纵联差动保护接线原理与判别

论文总字数：16717字

摘 要

纵联差动保护是运用基尔霍夫电流定律建立的一种保护原理，相较于其他的保护方式，其具有较高的选择性、灵敏性、速动性。所以被广泛地用于电气元件的保护。但是纵联差动保护在实际工程应用中常常会因为接线出错导致保护误动作。

本文是重点讨论了纵联差动保护运用于变压器和高压电动机时的接线情况，论述了纵联差动保护的一般接线的方法，同时指出了可能发生的错误接法。文章还给出了判别接线正确性的方法，最后结合MATLAB仿真，观察错误接线时的电流波形，给出直观的比较。

关键词：纵联差动保护；变压器；电动机；MATLAB

The Principle And Criterion of The Connection of Longitudinal Protection

Abstract

Longitudinal differential protection is the use of a principle to protect Kirchner"s current law established，Compared with other ways of protection,longitudinal differential protection has advantages of sensitivity，selectivity，rapidity.It is widely used for protection of electrical components.But the longitudinal differential protection is often in the practical engineering application because the wiring error leads to protection miss operation.

This paper is focused on the longitudinal differential protection for transformer and high voltage motor wiring,discusses the method of the general line longitudinal differential protection,and points out the possible error connection.This paper gives a method of wiring correctness, combining with MATLAB simulation,waveform observation error wiring,gives an intuitive comparison.

Keywords: longitudinal differential protection; transformer; motor; MATLAB

目录

摘要 - 2 -

Abstract - 3 -

第一章 概述 - 6 -

1.1 引言 - 6 -

1.2 研究概况 - 6 -

1.3 研究意义 - 7 -

1.4 本文概况 - 7 -

第二章 纵联差动保护 - 8 -

2.1 纵联差动保护原理 - 8 -

2.2 变压器纵联差动保护原理 - 8 -

2.3 高压电动机纵联差动保护原理 - 9 -

2.4 微机保护原理 - 10 -

2.4.1 变压器微机差动保护 - 11 -

2.4.2 发电机微机差动保护 - 12 -

第三章 纵联差动保护接线的判别 - 13 -

3.1 变压器纵联差动保护的正确接线 - 13 -

3.1.1 互感器接线要消除由于变压器两侧的绕组接线方式不同而产生的不平衡电流 - 13 -

3.1.2 消除由于电流互感器变比不同造成的不平衡电流 - 13 -

3.2 高压电动机纵联差动保护的正确接线 - 14 -

3.3 纵联差动保护接线错误可能导致的后果 - 15 -

3.4 纵联差动保护接线判别方法 - 15 -

3.4.1 功率表法 - 16 -

3.4.2 钳形功率因数表法 - 17 -

第四章 纵联差动保护接线的仿真 - 19 -

4.1 MATLAB简介 - 19 -

4.2 Simulink仿真介绍 - 20 -

4.3 仿真思路介绍 - 20 -

4.3.1 变压器纵联差动保护仿真 - 20 -

4.3.2 高压电动机纵联差动保护仿真 - 27 -

第五章 仿真结果分析 - 30 -

5.1 变压器仿真结果分析 - 30 -

5.2 高压电动机仿真结果分析 - 30 -

5.3 微机继电保护分析 - 30 -

第六章 总结 - 31 -

致谢 - 32 -

参考文献 - 33 -

1. 概述

1.1 引言

纵联差动保护广泛应用于输电线路、变压器、电动机等。在实际工程应用中经常出现接线错误导致保护误动作。

纵联差动保护是通过比较被保护原件两侧电流的大小和相位来工作的。其中，输电线路、电动机等主要采用环流接线，接线时要注意的是电流互感器极性的联接方式；变压器由于其两侧电源大小、相位不同，所采用的互感器变比可能也有差异，所以可能会导致电流互感器二次侧电流相位不同，这些都会导致差动继电器误动作或者拒动。

差动保护利用基尔霍夫电流定理，在电力系统中得到广泛的应用，其基本要求是当故障发生在区内时可靠动作，故障发生在区外时可靠不动作。电动机是把电能转换成机械能的设备,在电力系统中运用十分广泛。如果在发生故障时不能正确动作，将会对电力系统造成极大的危害。随着电力系统不断的提升，对电动机差动保护性能的要求也不断提高，因此，如何避免差动保护误动作，提高动作可靠性成为电动机保护中一个待解决的重要问题。

继电保护装置是电力系统中一个重要的组成部分。它对电力系统安全稳定地运行起着极为重要的作用，电力系统一时一刻也不能离开继电保护。继电保护的正确动作是保证电力系统安全运行和提高供电质量的重要保证。继电保护出现不正确动作，其保护装置本身就是电力系统事故的根源，严重威胁电力系统的安全运行。

变压器差动保护就是将变压器两侧的电流互感器二次绕组按差电流的方法接线，再将其输出电流接入差动继电器构成的一种变压器保护。其保护范围为变压器两侧电流互感器之间部分。在变压器正常运行及保护范围外发生短路时，变压器两侧流入差动继电器的电流相量互差180°，其相量和为零。在保护范围内发生短路，当流入差动继电器的电流相量大于继电器动作值时继电器动作，使变压器两侧的开关跳闸。

根据国家设计规范要求，不小于2000kW的异步电动机需要装设纵联差动保护。纵联差动保护用作电动机的相间短路保护。

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