比率差動保護是什麼有什麼原理

　　比率差動保護基於故障分量***也稱增量***來實現保護的原理最早可以追溯到突變數原理的保護，但真正受到人們普遍關注和廣泛研究則是出現微機保護技術之後，下面就讓小編來給你科普一下什麼是比率差動保護。

　　比率差動保護的簡介

　　比率差動保護基於故障分量***也稱增量***來實現保護的原理最早可以追溯到突變數原理的保護，但真正受到人們普遍關注和廣泛研究則是出現微機保護技術之後。微機具有長記憶功能和強大的資料處理能力，可以獲取穩定的故障分量，從而促進了故障分量原理保護的發展。近20年來，陸續提出了基於故障分量的差動保護、方向保護、距離保護、故障選相等許多新原理，並在元件保護、線路保護各個領域得到了成功的應用。本文針對在發電機、變壓器中廣泛使用的比率制動式差動保護，討論故障分量保護的基本原理、判據和應用中的一些問題。

　　比率差動保護的原理

　　當有外部故障引起的穿越電流流過被保護裝置時，有很多原因使電流互感器***TA***副邊電流產生誤差。設兩側TA副邊誤差百分比分別記為eⅠ和eⅡ，並用D和R分別表示不含誤差的差動電流和制動電流，故障分量原理的差動電流和制動電流可表示為：

　　正常執行時，及將其代入式***7***，則有ΔId=0和ΔIr=0。

　　外部故障時，考慮最嚴重情形，有eⅡ=-eⅠ=emax,eⅡL=-eⅠL=eL,代入式***7***，並考慮外部制動要求，應滿足：

　　當外部嚴重故障時，此時若忽略式***8***中與有關的項，就得到式***9***。請注意，對於同樣的外部故障條件和K值，故障分量原理差動保護總要比傳統差動保護的制動量略小一些。例如按照10%誤差，對於傳統保護方案，由式***9***可確定K=0.1;對於故障分量比率差動保護方案，若近似假設eL=0.01以及，由式***8***則要求emax-0.005≤0.05，即若emax≥0.055就會誤動***當然，通常這種情況下emax不大可能達到5.5%***。根據前面的分析，故障分量原理的比率差動保護的一個重要特點是，即使K值取得較大***但K<1***，也不會對靈敏度產生不利影響。因此K值應適當取大一些，只要滿足變壓器僅一側投入系統，且發生內部故障時能可靠動作即可。

　　故障分量差動保護的動作判據

　　構成一個完整的差動保護往往還需要用到一些輔助判據，如差流速斷判據、TA斷線閉鎖判據、變壓器保護中的勵磁湧流制動判據和低電壓加速判據等，這裡僅就主判據作討論。

　　兩側電流相量構成的比率制動判據

　　實現保護應先計算被保護裝置兩側故障分量的基波相量，然後再構成比率制動特性動作判據。採用故障分量原理仍然需要設定一個差流故障分量門坎值ΔId.min，並與從原點出發的比率制動特性相結合，形成折線制動特性。根據第1節的分析，故障分量差動保護可選用較大的K值而不會降低靈敏度，故只需要一段斜線特性就夠了，如圖2所示。在正常執行條件下，差動電流ΔId中已消去了TA等因素引起的穩態誤差的影響，故ΔId.min可以整定得更小一些，這對於提高保護對內部輕微故障的靈敏度非常有益。

　　微機保護的執行原理

　　微機保護裝置的數字核心一般由CPU、儲存器、定時器/計數器、Watchdog等組成。目前數字核心的主流為嵌入式微控制器***MCU***，即通常所說的微控制器;輸入輸出通道包括模擬量輸入通道***模擬量輸入變換回路***將CT、PT所測量的量轉換成更低的適合內部A/D轉換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V***、低通濾波器及取樣、A/D轉換***和數字量輸入輸出通道***人機介面和各種告警訊號、跳閘訊號及電度脈衝等***。

　　微機保護的基本組成

　　傳統的繼電保護裝置是使輸入的電流、電壓訊號直接在模擬量之間進行比較和運算處理，使模擬量與裝置中給定的機械量***如彈簧力矩***或電氣量***如門檻電壓***進行比較和運算處理，決定是否跳閘。

　　計算機系統只能作數字運算或邏輯運算，因此微機保護的工作過程大致是：當電力系統發生故障時，故障電氣量通過模擬量輸入系統轉換成數字量，然後送入計算機的中央處理器，對故障資訊按相應的保護演算法和程式進行運算，且將運算的結果隨時與給定的整定值進行比較，判別是否發生故障。一旦確認區內故障發生，根據開關量輸入的當前斷路器和跳閘繼電器的狀態，經開關量輸出系統發出跳閘訊號，並顯示和列印故障資訊。

　　微機保護由硬體和軟體兩部分組成。

　　微機保護的軟體由初始化模組、資料採集管理模組、故障檢出模組、故障計算模組、自檢模組等組成。

　　通常微機保護的硬體電路由六個功能單元構成，即資料採集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通訊介面和人機對話系統。