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电力系统差动保护是一种基于基尔霍夫电流定律的主保护方式。它通过比较被保护设备两端或多端的电流来判断是否发生内部故障。在这个例子中，我们看到一个变压器的差动保护系统，包括四个电流互感器CT和一个差动继电器。电流互感器测量流入和流出变压器的电流，差动继电器比较这些电流的差值。
差动保护的基本原理基于基尔霍夫电流定律。在正常运行或外部故障时，流入被保护设备的总电流等于流出的总电流，即I1加I2等于I3加I4，差动电流接近于零。当变压器内部发生故障时，这种电流平衡被打破，流入和流出的电流不再相等，产生一个较大的差动电流。当差动电流超过预设的整定值时，差动继电器就会动作，发出跳闸命令，迅速隔离故障设备。
差动保护采用特性曲线来确保高灵敏度和高选择性。这个曲线将差动电流和制动电流的关系分为动作区和不动作区。在正常运行或外部故障时，差动电流较小，工作点位于不动作区；而内部故障时，差动电流显著增大，工作点进入动作区，保护装置迅速动作。特性曲线通常采用百分比制动特性，随着制动电流的增加，差动电流的动作门槛也相应提高，这有效防止了变压器励磁涌流、CT饱和等情况下的误动作，提高了保护的可靠性。差动保护的动作时间通常在10到30毫秒之间，能够快速切除故障。
差动保护在电力系统中有广泛的应用。变压器差动保护是最常见的应用之一，它能有效保护变压器免受内部短路故障的危害。发电机差动保护用于保护大型发电机的定子绕组，防止相间短路和接地故障。母线差动保护用于保护变电站的母线，具有高速度和高选择性的特点。此外，差动保护还应用于大型电动机和重要输电线路的保护。在线路保护中，称为纵差保护，需要通信信道传输电流信息。这些应用都充分利用了差动保护高灵敏度、高选择性和快速动作的特点，为电力系统的安全稳定运行提供了重要保障。
总结一下，电力系统差动保护是一种基于基尔霍夫电流定律的主保护方式。它通过比较被保护设备两端或多端的电流来判断是否发生内部故障。在正常运行或外部故障时，流入电流等于流出电流，差动电流很小；而在内部故障时，流入电流与流出电流不平衡，产生较大的差动电流，触发保护动作。差动保护具有高灵敏度、高选择性和快速动作的特点，动作时间通常在10到30毫秒之间。它广泛应用于变压器、发电机、母线、电动机和输电线路的保护，是电力系统中最重要的保护方式之一，为电力系统的安全稳定运行提供了重要保障。