横联差动方向保护的工作原理、接线及整定计算，理解相继动作区和死区,第七章 电网的差动保护,第一节 电网的纵联差动保护,电流、电压和距离保护属于单端保护，不能瞬时切除保护范围内任何地点的故障这就不能满足高压输电线路系统稳定的要求如何保证瞬时切除高压输电线路故障？,解决办法：,采用线路纵差动保护,线路纵差动保护是利用比较被保护元件始末端电流的大小和相位的原理来构成输电线路保护的当在被保护范围内任一点发生故障时，它都能瞬时切除故障纵联差动保护的工作原理,电网的纵联差动保护反应被保护线路首末两端电流的大小和相位，保护整条线路，全线速动纵联差动保护原理接线如下图所示流入继电器的电流为I2I2，即为电流互感器二次电流的差 差回路：继电器回路正常运行：,流入差回路的电流,外部短路：,流入差回路中的电流为,被保护线路在正常运行及区外故障时，在理想状态下，流入差动保护差回路中的电流为零实际上，差回路中还有一个不平衡电流Iunb。
差动继电器KD的起动电流是按大于不平衡电流整定的，所以，在被保护线路正常及外部故障时差动保护不会动作内部短路：,流入差动保护回路的电流为,被保护线路内部故障时，流入差回路的电流远大于差动继电器的起动电流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断开线路两侧断路器结论：,1、差动保护灵敏度很高,2、保护范围稳定,3、可以实现全线速动,4、不能作相邻元件的后备保护,二、纵联差动保护的不平衡电流,1稳态情况下的不平衡电流,由于电流互感器总是具有励磁电流，且励磁特性不完全相同同一生产厂家相同型号，相同变比的电流互感器也是如此该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流的差差动回路中产生不平衡电流最大值为,式中 Kerr一电流互感器 10误差； Kst电流互感器的同型系数，两侧电流互感器为同型号时，取0.5，否则取l； Idmax被保护线路外部短路时，流过保护线路的最大短路电流2暂态不平衡电流,原因：由于非周期分量对时间变化率远小于周期分量，故非周期分量很难变换到二次侧，但却使铁芯严重饱和，导致励磁阻抗急剧下降，励磁电流剧增，从而使二次电流的误差增大结论：暂态不平衡电流要比稳态不平衡电流大得多，并且含有很大的非周期分量。
外部短路时的不平衡电流：,短路电流,不平衡电流,2暂态不平衡电流,纵联差动保护是全线速动保护，需要考虑在外部短路时暂态过程中差回路出现的不平衡电流,其最大值为,式中Knp非周期分量的影响系数，在接有速饱和变流器时，取为1，否则取为1.52三、纵联差动保护的整定计算,差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡电流整定,为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开电流互感器二次断线整定,灵敏度校验：,四、纵联差动保护的评价,优点：,全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度较高缺点：,需敷设与被保护线路等长的辅助导线，且要求电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器10的误差这在经济上，技术上都难以实现需装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导线断线应将纵联差动保护闭锁在输电线路中，只有用其它保护不能满足要求的短线路（一般不超过57km 线路）才采用应用：,第二节 平行线路横联差动方向保护,一、横联差动方向保护的工作原理,横差方向保护：是用于平行线路的保护装置，它装设于平行线路的两侧其保护范围为双回线的全长横差方向保护的动作原理是反应双回线路的电流及功率方向，有选择性地瞬时切除故障线路所谓平行线路，是指线路长度，导电材料等都相同的两条并列连结的线路，通常两条线路并联运行，只有在其中一条线路发生故障时，另一条线路才单独运行。
这就要求保护在平行线路同时运行时能有选择地切除故障线路，保证无故障线路正常运行平行线路内部故障特点,正常运行或区外短路时：,内部短路时：,要判断哪条线路短路，则需要判断电流差的方向，以这一原理去实现的差动保护称为横联差动方向保护正常运行及外部发生短路：,两线路中的电流相等两电流互感器差回路中的电流仅为很小的不平衡电流，小于继电器的起动电流，电流继电器不会起动内部故障时 ：,如路WLl的d点发生短路，M侧电流继电器中的电流,当IrIop时，电流继电器1动作功率方向继电器2承受正方向功率动作，功率方向继电器3承受负功率不动作，因而跳开1QF线路N侧：流过差回路中的电流,当IrIop时，电流继电器动作功率方向继电器 2承受正功率，接点闭合，跳开 3QF瞬时切除故障线路WL1横差保护退出工作，非故障线路WL2继续运行二、横联差动方向保护的相继动作区和死区,1、相继动作区,相继动作：线路两侧保护装置先后动作切除故障的方式相继动作区：产生相继动作的范围在靠近对端附近短路时，两回线路电流大小差不多，相位也相同，导致KA不动作；当对端保护动作跳开对端断路器后，电流重新分配，然后本侧保护才动作这种情况称为相继动作，此区域称为相继动作区。
2.相继动作区长度的计算,假设相继动作区的临界点d的短路电流与N侧母线上的短路时的短路电流相等,M侧保护中起动元件的一次动作电流为,依据电压平衡方程式,相继动作区的长度百分数,50%,3、 死区,功率方向继电器采用90接线，但当出口发生三相短路时，母线残压为零，功率方向继电器不动作，这种不动作的范围称为死区死区在本保护出口，在对侧保护的相继动作区内在死区内发生三相短路，两侧横差保护都不能动作死区的长度不允许大于被保护线路全长的10三、横联差动方向保护的整定计算,1电流继电器的动作电流,（l）为保证横差保护范围外故障保护不动作，横差保护的动作电流应按躲开外部短路最大不平衡电流整定,电流继电器的起动电流,（2）躲开单回线运行时的最大负荷电流,2灵敏度校验,在平行的双回线路上，两侧的断路器都处在合闸位置当区内发生故障时，应能保证至少有一侧保护有足够的灵敏度为此，应在两侧保护灵敏度相等的那一点发生故障时，两侧都有足够的灵敏度这样，当故障点向一侧移动时，靠近故障点的一侧保护的灵敏系数增大，而远离故障点的一侧保护的灵敏度必然下降在相同灵敏系数点发生故障时，要求保护的灵敏度为2，即,当在相继动作区内短路时，一侧断路器已经断开的情况下要求另一侧保护的灵敏度系数大于1.5。
四、横差保护装置接线图,五、横联差动方向保护的优缺点及应用范围,优点：,能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障，实现起来简单、经济，不受系统振荡的影响缺点：,存在相继动作区，当故障发生在相继动作区时，切除故障的时间增加1倍保护装置还存在死区需加装单回线运行时线路的主保护和后备保护适用于66kV及以下的平行线路上应用：,第三节 平行线路的电流平衡保护,工作原理：是比较平行线路上的电流大小，从而有选择性的切除故障线路注意事项：在电源侧才能采用电流平衡保护复习思考题：,1 纵联差动保护与电流保护的区别是什么？ 2 纵联差动保护的原理及优缺点是什么？ 3 横联差动保护的原理及优缺点是什么？ 4 什么是横联差动保护的相继动作区？ 5 什么是横联差动保护的死区？,。