差动保护是什么 工作原理及作用

差动保护是电气保护技术中的一项重要应用，基于基尔霍夫电流定律，通过检测被保护设备两端电流矢量的差值来判别故障，其定义、工作原理、核心作用及典型应用场景如下所述：

一、定义概述

差动保护将电气设备（如变压器、发电机、母线等）视为一个节点。在正常运行时，流入与流出设备的电流相等，差动电流为零。而当设备内部发生短路或其他故障时，两侧电流失衡，差动电流超过设定阈值，从而触发保护动作。

二、工作原理的

1. 基础原理：在正常的工况或外部故障情况下，设备两侧的电流互感器（CT）二次电流矢量差为零，差动继电器不会动作。而在内部故障时，故障点的电流导致两侧CT二次电流出现差值，当这个差动电流大于整定值时，继电器会动作，切断电源。

2. 技术实现：对于变压器差动保护，两侧的CT按照环流法接线，在折算电流平衡时，无差流存在；而在内部故障时，差流反映的短路电流总和会触发跳闸。母线的差动保护则采用“大差”元件来区分内外故障，通过“小差”元件定位具体的故障母线，同时结合电压闭锁以防止误动作。

三、核心作用

1. 主保护功能：作为变压器、发电机等设备的主要保护手段，差动保护能够快速地切除内部的相间短路、匝间短路等高危故障，避免设备的损坏。

2. 高选择性：差动保护仅保护CT之间的设备区域，无需与外部保护配合，动作无延时，从而提升了系统的可靠性。

3. 抗干扰设计：采用比率制动特性，使得在外部故障时，差流随着穿越电流的增大而提高动作阈值，防止误动作；在内部故障时，则保持高灵敏度。

四、典型应用场景

差动保护在电力系统中有广泛的应用。对于变压器，它可以补偿不同侧CT的变比及相位差异，防范绕组内部及引出线的故障。对于发电机，它可以检测定子绕组的相间短路，通过比较机端与中性点的电流来实现快速保护。而对于母线，结合复合电压闭锁逻辑，它可以实现双母线或分段母线的故障定位与隔离。

差动保护以其原理简单、动作快速的特点，成为电力系统关键设备的核心保护手段。它能够在设备发生故障时迅速切断电源，保障电力系统的稳定运行。