差動(dòng)保護(hù)的原理

差動(dòng)保護(hù)是大型高壓電氣設(shè)備廣泛采用的一種保護(hù)方式。就水利水電工程而言，它主要用來保護(hù)10 KV及以上高壓電機(jī)或具有6個(gè)引出線的重要電機(jī)的主要保護(hù)措施。當(dāng)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí),通常裝設(shè)縱差保護(hù)作為電機(jī)相間短路故障的主保護(hù)。

差動(dòng)保護(hù)是基于被保護(hù)設(shè)備的短路故障而設(shè)。當(dāng)電機(jī)繞組發(fā)生相間短路故障時(shí)，它能快速反應(yīng)并動(dòng)作，使出口斷路器在第一時(shí)間跳閘,從而起到保護(hù)電機(jī)并防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大的作用。它的基本原理是:在電機(jī)的進(jìn)口（高壓開關(guān)柜內(nèi)）和出口（電機(jī)中性點(diǎn)柜內(nèi)）分別裝設(shè)型號(hào)相同、變比相同的電流互感器,電流互感器二次側(cè)按循環(huán)電流法接線。即兩端電流互感器一、 二次側(cè)的異極性相連，并在兩連線之間并聯(lián)接如差動(dòng)繼電器。繼電器線圈流過的電流是兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。在正常情況下，電機(jī)首尾兩端電流相等，即流入電機(jī)的電流與流出電機(jī)的電流差值為零，也就是電機(jī)首尾兩端電流互感器二次側(cè)電流差值為零, 此時(shí)電機(jī)運(yùn)行正常，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作。如電機(jī)繞組發(fā)生相間短路故障，此時(shí)，流入電機(jī)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于流出電機(jī)的電流，即電機(jī)首尾兩端電流互感器二次側(cè)電流存在差值，此時(shí)差動(dòng)繼電器動(dòng)作,從而驅(qū)使高壓開關(guān)柜內(nèi)的斷路器跳閘,達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的。

在科學(xué)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(hù)方式，早已被數(shù)字綜合保護(hù)裝置所代替，且穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可靠性大大提高，以及安裝、調(diào)試的方法也大為簡單，但差動(dòng)保護(hù)的基本原理卻是相同的。

 

差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因

實(shí)際調(diào)試過程中，尤其是在高壓電機(jī)初次啟動(dòng)時(shí), 在電機(jī)內(nèi)部沒有任何故障的情況下，差動(dòng)保護(hù)會(huì)在電機(jī)啟動(dòng)的瞬間動(dòng)作,造成電機(jī)啟動(dòng)失敗。主要有以下3方面原因：

（1）差動(dòng)保護(hù)的電流整定值計(jì)算不恰當(dāng)，即差動(dòng)保護(hù)的電流整定值小于電機(jī)啟動(dòng)的峰值電流。因?yàn)樵陔姍C(jī)啟動(dòng)過程中,其峰值電流最高可達(dá)電機(jī)額定電流的6~8倍,也就是電機(jī)在未完全啟動(dòng)的狀態(tài)下，差動(dòng)保護(hù)就開始動(dòng)作,造成電機(jī)啟動(dòng)失敗。

（2）電機(jī)啟動(dòng)瞬間存在暫態(tài)峰值電流，而使電機(jī)首尾兩端的電流不平衡，即電機(jī)兩端的電流互感器二次側(cè)電流不平衡，從而使差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。其主要原因是差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間沒有躲過電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。

（3）電機(jī)首尾兩端的電流互感器負(fù)載不平衡。在實(shí)際安裝過程中，高壓開關(guān)柜與電機(jī)中性點(diǎn)柜距離很長，即電機(jī)兩端的電流互感器距離很遠(yuǎn)，因?yàn)閯?dòng)力電纜長度不同，它的阻值也不同，這就造成電機(jī)兩端的電流互感器負(fù)載不同，就會(huì)產(chǎn)生不同的負(fù)載電流，即電機(jī)兩端電流互感器二次側(cè)電流存在差值，從而導(dǎo)致差動(dòng)保 護(hù)誤動(dòng)。

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(jì)算出正確的差動(dòng)電流整定值和電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間而消除;第3種現(xiàn)象雖然可以通過提高差動(dòng)保護(hù)的電流整定值來避免，但同時(shí)也降低了保護(hù)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(gè)問題，就得必須增加電流互感器的容量和動(dòng)力電纜的截面積。但這需要投入更大的資金。 

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