差動保護的原理

差動保護是大型高壓電氣設備廣泛采用的一種保護方式。就水利水電工程而言，它主要用來保護10 KV及以上高壓電機或具有6個引出線的重要電機的主要保護措施。當電流速斷保護不能滿足靈敏度要求時,通常裝設縱差保護作為電機相間短路故障的主保護。

差動保護是基于被保護設備的短路故障而設。當電機繞組發(fā)生相間短路故障時，它能快速反應并動作，使出口斷路器在第一時間跳閘,從而起到保護電機并防止故障進一步擴大的作用。它的基本原理是:在電機的進口（高壓開關柜內）和出口（電機中性點柜內）分別裝設型號相同、變比相同的電流互感器,電流互感器二次側按循環(huán)電流法接線。即兩端電流互感器一、 二次側的異極性相連，并在兩連線之間并聯接如差動繼電器。繼電器線圈流過的電流是兩側電流互感器二次側電流之差。在正常情況下，電機首尾兩端電流相等，即流入電機的電流與流出電機的電流差值為零，也就是電機首尾兩端電流互感器二次側電流差值為零, 此時電機運行正常，差動保護不動作。如電機繞組發(fā)生相間短路故障，此時，流入電機的電流遠遠大于流出電機的電流，即電機首尾兩端電流互感器二次側電流存在差值，此時差動繼電器動作,從而驅使高壓開關柜內的斷路器跳閘,達到保護電機的目的。

在科學日新月異發(fā)展的今天，過去那種以模擬繼電器為主的保護方式，早已被數字綜合保護裝置所代替，且穩(wěn)定性、準確性和可靠性大大提高，以及安裝、調試的方法也大為簡單，但差動保護的基本原理卻是相同的。

 

差動保護誤動的原因

實際調試過程中，尤其是在高壓電機初次啟動時, 在電機內部沒有任何故障的情況下，差動保護會在電機啟動的瞬間動作,造成電機啟動失敗。主要有以下3方面原因：

（1）差動保護的電流整定值計算不恰當，即差動保護的電流整定值小于電機啟動的峰值電流。因為在電機啟動過程中,其峰值電流最高可達電機額定電流的6~8倍,也就是電機在未完全啟動的狀態(tài)下，差動保護就開始動作,造成電機啟動失敗。

（2）電機啟動瞬間存在暫態(tài)峰值電流，而使電機首尾兩端的電流不平衡，即電機兩端的電流互感器二次側電流不平衡，從而使差動保護動作。其主要原因是差動保護動作的時間沒有躲過電機的啟動時間。

（3）電機首尾兩端的電流互感器負載不平衡。在實際安裝過程中，高壓開關柜與電機中性點柜距離很長，即電機兩端的電流互感器距離很遠，因為動力電纜長度不同，它的阻值也不同，這就造成電機兩端的電流互感器負載不同，就會產生不同的負載電流，即電機兩端電流互感器二次側電流存在差值，從而導致差動保 護誤動。

解決途徑

上述原因中，第1、2種原因均屬于人為因素，它可以通過重新計算出正確的差動電流整定值和電機啟動時間而消除;第3種現象雖然可以通過提高差動保護的電流整定值來避免，但同時也降低了保護在正常情況下的靈敏度，埋下了安全隱患，除特殊情況外，一般不予采納。要想從根本上解決這個問題，就得必須增加電流互感器的容量和動力電纜的截面積。但這需要投入更大的資金。 

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