差動(dòng)保護的原理

差動(dòng)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(lái)保護10 KV及以上高壓電機或具有6個(gè)引出線(xiàn)的重要電機的主要保護措施。當電流速斷保護不能滿(mǎn)足靈敏度要求時(shí),通常裝設縱差保護作為電機相間短路故障的主保護。

差動(dòng)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(shí)，它能快速反應并動(dòng)作，使出口斷路器在第一時(shí)間跳閘,從而起到保護電機并防止故障進(jìn)一步擴大的作用。它的基本原理是:在電機的進(jìn)口（高壓開(kāi)關(guān)柜內）和出口（電機中性點(diǎn)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(xiàn)。即兩端電流互感器一、 二次側的異極性相連，并在兩連線(xiàn)之間并聯(lián)接如差動(dòng)繼電器。繼電器線(xiàn)圈流過(guò)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(shí)電機運行正常，差動(dòng)保護不動(dòng)作。如電機繞組發(fā)生相間短路故障，此時(shí)，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(shí)差動(dòng)繼電器動(dòng)作,從而驅使高壓開(kāi)關(guān)柜內的斷路器跳閘,達到保護電機的目的。

在科學(xué)日新月異發(fā)展的今天，過(guò)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(jiǎn)單，但差動(dòng)保護的基本原理卻是相同的。

 

差動(dòng)保護誤動(dòng)的原因

實(shí)際調試過(guò)程中，尤其是在高壓電機初次啟動(dòng)時(shí), 在電機內部沒(méi)有任何故障的情況下，差動(dòng)保護會(huì )在電機啟動(dòng)的瞬間動(dòng)作,造成電機啟動(dòng)失敗。主要有以下3方面原因：

（1）差動(dòng)保護的電流整定值計算不恰當，即差動(dòng)保護的電流整定值小于電機啟動(dòng)的峰值電流。因為在電機啟動(dòng)過(guò)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(dòng)的狀態(tài)下，差動(dòng)保護就開(kāi)始動(dòng)作,造成電機啟動(dòng)失敗。

（2）電機啟動(dòng)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(dòng)保護動(dòng)作。其主要原因是差動(dòng)保護動(dòng)作的時(shí)間沒(méi)有躲過(guò)電機的啟動(dòng)時(shí)間。

（3）電機首尾兩端的電流互感器負載不平衡。在實(shí)際安裝過(guò)程中，高壓開(kāi)關(guān)柜與電機中性點(diǎn)柜距離很長(cháng)，即電機兩端的電流互感器距離很遠，因為動(dòng)力電纜長(cháng)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(huì )產(chǎn)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(dòng)保 護誤動(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(guò)重新計算出正確的差動(dòng)電流整定值和電機啟動(dòng)時(shí)間而消除;第3種現象雖然可以通過(guò)提高差動(dòng)保護的電流整定值來(lái)避免，但同時(shí)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(gè)問(wèn)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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